鋁板幕墻設(shè)計的一般原則,幕墻精英必須收藏!
l 設(shè)計的一般原則
1.1 幕 墻
幕墻是建筑外圍護結(jié)構(gòu)或裝飾性結(jié)構(gòu),但它具有以下的特點:
它由面板和支承結(jié)構(gòu)體系組成,是完整的結(jié)構(gòu)系統(tǒng);
它相對于主體結(jié)構(gòu)有一定的位移能力;
它只承受直接作用于其上的荷載和作用,不分擔(dān)主體結(jié)構(gòu)的荷載和作用。
因此,固定窗不屬于建筑幕墻;直接固定在實體外墻上的干掛石板也不屬于建筑幕墻。
1.2 技術(shù)規(guī)范及其應(yīng)用
工程技術(shù)規(guī)范是已有成熟經(jīng)驗的總結(jié),而不是對未來技術(shù)發(fā)展的展望。規(guī)范制定的原則是列入成熟的技術(shù),成熟一條寫一條。尚在發(fā)展中的新技術(shù)、試用中的新技術(shù)暫不列入。待應(yīng)用較廣泛\積累較可靠的經(jīng)驗、確有依據(jù)之后,再行列入。因此,規(guī)范并不限制新技術(shù)的應(yīng)用,規(guī)范未列入的內(nèi)容,只要是規(guī)范未禁止采用的,一般可以在工程中應(yīng)用,在應(yīng)用中總結(jié)經(jīng)驗,使它成熟起來。認(rèn)為凡是規(guī)范未列入的技術(shù)不應(yīng)采用的看法是不妥當(dāng)?shù)?。?dāng)然,采用規(guī)范沒有列入的新技術(shù),應(yīng)有充分依據(jù),穩(wěn)妥可靠,并且幕墻公司應(yīng)承擔(dān)相應(yīng)的技術(shù)責(zé)任。
規(guī)范條文規(guī)定的嚴(yán)格性是不同的,應(yīng)分別掌握,不能一律從嚴(yán)。規(guī)范的條文分為強制性條文和一般性條文。強制性條文用黑體字印刷,行文采用“必須”、“應(yīng)”、“不得”、“嚴(yán)禁”等文字進行最嚴(yán)格的限制,強制性條文必須執(zhí)行,所作規(guī)定必須遵守。一般性條文用宋體字印刷,其嚴(yán)格程度稍作放松。一般性條文用詞為“應(yīng)”、“宜”、“可”(相應(yīng)反面詞為“怒應(yīng)”、“不宜”、“可不”)三個等級,要區(qū)別對待。采用“應(yīng)(不應(yīng))”等級的規(guī)定,正常情況下要執(zhí)行;采用“宜(不宜)”的規(guī)定,優(yōu)先采用:采用“可(可不)”等級的規(guī)定,可以靈活掌握,選擇采用。認(rèn)為只要規(guī)范條文涉及事項,都一律按“必須”執(zhí)行、不得偏離的看法是不妥當(dāng)?shù)摹?/span>
山于各技術(shù)規(guī)范均在不斷修改、更新,而各本規(guī)范不能同時•修訂、同時頒布,總是輪流先后,因此,在規(guī)范應(yīng)用中,采用“以最新版本為準(zhǔn)”的原則。在技術(shù)規(guī)范條文中,凡是引用相應(yīng)規(guī)范時,如果只標(biāo)明所引用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的編號而無發(fā)布年份的,則以最新頒布的版本為準(zhǔn),隨相關(guān)新版本的發(fā)表而變更,無須特別說明。例如《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 GBJ9—87已于2002年12月31日廢止,代之以GB50009—200l,所以,從2002年12月31日起,在《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》,《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》中引用的風(fēng)荷載計算方法和系數(shù)取值,均應(yīng)以GB50009—2001為準(zhǔn),無須等這兩本幕墻規(guī)范修訂。
1.3 建筑幕墻的高度
