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本建筑项目造型丰富、层次分明,外饰幕墙通过多种面材和体态的表现,使其极富观赏性。
在建筑色彩上,通过石材、玻璃等相互变化显示了幕墙的巨大魅力,丰富了建筑的层次和艺术感染力。
本工程外墙的主要装饰内容为:
玻璃幕墙。
为满足使用功能和设计风格的需要,在立面效果设计上以体现建筑物简洁、大方和庄重为主要着眼点,并通过各局部、细部的设计,力争达到通透而不空洞、简约而不简单的设计效果,并应用计算机模拟设计,充分提高面材的利用率,达到既经济又美观。
设计采用先进而可靠的结构系统,同时解决安装工艺问题,解决变形伸缩、密封,幕墙分格缝均匀平直,确保幕墙效果简洁、清晰。
第二章幕墙工程装饰项目及主材分布
一、玻璃幕墙
1、分布:
位于洞口部位。
2、主材:
龙骨采用6063T5铝合金型材,采用15001系列隐框铝合金立柱,玻璃采用“5+9A+5钢化中空镀膜玻璃”。
3、系统:
采用铝合金定距结构系统。
其结构形式是:
先由铝合金竖龙骨和横龙骨连接构成幕墙的骨架部分,并通过连接件、埋件固定于主体结构上。
玻璃板块横竖向通过压板定距压紧,开启窗采用上悬窗结构。
铝合金立柱采用双跨结构。
第三章幕墙工程材料选用说明
1、幕墙采光区及活动区域是体现整体幕墙档次、性能、寿命及外观效果的重点部位,因此,此部位的材料选择为工程的重点投入部分,材料在外观颜色效果、热工性能及材质方面尽量选择最好的。
a、幕墙采光区域材料选择:
面材选材主要考虑其结构安全性能(采用钢化玻璃)、保温节能性能(采用中空钢化镀膜玻璃)、立面装饰效果及使用舒适性能(采用透明或镀膜玻璃);
b、幕墙活动区域材料选择:
幕墙活动区域的门窗五金件选材主要考虑其装饰效果、使用舒适度及使用寿命。
2、非采光区即实墙面外饰幕墙,其材料选择重点考虑面材的选择(可选用国产或进口优质面材);
其系统内部构造材料在满足安全性能、节能保温性能的前提下,可采用经济可靠的简单构造。
3、幕墙的其他材料选择,如密封胶、结构胶、密封胶条等,此部分材料占幕墙总体材料的比例不大,却起着重要的作用,选用材料的好坏直接影响幕墙的安全性能、水密性气密性等使用性能及幕墙寿命,所以建议采用优质产品,胶条可采用EPDM(三元乙丙)。
目前,某些国产优质胶可以完全满足幕墙各项性能的要求,且更具经济性,故此部分材料建议采用国产优质品牌。
1、钢材、五金件及紧固件
幕墙埋板
幕墙连接弯板
钢材采用国产优质Q235钢,需焊接的钢转接件等采用Q235B钢。
钢件表面采用热浸镀锌或无机富锌涂料处理或采用其他有效的防腐措施。
开启扇配件采用优质产品。
2.1不锈钢螺栓连接的强度
不锈钢螺栓连接的强度设计值应符合下表 N/mm2
类别
组别
性能等级
σb
抗拉fδ
抗剪fv
A(奥氏体)
A1、A2
50
70
80
500
230
175
A3、A4
700
320
245
A5
800
370
280
2.2焊缝的强度
焊缝的强度设计值应符合下表 N/mm2
焊接方法和焊条型号
构件钢材
对接焊缝
角焊缝
牌号
厚度或直径d(mm)
抗压fcw
抗拉和抗弯受拉ftw
抗剪fvw
抗压、抗拉和抗剪ffw
一级、二级
三级
自动焊、半自动焊和E43型焊条的手工焊
Q235钢
d≤16
215
185
125
160
16<
d≤40
205
120
40<
d≤60
