幕墙知识——构件式建筑幕墙及其他

  ♦ 构件式建筑幕墙:现场在主体结构上安装立柱、横梁和各种面板的建筑幕墙。面板材料在工厂内可预先加工成单元组件, 再固定在立柱和横梁组成的框格上。面板材料单元组件所承受的荷载要通过立柱( 或横梁) 传递给主体结构。

构件式幕墙安装示意图:
      
                        立柱、横梁安装                          面板安装                                 安装完成
  特点:其施工手段灵活,工艺较为成熟,经过较多工程实践检验,是目前采用较多的幕墙结构形式。主体结构适应能力强,安装顺序基本不受主体结构的影响。采用密封胶接逢处理,水密性、气密性好,具有较好的保温、隔声降噪能力,具有一定的抗层间位移能力。但由于大量安装工序现场进行,要求现场管理工作量大。
 构件式幕墙设计要点详见各类幕墙介绍。

 ♦ 单元式建筑幕墙:由各种墙面板与支承框架在工厂制成完整的幕墙结构基本单位,直接安装在主体结构上的建筑幕墙。 

单元式幕墙安装示意图: 
                      
                                    支座安装                                               单元板吊装                                                   安装完成
 单元式幕墙特点:幕墙单元工厂内加工制作,易实现工业化生产,从而缩短幕墙现场施工周期和工程施工周期;单元与单元之间阴阳镶嵌连接,适应主体结构位移能力强,能有效吸收地震作用、温度变化、层间位移,较适用于超高层建筑和纯钢结构高层建筑,
(1)单元幕墙形式划分
单元式幕墙按排水方式分为:横滑型、横锁型 ;
单元式幕墙按安装方式分为:对插式、对碰式 ;
单元式幕墙按型材截面分为:开口式、闭口式;
                            
            开腔式对插系统(楔合式)                                    闭腔式对插系统(楔合式)                   闭腔胶条插接系统(独立式)
(2)单元幕墙支座设计要点
单元板块与主体结构的连接必须可靠、牢固。幕墙结构连接设计包括两部部分:挂件设计、挂座设计。
下面介绍一种我司常用的支座设计形式:
在挂件设计中,采用了挂件侧连接机构,即铝合金挂件通过不锈钢螺栓与单元板块的立柱连接,在立柱内侧螺栓部位采用型材局部加强。挂件延伸到立柱尾部,并通过螺钉锁紧立柱。挂件上有微调螺纹孔,通过不锈钢调节螺栓进行上下调节,可实现单元板块高低方向的微调,调整到位后通过双不锈钢螺母进行锁紧,保证挂点正常受力。
支座连接节点图
 在挂座设计中,与预埋件相连的底座采用“L”形设计,一端与预埋件的螺栓槽机械固定,一端与挂座螺栓固定,挂座上开“U”形槽口,挂件在此槽口挂接。“L”型挂座局部端铣避开挂件的端部,挂件上的调节螺栓通过顶住挂座的侧面进行调节。预埋件的水平槽使支座可做水平方向调整,“L”型底座的长孔使支座可做Z轴进出方向调整,挂件上的调节螺栓使支座可做垂直方向调整,从而使支座实现简便的三维调整能力,保证施工现场的支座精确定位。
(3)单元式幕墙防水、排水设计
单元立柱竖向插接部位拥有三道密封,最外面的为尘密线,胶条压接密封,防止施工和使用中由于外界因素导致胶条密封的不连续,此部位能挡住室外的灰尘和大部分水,可大大提高单元式系统的防水性能。
第二道为水密线,此部位通过公母料三元乙丙胶条插接,三元乙丙胶条挤压密封,此部位的密封是单元幕墙防水的重点,如何解决单元板块插接后这个部位的交接密封是单元幕墙设计的难点,可采用分层错位挡水和用发泡防水胶条封堵接口位置保证气密来实现交接位置的密封,水密线密封胶条位置的水最终能够导到板块上横梁的交接处的三元乙丙胶片上,三元乙丙胶片周边与铝合金型材打胶密封,水密线外面的空腔我们一般称其为湿腔,湿腔的设计运用了等压原理和雨幕原理,使室外的水不会主动渗入。
第三道为气密线,交接部位同样可通过分层错位密封封堵接口位置来实现整体密闭,气密线和水密线之间的空腔我们一般称其为干腔,此部位一般情况下不会有水,在设计中均考虑了一切极端情况,如果水进入此部位,也能通过上横梁上的泄水孔有效导到室外,在泄水孔内侧加设透水海绵,使孔位透水不透气。两单元板块之间的滑槽连接,在滑槽交接处铺设柔软的三元乙丙胶片,并全部打胶密封。单元板块上下横梁插接处进行两道插接,最前端的挡水胶条与竖向的胶条功能相同,在上横梁上设置了宽大的湿腔排水位,并有足够的坡度,满足外排水的要求。横料和竖料的插接共同形成了分层挡水错位密封的单元幕墙密封体系。单元板块的整体设计均遵从等压原理,在横竖料交接的部位,竖料均开等压孔,每个部位内腔都与室外有效相通。
(4)单元式幕墙板块间“十”字接头的密封设计
板块间“十”字接头的密封是单元式幕墙防水设计的重点,可采用分层错位挡水和用发泡防水胶条封堵接口位置保证气密来实现交接位置的密封,水密线密封胶条位置的水最终能够导到板块上横梁的交接处的三元乙丙胶片上,三元乙丙胶片周边与铝合金型材打胶密封,这是在水密线外面即“湿腔”内的密封。在气密线和水密线之间的空腔即“干腔”内的密封,同样通过分层错位密封和用发泡防水胶条封堵接口位置来实现整体密封,同样在滑槽交接处铺设柔软的三元乙丙胶片,并全部打胶密封,如果水进入此部位,也能通过上横梁上的泄水孔有效导到室外。 
(5)单元式幕墙和构件式幕墙比较

♦ 全玻幕墙:由玻璃面板和玻璃肋构成的建筑幕墙。

 全玻幕墙可分为分类:下端支承式(座地式)、吊挂式。
 
                                                   下端支承全玻幕墙                                              吊挂式全玻幕墙
 GB/T 21086规定全玻幕墙的面板玻璃的厚度不宜小于10mm;夹层玻璃单片厚度不宜小于8mm;玻璃肋的厚度不应小于12mm,断面宽度不应小于100mm 

♦ 点支承玻璃幕墙:由玻璃面板、点支承装置和支承结构构成的幕墙, 称之为点支式幕墙。一般分为钢桁架式、玻璃肋式、拉杆式、拉索式、自平衡索桁架式、单层索式几类。

点支式玻璃穿孔式连接件主要分为浮头式和沉头式两种。沉头式连接件外观虽然美观,但承载力稍差,且防水性能不宜保证。GB/T 21086规定点支承玻璃幕墙应采用钢化玻璃及其制品,采用浮头式连接时玻璃厚度不应小于6mm;采用沉头式连接件时玻璃厚度不应小于8mm。玻璃肋支承的点支承玻璃幕墙,其玻璃肋应采用钢化夹胶玻璃。

采用夹板式点支承装置用设置衬垫承受玻璃重量,避免玻璃与夹板刚性接触,造成玻璃破裂。

由于点支式玻璃幕墙是用金属连接件与玻璃通过机械方式进行连接,故和隐框玻璃幕墙靠结构胶粘接玻璃相比,安全性要高的多。
     
单层索网点玻幕墙                                                   鱼腹式拉杆支承点玻幕墙 
          
肋式点玻幕墙                                    钢桁架点玻幕墙

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