单元式幕墙.docx
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单元式幕墙.docx
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单元式幕墙
1.建筑幕墙
由支承结构体系与面板组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰性结构。
单元式幕墙只是幕墙按照施工方法的不同所划分的一种幕墙形式。
所以单元幕
墙也应遵守幕墙设计的一般原则:
a、安全性
包括立柱与面板的安全性
b、幕墙的性能:
1.气密
2.水密
3.保温
4.隔声
5.平面内变形
6.风压变形
7.耐撞击性能
c、可加工、可安装
d、可维护
e、经济性
f、外观效果
1.单元式幕墙:
定义:
将面板和金属框架(横梁、立柱)在工厂组装为幕墙单兀,以幕墙单兀形式在现场完成施工的框支承幕墙.
单元幕墙的形式:
按照形式不同可以将单元幕墙分为:
明框、隐框以及半隐框(横明竖隐、
横隐竖明)。
以及根据自身的性能可分为:
断热和不断热两种形式
单元幕墙的特点:
1,具有安装速度快,现场安装周期短的特点。
2,可以为建筑师发挥想像力提供广阔的天地。
3,集各种幕墙技术于一体。
2•单元幕墙的设计原理:
幕墙渗漏的三个必要条件:
a幕墙面上有缝隙
b、缝隙周围有水
c、有使水通过缝隙进入幕墙内部的作用。
这三个必要条件中缺少任何一项,幕墙就不会发生渗漏,但在幕墙上缝隙和水是不可避免的,也就是只有消除作用这一要素。
而消除这一作用所用的原理就是“雨幕原理”,它指出雨水对这一层“幕”的渗透将如何被阻止的原理。
把这一原理应用到设计中,即是在接逢部位内部设有空腔,其外表面的内侧的压力在所有部位上一直要保持和室外气压相等,以使
外表面两侧处于等压状态,即压力平衡。
其中提到的外表面即“雨幕”。
压力平
衡的取得是有意使开口处于敞开状态,使空腔与室外空气流通,以达到压力平衡。
与构件式幕墙的区别:
构件式幕墙用的是“堵”,而单元式幕墙的原理是“排”。
I
1,如图1中的一个单元腔体:
1、图1中2腔与1腔是用两条防水胶条进行封口,其作用是挡掉大部分的水,无法起到密封作用,所以2腔的气压与1腔的气压是相等的,也就是说正常情况下雨水不会主动内流到2腔中的,但在室外正风压的作用下,还是会有一部分的水进入2腔。
2、进入2腔的雨水失去直接的正风压后有小部分还是可以到达2腔和3腔间的胶条,而2腔和3腔存在压力差,虽有胶条密封,可能还会有少量的雨水进入3腔。
3、进入3腔的雨水已基本失去风压的直接作用会随腔流出。
所以在3腔与4腔(室内)间的对插部位就没有水,也就是没有渗入到室内。
从而达到整体防水
的效果。
3•排水
图2中的单元幕墙采用的是封口板来将单元幕墙上、下、左、右4个单元组件结合部位内外贯通的开口封堵,此封口板除了具有封口作用外,还是集水槽和分隔板(把竖框分隔成每层一个单元,起到一个分层集水的作用)。
如:
图1中的2腔中的部分水沿着内壁流下时,经过披水板后,直接流向室外,而3腔中的水
经过封口板后分流,通过横框上的排水孔(远离接缝,减少缝隙周围水的聚集)后排到室外,封口板的作用:
将沿竖框空腔下落的水分层集水并及时排至室外面板表面下泄,且排水孔远
离接缝,减少缝隙周围水的聚集,又将杆件空腔分隔成较短的分隔单元,减少
等压腔与室外压力差,从而减少通过开口渗入等压腔的雨水。
披水板的作用:
将沿板材构造厚度处竖向空腔分层分隔,使沿这个空腔下落的水分层排至室外,避免水沿全高下落愈往下水层愈厚的情况发生,减少这些水渗入等压腔的可
