单元式幕墙的典型结构分析
- 格式:pdf
- 大小:812.26 KB
- 文档页数:8
用于部位:A座4-18层。
♦目前单元式幕墙分横滑式和横锁式两种,从杆件受力上看,横锁式的封闭腔铝材截面特性优于横滑式的开腔铝材,所以本工程两种外视形式的单元幕墙我们均采用了横锁式系统。
♦本工程采用了大板块单元设计,每层间横向两个分格为一个单元板块,中间设置中竖框和中横框,板块整体刚度和强度良好。
♦本系统型材插接处为四道胶条密封,接缝处一道胶条密封,形成两腔,利用减压腔原理实现结构防水。
♦板块靠竖向多功能插芯连接定位,安装可行,易保证板块竖向拼缝的直线度和整幅幕墙的平整度。
♦竖向多功能插芯(铸铝件)不但具有引导连接作用,而且具有排水功能,渗入等压后腔的水直接汇集于插芯内,并将水引导到等压腔,每层在相邻板块接缝处加一披水板,既增加此处的密封性能,又将汇集于等压腔中的渗水直接导向室外,使排水通道顺畅。
♦铝材采用断热设计。
根据本工程幕墙特点,将铝型材与内部构造断开,避免冷桥,起到隔热作用,我们采用铝型材分体形式设计,用断热条等强度拼接,既满足强度要求,同时,避免型材间直接接触,切断热量传导。
♦采用钢制挂件,强度高,还可实现“三向六自由度”调整,现场安装调节简单易行。
♦所有型材接合部位均设有弹性胶垫,横竖框连接采用浮动式伸缩结构,可从根本上消除热变形伸缩噪音。
♦不同金属的接触面都使用尼龙垫片以防止电化腐蚀。
♦插接缝不打密封胶,中横框和中竖框处接缝深打胶处理,防止了硅油对幕墙表面的污染。
而且板缝深邃,立体感强,外立面效果丰富。
♦玻璃部分为明框形式,幕墙玻璃板块座装在横框上,横竖向均外加压板和扣板。
压板通过挤压胶条对幕墙玻璃进行压紧,实现了弹性接触,减少了玻璃破损和铝板变形的现象。
压板与扣板采用分体设计,玻璃安装及拆卸均方便。
扣板扣装在压板上,外视效果好。
横梁前部及外露扣板底部设有排水通道,使少量可能渗入的雨水沿此通道排到室外,实现结构防水。
♦开启窗采用内倒方式,开启扇下部设有折页,竖向两侧加设有支撑滑撑,安全限位,防止翻窗脱落。
单元式幕墙设计分析单元式幕墙设计分析摘耍:城市大部分建筑都采用幕墙材料进行装饰,因其美观、装饰方便而得以广泛应用到各类建筑项目屮。
本文根据笔者多年从事幕墙工程实践,对单元式幕墙的设计与优点进行探讨,供同行借鉴参考。
关键词:单元式幕墙;框架式幕墙;雨幕原理一、建筑幕墙阐述幕墙接其材料可分为铝台金玻璃幕墙、铝板幕墙(铝舍金单板或复舍铝板)钢板幕墙,石板幕墙、陶瓷板幕墙以及用上述材料组合而成的组合式幕墙。
按外形可分为:平直幕墙、折线幕墙、圆弧幕墙、曲面幕墙、异形幕墙等。
按结构形式可分为:有框幕墙、隐框幕墙和半隐框幕墙。
由于上述各种幕墙使建筑物墙面建筑造型新颖多变,虚实对比强烈,环境色彩鲜艳明快,给人们以喜闻乐见的建筑艺术形象, 使城市增加了无穷的魅力。
单元式幕墙主耍可分为:单元式幕墙和半单元式幕墙又称竖梃单元式幕墙,半单元式幕墙又可分为立梃分片单元组合式幕墙和窗间墙单元式幕墙。
上述单元式幕墙分类有所不同,但其基本原理完垒一致。
它和框架式幕墙在制作原理和设计施工上有着本质上的差异。
现将单元式幕墙的特点介绍如下:单元式幕墙解决了幕墙漏水问题:幕堵产生漏水现象,必须有三个条件,第一是水的存在,如下雨或当清洗幕墙用水。
第二,水运动途径。
第三,水运动的动力,有六种动力。
它们是重力、动量、表面胀力、毛细现气流象和压力差。
压力差是造成大部分幕墙接缝漏水的主耍原因。
幕墙外水份。
不论是雨水或洗窗水进入室内,除了必须有破口或是裂缝存在,还必须耍求室外的压力比室内压力大。
如果室内的压力与室外压力相等,甚至大于室外压力,即使有破口或是裂缝存在,水份也不会进入墙内。