規(guī)范的適用范圍不等于該項技術(shù)的適應(yīng)范圍。由于規(guī)范是成熟技術(shù)的總結(jié),只能是歸納總結(jié)兩大面廣、使用較多、技術(shù)成熟的經(jīng)驗,所以規(guī)范中有“本規(guī)范適用于。。。。。。”的適用范圍的規(guī)定。在規(guī)范適用范圍內(nèi)的工程,可以采用規(guī)范的相應(yīng)規(guī)定進行設(shè)計、施工而無需其它專門的措施。反之,超出了適川范圍時,除應(yīng)遵守規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定外,尚應(yīng)采取其它更有效的技術(shù)措施,保證幕墻的結(jié)構(gòu)安全和建筑功能滿足要求。例如,《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》 JGJl02—96規(guī)定規(guī)范的適用范圍是150m高度以下,實際上1996年時我國已有幾十幢玻璃幕墻高度超過150m,最高的金茂大廈已達420m;國外最高的已達445m(芝加哥西爾斯大廈)、412m(紐約世界貿(mào)易中心)。所以,150m的規(guī)定只是在當(dāng)時條件下102規(guī)范的適用范圍,而不是玻璃幕墻的適用范圍。由于這幾年大量的經(jīng)驗積累,新頒布的JCJ102—2003規(guī)范就取消了適用范圍150m以下的規(guī)定。同樣,在《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJl33—2001中,規(guī)定該規(guī)范的適用范圍是150m以下的金屬幕墻和lOOm以下的石材幕墻。這只是規(guī)范的適用范圍,而當(dāng)時國內(nèi)已建石材幕墻達175m高度,在建石材幕墻已達200m高度;國外已建石材幕墻許多超過300mo但必須指出:超規(guī)范高度的建筑幕墻應(yīng)作專門的考慮,如采取必要的技術(shù)加強措施;加強設(shè)計與施工的管理、審查和監(jiān)管;進行風(fēng)洞試驗和振動臺試驗等。同樣建造超山規(guī)范適用范圍的建筑幕墻,承建商應(yīng)承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任。
2幕墻建筑設(shè)計
2.1 幕墻的換氣和通風(fēng)
在幕墻建筑設(shè)計中,過去強調(diào)以人工換氣、通風(fēng)為主,不主張開啟或盡量少設(shè)開啟扇,以降低能耗,防止啟扇破損,也使立面較為美觀,因此JCJl02—96規(guī)定開啟扇面積不大于幕墻面積的15%。 2003年SARS之后,許多幕墻界人士進行了反思,形成了加強幕墻通風(fēng)、換氣的共識,甚至許多業(yè)主要求將部分固定玻璃更改為開啟扇。所以在JCJ102—2003新修訂版本中,取消了開啟扇面積不大于15%的規(guī)定,開啟扇•設(shè)置[一實際需要確定。
采川雙層通風(fēng)幕墻時,室內(nèi)可以從熱通道取得新風(fēng),外幕墻有進風(fēng)口進風(fēng),可不必設(shè)開啟扇,從而在保證自然通風(fēng)的同時,使幕墻保持美觀和安全。
2.2 防火防煙設(shè)計
(1)防火玻璃在幕墻中的應(yīng)用
幕墻采用的防火玻璃應(yīng)為單片防火玻璃及其制品(如中空玻璃),目前采用單片銫鉀玻璃為多。防火玻璃可以在下列情況下采用:
1)防火墻兩側(cè)的玻璃面板:
2)樓層間水平隔煙層;日前采川單片銫鉀玻璃為多。
3)樓層結(jié)構(gòu)高度小于800mm,未設(shè)實體窗下墻時,樓板上(下)的面板;
4)樓層中的透明防火隔斷(透明防火墻)。
支承防火玻璃的金屬骨架應(yīng)采川鋼結(jié)構(gòu),不宜采用鋁型材。防火試驗表明,鋁型材在高溫下迅速熔化,會使玻璃失去支承而坍落,使防火墻、防火帶失效;而鋼型材可以維持相當(dāng)長的時間不會軟化。
(2)雙層通風(fēng)幕墻的防火問題
雙層通風(fēng)幕墻通過熱通道中的氣流調(diào)節(jié)熱通道的溫度,減少室內(nèi)溫度與外界的溫差,達到節(jié)能的要求,宜采用多層風(fēng)道的通風(fēng)方式。但目前國內(nèi)消防規(guī)范要求層間設(shè)置封閉隔煙層,因此熱通道只能是一個層高。為避免本層排風(fēng)口排出的空氣又被上層進風(fēng)口吸人,形成氣流短路,可以在滿足防火隔煙要求的前提下,采用下列通風(fēng)方式之一:
1)加大排風(fēng)口與上層進風(fēng)口的豎向距離;
2)采用本跨進風(fēng)后,在鄰跨排風(fēng)的S形通風(fēng)路線方式。 .
