幕墙应用与原则.docx

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幕墙应用与原则

幕墙应用与原则

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浅谈建筑幕墙

.铝板幕墙应用应注意问题

    1.幕墙系统的抗变形能力

    必须对幕墙系统的每个重要部位进行科学的力学计算，考虑风压、自重、地震、温度等作用对幕墙系统的影响，对埋件、连接系统、龙骨系统、面板及紧固件进行仔细校核，确保幕墙的安全性。

    ２.板块是否采用浮动连接

    浮动式连接保证了幕墙变形后的恢复能力,保证幕墙的整体性，不会使幕墙因受作用力而造成变形,避免幕墙表面鼓凸或凹陷情况的发生。

ﻫ    3.板块的固定方式ﻫ    板块的固定方式对板块的安装平整度起着决定性作用。

板块各个固定点的受力不一致会造成面材的变形影响外饰效果，所以板块的固定方式必须采用定距压紧的固定方式，保证幕墙表面的平整度。

    4.复合型面材材料拆边处是否有补强措施

    因复合型面板材料的折边只保留了正面板材厚度，厚度变薄，强度降低，所以拆边必须有可靠的补强措施。

    5.板背面是否合理设置加强筋，以增加板面的强度和刚度。

     加强筋的布置距离以及加强筋本身的强度和刚度，必须均满足要求,以保证幕墙的使用功能及安全性。

    ６．防水密封方式是否合理

    防水密封方式很多,结构防水,内部防水，打胶密封，不同的密封方式价格也不尽相同,选择适合的密封方式用于工程中，保证幕墙的功能及外饰效果。

幕墙构造设计的要求

 墙的构造设计，直接关系到幕墙的使用功能，设计时对以下问题应予以注意：

ﻫ   1.幕墙构件的面板与边框所形成的空腔应采用等压设计，使空腔内气压与室外气压相同，防止室外气压将雨水压入腔内，以提高幕墙抗雨水渗透功能。

   　2.可能产生渗水的部位应预留泄水通道,集水后由管道排出。

   ３．可能产生冷凝水的部位,应留泄水孔道，集水后由管道排出。

ﻫ   ４.板材与边框连结处必须用硅酮密封胶进行覆盖密封。

密封材料应能在长期压力下保持弹性。

   5.伸缩缝、温度缝、沉降缝处必须妥善处理,既能保持立面美观,又能满足缝两侧结构变形的要求。

ﻫ   ６．隐框玻璃幕墙构件之间的拼缝宽度不宜过大,过大影响美观；也不宜过小，过小则容易因温度变化而挤压玻璃。

   7.由于幕墙位移和温度变化,幕墙各部分会因摩擦产生噪音，影响建筑的使用质量，所以应在摩擦部位设置垫片,防止或减少摩擦噪音。

ﻫ   8．各种五金件、连接件设计过程中，要防止不同金属应相接触产生电化学腐蚀。

ﻫ   ９.建筑设计时必须考虑擦窗机的轨道布置、连接件布置和相应的荷载值,并及时向结构专业提出。

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ｌ 设计的一般原则

  幕  墙

    幕墙是建筑外围护结构或装饰性结构，但它具有以下的特点：

它由面板和支承结构体系组成，是完整的结构系统；

    它相对于主体结构有一定的位移能力;

    它只承受直接作用于其上的荷载和作用，不分担主体结构的荷载和作用。

ﻫ    因此,固定窗不属于建筑幕墙;直接固定在实体外墙上的干挂石板也不属于建筑幕墙。

ﻫ    防火防烟设计    

）防火玻璃在幕墙中的应用

    幕墙采用的防火玻璃应为单片防火玻璃及其制品（如中空玻璃），目前采用单片铯钾玻璃为多。

防火玻璃可以在下列情况下采用:

ﻫ    １）防火墙两侧的玻璃面板:

ﻫ    2）楼层间水平隔烟层;日前采川单片铯钾玻璃为多。

ﻫ    3）楼层结构高度小于800ｍm，未设实体窗下墙时，楼板上（下）的面板;ﻫ    ４）楼层中的透明防火隔断（透明防火墙）。

ﻫ    支承防火玻璃的金属骨架应采川钢结构，不宜采用铝型材。

防火试验表明，铝型材在高温下迅速熔化,会使玻璃失去支承而坍落,使防火墙、防火带失效;而钢型材可以维持相当长的时间不会软化。

      幕墙设计的一般要求ﻫ    目前,建筑幕墙类型繁多,构造型式多变，无法对其连接构造作出太具体的规定。

因此在设计原则—上要求建筑幕墙应有足够的承载力、刚度、稳定性和相对于主体结构的位移能力。

其中,相对于主体结构的位移能力通过胶缝、构件间的缝隙、可微动连接（如长圆孔螺栓等）、可动连接（如铰支座、滑动连接、摇臂机构、弹簧机构等）来实现，不一定要求处处连接均为螺栓连接。