一般传统防水方式是尽量设法在漫长的接缝处减少可能发生的开口,如用各种密封胶、胶条对接缝密封堵塞,新的防水方式是用疏导的方式,先引水入等压腔内,再引水流出墙体。
为了达到等压,单元式幕墙将部分或所有接缝维持开放,但是等压腔并不是一个通气的空同,它必须被限制在一定范围的通气空间, 才能有效的地产生等压效应,为了达到完全等压效应,“等压腔”内的压力必须随时维持大于或等于室外的压力。
绿色建筑中单元式幕墙的构造设计解析绿色建筑中幕墙的结构、构造是否合理,将会直接影响幕墙在安装施工及使用过程中是否满足用户的使用要求。
单元式幕墙的安装主要是上下插接、左右插接两种安装方式,无论是采取哪一种安装方式去进行构造设计,都必须满足在使用过程中不能够出现漏水、漏风,在安全使用上防雷、防震,只有满足这些要求去进行综合结构设计,才能确保在使用过程中这个幕墙是满足要求的、在结构构造上是安全的,而且一定把使用安全放在第一位置。
1防渗漏构造假如图1是根据建筑特点及构造尺寸要求所做出的构造设计,并且经过荷载结构计算满足相关规范的要求。
这个时候就需要开始考虑安装方式,是计划左右插接还是上下插接,因为在设计EPDM胶条的时候,需要根据安装的方式去考虑胶条的形状,否则统一使用常规的胶条将有可能在系统上带来构造失效而产生漏风、漏水的隐患。
爪型胶条是单元体左右安装插接方式的合理选择,它可以根据不同的左右插接顺序扭转单爪的方向,而且安装位置确定后,单爪将发挥胶条自身的弹性特点紧密与铝合金结构面接触。
如果改变插接方式用于上下插接安装,将会使单爪胶条在板块插接时发生扭曲现象,由此就可能出项胶条与铝合金结构面不能够完全充分接触,从而会出现漏风、漏水问题。
柱型空心胶条左右、上下插接方式都可以使用,比较适宜使用在上下插接的安装方式,柱型空心胶条用于单元体幕墙的弹性比其它构件式幕墙要高一些,要求具有合理的弹性压缩量,满足构造空间的压缩、安装要求。
有时候会遇到由于胶条在固定槽口内的搭结量不是特充分或者在槽口内的固定不是特别牢固,当使用左右插接安装后,穿过主受力构造立柱会发现胶条有的脱离安装槽口。
2安全构造设计2.1防雷构造设计由于单元体幕墙主要用于高层建筑、甚至超高层建筑上,有些是用在建筑地标比较高的地理位置上,这些建筑都是以商业性为主,综合这些分析,对于整体建筑的安全性要求也会提高,幕墙在设计时也应从构造上去做好安全设计。
通过主立柱的插接示意图及上下层间位置的插接示意图,不难看出,单元体板块的四周边都具有EPDM胶条构造材料,造成单元体板块之间均是弹性插接构造,板块之间无论是上下还是左右均是不具有互相传递热能、电能的功能,单从密封构造考虑满足了要求,但是从安全的防雷角度分析,确具有一定的防雷安全隐患,所以单元体幕墙在防雷区域内,所有板块都要互相连接,让所有板块都具有防雷安全构造。
单元式幕墙设计实例分析摘要:该工程幕墙和以往的幕墙工程设计有点不同,工程从中间楼层向上下层收缩,每层所收缩的尺寸都不一样,而且在风洞实验荷载较规范计算值高出一倍以上,因此,在单元式幕墙的结构设计及施工调节方面的要求都很高。
本文应用SAP2000及ANSYS等有限元软件对关键节点部位进行分析,以期类似幕墙设计借鉴。
关键词:单元式玻璃幕墙;幕墙设计;结构计算;有限元分析一、幕墙工程概况某建筑工程一共2栋建筑群,幕墙总面积约70000㎡,最高高度为199.8m,其中含单元式幕墙26000㎡。
基本风压w=0.6KPa,同时建设单位提供了风洞试验报告,因此风荷载标准值wk取值按照荷载规范计算公式wk=BWμW(包括国标GB50009与省标DBJ 15-101)与风洞试验比较所得的最大值。
对于该建筑形式的单元式幕墙,在四个圆弧位置最大的风荷载标准值wk=4.16KPa(如图1),幕墙抗风压性能达到7级;单元板块基本尺寸为1500mmx4200mm,设备层最大尺寸板块为1500mmx5900mm,为满足结构的安全与适用,本建筑主受力杆件均为6063-T6,部分立柱采用Q235钢管进行加强,单元式连接支座采用6061-T6。
