钢结构屋面可开启天窗施工工法 工法编号：FJGFEJ12-2011

1钢结构屋面可开启天窗施工工法工法编号：FJGFEJ12-2011完成单位：福建省第五建筑工程公司广东金刚幕墙工程有限公司主要完成人:吕建星耿天勇郭定国付志宏庄煌威1前言1.0.1随着我国经济的高速发展，城市发展的现代化，在很多大型公共建筑如办公楼、体育馆、会展中心等场馆建筑物，因其的特殊性，设计人员根据工程特点进行设计，新型屋面可开启天窗的采用越来越受到建筑师的青睐，福建省第五建筑工程公司联合广东金刚幕墙工程有限公司通过实验研究和应用，总结了一套成熟的屋面可开启天窗施工工艺，并形成了施工工法。通过泉州市行政管理服务中心7#、8#楼及珠江新岸公寓等工程屋面可开启天窗施工方案的技术研究和实施，解决了屋面可开启天窗施工中的一系列重要技术难题，加快工程进度的同时，而且保证了施工质量、取得较好的经济效益的同时促进了施工技术的提高。1.0.2泉州市行政管理服务中心7#、8#楼中庭屋面采用可开启天窗。该工程通过“2010年建设部科技示范工程”验收，包括该施工工法在内的施工技术整体达到国内领先水平，并通过2010年福建省“闽江杯”优质工程验收，其关键技术采光滑移天窗系统获国家发明专利。2特点2.0.1可开启天窗在智能化系统控制下由电动机牵引，沿着轨道方向移动，实现天窗的开启。它兼顾采光、换气、排烟等功能，将建筑物的使用功能与艺术效果的有机结合起来。2.0.2开启方式多样性，充分体现了新技术、新工艺在当代建筑的成功应用。2.0.3施工测量精度要求高，采用全站仪、水准仪、经纬仪，利用永久标志的定位点来控制节点的三维空间。2.0.4各种构件在工厂提前加工，运至现场装配作业，施工速度快。2.0.5屋面轨道铺设精度要求高，施工中须对屋面钢构反复复核，动态消除误差，确保安装精度。2.0.6开启天窗防水要求高，排水系统复杂。需对屋面防排水进行系统设计，确保屋面不漏水。3适用范围2本工法适用于钢结构屋面可开启天窗的施工。4工艺原理4.0.1屋面可开启天窗可开启部分采用平滑移动式，整个系统包括：采光系统，承重系统，机械牵引传动系统，机电自动控制系统，风雨烟雾温度感应系统和排水系统等七大子系统组成，4.0.2钢结构屋面可开启天窗的主要工序是在钢结构屋面上架设牛腿，在牛腿上设置箱型梁作为系统支撑结构体系，在支撑结构系统上铺设滑移系统。再将可开启天窗安装于滑移系统上。4.0.3屋面可开启天窗完全采用智能化控制，遇到紧急情况时（如火警），烟雾感应器探测到烟雾的大小将信号反馈给中央控制器，由中央控制器发出信号“通知”机电自动控制系统，进而启动机械牵引传动系统打开天窗，也可以由工作人员启动驱动系统打开天窗交换室内外空气。5施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程钢结构屋面可开启天窗施工工艺流程见图5.1。3图5.1钢结构屋面可开启天窗施工工艺流程图5.2操作要点5.2.1图纸深化1图纸深化前，测量员必须配合深化设计人员进行现场复核，检查钢结构屋面偏差情况，发现问题，及时解决。2图纸深化是在原设计图纸的基础上，结合各子系统、设备型号、构造要求、绘制可直接用于构件加工、现场安装的施工图纸。5.2.2模型试验1在地面上按1：1的比例制作一榀可开启天窗的施工模型，进行反复模拟试验、调试后进行屋面开启系统的安装。图纸深化1:1模型试验调试施工测量放样施工前准备可开启天窗支承结构安装滑移轨道系统安装滑移防、排水系统安装注胶人员准备设备准备原材料及工艺性试验屋面玻璃幕墙安装验收拆架完工45.2.3施工测量放样1在对钢结构屋面进行测量前要编制测量计划，并结合工程特点对所测量对象进行分区，制定各分区测量方法，然后进行综合统筹，全方位进行测量过程控制。2在对整个滑移系统进行分区后，对每个区进行测量。3通过计算机建立三维空间理论模型，对滑移轨道节点和构件进行空间三维定位，将滑移轨道节点和构件垂直投影到水平面上，将节点中心三维坐标（X、Y、Z）分解为平面二维和高程（Z），通过计算机计算出节点和构件的坐标、标高。