能,同时披水板将每层竖向接缝的开口遮挡成为向下开口构造,使水由于重力而
下落,无法长驱直入等压腔,而且保持空气流通,达到水不会由于重力作用或气流渗入等压腔的目的。
整个单元框架的拼装,采用了在单元上横框以及单元下横框上分别开设排水孔(如图3、4所示),使整个单元板块成为一个贯通的腔体,从而可以将横框内由于温度变化而形成的冷凝水及时的排出。
4•单元幕墙的技术特点:
由于单兀幕墙接缝及构造上的特点,决定了单兀幕墙构造上的特殊性,有三个方面:
a、封口技术
单兀幕墙通过对插完成接缝,这样在上、下、左、右四个单兀连接点上必然
会有一个四个单元组件均不能到达的地方,此处必然有一个内外贯穿的洞,对这
个洞的封堵是单元式幕墙必须要解决的问题,对这个部位的处理现在有两种方法:
横滑型和横锁型。
这两种分类方法是根据在地震作用下单元组件反应的差别来划分的。
横滑型,在左、右相邻两单元组件上框中设置封口板(如图2),用这个封
口板将上、下、左、右4个单元组件结合部位内外贯通的开口封堵,此封口板除具有封口功能外,还是集水槽和分隔板(把竖框分隔成每一层一个单元)。
由于
这个封口板嵌在单元组件上框的滑槽内,它比上单元下框公槽大,上单元下框可以在封口板槽内自由滑动,它不限制上单元下框在两相邻下单元组件上框内滑动,在地震作用下,在主体结构层间变位时原来上下一、一对齐的两单元组件,在主体结构层间变位影响下,上下两层单元组件发生相对位移,这时候上单元组件不再定位在原来对间的下单元组件上框中,而有可能局部滑入相邻下单元组件的上框,由于这种滑动,在地震中单元组件本身平面内变形比主体结构层间位移小。
但这种封口板只能用于相邻两单元180度对插,如果两单元组件为折线或90度对插,封口板就无法使用,以及两相邻板块上框底板构造厚度部份封口板无法封口,就需要采用辅助措施。
横锁型,是在接缝处竖框空腔中设一个多功能插芯,它集封口,集水,分隔于一身。
由于多功能插芯位于上下两单元交接处,将上下两单元组合成一个整体,上下单元形成横向锁定,上单元组件不能在下单元组件上框中滑动,即左右相邻两单元不能滑动,而称横锁型。
由于地震作用下,其平面内变形率大于横滑型,所以不经常使用。
b、收口技术
单元式幕墙单元组件间靠对插完成接缝,因此安装顺序有一定要求,即每一层横向均是按顺序一块接一块对插完成,所以中间不能留有空位,安装完一层再安上一层,所以最后一个单元板块的安装是一个难点,因为已安装固定的两单元之间距净空比单元实际宽度要小,这个组件无法在水平方向平推进入空位,也不能先插一侧再插另一侧。
所以在设计时,就应考虑最后一个单元组件的接缝问题,现在一般采用二加一收口法,即一处收口点留三个单元空位,收口时两个单元组件平推进入空位,再将最后一个单元组件从上向下插入。
由于收口处技术复杂,所以在设计时就要考虑收口位置,而且每层最好只设一个收口处。
C、单元幕墙的连接与吊装
单元幕墙是在工厂内将单元组件制作完成,即已形成一个完成的单元板块,
所以单元幕墙的外形、尺寸是在工厂内完成的,而单元幕墙的外表面平整度是靠安装在主体结构上的连接件的准确性和幕墙的构造厚度来保证的,而单元组件在
与主体结构的连接件是安装在单元组件的内侧,在吊装时单元组件与主体结构的连接必须是在内部操作的,因此内侧必须要有操作空间,所以在设计时就应避开将连接件安装在柱位上。
单元组件在主体结构上安装连接是相邻两单元组件对插接缝和单元组件与主体结构的连接对插(扣、挂)同时进行,安装在主体结构上的连接件除安装精度要保证单元组件的安装质量外,还要在吊装固定过程中有一定的调节可能,也就是说连接件要具有三向六自由度(三维方向移动和绕X、丫、Z轴转动)。