由于幕墙从中间楼层向上下楼层收缩,而且每层的尺寸不同,角度也不同。
因此,运用CAD软件,按1:1比例,建立整体幕墙与结构的三维模型,确定每一层最外边的结构尺寸与幕墙完成面的关系,确定每层结构边线的相对位置关系,与建筑幕墙完成面是否有干涉关系,为下一阶段的系统设计做好准备工作。
二、幕墙设计中的重点及难点(1)公母框横梁过桥连接强度要求高。
单元式幕墙在安装时是通过公母边框对接,自下而上进行拼装,因此在公母框对接的地方需要做好强度、挠度,确保幕墙的气密、水密、保温性能。
本工程荷载相比一般普通工程较大,对公母框横梁过桥的强度要求较高。
(2)兼顾单元支座可调节性与安全性。
方案在深化设计时才发现连接码无调节构造,而一旦出现结构误差,连接码与立柱将无法连接。
单元式幕墙优缺点单元式幕墙单元式幕墙分为横滑型和横锁型两种结构形式。
这两种分类方法是根据地震作用下单元组件反应的差别来划分的。
横滑型构造是在左右相邻两单元组件上框中设封口板,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,由于这个封口板嵌在单元组件上框的滑槽内,它不限制上单元下框,在两相邻下单元组件上框内滑动。
当地震发生时,建筑物产生层间变位,原来上下对齐的单元组件。
由于组件竖向没有套管会产生横向位移。
当地震结束后,板块很难复位。
但由于其构造加工相对横锁式较为简单,而被幕墙厂家广为使用。
其排水方式为组件上横框集中排水。
横锁型是在相邻上下两单元组件竖框内设各自开口的内套管,内套管也互相对插,将接缝处空洞封堵,由于上下单元竖框用内套管插接,上下单元形成横向锁定,即上单元组件不能在下单元组件上框中滑动,当地震发生时,建筑物产生层间变位,由于单元竖框之间设有内套管,使其横向位移,具有规律性。
当地震结束后,会自动复位,而称为横锁型。
其排水方式为组件竖框集中排水。
特别适用于折线形式的单元式幕墙。
我公司自行开发研制的这套单元式幕墙系统,属横锁型单元式幕墙,而横滑式单元幕墙或其它结构形式的横锁式单元幕墙,其横竖向等压腔均是直接连通的,未进行气室分割,因而气密性较差,有时会造成排水系统不畅,影响幕墙的水密性能。
其构成原理是,将单元组件固定在楼层楼板(梁)上,水平方向相邻两单元组件的左右竖框通过对插形成竖向组合杆,上单元下框与下单元的上框对插组合成横向组合杆,这样它所承受的载荷是由单元组件的竖框直接传递到主体结构,它的分格接缝不在整体杆件上,而是两相邻单元组件的框通过对插形成组合杆。
我国从近三年开始出现单元式幕墙,而这其中绝大部分为国外幕墙公司所做,我们沈阳远大公司从97年开始投入大量人力、物力、开发研制单元式幕墙,现已开发出定型产品,并已投入正常生产。
我司开发的这套单元式幕墙系统系横锁型单元式幕墙,其主要技术特点介绍如下:安装速度快,施式周期短,特别适用于现代化高层建筑。
单元幕墙的基本构造,图文解析,赶紧收藏!单元式幕墙在国内应用日渐增多,而常见于报端的技术文献多属早期设计,对指导新形势下的幕墙设计则显得力不从心,即相关理论研究及所引用之图纸,明显滞后于幕墙的发展形势,并缺少关键部位的设计表达;小编对相关资料进行整理绘制,力图以直观的视觉效果,展示单元幕墙的基本构造。
一.前言单元式幕墙是为解决建筑工人短缺、施工质量控制不易等因素因应而生之幕墙体系;充分体现了现代工业化的水平。
二.单元幕墙之一般性结构特点优点:a. 安装速度快,施工周期短,特别适用于现代化高层建筑;b. 幕墙表面平整度高,装饰效果好;c. 采用胶条密封,幕墙表面污染小;d. 单元构件是采用电脑控制加工中心在工厂内完成加工,加工质量好;e. 三维调整范围大。