當(dāng)外幕墻采用透明玻璃、要求高度通透明,層間隔煙層可采用單片銫鉀防火玻璃。深圳電視中心拉索點支外幕墻就采用了這種透明隔煙措施。
(3)高度很大的內(nèi)天井、內(nèi)庭的防火問題
目前有些建筑設(shè)置了很高的內(nèi)庭或內(nèi)天井,如北京電視中心的內(nèi)庭高度達到150m,為防止火災(zāi)和煙霧在層間擴散蔓延,在天井周邊可采用單層銫鉀防火玻璃圍成井筒,并采用型鋼骨架。
(4)實體墻面上的防火封堵
在群房中常有大面積混凝土墻體,塔樓部分也常有連續(xù)多層的混凝土墻體,在實體墻上建造金屬和石材幕墻,層間防煙層難以施工。這時可以在門窗洞口周圍設(shè)置密實的防煙封堵。
2.3 雙層通風(fēng)幕墻的選用
雙層通風(fēng)幕墻可節(jié)能40%~60%,降噪可達35~40dB,表現(xiàn)了良好的建筑性能。全國會計師培訓(xùn)中心北京基地實測結(jié)果:其K值可達1.0(冬天)和1.1(夏天),降噪可達37dB,均提高性能等級l一2級。
但是,雙層通風(fēng)幕墻造價高,技術(shù)復(fù)雜,占用建筑面積3%一5%,增大投資;外幕墻還降低了房間私密性和增大相互干擾。因此,雙層通風(fēng)幕墻應(yīng)經(jīng)過經(jīng)濟技術(shù)比較后,選擇應(yīng)用。
3 荷載和地震作用
3.1 風(fēng)荷載計算
1)風(fēng)荷載計算應(yīng)按GB50009—200l進行。采用50年一遇的基本風(fēng)壓。體型復(fù)雜、高度超過200m的幕墻,宜進行風(fēng)洞試驗。
2)采光頂?shù)捏w型系數(shù)可參照荷載規(guī)范采用,形狀復(fù)雜、周圍有高大建筑的采光頂,宜進行風(fēng)洞試驗確定其體型系數(shù)。
3)荷載規(guī)范沒有明確列出水平采光頂、雨棚應(yīng)考慮正風(fēng)壓。為安全起見,建議考慮可能出現(xiàn)正風(fēng)壓的作用,并考慮下列兩種組合:
1,2G+1.4W
l,356+0.6~1.4W
C和W分別代表恒載和向下的風(fēng)荷載。
4)雙層幕墻的風(fēng)荷載問題相當(dāng)復(fù)雜,還沒有明確的定論。建議外幕墻按荷載規(guī)范計算,內(nèi)幕墻的風(fēng)荷載可按外幕墻的風(fēng)荷載適當(dāng)折減。
3.2 地震作用
按修訂后的抗震規(guī)范,作用于幕墻平面垂直方向的地震作用擴大系數(shù)取為5.00除石材幕墻外,地震作用力一般較小,不起主要作用。地震作用參與組合時,組合值系數(shù)①E取為0.5。
采光頂、大面積雨棚宜考慮豎向地震作用,8度抗震設(shè)計時,豎向地震力可按恒載加活載的10%考慮(上、下兩個方向)。
3.3 振動臺試驗
雖然幕墻上作用的地震力較小,不起主要控制作用,但是地震是動力作用,對幕墻的節(jié)點和連結(jié)構(gòu)造形成大的沖擊,甚至損壞、失效。對節(jié)點和連接構(gòu)造的可靠性,可以通過振動臺試驗予以驗證。
目前國內(nèi)已進行過石材幕墻的背栓連接、短槽連接、背槽連接和背卡式連接的振動臺試驗;鋁板幕墻和框支承玻璃幕墻(明框、隱框)的振動臺試驗;陶板幕墻的振動臺試驗,對試驗條件、測試方法和結(jié)果分析已積累了較豐富的經(jīng)驗。
3.4 直接吹風(fēng)試驗
