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玻璃幕墙构造及支承体系-《房屋建筑学》

时间:2026-01-26 理论教育 东北妞 版权反馈
【摘要】:图7-48所示为中空玻璃(胶接法)构造。采用不锈钢拉杆或用与玻璃分缝相对应拉索做成幕墙的支承结构,玻璃通过金属连接件与其固定。支承体系是将面玻璃所受的各种荷载直接传递到建筑结构上。

(一)玻璃幕墙的组成

玻璃幕墙由玻璃和金属框组成幕墙单元,借助螺栓和连接铁件安装到框架上。

(1)金属边框。有竖框、横框之分,起骨架和传递荷载作用,竖向边框称竖梃,横向边框称横档。可用铝合金、铜合金、不锈钢等型材做成。铝合金框架使用最为普遍,图7-47所示为铝合金边框安装。

图示

图7-47 铝合金边框安装

(2)玻璃。有单层、双层、双层中空和多层中空之分,起采光、通风、隔热、保温等围护作用。通常选择热工性能好,抗冲击能力强的钢化玻璃、吸热玻璃、镜面反射玻璃、中空玻璃等。接缝构造多采用密封层、密封衬垫层、空腔三层构造层。图7-48所示为中空玻璃(胶接法)构造。图7-49所示为玻璃安装示意。

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图7-48 中空玻璃(胶接法)构造

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图7-49 玻璃安装

(3)连接固定件。有预埋件、转接件、连接件、支承用材等,在幕墙及主体结构之间以及幕墙元件与元件之间起连接固定作用,如图7-50所示。

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图7-50 幕墙连接件

(4)装修件。包括后衬板(墙)、扣盖件及窗台、楼地面、踢脚、顶棚等构部件,起密闭、装修、防护等作用。

(5)密缝材料。有密封膏、密封带、压缩密封件等,起密闭、防水、保温、绝热等作用。

此外,还有窗台板,压顶板、泛水、防止凝结水和变形缝等专用件。

(二)幕墙框架与主体结构的连接

幕墙框架与主体结构连接时,应预先在主体结构的楼板或梁上布置预埋件,竖梃(竖向骨架)通过连接件固定在楼板或梁上。连接件多为角形铝铸件,与竖梃、横档均用螺钉固定,如图7-51所示。竖梃与楼板的连接如图7-52所示,竖梃与梁的连接如图7-53所示,竖梃与横向骨架的连接如图7-54所示,竖梃与竖梃连接方式如图7-55所示。

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图7-51 预埋件和连接件形式

(三)分件式玻璃幕墙

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图7-52 竖梃与楼板连接

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图7-53 竖梃与梁的连接

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图7-54 竖梃与横向骨架的连接

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图7-55 竖梃与竖梃连接方式

分件式玻璃幕墙是在现场将金属边框、玻璃、填充层和内衬墙以一定顺序进行安装组合而成的幕墙。玻璃幕墙的竖梃通常依一个层间高度来划分,相临层间的竖梃通过套筒来连接,其间应留有15~20mm的空隙,以保证金属的热胀问题,并需用密封胶嵌缝,以解决防水问题。

分件式玻璃幕墙考虑到竖梃要能在上下、左右、前后三个方向调节移动,故连接件上所有螺栓孔都设计成椭圆形的长孔。分件式组装的玻璃幕墙与预制单元式组装幕墙相比在安装精度上要求不很高,施工速度较慢,这种幕墙目前在国内应用较广,组装方法如图7-56所示。

1.明框式玻璃幕墙构造

明框式玻璃幕墙由立筋和横档组成格子形骨架,固定玻璃或将可开启的窗用专用不锈钢五金件装嵌在每个框格内,并能在外立面显示这些框架。其构造如图7-57所示。

图示

图7-56 分件式玻璃幕墙组装示意

2.隐框式玻璃幕墙构造

隐框式玻璃幕墙是把幕墙的金属骨架全部隐藏于幕墙玻璃的背面,玻璃的安装固定主要依靠硅酮结构胶与背面的幕墙金属骨架直接粘结,使建筑表面看不到金属骨架的幕墙形式。幕墙的玻璃间的缝隙要有一定的宽度,宽度大小与玻璃平面尺寸有关,以适应幕墙平面内变位造成结构胶的变形,使玻璃有足够的余地移位而不致发生挤碰为宜,一般为12~20mm。隐框式玻璃幕墙构造如图7-58所示。

3.半隐框式玻璃幕墙构造(https://www.xing528.com)

半隐框式玻璃幕墙骨架的横向或竖向构件显露在外表面,其构造如图7-59所示。隐框玻璃幕墙在防水构造上一般设有两层密封设施,并在两者之间留有空腔,按照防水压力平衡原理,在玻璃十字交叉点处留出排水通风口,使空腔内空气压力与室外的空气压力取得平衡,以防在毛细孔作用下渗水,同时也可将少量雨水自然排出。

图示

图7-57 明框玻璃幕墙构造

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图7-58 隐框式玻璃幕墙构造

(a)双层中空玻璃;(b)单层玻璃;(c)转角处理

图示

图7-59 半隐框式玻璃幕墙构造

(四)点式玻璃幕墙

点式玻璃幕墙是近年来新出现的一种支承方式。

1.点式玻璃幕墙的分类

按照支承结构的不同,点式玻璃幕墙在形式上可分为以下几种:

(1)金属支承结构点式玻璃幕墙。这是目前采用最多的一种形式,用金属材料做支承结构体系,通过金属连接件和紧固件将面玻璃牢固地固定,十分安全可靠。金属支承结构点式玻璃幕墙充分利用金属结构的灵活多变以满足建筑造型的需要,人们可以透过玻璃清楚地看到支承玻璃的整个结构体系。玻璃的晶莹剔透和金属结构的坚固结实,是“美”与“力”的体现,增强了“虚”、“实”对比的效果。

(2)全玻璃结构点式玻璃幕墙。通过金属连接件及紧固件将玻璃支承结构(玻璃肋)与面玻璃连成整体,成为建筑围护结构。全玻璃结构点式玻璃幕墙,施工简便造价低,玻璃面和肋构成开阔的视野,使人赏心悦目,建筑物室内、外空间达到最大程度的视觉交融。

(3)拉杆(索)结构点式玻璃幕墙。采用不锈钢拉杆或用与玻璃分缝相对应拉索做成幕墙的支承结构,玻璃通过金属连接件与其固定。拉杆(索)结构点式玻璃幕墙。在建筑中充分运械加工的精度,使构件均为受拉杆件,因此,施工时要加以预应力,这种柔接可降低震动时玻璃的破损率。

2.点式玻璃幕墙的主要组成部分

(1)支承体系。支承体系是将面玻璃所受的各种荷载直接传递到建筑结构上。因此,它是主要受力构件,一般根据承受的荷载大小和建筑造型来确定结构形式和材料,如玻璃肋、不锈钢立柱、铝型材柱或加上适当的防腐、防锈处理的钢桁架、钢立柱及不锈钢拉杆(索)等。

(2)金属连接件。金属连接件包括固定件(俗称爪座和爪子)和扣件。固定件通常用普通不锈钢铸造而成,而扣件则是不锈钢机加工件。考虑到金属相容性,爪座必须采用与支承体系相同的材质,或使用机械固定。

金属连接件是建筑点式技术的精华所在。它把面玻璃固定在支承结构上不仅产生玻璃孔边缘附加应力,而且能够允许少量的位移来调节由于建筑安装带来的施工误差,同时还有减震措施以提高抗震能力,因此,设计时考虑的因素是多方面的。

金属连接件还产生显著的装饰效果,因此它除满足功能上的要求之外,还要有优美的造型设计和精细的加工制造,起“画龙点睛”的作用。

(3)玻璃。点式玻璃幕墙所用的玻璃,由于钻孔而导致孔边玻璃强度降低约30%,因此建筑点式玻璃幕墙必须采用强度较高的钢化玻璃(钢化玻璃的抗冲击强度是浮法玻璃的3~5倍,抗弯强度是浮法玻璃的2~5倍)。钢化玻璃另一个重要特性是使用安全,在遇到较大外力而破坏时产生无锐角的细小碎块(俗称“玻璃雨”),不易伤人。

当地处北方的建筑物或对保温隔热有较高要求的建筑物,往往采用中空玻璃,即在两片玻璃之间有一干燥的空气层或惰性气体层。中空玻璃能大幅度提高保温隔热性能的原因是玻璃的传热系数K值为0.8W/(m2·K),而空气的K值为0.03W/(m2·K),惰性气体更低。另外,中空玻璃防结露和隔音性能都比较好。

在人流比较大或采光顶这类对安全性能要求高的场合,往往选用夹胶玻璃,即在两层玻璃之间夹入聚乙烯醇缩丁醛(PVB)胶片,使碎片会与PVB胶片粘在一起,避免玻璃掉落而造成人员伤害或财产损失。

(4)密封材料。玻璃与玻璃之间采用耐候硅酮胶密封,玻璃与金属结构之间采用结构硅酮胶粘结。点式玻璃技术中密封胶只起密封作用,不必进行强度计算。在使用前必须进行胶与接触材料的相容性试验,性能检测合格,并且在有效期内使用,严格遵守操作规程,以确保施工质量。

点式玻璃幕墙及细部构造,如图7-60所示。

图示

图7-60 点式玻璃幕墙及细部构造

(五)玻璃幕墙的其他构造

由于玻璃幕墙的热工性能差,大片玻璃墙面难以达到保温隔热要求,幕墙与楼板和柱子之间均有缝隙,对防火、隔声均不利,因此,在玻璃幕墙背面一般要另设一道内衬墙,以改善玻璃幕墙的热工性能和隔声性能。

内衬墙可按隔墙构造方式设置,通常用轻质块材做成砌块墙,或者金属骨架外装钉饰面板材做成轻骨架板材墙。内衬墙一般支搁在楼板上,并与玻璃幕墙之间形成一道空气间层,设置内衬墙的玻璃幕墙支座构造如图7-61所示。保暖隔热可用玻璃棉、矿棉等轻质保暖材料填充在内衬墙与幕墙之间,如果再加铺一层铝箔则隔热效果更佳。

由于玻璃幕墙的保暖性能差,在玻璃、铝框、内衬墙和楼板外侧等处,寒冷天气会出现凝结水,因此,要设法将这些凝结水及时排走,可将幕墙的横档作成排水沟槽,并设滴水孔。玻璃幕墙防火处理、排水处理如图7-62所示。

图示

图7-61 设置内衬墙的玻璃幕墙支座构造

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图7-62 玻璃幕墙的防火及排水处理

(a)玻璃幕墙防火处理;(b)玻璃幕墙排水处理

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