缺点:a. 无论是现场工地还是工厂需较大的占地空间,用于构件的摆放;b. 运输成本高,易破损;c. 由于加工精度要求高,因而加工成本较高;d. 施工组织较复杂;e. 实现复杂造型的功能有一定局限;f. 单元式幕墙与主体结构的连接和安装在室内进行,对于剪力墙位置不适用。
三.单元式幕墙结构类型图解单元幕墙分类:单元幕墙作法有两大类既插接方式(或称楔合式)及对接方式(或称独立式);比较通行的是插接方式,又细分为横滑型和横锁型,通过杆件的对插完成接缝(图一)对接方式是通过胶条的对接完成接缝。
由于单元板块安装时在四个相邻板块间会形成一个内外惯穿的空洞(图二),对这个空洞的不同处理方式决定了单元幕墙的类型,以下分述之。
三.1 插接方式之横滑型:横滑型封口板嵌在下单元上框母槽内,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(图三、图四、图五)故称横滑型。
封口板安装图解封口板安装说明:封口板搁置于待安装板块的上横框(图七),板块安装就位后将封口板滑至两相邻板块中央(图八),拧紧螺钉(单侧固定)并涂胶,然后在封口板两侧施打密封胶(图九)。
横竖框加工图解本图中结构由于单元上横框通长(盖过竖框端头),若实现顺利插接则竖框下端需作铣加工(图十三);其加工尺寸与单元下横框槽口相匹配(图十),并开设排水孔,竖框侧壁的排水孔与上横框结露槽对应;导排水图解①挡水板②单元板块上横框③封口板④结露槽导排水示意图(图十四)排水说明:大量的水由最外层的密封胶条阻挡(图三),少量的水由后置挡水板阻挡;经二道防水材料作用,最后只有微量的水进入封口板内经单元板块上横框之排水路径导入竖框前腔内(图十四),可每三层设外披水板,将水导出幕墙外。
建筑单元式幕墙设计要点分析探讨建筑单元式幕墙是建筑外立面的一种常见形式,它不仅具有良好的装饰效果,还能有效地改善建筑的性能。
在实际的设计和施工过程中,如何合理设计和选择幕墙系统,是一项极具挑战性的任务。
本文将对建筑单元式幕墙设计的要点进行分析探讨,希望能够为相关从业者提供一些参考和帮助。
1. 结构选材建筑单元式幕墙的主要构件通常包括铝合金型材、玻璃、密封胶、支架等材料。
在设计时,需要根据建筑的特点、环境条件和负荷要求等因素来选择合适的材料。
比如在经常遭受强风和台风等自然灾害的地区,需要选择抗风压性能较好的铝合金型材和密封胶,以确保幕墙系统的安全性和稳定性。
2. 热工性能建筑单元式幕墙在设计过程中,还需要考虑其热工性能。
根据建筑所在地的气候条件,合理选择幕墙材料和结构设计,以提高幕墙的保温、隔热性能。
在寒冷地区,需要选择导热系数低、保温性能好的材料,同时考虑幕墙的保温层和保温隔热层的设置,以降低建筑的供能消耗。
3. 抗风压性能建筑单元式幕墙经常需要承受强风和大风压的作用,因此在设计过程中,需要重点考虑其抗风压性能。
合理设计幕墙结构,选择高强度的铝合金型材和玻璃材料,以及采用合适的连接方式和支撑结构,是提高幕墙抗风压性能的关键。
4. 防水性能建筑单元式幕墙作为建筑外立面的一部分,需要具备良好的防水性能。
在设计幕墙系统时,应该考虑到各种可能的渗水和漏水情况,合理设置排水系统和密封处理,确保幕墙系统的防水性能。
5. 施工易于操作建筑单元式幕墙在设计的时候,需要考虑到施工的操作性。
合理设计幕墙构件的尺寸和连接方式,使得施工过程更加方便快捷,提高施工效率和质量。
二、建筑单元式幕墙设计的关键技术建筑单元式幕墙的结构设计是关键技术之一,它直接影响着幕墙系统的安全性和稳定性。
在设计过程中,需要考虑到幕墙的受力分布、主要构件的尺寸和连接方式等因素,采用合适的计算方法和分析技术,确保幕墙结构的合理性和稳定性。
2. 幕墙材料选择建筑单元式幕墙的材料选择是另一个重要的关键技术。