采用飛機螺旋槳對幕墻進行直接吹風(fēng)試驗(飛機頭試驗)在國內(nèi)已經(jīng)進行。試驗對了解遮陽板、遮陽百頁在風(fēng)力作用下的振動和嘯叫聲有直接的結(jié)果,有利于修改其設(shè)計。雙層幕墻的風(fēng)力問題,也有望采用這種試驗來解決。
4、結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般問題
4.1 幕墻設(shè)計的一般要求
目前,建筑幕墻類型繁多,構(gòu)造型式多變,無法對其連接構(gòu)造作出太具體的規(guī)定。因此在設(shè)計原則—上要求建筑幕墻應(yīng)有足夠的承載力、剛度、穩(wěn)定性和相對于主體結(jié)構(gòu)的位移能力。其中,相對于主體結(jié)構(gòu)的位移能力通過膠縫、構(gòu)件間的縫隙、可微動連接(如長圓孔螺栓等)、可動連接(如鉸支座、滑動連接、搖臂機構(gòu)、彈簧機構(gòu)等)來實現(xiàn),不一定要求處處連接均為螺栓連接。因此,規(guī)定所有連接均采用螺栓是不盡合理的。只要達到幕墻與主體結(jié)構(gòu)間有一定位移能力的要求,部分節(jié)點采用焊接是可以的。
4.2 鋼鋁型材的混合使用
在跨度較大情況下,采用鋼型材與鋁型材混合構(gòu)件在原則上是允許的,但在實際操作上存在一些難點:
1)為保證兩者共同受力,必須保證兩者受力后變形(撓度)相同,這就要求鋼型材緊密插入鋁型材巾,或者兩者用密排螺栓、鉚釘連接,兩種方法在施工時都較困難。
2)型鋼與鋁型材之間電化學(xué)絕緣困難。
因此,更方便的方法是采用鋼型材,外包裝飾鋁板。
3、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題
現(xiàn)在幕墻支承的跨度越來越大,受壓和受彎構(gòu)件的穩(wěn)定性問題逐漸突出,考慮不周就容易產(chǎn)生穩(wěn)定性破壞,這種破壞很突出,危險性很大。
全玻幕墻的玻璃肋很薄,在風(fēng)力作用下容易產(chǎn)生受彎梁的平外屈曲。曾有一個工程玻璃肋高16m,自由邊緣全無平面外支承,存在安全隱患。因此,8m以上的玻璃肋應(yīng)考慮穩(wěn)定性問題,必要時采取防止平面外失穩(wěn)的措施。
單根支承鋼結(jié)構(gòu)在平面外的穩(wěn)定問題應(yīng)予注意,壓桿、壓彎桿件無支承長度不應(yīng)超出長細(xì)比入為150的規(guī)定。作為估算,圓鋼管的無支承長度不應(yīng)超過直徑的50倍。
平面桁架、張拉索桿結(jié)構(gòu)平面外應(yīng)設(shè)計布置防止失穩(wěn)的撐桿、拉桿或桁架。
5 框支承玻璃幕墻
5.1 玻璃面板計算
彈性薄板應(yīng)力和撓度計算公式只有在玻璃板撓度不大于板厚的—半時才是正確的。在玻璃實用范圍內(nèi),撓度遠(yuǎn)大于板厚之半,計算出的應(yīng)力與撓度偏大,不能正確反映實際情況,因此要采用折減系數(shù)n予以調(diào)整。
夾層玻璃系數(shù)厚度取單片玻璃厚度的1.25倍,十空玻璃等效厚度取單片玻璃的1.2倍的方法,只在兩片玻璃等厚度、等強度時才適用。在玻璃厚度不、—片鋼化一片不鋼化時,不能采用這種簡單的折算方法。必須將外荷載按其厚度的三次方比例分配后(中空玻璃外片荷載加大10%),再分片各自計算。
5.2 橫梁和立柱的最小厚度
橫梁和立柱截面的受力部分(參加計算的部分),截面最小厚度應(yīng)考慮下面的因素
1…)寬厚比的限制;
2)采川螺紋直接受力連接的鋁型材局部厚度不小于螺釘直徑:
