隐框玻璃幕墙与球形网架结合的探讨

摘 要：随着社会的发展和技术的不断更新，建筑的外立面在满足使用和安全功能的同时也追求多样化，新颖法，一些传统的幕墙结构形式，如隐框幕墙，明框幕墙越来越跟不上时代节奏的步伐，一种兼顾隐框幕墙与球形网架特点的隐框玻璃球形网架幕墙也应运而生，本文就隐框玻璃幕墙与球形网架结合的设计与施工过程进行了探讨，旨在进一步为隐框球形幕墙的使用与施工服务。

关键词：隐框球形幕墙；设计；施工

一、隐框玻璃幕墙

隐框玻璃幕墙是一种从外表面只能看到玻璃的建筑幕墙，其骨架隐藏在室内，玻璃通过附框、结构胶及螺栓等与骨架连成一体，从远处看形成了一片可自反光的玻璃幕，极具装饰效果。隐框玻璃幕墙从外表面看不到型材，但并不代表玻璃幕墙没有设置框架。只是框架设计在室内，通过结构胶把玻璃自重以及所受风压等外载荷传递给框架，因此结构胶的强度以及耐老化性能对结构稳定性有着很大的影响。在建筑使用过程中需要对结构变化进行定期检查，避免风吹日晒、地震风振的影响导致结构胶老化发生玻璃坠落[1]。除了在建筑使用过程中重视安全检查之外，结构胶施工过程也是保证建筑安全性的重要环节，无论是结构胶自身性能，还是打胶工艺、玻璃分块、粘接面积、胶的相容性等，都需要严格按照技术要求和规范进行施工和选择。为了进一步提高安全性，一些工程还在垂直玻璃幕墙上使用金属连接件固定玻璃。

二、球形网架

球形网架在现代建筑中采用越来越多，它通过杆件与螺栓球，采用整体安装法，高空散装法、高空吊装法等方式把杆件与螺栓球连成一整体，具有跨度大，重量轻，稳定性好，外观美观等多种特性，而且杆件基本上设计成二力杆，使钢材的力学性能得到了充分利用，整体钢度好，而且抗震性能良好，但因钢结构不耐高温，使其防火性能大打折扣，一般采用在钢结构表面涂饰超薄型和薄型防火涂料，使网架的防火性能大大提高，且外表美观。

三、隐框玻璃幕墙结合球形网架的设计

现阶段，球形网架一般采用膜结构等形式达到防风和防雨的目的，但因透过性和采光性不好，使其使用功能大打折扣，因此，把隐框幕墙与球形网架结合起来设计成一种隐框玻璃球形网架幕墙应运而生，在保证了大空间等使用的功能下，也兼顾了透光的特点，在国内已有不少建筑开始采用。但考虑到球形网架结构形式复杂，而钢化玻璃成形后无法进行任何切割，使得两者的结合难以完美，因此在设计中，如何设计玻璃的分格以及球形网件杆件的形式尤为重要，要使两者有机的统一起来并能真正用于施工，一直是困扰设计师的一大难题。

1. 球形网架分格：

考虑到网架为球形的特点，而外面玻璃弯弧的难度大，造价高，应把网件各杆件的分布设计成三角形，使玻璃采用三角形玻璃，基本上能保证外立面为球形的形状而且节约成本。

2. 球形网架节点：

网架节点是空间节点，连接不同方向的杆件，可能要汇集多根杆件，所以网架节点构造远比平面桁架节点复杂。网架节点需要保证牢固可靠，传力明确，并且要求节点安装简单，节省材料，并且在安装结束后，节点的受力状态和设计假定条件相符。

国内的网架节点按照构件的界面形式划分，有空心球节点以及螺栓球节点两种，螺栓球节点使用螺旋连接杆件和钢球连成一整体。螺栓节点主要由钢球、锥头、螺栓、套筒、销子等结构构成，焊接工作量非常小，而又能够获得稳定可靠的安装质量和准确的安装尺寸，在玻璃幕墙球形网架结构中，节点宜选择螺栓球节点方式，但节点零件需要使用高强度钢材，对加工精度要求很高，成本也较高。