200
170
115
注:
1、表中的一级、二级、三级是指焊缝质量等级,应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的规定。
厚度不小于8mm钢材的对接焊缝,不应采取超声探伤确定焊缝质量等级。
2、自动焊和半自动焊所采用的焊丝和焊剂,应保证其熔敷金属力学性能不低于现行国家标准《碳素钢埋弧焊用焊剂》GB/T12470的相关规定。
3、表中厚度是指计算点的钢材厚度,对轴心受力构件是指截面中较厚板件的厚度。
2.3钢材表面热浸镀锌层
未经离心处理的镀层厚度应符合下表
制件及其厚度,mm
镀层局部厚度,mm
镀层平均厚度,μm
钢厚度≥6
85
3≤钢厚度<6
55
1.5≤钢厚度<3
45
钢厚度<1.5
35
2、玻璃
3.1根据建筑图纸和设计计算的要求,选用下列玻璃:
3.1.1玻璃一:
5+9A+5钢化中空镀膜玻璃,用于玻璃幕墙
3.2玻璃的强度
玻璃的强度设计值应符合下表fg(N/mm2)
种类
厚度(mm)
大面
侧面
普通玻璃
5
28.0
19.5
浮法玻璃
5~12
28.0
15~19
24.0
17.0
≧20
20.0
14.0
钢化玻璃
84.0
58.8
72.0
50.4
59.0
41.3
3.3技术参数
3.3.1浮法玻璃
3.3.2钢化玻璃
钢化玻璃生产线
1)外观质量要求
我公司选用的钢化玻璃均符合优等品的要求。
2)抗冲击性
取6块钢化玻璃试样进行试验,试样破坏数不超过1块为合格,多于或等于3块为不合格。
破坏数为2块时,再另取6块进行试验,6块必须全部不被破坏为合格。
3)碎片状态
取4块钢化玻璃试样进行试验,每块试样在50mm×
50mm区域内的碎片数必须超过40个。
且允许有少量长条形碎片,其长度不超过75mm,其端部不是刀刃状,延伸至玻璃边缘的长条形碎片与边缘形成的角不大于45°
。
4)霰弹袋冲击性能
取4块平行钢化玻璃试样进行试验,必须符合下列中的任意一条的规定。
☆玻璃破碎时,每块试样的最大10块碎片质量的总和不得超过相当于试样65cm2面积的质量。
☆霰弹袋下落高度为120mm时,试样不破坏。
3.3.3中空玻璃
中空玻璃生产线
1)中空玻璃的物理性能要求:
中空玻璃物理性能要求
试验项目
试验条件
性能要求
密封
在试验压力低于气压(10+0.5)kPa,厚度增长必须≥0.8mm,在该气压下保持2.5h后,厚度增长偏差<
15%为不渗漏
全部试样不允许有渗漏现象
露点
将露点仪温度降到≤40度,使露点仪与试样表面接触3min
全部试样内表面无结露或结霜
紫外线照射
紫外线照射168h
试样内表面不得有结雾和污染的痕迹
气候循环及
高温高湿
气候试验经320次循环,高温\高湿试验经验24次循环试验后,进行露点测试
总计12块试样,至少11块无结露或结霜
2)中空玻璃合片加工时,应考虑制作处和安装处不同气压的影响,采取防止大面变形的措施。
我公司已充分考虑。
3)幕墙用中空玻璃应采用双道密封。
一道密封应采用丁基热溶密封胶,二道密封采用聚硫胶或硅酮密封胶或硅酮结构密封胶。
明框、半明框及点支承玻璃幕墙用中空玻璃的二道密封应采用硅酮结构密封胶。
二道密封应采用专业打胶机进行混合、打胶。
4)中空玻璃的间隔铝框可采用连续折弯型或插角型,不得采用热熔型间隔胶条。
间隔铝框中的干燥剂宜采用专用设备装填。
3.3.4低辐射镀膜玻璃
1)外观质量