3)構(gòu)造最小厚度。
其叫,的限值山鋼材或鋁材的型號決定。
構(gòu)造最小厚度:
鋼型材:橫梁不小于2.5mm立柱不小于3.0mm;
鋁型材:橫梁,跨度不大于1.2時,不小于2.0mm:跨度大與1.2m時,不小刁:2.5mm;立柱,開口部分,不小于3.Omm;閉口部分,不小于2.5mm。
5.3 撓度的限值
四邊支承的玻璃面板:短邊的l/60;
鋁型利:跨度的l/180;
鋼型利:跨度的l/250。
由于橫梁和立柱在實際工程中跨度變化很大,不可能也不必要采用絕對撓度值控制
6 全玻幕墻
6.1 全玻幕墻的支承方式
規(guī)定一個統(tǒng)一的高度,超出此高度后就必須吊掛不十分合理。應(yīng)對不同的玻璃厚度規(guī)定不同的高度限制。規(guī)定厚度不超過12nun時,下端支承玻璃最大高度為4m:15mm時為5m;19mm時為6m是較為合理的。
6.2 玻璃肋的材質(zhì)
已經(jīng)有工程山現(xiàn)施工二過程中鋼化玻璃肋自爆,突然飛散的事例。玻璃肋是幕墻的支承結(jié)構(gòu),一旦自爆或外擊下飛散,面板將失去支承而坍落,產(chǎn)生較嚴(yán)重的后果。因此,玻璃宜采川單片鋼化玻璃,當(dāng)夾層行困難時,寧愿采用普通浮法玻璃。因為浮法玻璃了于裂后并立即飛散,使得有時間采取搶救措施。
采用點支承的玻璃肋,則應(yīng)采用鋼化夾層玻璃。
全玻幕墻玻璃開裂的一個主要原因是玻璃變形受限,如玻璃在上、下不銹鋼槽中空隙偏小,密封膠硬化:玻璃嵌入結(jié)構(gòu)、裝修的槽口中未留足夠空隙或后加裝修頂死玻璃板面。玻璃開裂的另一個主要原因是玻璃受力不均勻,如兩個幣夾松緊不一致,拉力不一致;兩個夾不在一個平面上,玻璃受面平面外剪力和彎曲;玻璃下端支承橡膠墊塊厚薄高低不同等等。
防止玻璃開裂,就要加強施工中的管理,清除上列的種種因素。
6.4 防止玻璃肋失穩(wěn)
玻璃肋厚度小,板面寬,這種窄腹梁在風(fēng)吸力作用下,自由邊緣受壓,容易喪失穩(wěn)定。當(dāng)肋高超過12m時,宜采取防止失穩(wěn)的措施,如設(shè)置固定于自山邊緣的水平不銹鋼拉桿、設(shè)置水平玻璃肋在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作川下,玻璃肋的撓度不宜大于跨度的1/2000
〔page〕 7 點支承玻璃幕墻
7.1 面板
在支承點附近,玻璃面板會產(chǎn)生很大的應(yīng)力,面板應(yīng)采用鋼化玻璃、鋼化夾層玻璃或鋼化中空
采用有限單元方法精確分析點支承玻璃的應(yīng)力在理論上是可行的,但在工程中應(yīng)用有一定的難度:在孔洞或夾片支承處邊界條件:難以準(zhǔn)確給山,如果約束條件稍有差異,其應(yīng)力計算結(jié)果相差很人,難以應(yīng)用。因此在工程設(shè)計巾還是采用公式計算為多。采用彈性小撓度計算公式時,應(yīng)考慮折減系數(shù)。
點支承面板的撓度值山風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值或重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算得到,其限值取支承點間沿長邊離的l/600
7.2 支承裝置
采用帶球鉸支承頭的鋼爪支承裝置是目前應(yīng)用最多、最為成熟的支承方式,由于支承頭穿過玻璃,必須注意密封防滲;中空玻璃還要采用多道密封措施防止漏氣。