3. 玻璃面板的设计：

玻璃面板要与球形网架的结构形式一致，宜采用三角形，三角形玻璃采用钢化玻璃，通过结构密封胶与铝附框相连成一整体，再采用螺栓或螺钉固定于球形网架上，三角形玻璃的特点是可通过普通的平板玻璃按不同的角度组合就可达到球面的形状。玻璃不需要弯弧，制作及安装都相对简单，但因玻璃为三角形，应力相对集中，玻璃自爆的机率也加大，所以，如果针对大型的玻璃球形网架玻璃幕墙，玻璃宜采用半钢化玻璃和夹胶玻璃。

四、隐框球形玻璃幕墙施工

（一）技术交底

施工前，由隐框球形幕墙的设计人员对安装工程项目的图纸资料、施工方案、技术规范、工艺要求等内容进行详细说明，并认真进行技术交底，施工方需要根据交底工作内容组织进行施工设计，准备施工技术措施和安全施工措施。

（二）施工准备

球形隐框幕墙施工之前需要考察施工现场条件，保证有足够的清洁场地堆放成品玻璃及与球形网架的零配件，堆放时要避免出现划伤、变形。认真编制施工方案，聘请专业厂家参照施工图纸及施工方案搭设脚手架，保证脚手架的可靠性和实用性。同时，准备好测量所用的相关仪器（如水平仪、经纬仪等），为正式施工创造条件。

（三）材料验收

加强对材料的检验和质量认证，对网架的主要受力杆件、螺栓球、高强螺栓等进行抽样检查并见证取样复检，确保所使用的材料符合设计要求和规范要求，对有疑义的构配件分堆单独存放，待检测报告出来且合格后方可使用。

（四）球形隐框玻璃幕墙施工

1.放线

球形网架具有相对独立的空间位置，没有定位轴线。设计时通过计算机CAD的等比例放样，分析网架节点、杆件与幕墙分格之间的相对位置关系，找出幕墙龙骨外表面中心线交于一点的位置，该点应位于网架整体球心和网架节点球心连线的延长线上。以该点为基准点进行放线，结合各种精密仪器，通过计算机模拟，采用坐标点位的方式，依次放出各骨架的投影线或其它必要的辅助线，再以这些投影线和辅助线进行引测。

2.安装

球形幕墙与一般平面幕墙不同，安装了难度大大增加，安装中要重点控制幕墙龙骨的安装误差，一般要安装幕墙所需的每一条龙骨与网架的相对位置不发生变化，这可消除安装中的误差，安装完龙骨后，对龙骨的安装尺寸进行复测，用同一卷尺测量各杆件的实际长度和对角线尺寸，对那些偏差较大的杆件，及时调整螺栓球的位置和螺栓的松紧，确保各杆件受力符合要求，且符合玻璃板块的安装。

玻璃板块安装时，要轻拿轻放，防止玻璃角部撞到尖锐部位或撞到以安装好的玻璃的角块而导致玻璃破裂，玻璃板块的安装宜采用一定的顺序，当设计无要求时，宜由下往上，由中间往两边的次序安装，边安装边消除累计误差，安装完一定范围的玻璃后，宜先检查已安装玻璃的位置、规格、外观等，如与设计不符及规范不符，及时整改，隐蔽验收完成后及时注胶封闭。

结束语：本文主要阐述隐框玻璃幕墙和球形网架结合情况下的设计做法与施工要求，对隐框玻璃球形网架幕墙这种建筑结构形式进行了简单了解，并对隐框玻璃幕墙结合球形网架的设计和施工防范进行了讨论，验证了隐框玻璃球形网架幕墙的可行性，认为球形隐框玻璃幕墙结构能够在没有隐框玻璃幕墙骨架的情况下在建筑立面上营造出特别的装饰效果，但是实际上在一些不恰当的情况下使用隐框玻璃球形幕墙不但会暴露隐藏在幕墙后的金属框架，而且球形网架的大空间及球形造型不适合使用性的要求，因而，选择球形隐框玻璃球形网架幕墙需要对建筑结构的整体情况和使用功能进行综合考虑。

参考文献：

[1]陈广龙，杨耀宾.小单元式隐框玻璃幕墙的构造设计与运用[J].门窗，2012（02）.

[2]赵玉青.球形网架施工工艺及技经分析[J].山西建筑，2012，38（2）：83-84.

[3]王海江.浅谈钢结构网架安装施工及其组织[J].大陆桥视野，2010（8X）：168.