建筑幕墻的結構分類及特點(一)
幕墻(Curtain Wall)早在150年前(19世紀中葉)就已在建筑工程中使用,由于受當時材料和加工工藝的局限,幕墻達不到絕對水密性、氣密性、抵抗各種自然外力的侵襲(如風、地震、氣溫)、熱物理因素(熱輻射、結露)以及隔音、防火等要求,一直得不到很好的發展及推廣。
我國建筑幕墻行業從1983年開始起步,三十年來建筑材料及加工工藝的迅速發展,各種類型的建筑材料研制成功,如各種密封膠的發明及其它隔聲(詞條“隔聲”由行業大百科提供)、防火填充材料的出現,很好地解決了建筑外圍對幕墻的指標要求,并逐漸成為當代外墻建筑裝飾新潮流。
今天,幕墻不僅廣泛用于各種建筑物的外墻,還應用于各種功能的建筑內墻,如通信機房、電視演播室、航空港(機場)、大車站、體育館、博物館、文化中心、大酒店、大型商場等。
面對幕墻新工藝層出不窮,新材料琳瑯滿目,為了幫助行業讀者,建立系統的、綜合的“幕墻結構”知識體系,中國幕墻網特別制作“幕墻結構分類及特點”大百科欄目。
幕墻分類目錄樹
1.全玻幕墻
全玻幕墻是一種全透明、全視野的玻璃幕墻,利用玻璃的透明性(詞條“透明性”由行業大百科提供),追求建筑物內外空間的流通和融合,使人們可以透過玻璃清楚地看到玻璃的整個結構系統,使結構系統由單純的支承作用轉向表現其可見性,從而表現出建筑裝飾的藝術感、層次感和立體感。具有重量輕、選材簡單、加工工廠化、施工快捷、維護維修方便、易于清洗等特點。其對于豐富建筑造型立面效果的功效是其他材料無可比擬的,是現代科技在建筑裝飾上的體現
1.1吊掛式全玻幕墻
吊掛式全玻幕墻
1.2.點接駁式全玻幕墻
每一分格玻璃用點接駁鋼件以點連接形式固定,其所承受的各種荷載和作用(風荷載、地震作用、溫度作用等)通過點接駁鋼件、鋼爪(詞條“鋼爪”由行業大百科提供)傳遞到受力支撐結構系統,再由中間受力支撐結構體系傳遞給主體結構;點接駁鋼件采用球狀鉸接螺栓(可自由轉動),且球狀鉸接螺栓的轉動中心與玻璃重心是一致的,可以消除由于外力(風荷載、地震作用、溫度作用等)引起的玻璃位移。點接駁鋼爪有“H”形和“X”形等幾種形式。支承玻璃的受力支承結構系統可以是玻璃肋、鋼桁架(詞條“鋼桁架”由行業大百科提供)也可以是不銹鋼拉桿、拉索或混合結構。因此點接駁全幕墻可分為玻璃肋點接駁全玻幕墻、鋼桁架點接駁全玻幕墻、拉索式點接駁全玻幕墻、混合結構形式點接駁全幕玻墻。
點支承玻璃肋玻璃幕墻
點支撐玻璃幕墻—不銹鋼拉桿式
點支承玻璃幕墻—不銹鋼拉索式
點支承玻璃幕墻—鋼桁架結構
點支承玻璃幕墻—自平衡索桁架式
點支承玻璃幕墻—單層索幕墻
點支承玻璃幕墻—不銹鋼拉索式
點支撐玻璃幕墻—不銹鋼拉桿式
2.座立式全玻幕墻
“座裝式”全玻璃幕墻的玻璃重量由底部玻璃槽承擔,“座裝式”與“吊掛式”的全玻璃幕墻完成后外觀上沒有區別。
座立式全玻幕墻
2.框架式(元件式)幕墻 框架式(元件式,構件幕墻的豎框(或橫梁)先安裝在主體結構上,再安裝橫梁(或豎框),豎框和橫梁組成框格,面板材料在工廠內加工成單元組件,再固定在豎框和橫梁組成的框格上。面板材料單元組件所承受的荷載要通過豎框(或橫梁)傳遞給主體結構。該結構較常見的形式是:豎框和橫梁現場安裝形成框格后將面板材料單元組件固定于骨架上,面板材料單元組件豎向接逢在立柱上,橫向接逢在橫梁上,并進行密封膠接逢處理,防雨水滲透、空氣滲透。
框架式(元件式)幕墻主要特點