采用夾片式支承裝置,玻璃可以不用開孔,不存在漏氣問題,在廣州會展中心、天津泰豐植物園中應(yīng)用相當(dāng)滿意。夾片中應(yīng)設(shè)置水平托板和柔性墊片支承玻璃自重。
背栓式支承在國內(nèi)已有應(yīng)用,背部開錐孔,用錐形錨栓固定的方式可以避免冷橋,板面美觀。背栓式連接對設(shè)備、支承裝置和施工工藝有較高的技術(shù)要求。要總結(jié)經(jīng)驗,推廣應(yīng)用。
7.3 支承結(jié)構(gòu)
點支承玻璃幕墻的支承結(jié)構(gòu)可采用玻璃肋或鋼結(jié)構(gòu),目前鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛。支承鋼結(jié)構(gòu)的一般分析方法是采用通用計算軟件如SAP、ANSYS、3D3S等等,張拉桿索結(jié)構(gòu)計算中宜考慮幾何非線性影響。簡單結(jié)構(gòu)可以采用手算方法。
梁、柱、桁架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼等由剛性桿件組成的支承結(jié)構(gòu),要注意桿件的長細(xì)比滿足規(guī)范的要求,一般情況下,桿件長細(xì)比在受壓時不應(yīng)大于150;受拉時不宜大于2500剛性支承結(jié)構(gòu)的撓度控制值可取為跨度的l/250。
張拉桿索結(jié)構(gòu)作用于主體結(jié)構(gòu)上的預(yù)拉力在設(shè)計時應(yīng)予考慮。采用由周邊拉索和中央承壓桿組成的自平衡體系,張拉力山中央承壓桿承受,不會將預(yù)拉力作用在主體結(jié)構(gòu)上。拉桿采用不銹鋼圓鋼,直徑不應(yīng)小于10mm;拉索可采用不銹鋼絞線或鋁包高強鋼絞線。拉索不宜采用細(xì)鋼絲組成的鋼絲繩。拉索最小直徑為8mmo弓K拉桿索結(jié)構(gòu)的撓度控制值可取為跨度的l/2000
7.4 單層索網(wǎng)
單層索網(wǎng)由剛性的邊框和雙向張拉索網(wǎng)組成,它遮擋少,無剛性支承構(gòu)件,幕墻明快通透。單層平面索網(wǎng)工作時會有較大的撓度,設(shè)計時索網(wǎng)的撓度控制值可取為跨度的l/500在兩座建筑物之間張拉索網(wǎng)時,由于地震中兩座建筑物會有相對位移,因此水平拉索要設(shè)置彈簧機構(gòu)吸收地震中過大的拉索伸長,防止拉斷。
8 鋁板幕墻
8.1 面板的材料
(1)復(fù)合鋁板
在幕墻中采用的復(fù)合鋁板應(yīng)為不燃性材料芯材,通常不燃性芯材為白色;采用黑色可燃性芯材的復(fù)合板不應(yīng)在幕墻中應(yīng)用。
復(fù)合鋁板的氟碳涂層較薄,在嚴(yán)重污染地區(qū)和海濱地區(qū)使用滿足不了涂層厚度40um的要求,這時可以考慮改用氟碳噴涂的單層鋁板。
(2)單層鋁板
純鋁板較軟,厚度不應(yīng)小于2.5mm,通常采用厚度為3.0mm。采用高強合金鋁板時,可以采用2.0mm的厚度。深圳電視中心采用2.0mm的滾涂鋁鎂合金板,效果良好。
(3)蜂窩鋁板
蜂窩板有優(yōu)良的承載力、剛度和保溫隔聲性能。宜采用鋁蜂窩,總板厚10mm以上。常用15mE~20mm,板厚。
8.2 膠縫
鋁板幕墻目前國內(nèi)常采用平膠縫,密封膠縫表面略低于鋁板面。歐洲常采用不打密封的開縫方案,縫山橡膠條在深處密封?,F(xiàn)在建筑師常常要求做開縫處理,但國產(chǎn)橡膠條的質(zhì)量和施工技術(shù)還有待于提高,做開縫還刁<是很有把握,所以在日前條件下最好做深膠縫來滿足建筑師的特殊要求。
