大面积弧形锥面石膏板造型吊顶施工技术

随着文化艺术事业的快速发展，许多大型公共文化艺术场馆在各地兴建，例如剧场、音乐厅及报告厅等。这类建筑的吊顶一般具有空间大、跨度大、造型新颖复杂等特点。由于用普通轻钢龙骨石膏板现场制作的复杂造型精度难以保证，很多施工单位倾向于采用工厂化加工的成品玻璃纤维加强石膏板（GRG）来做此类吊顶造型，但GRG材料不但成本高，而且自重较大，对吊顶内钢骨架转换层的承载力要求高，不但加大了原结构荷载，而且给现场施工增加了难度。因此，若能解决吊顶现场定位放线和制作安装的精度问题，对复杂造型吊顶来说，用普通轻钢龙骨石膏板仍是经济快捷的选择。

一、工艺原理

本工艺原理是利用CAD辅助设计与现场测量相结合的方式，将弧形吊顶在计算机上以1∶1比例建模，以吊顶造型的设计半径和弦长绘制圆弧，连接弧线端点A点和B点，即弧线的弦AB。如图1所示，在CAD模型中确定出弦高，即C点和D点的距离CD，然后分别沿CB和CA以次龙骨间距（如300?mm）将圆弧进行分格，定出C1D1，C2D2等小段弧的端点与弦AB的垂直高度，在CAD模型中测量出每个CD的长度，以此长度为基础计算出弧形吊顶副龙骨的下料长度，现场通过安装此水平段副龙骨就可确定弧形吊顶造型的曲面位置，达到现场以弦定弧、以CAD辅助设计定造型的目的。若是副龙骨为不水平、带斜面造型的吊顶，可根据水平面和斜面的夹角α，用几何原理计算出副龙骨长度进行弧形定位（图2）。

图2　与水平存在夹角的测量放样示意

二、工艺流程

吊顶工艺流程为：现场尺寸复核→现场定位放线→CAD建模和下料计算、安装工程→主龙骨系统安装→造型处副龙骨安装、尺寸复核校正→石膏板罩面→吊顶接缝处理→吊顶涂饰。

三、操作要点

1.现场尺寸复核及控制线测设

用经纬仪、水准仪、激光标线仪等放出吊顶区建筑的墙面1米水平线、在地面上弹出吊顶区的建筑方正线或轴线，并保证现场尺寸与CAD建模放样尺寸一致。

2.现场定位放线

根据吊顶平面图和CAD模型，核实吊顶弧形端点（弦的端点A、B）位置的标高，并在墙面上放定位线，根据设计图纸中弧线端点A、B与控制轴线的位置关系，在两端的1米线上分别测量定出弧线端点A、B的垂直投影点A’，B’（图3）。

图3　弧线端点A、B投影点A’、B’的测量示意

 根据确定的A’，B’点，用激光标线仪和激光测距仪返至吊顶标高处定下弧线端点A、B，经激光测距仪测量两点距离，即得到CAD模型中的弦长。依此类推定A1’，B1’，A2’，B2’点等；返至吊顶处定A1，B1，A2，B2点等，并用激光测距仪测量每个弧线的弦长（图4）。

图4　弦A、B点在墙面的确定方法

3.CAD建模和龙骨下料尺寸计算

将现场测量尺寸与原设计图尺寸进行综合调整后利用CAD将弧形吊顶在计算机上以1∶1比例建模。 根据CAD模型中测得的弧形弦的弦高和投影锥面斜长计算副龙骨下料长度，依据模型进行副龙骨定位，进而完成龙骨安装定位和下料长度计算，每个曲面的龙骨确定，依此类推，副龙骨都应按计算长度进行位置编号，施工中对号入座。

4. 安装工程及龙骨安装

安装工程应在吊顶安装龙骨前全部完成，并通过监理单位的隐蔽工程验收。 按照放线确定的吊筋及主吊挂件先安装主龙骨，再安装已经下料的副龙骨，在两段弧线交接位置分别设置方木以固定已经定位准确的副龙骨，副龙骨依据CAD模型中编号依次安装，用方木使之连成整体，依此类推，直至吊顶与建筑墙体交接处完成副龙骨编排工作，每段弧线造型均采用此种定位方法，从而提高吊顶龙骨的整体性和流线性，为后续石膏板罩面打好基础。 每步工序前后都应进行校核，以保证安装的准确（图5）。

5.石膏板罩面安装

根据已经定位安装完成的吊顶龙骨的骨架间距和角度裁切纸面石膏板。为防止裂缝，上下层石膏板要错缝安装，接缝设在侧面，不应设在下面，在锥面折线交接处石膏板安装采用斜口咬合安装（图6）。

6.抹灰涂饰

根据以上原理制作专用弧线杆作为装饰腻子刮板模具，支好模具刮涂石膏及腻子，然后跟随石膏板弧线移动模具再刮涂石膏和腻子，直到吊顶与建筑墙体交接处收口。 

四、应用效果

某学术报告厅石膏板弧形吊顶采用了该方法进行关键点控制以及弧形造型定位，学术报告厅吊顶标高约12?.000m，吊顶施工面积约750?m2。工程竣工以来，历时两年多的使用，吊顶造型效果完好，未发现吊顶开裂变形等质量通病（图7）。