☆低辐射镀膜玻璃原片的外观质量应符合GB11614中汽车级的技术要求。
☆作为幕墙用的钢化、半钢化低辐射镀膜玻璃原片应进行边部精磨边处理。
2)辐射率
☆离线低辐射镀膜玻璃应低于0.15。
☆在线低辐射镀膜玻璃应低于0.25。
3)耐磨性
试验前后试样的可见光透射比差值的绝对值不应大于4%。
4)耐酸性
5)耐碱性
3、铝型材
常见铝合金立柱
4.1结构计算要求:
所选型材应满足风压变形时强度和刚度(挠度)要求。
据此要求,选择符合要求的型材截面尺寸。
由于不同牌号和状态的铝型材,其强度设计值不一样,所以还需根据计算选择符合要求的牌号和状态的铝型材,本工程选用的铝材牌号为6063-T5。
4.2表面处理的要求:
4.2.1为防腐蚀,幕墙铝合金型材可视面均做处理,表面方式:
阳极氧化。
4.2.2铝合金型材表面处理层的厚度应满足下表的规定:
表面处理方法
膜厚级别
(涂层种类)
厚度t(μm)
平均膜厚
局部膜厚
阳极氧化
不低于AA15
t≥15
t≥12
4.2.3本项目幕墙铝型材表面阳级氧化处理。
4.3技术参数:
4.3.1铝型材按尺寸允许偏差可分为普精级、高精级和超高精级,本项目所有铝型材均按不低于高精级设计。
4.3.2化学成份
变6063A
T5
≤10
0.8
65
10
>10
190
150
T6
220
180
4
4.3.3基材质量
所用型材的基材应符合GB/T5237.1的规定。
4.3.4预处理(阳极氧化型材)
型材阳极氧化前,其表面应进行铬化处理,以提高基体与涂层的附着力。
化学转化膜应有一定的厚度,当采用铬化处理时,铬化转化膜的厚度应控制在200~1300mg/m2范围内(用重量法测定)。
4.3.5涂层(阳极氧化、着色型材)性能
1)阳极氧化膜的厚度
阳极氧化膜的厚度级别应符合下表 μm
氧化膜厚度等级
单根平均厚度
单根局部厚度
AA10
≥10
≥8
AA15
≥15
≥12
AA20
≥20
≥16
AA25
≥25
2)氧化膜的封孔质量采用磷铬酸侵蚀质量损失法试验,失重不大于30mg/dm2。
3)电解着色、有机着色的型材,其氧化膜颜色,应符合供需双方协商认可的实物标样及允许偏差。
非装饰面上允许有轻微的颜色不均,不均度由供需双方协商。
4)阳极氧化膜的耐腐蚀性采用铜加速醋酸盐雾试验(CASS试验)和滴碱试验、耐磨性落砂检测,结果应符合下表:
4.3.6涂层性能
1)光泽
涂层的60°
光泽值应与合同规定一致,其允许偏差应不大于5个光泽单位。
2)干膜硬度
涂层经铅笔划痕试验,硬度≥1H。
3)附着力
涂层的干式、湿式、沸水附着力均应达到0级。
4)耐冲击力
涂层正面经冲击试验后,不应有裂纹及脱落现象,但在凹陷处的周边允许有细小的皱纹。
5)耐盐酸性能
涂层经盐酸试验后,目视检查表面不应有气泡或其他明显变化。
4、密封胶
本工程采用国产优质硅酮结构密封胶和硅酮建筑密封胶,颜色为黑色。
使用国产优质结构胶和密封胶,符合国标《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-2005和《硅酮建筑密封胶》GB/T14683-2003性能标准。
5.1建筑幕墙使用的硅酮结构密封胶必须为常温固化双组份,硅酮建筑密封胶必须为中性固化胶,不得使用已过期的产品。
5.2在使用密封胶时,一定要严格遵守材料制造商关于产品使用及接缝尺寸限制的书面说明。
5.3密封胶的颜色需事先经建筑师同意方可采用。