8,3 橫梁和立柱
鋁板幕墻橫梁與立柱的截面厚度要求與框支承玻璃墻的要求相同。
橫梁和立柱的撓度限值,鋁型材可按跨度的l/土80考慮;鋼型材可按跨度的l/250取用o
8.4 板肋
復(fù)合鋁板和單層鋁板應(yīng)加肋,復(fù)合鋁板還應(yīng)加邊肋。面板和肋之間可采用電栓釘、雙面貼或結(jié)構(gòu)膠連接。
原JGJl33中規(guī)定肋的撓度不應(yīng)大于跨度的l/300,執(zhí)行中發(fā)現(xiàn)太嚴(yán),修訂時將會考慮修改。目前可建議板肋撓度不大于跨度的l/200。
9 石材幕墻
9.1 石材的品種,
JGJl33—200l中,石材的種類為花崗巖,且具抗彎強度試驗值應(yīng)大于8MPa。近幾年由于建筑藝術(shù)的要求,非花崗巖的石材如砂巖、凝灰?guī)r等已在幕墻中應(yīng)用。最近到歐洲考察中,發(fā)現(xiàn)采用砂巖、凝灰?guī)r,甚至多孔凝灰?guī)r等石材作為外墻面的相當(dāng)多。
由于我國環(huán)境條件比歐洲差,大理石等易受酸雨腐蝕的巖石仍不宜用于幕墻。如果建筑設(shè)計確行需要,砂巖、凝灰?guī)r等石利,可以用于幕墻,但應(yīng)采取相應(yīng)的加強措施。
9.2 石材與主體結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造
由于J1133規(guī)范作出了限制規(guī)定,目前鋼銷式連結(jié)的應(yīng)用已大大減少。最常用的連結(jié)方式為短槽式。短槽式連結(jié)的掛極不宜采用T形件,宜采用L形掛件。鋁制L形掛件厚度不應(yīng)小于4mm,不銹鋼L形掛件不應(yīng)小于3mm。寬度不宜小于40mm。要控制弧形槽的開槽深度和槽長。
背栓式連接在工程中應(yīng)用已顯示出其優(yōu)點,川于均勻、致密石材效果良好。但應(yīng)注意的是,在不均勻、多孔石材試驗中曾產(chǎn)生過個別連接點拔出,使連結(jié)失效的現(xiàn)象。在堅硬而脆性的微晶玻璃中應(yīng)用也產(chǎn)生過連接點處石材開裂的問題,應(yīng)從工藝上加以改進。
國內(nèi)自行開發(fā)的連結(jié)方式如背槽式和背卡式連接,經(jīng)過試驗驗證后,已在工程中應(yīng)用。背槽式連接是在石材背而板邊開槽,槽深8mm—12mm,槽長約150mm,槽口寬30mm,槽底40mm,卡人鋁制型材作為連結(jié)件。背卡式則在背面開21nln寬的狄槽,卡卡入長為50mm,厚為2X0.5mm的不銹鋼彈簧卡連接件。這些新的連接方式各具特點,可以選用。日前已經(jīng)過振動臺試驗,且振動臺而輸入最大加速度超過0,8g(約相當(dāng)于9度地震)的連接方式有:短槽、背栓、背槽、背卡以及用于多孔陶板的卡式連接。
9.3 砂巖、凝灰?guī)r石材的應(yīng)用
砂巖、凝灰?guī)r材質(zhì)較松軟,強度低至4MPa,多孔凝灰?guī)r材質(zhì)不均勻,孔洞多,所以設(shè)計中要注意以卡方面:
(1)適當(dāng)加大設(shè)計安全度,總安全系數(shù)不小于3.5;
(2)加大石板的厚度,如深圳文化中心采用埃及黃砂巖,其厚度加大至50mm;
(3)控制外掛砂巖、凝灰?guī)r的高度;