也就是连接件在主体结构上安装时的调整和吊装过程中的微调。
2•单元安装
1.所选预埋件:
连接件
连接螺栓的安装方法
槽式埋件是由异形槽钢(零件1)和工字型(零件2)锚杆焊接而成与平板埋件相比:
没有现场的焊接,减小现场安装工序,安装方便,对于转接件的安装调整非常方便,可以使转接件实现三向六自由度调节。
2.连接方式:
由于单元式幕墙是在工厂内已将面板安装在单元的组件框上,而单元组件与
主体结构的连接件是安装在单元组件的内侧,在吊装时单元组件与主体结构的连接必须是在内侧操作,因此内侧必须要有操作空间。
所以建议在设计时尽量设计成图5中的连接方式。
连接件除安装精度要保证单元组件的安装质量外,还要在吊装固定过程中有一定的调节可能,也就是说连接件要具有三向六自由度(三维方向移动和绕X、
Y、Z轴转动)。
也就是连接件在主体结构上安装时的调整和吊装过程中的微调。
为保证单元幕墙外表面平整度,在主体结构上安装连接要使Z方向一次完全到
位,即连接件安装固定后不能有z向位移,X、丫向要初步调整到位。
且在设计连接件(单元组件上的连接构件)时,要使它们在安装过程中,在X、丫向能微
量调整位移和绕X、Z轴能微调转角,以使吊装就位能顺畅实施。
(在图中应注意槽式埋件与结构边缘应留有一定的距离,应大于100伽)
单元板块的安装顺序(横滑式):
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3•防雷
由于单元幕墙的构造特点,在防雷设置时需要将两个立柱连接,形成自身的防雷体系,然后再与主体的防雷装置连接。
自身防雷体系连接方式如下图:
要与主体的防雷体系可靠连接,形成电气通路。
4•型材的开模
型材开模时应注意的问题:
1、开模的尺寸。
广东兴发铝材的最大挤压尺寸
广东坚美铝材的最大挤压尺寸
2、壁厚的要求
a、横梁的要求:
1栽面自由桃出制忆(图6.2Aa)和取側加劲部笹(图氛盒1占)的宽厚比执/F应符6.23的喪求;
2当橫梁跨度不大于
部位的厚度不应小于2.0mm:
当横梁跨匪大于主農受力鄱位的厚度不曲小于2.5mma型材孔壁与螺钉之间直接采用蝮纹受力连接时,其局韶截面厚捷不应小于蜂钉的公称直径;
3钢型材註面生要受力擁位的库度不应小于2,5mm.
b、立柱的要求:
6.3.1盒柱戳面主要受力部燈的尊度,应袴合下列要卓:
I
I铝型材强面开口部位的犀度不应小于3.0inmt闭口郵位的厚度不应小于2.5mm;型槌孔壁与蜂钉之倒直摄采用螺统受力连接时,其局部厚度尚不血小于螺钉的公需直桎;
2钢型材載面主聖受力部位的像厦不应小于J.Oimn;
3对偏心受压立柱.其载面宽原比应符合本規范第氐2」条的相应規定。
3、统一性。
a、所开的模应可以满足一个工程大部分地方的使用
b、所开装饰性的线条尽可能的在同一条直线上。
4、所开槽口应能满足受力要求。
5、公料与母料插接处应能满足伸缩要求。
6、可加工。
7、安装、施工方便。
5•结构体系
单元幕墙由于是一个组合框,对插的两框在计算时需要分别计算。
根据公型材、母型材的截面惯性矩的比值来确定所承受的弯矩。
立柱公型材所分配弯矩:
立柱母型材所分配弯矩:
单元体杆件一为单元体中主立柱母料。
根据建筑结构特点,每根单元体主立柱简支在主体结构上,并处于受拉状态,我们将立柱简化为简支梁进行计算。
立柱承受水平方向的矩形荷载和竖直方向的集中荷载。
公料和母料承受的水平荷载和自重荷载大小相同,而公料的各项性能都大于母料,所以当母料经过计算后,能够满足设计要求的时候,公料就也一定能够满足设计要求。
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