5.4结构胶和密封胶与相接触的材料应有相容性试验报告。
5.5硅酮结构密封胶应符合以下性能要求:
A组份
B组份
颜色
白
黑
比重(g/cm2)
1.40±
0.05
1.03±
基胶和固化剂以12:
1重量比混合均匀后:
适用期(mm)
20—50
GB/T13477
下垂度(mm)
5、密封胶条及胶垫
密封垫和密封胶条应采用黑色高密度的三元乙丙橡胶(EPDM),其延伸率>20%、抗拉强度>11MPa,并且具有良好的抗臭氧及紫外光性能,能耐-50℃~150℃的温度,耐老化年限不小于30年。
玻璃承重垫块、铝合金之间的隔热垫块:
均采用邵氏硬度为85±
5的硬质PVC塑料块或氯丁橡胶块,并应模压成形。
玻璃垫块应放置在板块的二个1/4边长处,玻璃托片与承重垫块的长度应根据结构计算确定,但不应小于100mm。
6.1两种不同金属(不锈钢除外)之间的防腐蚀垫片和幕墙横梁、立柱之间的防噪音胶垫:
均采用邵氏硬度为60±
5的氯丁橡胶。
6.2铝合金框与玻璃之间的密封胶条:
室内、外均采用邵氏硬度为60±
5的三元乙丙胶条。
幕墙室内采取穿条式,室外采取塞压式。
门、窗室内均采用塞压式,室外均采用穿条式。
6.3开启扇与框之间的密封胶条:
应采用邵氏硬度为40±
5的三元乙丙胶条,转角处胶条应采用45°
剪切下料形式,下料长度应比理论长度长约10%,并在开启扇组框以后采用万能胶把密封胶条之间粘结牢固。
6、防火保温材料
防火岩棉示意图
防火材料选用50mm厚密度不低于80kg/m3的岩棉板,其产品等级应不低于合格品;
采用1.5mm厚的热轧镀锌钢板承托,承托板与主体结构、幕墙结构及承托板之间的缝隙填充防火密封材料。
7.1岩棉的物理性能指标
指标 等级
性能
优等品
一等品
合格品
渣球含量,%(颗粒直径>2.5mm)≤
12.0
15.0
18.0
纤维平均直径,μm ≤
7.0
8.0
密度,kg/m3≤
导热系数,W/(m·
K)(平均温度70±
5℃,试验密度150kg/m3) ≤
0.044
最高使用温度,℃
650
密度
极限偏差,%
±
15
20
≤0.044
≤4.0
A级
400
100
<0.046
600
≤0.048
7.2有防水要求时,其质量吸水率不大于5%,憎水率不小于98%。
防火用1.5mm镀锌钢板的厚度允许偏差按普通轧制精度的要求±
0.18mm;
镀锌膜局部厚度不小于45μm,膜层平均厚度不小于55μm。
第四章幕墙工程主要系统设计
A、幕墙工程设计原则
一、安全可靠原则
作为大型公共建筑,安全可靠将是首要考虑的因素,我公司设计的幕墙方案,抗风能力强、适应变形能力强、防水性能强,充分考虑了风荷载、温度应力、地震作用、雨水等对幕墙的影响,同时重点考虑到主体结构大跨度、大位移的影响,具有良好的幕墙整体性能和应变能力。
二、造型美观原则
大型公共建筑的通透、明亮、流畅、内外交融是公众的自然要求,而幕墙本身已经具备非常高的可观赏性,不仅造型美观,而且能展示出其美观的要素。
我公司提供的该幕墙系统是成熟的工艺并通过先进的设备加工组装而成,所有的接头、拼缝等均具有工艺观赏性,充分展现机械美感。
B、幕墙工程主要系统设计要点分析
一、玻璃幕墙系统:
幕墙类型:
采用15001系列玻璃幕墙结构系统
本工程玻璃幕墙采用定距压块构件式玻璃幕墙,竖向采用定距压块的结构形式;
立柱横梁采用最安全可靠的螺栓连接;
板块通过定距压块与骨架连接;
