M=G·e（式4.0.2-1）

　　其中，G為玻璃的重力；

　　N為螺桿球頭的支撐力；

　　e為偏心距離；

　　M為扭矩。

　　G=N，駁接頭的頭部受到力矩G·e，以反作用力方式作用在玻璃孔周圍，使玻璃孔周圍產(chǎn)生很大應(yīng)力（這種應(yīng)力在目前設(shè)計計算中一般無法給予考慮）。這種應(yīng)力在玻璃受風(fēng)荷載，結(jié)構(gòu)變形等應(yīng)力組合作用下會導(dǎo)致玻璃破壞。對心駁接頭，實現(xiàn)了駁接頭的轉(zhuǎn)動中心和玻璃厚度中心的一致（如圖4.0.2-3）。這樣偏心距e為零，附加扭矩T為零，降低了玻璃孔周圍的應(yīng)力。

　　4.0.3雙曲面球鉸夾具夾持玻璃的方式利于玻璃轉(zhuǎn)動，有效解決多塊玻璃不共面問題。

　　球缺的平面部分貼合玻璃，球面部分貼合在夾具前后蓋上（如圖4.0.3-1）。玻璃內(nèi)外兩個球缺連同中間夾持部分的玻璃厚度正好形成球體，球心接近玻璃厚度中心，玻璃可以發(fā)生自由變形（如圖4.0.3-2）。這樣每塊玻璃都可以繞各自的球心進行一定角度的轉(zhuǎn)動，即可解決相鄰六塊甚至共多塊玻璃不共面的問題（如圖4.0.3-3）

　　5 工藝流程及操作要點

　　5.1工藝流程

　　測量放線→基座焊接→防腐防火處理→掃描下料→球鉸夾具安裝→玻璃安裝→嵌縫打膠→變形監(jiān)測。

　　5.2操作要點

　　5.2.1測量放線。根據(jù)設(shè)計要求進行放線確定點駁件位置。

　　5.2.2基座焊接。根據(jù)放線確定的點駁件位置，將點駁件與預(yù)埋構(gòu)件或者鋼結(jié)構(gòu)焊接。

　　5.2.3防腐防火處理。在每個基座焊接后，對焊縫處進行打磨，焊縫超聲檢驗完畢后，對基座焊縫進行防腐防火處理。

　　5.2.4掃描下料。采用三維掃描裝置進行測量下料并形成三維模型。根據(jù)所得的燭點的掃描坐標系值，采用計算機輔助設(shè)計的方式，建立三維模型，對每塊玻璃進行編號，并形成尺寸及規(guī)格料單，根據(jù)料單進行工廠加工。

　　5.2.5安裝夾具。根據(jù)三維建模模型編號及在主體鋼結(jié)構(gòu)上的測量放線，進行夾具安裝。首先安裝托盤，并調(diào)節(jié)托盤上的玻璃肋隔板以便于后續(xù)玻璃安裝。

　　5.2.6安裝玻璃。根據(jù)三維建模的編號及相關(guān)的設(shè)計文件進行玻璃安裝。安裝玻璃時，采用專項使用吸盤將玻璃吸住，然后吊裝抬升，到達安裝點。

　　5.2.7嵌縫打膠。根據(jù)設(shè)計文件的要求進行密封打膠。

　　5.2.8變形監(jiān)測

　　采用無線檢驗設(shè)施在要點的結(jié)構(gòu)部位進行監(jiān)測，并設(shè)置啟動緊急信號裝置，如變形超過允許范圍，及時維修處理，保證結(jié)構(gòu)安全。

　　6 材料與設(shè)備

　　6.1材料

　　6.1.1圓形雙曲球鉸夾具、玻璃、燭棒、硅酮膠、焊條等。

　　6.2機具設(shè)備

　　本工法采用的機具設(shè)備包括：水準儀、全站儀、三維激光掃描儀、三維激光掃描儀配套軟件、塔尺、棱鏡、汽車吊、塔吊、數(shù)據(jù)儲存設(shè)備、計算機、膠槍、電焊機、打磨機、米尺等。

　　7 質(zhì)量控制

　　7.1規(guī)范與標準

　　《工程測量規(guī)范》GB50026

　　《建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標準》GB50300

　　《玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗標準》JGJ/T139

　　《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ133

　　《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》JGJ 113

　　《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102

　　7.2質(zhì)量控制措施

　　7.2.1測量放線應(yīng)當保證在規(guī)范及設(shè)計允許誤差范圍內(nèi)。如果在管桁架結(jié)構(gòu)上測量放線，應(yīng)當保證相貫線交點即點駁件中心點。

　　7.2.2材料控制。材料進場前嚴格落實材料“三檢”制度，進材料必須保證合格證和質(zhì)量檢驗報告等證明文件齊全，而且材料與報告一致。

　　7.2.3點駁件焊接過程中，保證點駁件中心點即為鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的相貫線點。而且對焊縫進行超聲波檢驗，保證焊縫達到設(shè)計要求。