4选定可开启天窗的定位控制点并投影到地面，在地面控制点上架设全站仪，后视另一控制点，将控制点坐标、放样点坐标等计算数据输入全站仪内存，调用全站仪内置程序自动计算控制点至各放样点的方位角、距离等测量数据，放出各节点具体空间位置。5.2.4施工前准备1施工前对工程的技术资料、工具、器具、材料、人员、机械、临时设施做好充分的准备。2对活动屋面深化设计的节点进行图纸会审。5.2.5可开启天窗支承结构安装1牛腿定位：利用已引测的控制点，对每一个牛腿轴安装位置进行网格式定位。并在柱身作好标记。2牛腿焊接：在牛腿整体焊接前，先点焊上翼缘板于柱身已测得标记处，用水平尺复核其水平度，及时调整后再通焊固定。在牛腿焊接过程中，设专职测量人员，对牛腿的垂直度和标高、水平度进行监测。3箱型梁的对位：如箱型梁过长，在加工过程中需对箱型梁分段加工，分段的位置设置在其支承的牛腿位置，箱型梁安装过程中，特别要注意箱型梁的对接，对接可采用焊接或螺栓连接。5.2.6滑移轨道系统安装1在建筑物顶部的钢结构屋面梁上固定机械牵引传动装置，将两端可开启天窗与机械牵引转动装置相连（机械牵引传动装置包括电机、安装在电机主轴上的链轮、链条）。钢结构屋面通过其底部的连接件与链条相接，同时在钢结构屋面设置滑轮，滑轮嵌装在支撑梁上的导轨上，通过传动控制系统来实现天窗的开启、闭合。传动系统分为两部分，分别是动力控制部分和程序控制部分。1）动力控制部分：由动力控制柜中的12个变频器组成，每个变频器控制一个电动机，5在系统启动初变频器控制电动机快速移动，在运行快接近结束后变频器控制电动机慢速移动直至停止。2）程序控制部分：由程序控制柜中的可编程逻辑控制器（PLC）构成，其内部已经写入本系统的应用程序，可以完成多种基本模式的开启；全开，全闭，半开，十字夹花等。2滑移轨道系统、支承结构、玻璃幕墙龙骨之间的连接，要求根据测量放线，准确的对位，安装期间要求有全站仪全方位跟踪、复核。图5.2.6活动滑移、支承结构、玻璃幕墙龙骨节点图5.2.7滑移防、排水系统安装1屋面面积比较大，在此情况下，首先需要把大面积的板块分成几个板块，在板块同板块之间再设计排水沟，此种设计方式有利于在雨季的时候把每一个分部板块的水集中到各自的排水沟，利用排水沟将活动屋面的水排走。2活动屋面在按下图布局的情况下，使雨水及时的从活动屋面排出，此种方式保证了活动屋面的防水。（如图5.2.7-1所示）6图5.2.7-1板块及排水沟布置图3可开启天窗是在钢结构屋面基础上设计的，设计需考虑滑移的美观，对开启天窗部位采用放坡排水（即看不到雨水管）。在开启天窗的四周设计了屋面系统，屋面系统的排水为虹吸排水，因此开启天窗的排水在此基础上引道，把集中的水通过放坡排入屋面系统，再利用屋面排走，这样既保证了滑移的美观又保证了排水的通畅。能否达到设计的效果，这需要做好全面的滑移防排水施工方案，坡口的方向、排水沟的设置、排水沟现场的对接、排水沟加固、排水沟同幕墙龙骨的衔接等，这些施工环节在施工时不容许轻视，任何一个环节没有处理好都可能是今后漏水的安全隐患，因此施工时从测量放线开始，对每一个步骤都要谨小慎微，做到设计图纸的各方面要求。4采用开放式搭接水槽可以既能防止雨水溅入室内，也能防止毛细浸润现象。5可开启天窗四周均设置排水槽，可开启天窗雨水及时排到排水槽内，然后排到彩钢屋面水槽。施工过程中开启天窗水槽可适当提高，以便使开启天窗雨水更容易排到屋面，尽可能减少开启天窗部分雨水积聚，同时采取对所有不锈钢排水槽结构部位进行焊接处理，并进行探伤检测，保证排水槽无渗漏点。6增加挡水板长度，由原60mm长增加至110mm长，并在挡水板底部做披水处理，排水槽顶部做折边披水处理，长度为15mm。7在轨道内侧再设置两道防水线，即三元乙丙橡胶条密封；在玻璃附框上设计集露槽构造，使玻璃上的露水汇集至集露槽内，而从胶缝处渗漏地雨水将汇集在集水槽中；在反方7向对开启的天窗板块间设置两道铝合金插接式防水型材，型材搭接部位采用防水发泡剂填充，并在型材上开设泻水孔。图5.2.7-2可开启天窗天沟节点图5.2.8屋面玻璃幕墙安装1龙骨安装的尺寸控制：龙骨的安装依据纵向控制线，根据纵向控制线进行调节，直至符合尺寸要求。