铝型材部分均采用阳极氧化,玻璃为5+9A+5钢化中空镀膜玻璃
通常的玻璃幕墙系统,与主体连接构造形式如下图:
(图一):
玻璃幕墙示意图
(图二):
玻璃幕墙安装示意图
(图三):
幕墙开启窗安装示意图
共结构特点为:
1、根据构造及建筑效果的要求,所有构件式玻璃幕墙均采用玻璃幕墙的成熟优化系统,并加以优化,使之更适合本工程。
幕墙采用定距压块体系。
(采用标准化的产品可以为业主节省一些不必要的费用,业主还完全可以不用担心幕墙的各种性能要求及安装质量,因为我公司设计的各个体系幕墙都已经通过各种性能试验要求,并通过了多个项目的应用和实物论证。
)
2、立柱与主体结构之间采用螺栓连接,通过三维调整消除主体结构施工误差的不利影响。
3、横梁与立柱间采用贯通立柱的不锈钢螺栓连接,具有较强的传力能力及抗横梁扭转能力。
4、板块通过定距式压块与骨架连接,使铝框与骨架间处于活动连接状态,保证板块具有较好的适应温度变形和地震变形的性能。
5、铝合金副框先组框,再填注结构胶的工艺设计,保证副框的精度及整体性。
第五章幕墙工程重点设计说明
根据本工程的特点,我公司进行了重点考虑,并进行了着重设计。
在此,归纳陈述如下:
空气渗透性能系指在风压作用下,其开启部分为关闭状况的幕墙透过空气的性能。
雨水渗漏性能系指在风雨同时作用下,幕墙透过雨水的能力。
本工程玻璃幕墙设计施工中,玻璃板块的四周采用胶条双道密封,并在外侧打上耐候密封胶,密封性能好,形成可靠密封系统。
同时采用等压腔原理防水,铝合金窗也采用双道胶条环型密封。
风压变形系指建筑幕墙在与其相垂直的风压作用下,保持正常性能不发生任何损坏的能力。
其中,开启窗是幕墙构造上薄弱环节,大风袭击最易损坏,故我们采取了加强措施:
一是在开启扇与横梁之间,采用铰链连接,并加设安全限位块,防止翻窗脱落。
这种结构强度高,安全可靠,开启方便。
而且采用了限位装置,使所有开启具有相同的开启角度,保证了开启后的外观效果。
二是采用铰链结构。
据有关资料表明,大风对幕墙的破坏主要集中在开启窗上,受破坏最多的是开启窗。
不锈钢铰链结构紧密,受力点均匀分布。
幕墙作为建筑外围护结构,其安全性、耐久性是必须考虑的问题,幕墙的设计也应与其相应的使用功能相适应,发挥其应有的安全防护作用。
我们对此进行了重点设计,主要表现在以下几个方面:
1、结构计算确保安全性设计:
在本工程中采用的玻璃幕墙等方案,充分考虑了风荷载、地震作用、自重、温度等对幕墙的影响,按照国家相关标准、规范设计,设计安全系统完全满足工程的要求,同时对面材、龙骨及连接系统均做了仔细计算,满足强度上设计的要求。
2、材料选用确保安全性:
本工程玻璃幕墙均采用钢化玻璃,它属于安全玻璃,钢化玻璃表面及边缘具有压缩层,而玻璃中心部分具有拉力,它对均匀负载、热剪力和大多数冲击荷载的效应,大约是退火玻璃的3-5倍,而且破碎时,玻璃成小颗粒,所以是一种安全玻璃,即使破碎也不会给人带来伤害。
五金配件螺栓等采用不锈钢材质,钢角码及连接件等采取镀锌防腐,以延长幕墙的使用寿命。
3、弹性连接确保安全性:
幕墙做为一种独立的结构体系,悬挂于主体结构外侧,所以连接构造设计尤其重要。
我公司对此格外重视,所有起整体围护作用的幕墙系统均采用了弹性连接方式。
幕墙与主体连接形式是主框-连接件-埋件(主体结构中)。
在竖框与主体之间的转接环节中,也采用了螺栓连接,且转接位置上均开有长条孔,连接螺栓可在孔内进行横向滑动。
