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(jì)計(jì)算中一般無(wú)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(huì)導(dǎo)致玻璃破壞。對(duì)心駁接頭，實(shí)現(xiàn)了駁接頭的轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)，有效解決多塊玻璃不共面問(wèn)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(gè)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(jìn)行一定角度的轉(zhuǎn)動(dòng)，即可解決相鄰六塊甚至共多塊玻璃不共面的問(wèn)題（如圖4.0.3-3）

　　5 工藝流程及操作要點(diǎn)

　　5.1工藝流程

　　測(cè)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(cè)。

　　5.2操作要點(diǎn)

　　5.2.1測(cè)量放線。根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行放線確定點(diǎn)駁件位置。

　　5.2.2基座焊接。根據(jù)放線確定的點(diǎn)駁件位置，將點(diǎn)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(gè)基座焊接后，對(duì)焊縫處進(jìn)行打磨，焊縫超聲檢驗(yàn)完畢后，對(duì)基座焊縫進(jìn)行防腐防火處理。

　　5.2.4掃描下料。采用三維掃描裝置進(jìn)行測(cè)量下料并形成三維模型。根據(jù)所得的燭點(diǎn)的掃描坐標(biāo)系值，采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方式，建立三維模型，對(duì)每塊玻璃進(jìn)行編號(hào)，并形成尺寸及規(guī)格料單，根據(jù)料單進(jìn)行工廠加工。

　　5.2.5安裝夾具。根據(jù)三維建模模型編號(hào)及在主體鋼結(jié)構(gòu)上的測(cè)量放線，進(jìn)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(hào)及相關(guān)的設(shè)計(jì)文件進(jìn)行玻璃安裝。安裝玻璃時(shí)，采用專項(xiàng)使用吸盤將玻璃吸住，然后吊裝抬升，到達(dá)安裝點(diǎn)。

　　5.2.7嵌縫打膠。根據(jù)設(shè)計(jì)文件的要求進(jìn)行密封打膠。

　　5.2.8變形監(jiān)測(cè)

　　采用無(wú)線檢驗(yàn)設(shè)施在要點(diǎn)的結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并設(shè)置啟動(dòng)緊急信號(hào)裝置，如變形超過(guò)允許范圍，及時(shí)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(jī)具設(shè)備

　　本工法采用的機(jī)具設(shè)備包括：水準(zhǔn)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(chǔ)存設(shè)備、計(jì)算機(jī)、膠槍、電焊機(jī)、打磨機(jī)、米尺等。

　　7 質(zhì)量控制

　　7.1規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)

　　《工程測(cè)量規(guī)范》GB50026

　　《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50300

　　《玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》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(cè)量放線應(yīng)當(dāng)保證在規(guī)范及設(shè)計(jì)允許誤差范圍內(nèi)。如果在管桁架結(jié)構(gòu)上測(cè)量放線，應(yīng)當(dāng)保證相貫線交點(diǎn)即點(diǎn)駁件中心點(diǎn)。

　　7.2.2材料控制。材料進(jìn)場(chǎng)前嚴(yán)格落實(shí)材料“三檢”制度，進(jìn)材料必須保證合格證和質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告等證明文件齊全，而且材料與報(bào)告一致。

　　7.2.3點(diǎn)駁件焊接過(guò)程中，保證點(diǎn)駁件中心點(diǎn)即為鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的相貫線點(diǎn)。而且對(duì)焊縫進(jìn)行超聲波檢驗(yàn)，保證焊縫達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

　　7.2.4三維建模過(guò)程中須對(duì)材料進(jìn)行編號(hào)，保證模型、料單及現(xiàn)場(chǎng)編碼統(tǒng)一，便于施工和管理。

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

　　8 安全措施

　　8.0.1測(cè)量、安全、信號(hào)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(yán)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(guò)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(hào)工且持證上崗。

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

　　8.0.7焊接過(guò)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(jìn)行臨電管理，按照施工現(xiàn)場(chǎng)臨電使用規(guī)范進(jìn)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(yáng)塵。

　　9.0.2對(duì)裝運(yùn)建筑材料的車輛，派專人負(fù)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(yán)格執(zhí)行工程所在地有關(guān)運(yùn)輸車輛管理的規(guī)定。

　　9.0.4施工現(xiàn)場(chǎng)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(jì)效益分析

　　以2014青島世界園藝博覽會(huì)植物館為例，綜合考慮質(zhì)量控制、成本造價(jià)以及對(duì)工期的影響等三個(gè)方面，與目前常用的二種可行方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析。如采用非圓形雙曲面球鉸夾具幕墻，為了防止節(jié)點(diǎn)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(fèi)及運(yùn)費(fèi)增加約1/10。圓形雙曲面球鉸夾具幕墻整個(gè)植物館玻璃的費(fèi)用（含運(yùn)費(fèi)）約7200萬(wàn)，若采用非圓形雙曲面球鉸夾具幕墻，此項(xiàng)成本將增加約720萬(wàn)。因此采用圓形雙曲面球鉸夾具幕墻對(duì)于材料成本的降低起到了決定性的作用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

　　10.2社會(huì)和環(huán)保效益

　　本工法即取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，又取得了良好的社會(huì)效益。得到了建設(shè)方、監(jiān)理方、設(shè)計(jì)方以及質(zhì)檢站的一致好評(píng)，鞏固了企業(yè)在社會(huì)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(guò)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(shí)例

　　11.1 2014青島世界園藝博覽會(huì)植物館工程

　　11.1.1工程概況。2014青島世界園藝博覽會(huì)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(jià)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(gè)植物館分為四個(gè)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(dá)到14000多根，而且所有桿件均為現(xiàn)場(chǎng)拼裝焊接，且焊縫總長(zhǎng)度達(dá)到了17000米，相當(dāng)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(jì)板數(shù)約12000塊。施工時(shí)間為2012年9月至2013年5月。

　　11.1.3應(yīng)用效果。在施工過(guò)程中嚴(yán)格按照本工法中的工藝流程和質(zhì)量要求進(jìn)行施工，取得了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。場(chǎng)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(píng)，取得了良好的社會(huì)效益。