2龙骨的分格控制：纵向龙骨安装后进行轴向偏差的检查，轴向偏差控制在±1mm范围内。横向分格尺寸控制在±1mm，测量分格尺寸应靠近支座附近。3横向龙骨的安装：纵向龙骨安装后进行横向龙骨的安装，纵向龙骨与角码之间的孔位应较紧配合，横龙骨安装时按照图纸和控制线必须保证本幕墙平面精度。4在加工厂对下料尺寸的玻璃进行辅框组框，待结构胶强度达到要求时运至现场。5工程采用的是8㎜+8㎜夹胶玻璃，玻璃板块比较重，采用吊机或卷扬机运输。6按玻璃的编号，将已加工组装好玻璃进行对位，安装。5.2.9注胶1用异丙醇对注胶部位进行清洗。2在安装好的玻璃分隔缝凹槽内铺设圆形泡沫棒，确保凹槽封堵密实。3注胶要求横平坚直，并且注胶厚度不低于4㎜。4打完胶后，在板块的右上角贴上标签（标明规格、打胶日期及试件编号）并建立档案保存。5.2.10调试1完成全部施工工程量需进行天窗进行功能检验，检验内容主要包括是滑移轨道系统8的调试，以及天窗的现场防水试验。2滑移轨道系统的调试是对可开启天窗的开启方式（如全开、全闭、半开、十字夹花等）进行循环测试，如有问题及时处理，确保开启系统的良好运行。3开启天窗的防水试验包括现场淋水试验及雨天检查两种方式，两种方式试验后均无渗漏方可验收合格。5.3劳力组织序号工种人数备注1吊装工202安装工423电焊工154测量工35安全员26玻璃安装工16合计986材料与设备表6主要施工机械表机械名称规格型号数量（台）备注托普康全站仪GPT-3002N1电子经纬仪DJD2A1激光垂直仪DZJ21托普康水准仪AT-G61交流电焊机BX-2603手提电锯SF1-3.24砂轮切割机KT-9713打磨机NBJ-42卷扬机KY-3262塔式起重机QTZ-801施工电梯SCD-200017质量要求7.1质量控制标准7.1.1施工质量控制：1《钢结构工程施工质量验收标准》GB50205-2001；2《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002；3《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-2005；94《玻璃幕墙技术规范》JGJ102-2003；5《建筑玻璃应用技术规程》JGJ133-2003；6《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003；7《虹吸式屋面雨水排水系统技术规程》CECS183：2005.7.1.2可开启天窗安装过程中质量检验及检验控制：表7.1.2-1支撑结构安装技术要求名称允许偏差（mm）相邻两龙骨间距±5相邻玻璃幕墙支点水平高低差3玻璃幕墙支点外表面平整度3表7.1.2-2焊接外观质量标准项目焊缝种类质量标准气孔横向对接焊缝不允许纵向对接焊缝、主要角焊缝直径1.0m，不多于3个且间距不小于20mm其他焊缝直径1.5m，不多于3个且间距不小于20mm咬边受拉构件横向对接焊缝及竖向加劲肋角焊缝（腹板侧受拉区）不允许受拉构件横向对接焊缝及竖向加劲肋角焊缝（腹板侧受拉区）≦0.3纵向对接焊缝，主要角焊缝≦0.5其他焊缝≦1.0焊角尺寸主要角焊缝按设计要求其他角焊缝按设计要求余高对接焊缝焊缝宽≦12≦3.012≦25≦4.025≦4/25余高（铲磨后表面）横向对接焊缝不高于母材0.5不高于母材0.3=50um表7.1.2-3每平方米玻璃的表面质量和检查方法序号项目质量要求检查方法1明显划伤和长度100mm不允许观察2长度《100mm的轻微划伤《8条用钢尺检查3擦伤总面积《500mm2用钢尺检查10表7.1.2-4玻璃检验允许偏差序号项目允许偏差（mm）检查方法1表面平整度3用2m垂直检测尺检查2阳角方正3用直角检测尺检查3接缝直线度1拉5m线用直尺检查4接缝高低差1用钢直尺和塞尺检查5接缝宽度1用钢直尺检查7.2质量保证措施7.2.1为保证工程顺利进行应组织一个强有力的项目经理部。组织所有施工人员，学习图纸、规范、规程和施工组织设计，