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?chē)�，使玻璃孔周�(chē)a(chǎn)生很大應力（這種應力在目前設計計算中一般無(wú)法給予考慮）。這種應力在玻璃受風(fēng)荷載，結構變形等應力組合作用下會(huì )導致玻璃破壞。對心駁接頭，實(shí)現了駁接頭的轉動(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?chē)膽Α?/p>

　　4.0.3雙曲面球鉸夾具夾持玻璃的方式利于玻璃轉動(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

　　測量放線(xiàn)→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→變形監測。

　　5.2操作要點(diǎn)

　　5.2.1測量放線(xiàn)。根據設計要求進(jìn)行放線(xiàn)確定點(diǎn)駁件位置。

　　5.2.2基座焊接。根據放線(xiàn)確定的點(diǎn)駁件位置，將點(diǎn)駁件與預埋構件或者鋼結構焊接。

　　5.2.3防腐防火處理。在每個(gè)基座焊接后，對焊縫處進(jìn)行打磨，焊縫超聲檢驗完畢后，對基座焊縫進(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)行測量下料并形成三維模型。根據所得的燭點(diǎn)的掃描坐標系值，采用計算機輔助設計的方式，建立三維模型，對每塊玻璃進(jìn)行編號，并形成尺寸及規格料單，根據料單進(jìn)行工廠(chǎng)加工。

　　5.2.5安裝夾具。根據三維建模模型編號及在主體鋼結構上的測量放線(xiàn)，進(jìn)行夾具安裝。首先安裝托盤(pán)，并調節托盤(pán)上的玻璃肋隔板以便于后續玻璃安裝。

　　5.2.6安裝玻璃。根據三維建模的編號及相關(guān)的設計文件進(jìn)行玻璃安裝。安裝玻璃時(shí)，采用專(zhuān)項使用吸盤(pán)將玻璃吸住，然后吊裝抬升，到達安裝點(diǎn)。

　　5.2.7嵌縫打膠。根據設計文件的要求進(jìn)行密封打膠。

　　5.2.8變形監測

　　采用無(wú)線(xiàn)檢驗設施在要點(diǎn)的結構部位進(jìn)行監測，并設置啟動(dòng)緊急信號裝置，如變形超過(guò)允許范圍，及時(shí)維修處理，保證結構安全。

　　6 材料與設備

　　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機具設備

　　本工法采用的機具設備包括：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(chē)吊、塔吊、數據儲存設備、計算機、膠槍、電焊機、打磨機、米尺等。

　　7 質(zhì)量控制

　　7.1規范與標準

　　《工程測量規范》GB50026

　　《建筑工程施工質(zhì)量驗收統一標準》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)規范》JGJ133

　　《建筑玻璃應用技術(shù)規范》JGJ 113

　　《玻璃幕墻工程技術(shù)規范》JGJ102

　　7.2質(zhì)量控制措施

　　7.2.1測量放線(xiàn)應當保證在規范及設計允許誤差范圍內。如果在管桁架結構上測量放線(xiàn)，應當保證相貫線(xiàn)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)量檢驗報告等證明文件齊全，而且材料與報告一致。

　　7.2.3點(diǎn)駁件焊接過(guò)程中，保證點(diǎn)駁件中心點(diǎn)即為鋼結構構件的相貫線(xiàn)點(diǎn)。而且對焊縫進(jìn)行超聲波檢驗，保證焊縫達到設計要求。

　　7.2.4三維建模過(guò)程中須對材料進(jìn)行編號，保證模型、料單及現場(chǎng)編碼統一，便于施工和管理。

　　7.2.5安設燭點(diǎn)時(shí)，應將駐點(diǎn)插至點(diǎn)駁件底部，第1保證穩定、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(zhuān)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塔吊指揮人員應為專(zhuān)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(shí)，在腳手架上進(jìn)行測量作業(yè)應佩戴安全帶。

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

　　8.0.8臨電管理。設置專(zhuān)職人員進(jìn)行臨電管理，按照施工現場(chǎng)臨電使用規范進(jìn)行管理和使用確保用電安全。

　　9 環(huán)保措施

　　9.0.1腳手架搭設后應掛設密目網(wǎng)防止揚塵。

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

　　9.0.3嚴格執行工程所在地有關(guān)運輸車(chē)輛管理的規定。

　　9.0.4施工現場(chǎng)應做到整潔、衛生、活完料凈，廢棄垃圾應集中堆放、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(huì )植物館為例，綜合考慮質(zhì)量控制、成本造價(jià)以及對工期的影響等三個(gè)方面，與目前常用的二種可行方案進(jìn)行經(jīng)濟分析。如采用非圓形雙曲面球鉸夾具幕墻，為了防止節點(diǎn)處玻璃因應力變形發(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(gè)植物館玻璃的費用（含運費）約7200萬(wàn)，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(wàn)。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(zhù)。

　　10.2社會(huì )和環(huán)保效益

　　本工法即取得了可觀(guān)的經(jīng)濟效益，又取得了良好的社會(huì )效益。得到了建設方、監理方、設計方以及質(zhì)檢站的一致好評，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(lèi)人士關(guān)注，業(yè)內同行多次籌備觀(guān)摩學(xué)習。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，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構植物館之一。建筑結構類(lèi)型及層數：地上一層鋼結構，地下一層混凝土結構A館為暖溫帶植物展區，B館為竹藝展區，C館為溫帶植物展區，D館為海洋展區，是世界上的一座把海洋展區建在山區的建筑物。

　　11.1.2施工情況。整個(gè)植物館分為四個(gè)館區，鋼結構為管桁架結構，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場(chǎng)拼裝焊接，且焊縫總長(cháng)度達到了17000米，相當于10000噸常規鋼結構工程的焊接量，植物館幕墻整體結構為玻璃幕墻，所有玻璃幕墻分割快造型均為不規則三角形，總計板數約12000塊。施工時(shí)間為2012年9月至2013年5月。

　　11.1.3應用效果。在施工過(guò)程中嚴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、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單位和監理單位的一致好評，取得了良好的社會(huì )效益。