其与转接件连接后,可以使竖框与转接件的组件进行上下、前后调整,具有三维调整功能。
因此,本结构体系完全可以满足上述所说的两种幕墙性能的要求。
建筑的节能保温包含很多方面,而墙洞口部位的保温为本工程保温的关键,所以玻璃幕墙的节能保温是本工程的重点施工项目之一,尤其是我国新颁布了《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005,建筑幕墙的节能保温更是显重要。
选用节能玻璃:
本工程选用中空钢化低辐射镀膜玻璃做为主要面材,其隔声、隔热、保温、防结露性能好,是当今装修中的首选玻璃。
五、幕墙人性化设计施工:
1、在不影响立面效果和配合室内使用功能的前提下,合理的设计立面分格及选材,不在人的视线高度设计幕墙横梁或窗横梁,不浪费一点可利用的视觉空间。
2、在不影响外立面效果的前提下,合理的设置幕墙和窗开启扇,充分考虑自然通风换气的要求,及适合人们正常开启的开启扇执手的高度。
3、防噪音设计:
在金属与金属直接接触可能产生噪音的地方均设有防噪音柔性垫片,横梁、立柱和玻璃副框之间设置胶条,大大减少了金属热胀冷缩而产生的噪音。
4、采光设计:
玻璃幕墙的采光折减系数不低于0.20。
六、幕墙防雷设计:
幕墙系统的防雷设计施工是确保幕墙工程的安全设计。
良好的防雷性能可确保幕墙不遭雷击或因静电失火和影响整个建筑室内电器设备的正常使用。
由于幕墙系统中多处因防腐、防噪等原因设置了PVC装置,因而实际上幕墙的防雷设施十分必要,我们主要考虑:
◇幕墙设计应保证整片幕墙框架具有连续而有效的电传导性,设计按照国家和部委防雷设计的规范和要求执行,我们将派电气工程师对幕墙进行导电测试,并将测试报告送交设计单位审阅。
我们设计的幕墙本身就有防雷保护系统及与大厦整个防雷系统的连接设计方案。
◇按照GB50057-94《建筑物防雷设计规范》中防雷分类等级的三级防雷标准进行防雷设计。
1、幕墙防雷措施:
A)幕墙的立柱在不大于10m范围内采用柔性铜导线上、下连通一根,铜导线的截面积不小于25mm2。
B)在主体建筑有水平均压环的楼层,对应导电通路立柱的预埋件或连接件采用5mm×
40mm的扁钢与水平均压环焊接连通,形成防雷通路,焊缝和连线涂防锈漆。
C)兼有防雷功能的幕墙压顶板采用3mm铝单板制造,压顶板面积不小于70mm2(幕墙高度不小于150m时)或50mm2(幕墙高度小于150m时)。
幕墙压顶板体系与主体结构屋顶的防雷系统连通。
1、幕墙抗变形技术要求:
◇根据国家和部委及当地的有关规范、规定,进行防热胀冷缩、结构位移设计;
◇幕墙应能适应建筑物及幕墙本身因风力、温度变化、地震力等导致的挠曲、物料变形、倾斜或滑动;
◇幕墙平面变形率r需大于主体结构的变位率,按国家规范取值;
◇温度变化引起的变形,按80度考虑温差范围;
◇幕墙板块及任何部分不应有损坏、分离或出现永久变形;
幕墙作为建筑物的外围护结构,是建筑重要组成部分,因此防火设计是非常重要的(防火分类为一类建筑)。
防火性能设计和防火等级大小,是衡量幕墙功能优良与否的一个重要指标。
幕墙防火等级为一级,1小时防火时效。
主要防火技术措施为:
◇幕墙与各层楼板、隔墙外沿间的缝隙采用防火岩棉填充密实,防火岩棉的密度不小于80kg/m3,其厚度不小于1
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