(1)施工手段靈活,工藝較為成熟,經過較多工程實踐檢驗,是目前采用較多的幕墻結構形式。
(2)主體結構適應能力強,安裝順序基本不受主體結構的影響。
(3)采用密封膠接逢處理,水密性、氣密性好,具有較好的保溫、隔聲降噪能力,具有一定的抗層間位移能力。
(4)面板材料單元組件工廠制作,結構膠使用性能有保證。
(5)大量安裝工序現場進行,要求現場管理工作量大。
(6)密封膠施工要求嚴格,前期清洗、打膠過程對工人素質要求高;安裝打膠控制點多,工序多,要求工程管理質量高。
明框玻璃幕墻
全隱框玻璃幕墻
半隱框 橫明豎隱玻璃幕墻
3. 單元式幕墻是由許多獨立的單元組合而成,每個獨立單元組件內部所有板塊安裝、板塊間接縫密封均在工廠內加工組裝完成,分類編號按工程安裝順序運往工地吊裝,安裝可與主體結構施工同步進行(相差5-6個樓層即可)。通常每個單元組件為一個樓層高(或二、三個樓層高)、一個分格寬,單元與單元之間采用陰陽鑲嵌的結構形式,即單元組件的左右豎框、上下橫框都是和相鄰單元組件對插,通過對插形成組合桿,從而形成單元組件間接逢。單元組件的豎框直接固定在主體結構上,所承受的荷載是由單元組件的豎框直接傳遞到主體結構。
其主要特點為:
(1)幕墻單元工廠內加工制作易實現工業化生產,降低人工費用,控制單元質量;大量的加工制做、準備工作在工廠內完成,從而縮短幕墻現場施工周期和工程施工周期,為業主帶來較大的經濟效益和社會效益。
(2)單元與單元之間陰陽鑲嵌連接,適應主體結構位移能力強,能有效吸收地震作用、溫度變化、層間位移,單元式幕墻較適用于超高層建筑和純鋼結構高層建筑。
(3)接逢處多使用膠條密封,不使用耐候膠(是目前國內外幕墻技術的發展趨勢),不受天氣對打膠的影響,工期易控制。
(4)由于單元式幕墻主要在室內施工安裝,主體結構適應能力較差,不適用于有剪力墻和窗間墻的主體結構。
(5)要求有嚴格的施工組織管理,施工時有嚴格的施工順序,必須按對插的次序進行安 裝。對主體施工用垂直運輸設備等施工機械的安放位置有嚴格限制,否則將影響整個工程的安裝。
單元式玻璃幕墻
單元式鋁板幕墻
4. 半單元式幕墻 是先在主體結構上安裝豎框或豎框與橫梁組成的框架,豎框和相鄰豎框對插,通過對插形成組合桿。單元組件再固定在豎框或橫梁上。一般有兩種結構形式:一種是豎框先安裝在主體結構上,豎料上裝有掛接板塊的裝置,橫梁與面板材料組成單元板塊,板塊掛接豎料上。豎向接縫在豎框上,橫向采用上下單元板塊對插接縫,進行接縫處理,形成整片幕墻。另一種是豎框與橫梁組成框架,固定于主體結構上,面板組成獨立的小板塊,掛接于框架上。豎向接縫在豎框上,橫向接縫在橫梁上,并進行接縫處理,形成整片幕墻。
其主要特點是:
(1)豎框采用對插形式,變位適應能力強,具有較強的層間位移調節能力,抗震性能好。
(2)豎框通過對插形成接逢,對地震作用、溫度變化等引起的變形適應能力好,且位移時噪聲小。
(3)易實現工業化生產,可減少現場加工、安裝工序,易于控制工程質量。
(4)現場施工周期短,接逢處多使用膠條密封,一般不使用耐候膠(是目前國內外幕墻技術的發展趨勢),不受天氣對打膠的影響,易縮短施工周期。
(5)可交叉作業施工,施工手段靈活,受主體結構影響小。
(6)維修保養方便,維護、更換板塊時不影響周圍板塊。
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