[发明专利]一种复杂双曲面幕墙结构及其定位施工方法

权利要求书

1.一种复杂双曲面幕墙结构的定位施工方法，其特征在于，

复杂双曲面幕墙结构设置在主体结构（1）的外侧上部，并且复杂双曲面幕墙结构的上端与主体结构（1）的屋面相连接，复杂双曲面幕墙结构的下端与主体结构（1）的外墙面相连接；所述复杂双曲面幕墙结构的外表面为曲面；所述复杂双曲面幕墙结构包括有连接龙骨（2）、幕墙龙骨（3）和面板（4）；所述连接龙骨（2）通过埋杆（5）与主体结构（1）连接，且该连接龙骨（2）用以将幕墙龙骨（3）与主体结构（1）相连接；所述连接龙骨（2）包括有生根件（2.1）和钢网架（2.2）；所述钢网架（2.2）沿环向设置在主体结构（1）的外墙上部和主体结构（1）的顶部；所述埋杆（5）里端埋设在主体结构（1）中，埋杆（5）外端与钢网架（2.2）相连接；所述生根件（2.1）对应连接在钢网架（2.2）的球形节点上，包括有连接座（2.1.1）和转接杆（2.1.2）；所述连接座（2.1.1）固定连接在球形节点的外侧；所述转接杆（2.1.2）的里端与连接座（2.1.1）连接，转接杆（2.1.2）的外端与幕墙龙骨（3）相连接；所述幕墙龙骨（3）包括有弧形竖龙骨（3.1）和弧形水平龙骨（3.2）；所述弧形水平龙骨（3.2）有一组，沿竖向平行间隔布置；每根弧形水平龙骨（3.2）呈弧形，且弧形水平龙骨（3.2）与转接杆（2.1.2）的外端固定连接；所述弧形竖龙骨（3.1）有一组，沿环向平行间隔布置在一组弧形水平龙骨（3.2）的外侧；每根弧形竖龙骨（3.1）为弧形杆；所述弧形竖龙骨（3.1）的上端位于主体结构（1）的顶部上方，弧形竖龙骨（3.1）的下端位于主体结构（1）的外墙外侧；一组弧形水平龙骨（3.2）与一组弧形竖龙骨（3.1）共同构成曲面网格结构；所述面板（4）由一组面板单元（4.1）拼接而成；每块面板单元（4.1）对应安装在幕墙龙骨（3）的每个网格中，且面板单元（4.1）与幕墙龙骨（3）之间通过自攻钉连接；在相邻面板单元（4.1）之间的接缝处设置有密封胶和泡沫条；

该定位施工方法包括步骤如下：

步骤一，采用BIM模型定位：建立复杂双曲面幕墙结构的BIM理论模型，通过模型导出墙面部位上面板单元（4.1）角节点处的定位坐标和屋顶部位上面板单元（4.1）角节点处的定位坐标，并把导出的所有定位坐标进行理论编号；同时，导出相邻的定位坐标的相对坐标差值，通过理论差值对实际安装过程中的定位坐标控制，以备后期面板单元（4.1）安装施工时使用；

步骤二，埋杆（5）、连接龙骨（2）和幕墙龙骨（3）的加工制作；具体步骤如下：

第1步：依据图纸及犀牛模型，结合现场实际情况，由工厂和现场共同加工制作幕墙结构的埋杆（5）、连接龙骨（2）和幕墙龙骨（3）；弧形竖龙骨（3.1）和弧形水平龙骨（3.2）的拉弯在工厂内加工完成，弧形水平龙骨（3.2）结合现场的实际情况，现场安装过程中进行裁割；

第2步：对拉完的弧形竖龙骨（3.1）和弧形水平龙骨（3.2）进行弯弧的精确度复核：根据加工数据对弧形竖龙骨（3.1）和弧形水平龙骨（3.2）进行弦长、弦高、弧长和内切半径进行校对；

第3步，将埋杆（5）在现场进行定位施工，采用全站仪校准埋杆（5）的点位坐标；

第4步，将连接龙骨（2）在现场进行安装；

第5步，连接龙骨（2）现场安装完成后，采用全站仪进行校核测量：对连接龙骨（2）的起始节点坐标进行校核；

步骤三，施工生根件（2.1）：采用生根件（2.1）作为幕墙龙骨（3）的连接受力点，将生根件（2.1）按照埋杆（5）的布置点进行布置，生根件（2.1）与连接龙骨（2）的球形节点固定连接；