　　7.2.4三維建模過程中須對材料進行編號，保證模型、料單及現(xiàn)場編碼統(tǒng)一，便于施工和管理。

　　7.2.5安設(shè)燭點時，應(yīng)將駐點插至點駁件底部，第1保證穩(wěn)定、防脫落，第二可以保證燭棒與點駁件的切合度，提高掃描測量的精度。

　　8 安全措施

　　8.0.1測量、安全、信號工、塔吊工、施工人員等必須持證上崗。

　　8.0.2施工人員必須戴好安全帽，并系帽帶。嚴禁酒后作業(yè)及違章作業(yè)。在操作層設(shè)置安全平網(wǎng)，保證作業(yè)人員安全。

　　8.0.3掃描工作過程中要安裝固定到位，并由專人檢查。

　　8.0.4燭棒安裝屬于高空作業(yè)，操作人員佩戴安全帽并穿防滑鞋。

　　8.0.5塔吊指揮人員應(yīng)為專職的信號工且持證上崗。

　　8.0.6立面維護幕墻的測量借助腳手架時，在腳手架上進行測量作業(yè)應(yīng)佩戴安全帶。

　　8.0.7焊接過程中應(yīng)疏散下部人流，避免交叉作業(yè)，并在作業(yè)下方設(shè)置金屬制焊渣接斗，防止焊渣引起火災(zāi)。

　　8.0.8臨電管理。設(shè)置專職人員進行臨電管理，按照施工現(xiàn)場臨電使用規(guī)范進行管理和使用確保用電安全。

　　9 環(huán)保措施

　　9.0.1腳手架搭設(shè)后應(yīng)掛設(shè)密目網(wǎng)防止揚塵。

　　9.0.2對裝運建筑材料的車輛，派專人負責(zé)清掃及沖洗，保證行駛途中不污梁道路和環(huán)境。

　　9.0.3嚴格執(zhí)行工程所在地有關(guān)運輸車輛管理的規(guī)定。

　　9.0.4施工現(xiàn)場應(yīng)做到整潔、衛(wèi)生、活完料凈，廢棄垃圾應(yīng)集中堆放、處理。

　　10 效益分析

　　10.1經(jīng)濟效益分析

　　以2014青島世界園藝博覽會植物館為例，綜合考慮質(zhì)量控制、成本造價以及對工期的影響等三個方面，與目前常用的二種可行方案進行經(jīng)濟分析。如采用非圓形雙曲面球鉸夾具幕墻，為了防止節(jié)點處玻璃因應(yīng)力變形發(fā)生破裂，玻璃的厚度需比圓形雙曲面球鉸夾具幕墻增加約1/6,由此，材料費及運費增加約1/10。圓形雙曲面球鉸夾具幕墻整個植物館玻璃的費用（含運費）約7200萬，若采用非圓形雙曲面球鉸夾具幕墻，此項成本將增加約720萬。因此采用圓形雙曲面球鉸夾具幕墻對于材料成本的降低起到了決定性的作用，經(jīng)濟效益顯著。

　　10.2社會和環(huán)保效益

　　本工法即取得了可觀的經(jīng)濟效益，又取得了良好的社會效益。得到了建設(shè)方、監(jiān)理方、設(shè)計方以及質(zhì)檢站的一致好評，鞏固了企業(yè)在社會上的良好形象。異形幕墻工程的施工完成受到建筑界各類人士關(guān)注，業(yè)內(nèi)同行多次籌備觀摩學(xué)習(xí)。尤其值得一提的是，通過三維掃描下料，可以大大降低工程事故的發(fā)生率，其隱形的安效果好益也是巨大的。

　　11 工程實例

　　11.1 2014青島世界園藝博覽會植物館工程

　　11.1.1工程概況。2014青島世界園藝博覽會植物館工程位于青島市天水路以北，百果山森林公園內(nèi)，占地面積2.44公頃，工程總造價2.93億。本工程總建筑面積22749㎡其中地上建筑面積13522㎡，地下建筑面積9227㎡，是全亞洲非常大的鋼結(jié)構(gòu)植物館之一。建筑結(jié)構(gòu)類型及層數(shù)：地上一層鋼結(jié)構(gòu)，地下一層混凝土結(jié)構(gòu)A館為暖溫帶植物展區(qū)，B館為竹藝展區(qū)，C館為溫帶植物展區(qū)，D館為海洋展區(qū)，是世界上的一座把海洋展區(qū)建在山區(qū)的建筑物。

　　11.1.2施工情況。整個植物館分為四個館區(qū)，鋼結(jié)構(gòu)為管桁架結(jié)構(gòu)，總噸位只有約3000噸，拼裝桿件卻達到14000多根，而且所有桿件均為現(xiàn)場拼裝焊接，且焊縫總長度達到了17000米，相當于10000噸常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)工程的焊接量，植物館幕墻整體結(jié)構(gòu)為玻璃幕墻，所有玻璃幕墻分割快造型均為不規(guī)則三角形，總計板數(shù)約12000塊。施工時間為2012年9月至2013年5月。

　　11.1.3應(yīng)用效果。在施工過程中嚴格按照本工法中的工藝流程和質(zhì)量要求進行施工，取得了良好的經(jīng)濟、社會效益。場館幕墻的整體效果和施工速度得到了建設(shè)單位和監(jiān)理單位的一致好評，取得了良好的社會效益。