因此，规定所有连接均采用螺栓是不尽合理的。

只要达到幕墙与主体结构间有一定位移能力的要求,部分节点采用焊接是可以的。

ﻫ   钢铝型材的混合使用

    在跨度较大情况下，采用钢型材与铝型材混合构件在原则上是允许的，但在实际操作上存在一些难点：

    １）为保证两者共同受力,必须保证两者受力后变形（挠度）相同,这就要求钢型材紧密插入铝型材巾,或者两者用密排螺栓、铆钉连接,两种方法在施工时都较困难。

    2）型钢与铝型材之间电化学绝缘困难。

ﻫ    因此，更方便的方法是采用钢型材,外包装饰铝板。

    3、结构的稳定性问题

    现在幕墙支承的跨度越来越大,受压和受弯构件的稳定性问题逐渐突出,考虑不周就容易产生稳定性破坏,这种破坏很突出,危险性很大。

    全玻幕墙的玻璃肋很薄，在风力作用下容易产生受弯梁的平外屈曲。

ﻫ    平面桁架、张拉索杆结构平面外应设计布置防止失稳的撑杆、拉杆或桁架。

    框支承玻璃幕墙ﻫ      横梁和立柱的最小厚度ﻫ    横梁和立柱截面的受力部分（参加计算的部分）,截面最小厚度应考虑下面的因素ﻫ    １…）宽厚比的限制；

    2）采川螺纹直接受力连接的铝型材局部厚度不小于螺钉直径:

    3）构造最小厚度。

ﻫ    其叫，的限值山钢材或铝材的型号决定。

ﻫ    构造最小厚度：

    钢型材:

横梁不小于2．5mm立柱不小于3.0mｍ;

    铝型材：

横梁，跨度不大于1．２时，不小于2．0mm:

跨度大与1．２m时,不小刁：

2．5mｍ;立柱，开口部分,不小于3．Omm；闭口部分,不小于2.５mｍ。

  挠度的限值

   四边支承的玻璃面板:

短边的l／６0；

   铝型材:

跨度的l/１80；ﻫ   钢型材：

跨度的l／2５0。

     全玻幕墙 全玻幕墙的支承方式ﻫ    规定一个统一的高度，超出此高度后就必须吊挂合理。

应对不同的玻璃厚度规定不同的高度限制。

规定厚度不超过12mm时，下端支承玻璃最大高度为4m：

１5mm时为５ｍ;１9mｍ时为6m是较为合理的。

 玻璃肋的材质

  已经有工程山现施工二过程中钢化玻璃肋自爆,突然飞散的事例。

玻璃肋是幕墙的支承结构,一旦自爆或外击下飞散,面板将失去支承而坍落，产生较严重的后果。

因此，玻璃宜采用单片钢化玻璃。

    采用点支承的玻璃肋，则应采用钢化夹层玻璃。

    全玻幕墙玻璃开裂的一个主要原因是玻璃变形受限,如玻璃在上、下不锈钢槽中空隙偏小,密封胶硬化：

玻璃嵌入结构、装修的槽口中未留足够空隙或后加装修顶死玻璃板面。

玻璃开裂的另一个主要原因是玻璃受力不均匀，如两个币夹松紧不一致,拉力不一致;两个夹不在一个平面上，玻璃受面平面外剪力和弯曲；玻璃下端支承橡胶垫块厚薄高低不同等等。

ﻫ    防止玻璃开裂，就要加强施工中的管理，清除上列的种种因素。

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点支承玻璃幕墙

  面板ﻫ    在支承点附近,玻璃面板会产生很大的应力,面板应采用钢化玻璃、钢化夹层玻璃或钢化中空

    采用有限单元方法精确分析点支承玻璃的应力在理论上是可行的，但在工程中应用有一定的难度:

在孔洞或夹片支承处边界条件：

难以准确给出，如果约束条件稍有差异，其应力计算结果相差很人，难以应用。

因此在工程设计巾还是采用公式计算为多。

采用弹性小挠度计算公式时，应考虑折减系数。

ﻫ    点支承面板的挠度值山风荷载标准值或重力荷载标准值计算得到,其限值取支承点间沿长边离的l／600

      支承装置ﻫ    采用带球铰支承头的钢爪支承装置是目前应用最多、最为成熟的支承方式，由于支承头穿过玻璃,必须注意密封防渗;中空玻璃还要采用多道密封措施防止漏气。

    采用夹片式支承装置,玻璃可以不用开孔，不存在漏气问题，在广州会展中心、天津泰丰植物园中应用相当满意。

夹片中应设置水平托板和柔性垫片支承玻璃自重。

ﻫ    背栓式支承在国内已有应用,背部开锥孔,用锥形锚栓固定的方式可以避免冷桥，板面美观。

背栓式连接对设备、支承装置和施工工艺有较高的技术要求。

要总结经验，推广应用。

ﻫ     胶缝ﻫ  铝板幕墙目前国内常采用平胶缝,密封胶缝表面略低于铝板面。

欧洲常采用不打密封的开缝方案,缝山橡胶条在深处密封。

现在建筑师常常要求做开缝处理，但国产橡胶条的质量和施工技术还有待于提高,做开缝还刁<是很有把握，所以在日前条件下最好做深胶缝来满足建筑师的特殊要求。

 横梁和立柱ﻫ    铝板幕墙横梁与立柱的截面厚度要求与框支承玻璃墙的要求相同。

ﻫ    横梁和立柱的挠度限值，铝型材可按跨度的l/土８０考虑；钢型材可按跨度的l／250取用

    板肋

    复合铝板和单层铝板应加肋，复合铝板还应加边肋。

面板和肋之间可采用电栓钉、双面贴或结构胶连接。

    原JＧJl33中规定肋的挠度不应大于跨度的l／３00，执行中发现太严，修订时将会考虑修改。

目前可建议板肋挠度不大于跨度的ｌ／200。

石材幕墙,石材的品种，ﻫ    JGJl3３—200l中，石材的种类为花岗岩，且具抗弯强度试验值应大于８MPa。

近几年由于建筑艺术的要求，非花岗岩的石材如砂岩、凝灰岩等已在幕墙中应用。

最近到欧洲考察中，发现采用砂岩、凝灰岩，甚至多孔凝灰岩等石材作为外墙面的相当多。

ﻫ    由于我国环境条件比欧洲差,大理石等易受酸雨腐蚀的岩石仍不宜用于幕墙。

如果建筑设计确行需要,砂岩、凝灰岩等石利，可以用于幕墙，但应采取相应的加强措施。

   石材与主体结构的连接构造ﻫ    由于J1133规范作出了限制规定，目前钢销式连结的应用已大大减少。

最常用的连结方式为短槽式。

短槽式连结的挂极不宜采用T形件,宜采用L形挂件。

铝制L形挂件厚度不应小于4ｍｍ，不锈钢L形挂件不应小于３mm。

宽度不宜小于４0mm。

要控制弧形槽的开槽深度和槽长。

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        遮阳措施

    一般认为,当室外温度超过2８℃,阳光射入室内超过0．5ln时，应当进行遮阳。

ﻫ    遮阳措施常用的方式为：

ﻫ    １）彩釉玻璃ﻫ    2）金属管、陶瓷管ﻫ    ３）卷帘ﻫ    ４）百页帘

    5）遮阳板

一般设计原则

1．安全性

无论在什么情况下,安全性都是最重要的。

设计指标应当满足建筑的用途、性能和一定的使用寿命,并遵守国家和行业相应的标准与规范。

作为外维护结构的幕墙应选择适当的材料、结构和足够的强度,抵御风荷载、雪荷载、自重、一部分地震作用及特殊情况下外力造成的冲击荷载。

并应采用有效措施保证幕墙的可靠性和耐久性。

2．浮动连接

幕墙主要的连接设计除与主体结构的连接外均应采用浮动连接,并留下足够的间隙，以便吸收沉降、热应力及一部分地震作用。

并采用合理的密封材料或构造，对所留间隙进行密封，必须保证水密性和适当的气密性。

3.经济性

中国仍是一个不富裕的国家，经济适用也是一个不可忽视的原则。

在保证安全和一定的使用性能的前提下，应尽量节约材料成本。

４.等性能设计

幕墙主要的使用性能包括气密性、水密性、保温性、隔声性、光学性。

我们进行幕墙设计时应采用等性能设计。

等性能设计有两个含义：

一是根据幕墙不同部位的使用功能和用途，采用与其相适应的性能设计;二是在使用功能和用途相同的条件下,不同部位的性能应该相同。

比如说:

在通风百叶处不需要使用断热型材；铝板和石材幕墙应属于装饰冷墙体系,宜采用开放式结构，不宜采用密封胶将缝隙堵死,使其密不透风；幕墙开启部分宜与固定部分性能相同等等。

5.可加工性、可安装性

幕墙从结构设计阶段就应当考虑加工性和安装性。

加工性和安装性好,利于组织生产和现场施工管理，可缩短工期，节约人力、设备运行及管理成本。

６.可维护性

幕墙设计必须考虑安装以后的维修和保养问题。

幕墙面板和幕墙主杆件必须采用可拆卸结构，以便在面板破损及其他情况下进行更换。

实际上幕墙设计成可拆卸结构并不困难，而且非常必要。

又如热通道幕墙,必须留下足够的空间进人或内侧全部为可开启结构,以便清洁和保养。

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