(4)連接方式應(yīng)恰當(dāng)選擇。一般宜選用接觸面積較大、對局部缺陷不敏感的連接方式(如短槽式等)。
9.4 石材用膠
(1)槽口處的人槽填充膠要有足夠的承載力和彈性,不宜過于脆硬。選用環(huán)氧石材膠要符合國家標(biāo)準(zhǔn)的要求,也可采用大力膠。
(2)所有與石材接觸的膠(包括人槽膠和密封膠)都要進行滲油試驗,確認(rèn)無誤后才能在工程中應(yīng)用。已經(jīng)有個別工具安裝后出現(xiàn)石板滲汕,難以處理,只得更換。
(3)石材用在使用前一定要認(rèn)真檢查,發(fā)現(xiàn)離析等異常現(xiàn)象應(yīng)停止使用。
10 遮陽設(shè)計
目前,采用透明玻璃甚至采用無色清玻的玻璃幕墻日漸增多,夏日陽光直射室內(nèi),強光和高溫影響了其使用條件,應(yīng)當(dāng)采用遮陽措施o
10.1 遮陽措施
一般認(rèn)為,當(dāng)室外溫度超過28℃,陽光射入室內(nèi)超過0.5ln時,應(yīng)當(dāng)進行遮陽。
遮陽措施常用的方式為:
1)彩釉玻璃
2)金屬管、陶瓷管
3)卷簾
4)百頁簾
5)遮陽板
彩 玻璃遮陽成本較低,多用于采光頂。彩釉宜采用絲網(wǎng)印刷,當(dāng)距視點較遠(yuǎn)時,宜用大尺寸的花紋,以免誤認(rèn)為積灰。彩釉遮光不多,遮陽效果較弱。
金屬管(鋁管、不銹鋼管)和陶瓷管遮陽有良好的視覺效果,金屬管還可以通水冷卻,降溫的同時還可提供溫水。
卷簾和百頁簾應(yīng)用最為普遍,為保證整齊美觀,宜采用電動式。在歐洲卷簾、百頁常布置在室外,達到既遮光又遮熱的效果,因為卷簾百頁布置在室內(nèi),熱量通過玻璃已進入室內(nèi),隔熱效果已很小。但是在目前周內(nèi)環(huán)境條件下,布置在室外容易污染,清洗困難,所以現(xiàn)在一般布置在室內(nèi)。在雙層通風(fēng)幕墻十,則宜放在內(nèi)外幕墻之間的熱通道內(nèi)。
10.2 遮陽板
(1)遮陽板布置
遮陽板布置在室外,可以沿豎向布置,也可以水平外挑布置。固定式遮陽板造價低,但無法調(diào)節(jié)進入室內(nèi)的光線;有調(diào)節(jié)光線要求時,宜采用電動式遮陽板。
(2)遮陽板的材料
目前遮陽板多川鋁板或鋁型材,也有采用不銹鋼板或石板。這些材料遮擋視線,因此采用反射玻璃作遮陽板的口漸增多,反射玻璃反射口光,但從室內(nèi)看室外則是透明的,不妨礙視線。反射玻璃加工方便,叮以采用夾層玻璃保證其安全,國外有些玻璃遮陽板的單片尺寸已達750mnlX6000mmo
10.3 遮陽板的設(shè)計
目前遮陽板的風(fēng)荷載無確切的設(shè)計方法,對其支承結(jié)構(gòu)可取比普通幕墻略小的風(fēng)力計算。遮陽板在風(fēng)了了作用下的顫振和嘯叫聲,目前沒有準(zhǔn)確的估計方法。在大型遮陽工程中,可做成l:l的局部試件,用直接吹風(fēng)的方法通過試驗確定其影響程度。直接吹風(fēng)通常用飛機發(fā)動機、螺旋槳(俗稱飛機頭試驗)來進行,廣東亞洲鋁型材廠有此實驗設(shè)備。
11 小 結(jié)
日前我國幕墻工程量大、形式多變、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在設(shè)計鋁板幕墻和施工中提出了不少新問題。以上一些思考尚不成熟,僅提供同行參考,中東幕墻http://tstynw.cn。