步骤四，弧形竖龙骨（3.1）和弧形水平龙骨（3.2）的安装及微调：先将弧形水平龙骨（3.2）与生根件（2.1）固定连接；然后在弧形水平龙骨（3.2）的外侧施工一组弧形竖龙骨（3.1）；

步骤五，放水平线控制面板单元（4.1）的X、Y向坐标：

当面板（4）的弧度不超过15°时，直接在幕墙龙骨（3）上进行放线，每隔10~20米放一个控制点；

当面板（4）的弧度超过15°，且不超过90°时，放水平线的具体过程如下：

步骤1，先选择一个基准点，并且在基准点处安装放线装置（6）；基准点选在面板单元（4.1）的横缝与竖缝的交点位置处；所述放线装置（6）包括有第一磁铁块（6.1）、第一短柱（6.2）和线圈（6.3）；所述第一短柱（6.2）垂直固定在第一磁铁块（6.1）的顶面，在第一短柱（6.2）的顶部设置有连接板；所述线圈（6.3）有两个，分别转动连接在连接板上，且一个线圈（6.3）的转动方向朝向X方向，另一个线圈（6.3）的转动方向朝向Y方向；在两个线圈（6.3）上分别缠绕有鱼线（6.4）；所述第一磁铁块（6.1）的底面吸附在基准点处的幕墙龙骨（3）上，且第一短柱（6.2）与对应位置处的幕墙龙骨（3）相垂直；

步骤2，以选好的基准点为原点，采用测量机器人在X方向依次放出三个控制点，在Y方向依次放出三个控制点；

步骤3，放X方向的鱼线（6.4）和Y方向的鱼线（6.4）：通过X方向的三个控制点控制鱼线（6.4）在X方向的走向，通过Y方向的三个控制点控制鱼线（6.4）在Y方向的走向；X方向的鱼线（6.4）与Y方向的鱼线（6.4）共同形成坐标轴；以该坐标轴为基准控制待安装的面板单元（4.1）角点的X、Y坐标；

步骤六，安装定位支架（7），并采用定位支架（7）控制面板单元（4.1）的Z向坐标；所述定位支架（7）安装在幕墙龙骨（3）上、对应弧形竖龙骨（3.1）和弧形水平龙骨（3.2）的交点位置处；所述定位支架（7）包括有第二短柱（7.1）、旋转支架（7.2）和丝杆（7.3）；所述第二短柱（7.1）的底部设置有第二磁铁块（7.4），第二短柱（7.1）的顶部设置有插接短杆（7.5）；所述旋转支架（7.2）包括有水平杆（7.2.1）；所述水平杆（7.2.1）有六根，呈辐射状设置，相邻水平杆（7.2.1）之间的夹角为60°；在六根水平杆（7.2.1）交点的部位处开设有穿孔（8）；所述插接短杆（7.5）穿设在穿孔（8）中，且旋转支架（7.2）绕插接短杆（7.5）可旋转；在插接短杆（7.5）顶部的可调连接有螺母；所述水平杆（7.2.1）的长度大于第二短柱（7.1）与面板单元（4.1）之间的间距；所述丝杆（7.3）有六根，分别螺纹连接在六根水平杆（7.2.1）上、靠近端部位置处，并且丝杆（7.3）竖向可调；在丝杆（7.3）上设置有刻度；所述定位支架（7）的第二磁铁块（7.4）吸附在幕墙龙骨（3）上，且定位支架（7）的第二短柱（7.1）与对应位置处的幕墙龙骨（3）相垂直；

采用定位支架（7）控制面板单元（4.1）的Z向坐标的具体过程为：

步骤a，通过在图纸里预先设置定位支架（7）的位置，计算出面板单元（4.1）的理论相对标高差值；

步骤b，通过已安装的斜对角的面板单元（4.1）形成180°夹角，旋转旋转支架（7.2），调整丝杆（7.3），使丝杆（7.3）的端部与已安装的斜对角的面板单元（4.1）相接触，得出已安装的斜对角的面板单元（4.1）的竖向Z₁值；

步骤c，调整另一斜对角向的丝杆（7.3），使丝杆（7.3）的端部与待安装的斜对角的面板单元（4.1）相接触，得出待安装的斜对角的面板单元（4.1）的Z₂值，通过Z₁与Z₂之间的理论差值与实际差值相比较，控制两块待安装的斜对角的面板单元（4.1）相对坐标；

步骤七，当理论差值与实际差值在设计要求的范围内时，根据步骤五与步骤六中确定的X、Y、Z进行面板单元（4.1）的安装与调整；

步骤八，在面板单元（4.1）的接缝部位的打密封胶及清洁，至此施工完毕。