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建筑幕墻那些事——玻璃幕墻工程(上)

作者:小編 日期:2025-05-10 13:40:43 點擊次數:

信息摘要:

建筑幕墻那些事——玻璃幕墻工程(上)

  

建筑幕墻那些事——玻璃幕墻工程(上)(圖1)

  根據《建筑幕墻》(GBT21086-2007)及《金屬與石材幕墻工程技術規范》(JGJ133-2001)規定:幕墻是由面板與支承結構體系(支承裝置與支承結構)組成的、可相對主體結構有一定位移能力或自身有一定變形能力、不承擔主體結構所受作用的建筑外圍護結構或裝飾性結構。通常建筑幕墻由面板(玻璃、金屬板、石板、人造板板等)和后面的支承結構(鋼結構、鋁橫梁立柱、玻璃肋等等)組成。

  玻璃幕墻、金屬幕墻、石板幕墻、人造板材幕墻、瓷板幕墻、陶板幕墻、微晶玻璃幕墻;

  (1)框架式(元件式)幕墻:明框式幕墻、隱框式玻璃幕墻、橫明豎隱式玻璃幕墻、橫隱豎明式玻璃幕墻、點式玻璃幕墻、全玻璃幕墻;

  (2)隱框玻璃幕墻:金屬框架的構件完全不顯露于面板外表面的框支承玻璃幕墻。

  (3)半隱框玻璃幕墻:金屬框架的橫向或豎向構件顯露于面板外表面的框支承玻璃幕墻。

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  (1)構件式玻璃幕墻:在現場依次安裝立柱、橫梁和玻璃面板的框支承玻璃幕墻。

  (2)單元式玻璃幕墻:將面板和金屬框架(立柱、橫梁)在工廠組裝為幕墻單元,以幕墻單元形式在現場完成安裝施工的框支承玻璃幕墻。

  (3)半單元式(小單元)幕墻:介于構件式幕墻和單元式幕墻之間的一種幕墻結構。它是指面板材料與之部分龍骨構建在工廠內組裝完成,在施工現場將組裝好的板塊安裝到主體結構連接的主受力龍骨上,從而完成幕墻的安裝。

  (1)框支承玻璃幕墻:框支承幕墻框支承幕墻是指面板由立柱、橫梁連接構成的框架支承的幕墻。

  (2)點支承幕墻:點支撐玻璃幕墻是由玻璃面板、點支承裝置和支承結構構成的一種玻璃幕墻,又分為鋼結架式、玻璃肋式、拉桿式、拉索式、自平衡索桁架式、單層索式。

  (3)全玻幕墻:全玻幕墻是由玻璃肋和玻璃面板構成的玻璃幕墻。全玻璃幕墻玻璃面板的尺寸一般較大,宜采用機械吸盤安裝。全玻璃幕墻允許在現場打注硅酮結構密封膠。全玻璃的板面不得與其他剛性材料直接接觸。

  (1)玻璃幕墻材料應符合國家現行產品標準及設計要求,并應有出廠合格證、質量保證書及必要的檢驗報告。

  (2)玻璃幕墻材料應選用耐氣候性的材料。金屬材料和零附件除不銹鋼外,鋼材表面應進行熱浸鍍鋅處理,平均鍍鋅層厚度一般不低于70微米,鋁合金可視面應進行表面氟碳噴涂或粉末噴涂處理,非可視面應進行陽極氧化處理。

  (4)結構硅酮密封膠應有與接觸材料相容性試驗報告,并應有保質年限的質量證書。

  (1)骨架材料主要有構成骨架的各種型材以及連接與固定的各種規格的連接件、緊固件。

  (3)緊固件主要有:膨脹螺栓、 鋁打釘、射釘,連接件多采用角鋼、槽鋼、鋼板加工而成。

  (4)鋁合金型材應采用精制鋁合金型材,并符合《鋁合金建筑型材》(GB/T5237)標準要求。

  (5)鋁合金桿件型材截面受力部分的壁厚不應小于3mm。 玻璃幕墻所用鋁合金材料均根據需要制成各種復雜幾何形狀斷面的型材,其合金成分及機械性能應有生產廠家的合格證。型材表面經陽極氧化處理或鍍古銅色。

  (6)玻璃幕墻采用鋁合金氧化膜不低于 AA15級,并滿足《鋁及鋁合金陽極氧化陽級氧化膜總規范》(GB8013)的規定。鋁合金的表面處理層厚度和材質應符合現行國家標準《鋁合金建筑型材》(GB/T5237.2-5237.5)的有關規定。

  (9)玻璃幕墻采用非標準五金件應符合設計要求,并應有出廠合格證、檢驗報告。

  (10)玻璃幕墻采用的鋼材、不銹鋼材應符合現行國家標準的規定,當幕墻高度超過40m時,鋼構件宜采用高耐候結構鋼,并應在其表面涂刷防腐涂料。采用熱浸鍍鋅處理時,其膜厚應大于45μm;采用靜電噴涂時,其膜厚應大于40μm。鋼構件采用冷彎薄壁型鋼時,其壁厚不得小于3.5mm,承載力應進行驗算。。

  (11)不同金屬材料接觸位置應采用專用防腐柔性墊片分隔,避免雙金屬腐蝕。

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  (1)染色玻璃)、 墊反射玻璃(又稱鏡面玻璃)、中空玻璃。按構造分有單層玻璃和雙層玻璃,單層玻璃一 般由鋼化玻璃制成,厚度一般為5或7mm。雙面玻璃通常用非鋼化玻璃制成,厚度一般為 5-12-5(mm)或7-9-7(mm),中間數值為兩層玻璃之間間隙。 單層或雙層玻璃一側均鍍金屬膜,稱之“反射玻璃”。金屬膜是金屬氧化物。對6mm 厚度和鍍膜玻璃來說,陽光透過率只有23%—40%,而對于一般無色透明玻璃,陽光透 過率可達78%。用反射玻璃能起到遮陽、隔熱、節能的作用。

  (2)玻璃的顏色取決于氧化物 的種類,依氧化物的不同,可形成茶色、金色、銀灰色等多種顏色。 對于可能直接造成人身傷害的玻璃幕墻應采用安全玻璃,否則應采取相應的安全措 施,玻璃幕墻使用熱反射鍍膜玻璃時,應采用真空磁控陰極濺射鍍膜玻璃。對弧形玻璃幕 墻玻璃,在安裝使用時可考慮采用熱噴涂鍍膜玻璃。

  (4)幕墻玻璃應進行機械磨邊處理,點支承幕墻玻璃的孔、板邊緣均應進行磨邊和倒棱,磨邊宜細磨,倒棱寬度不宜小于1mm。

  (7)玻璃安裝時,應嚴格檢查表面質量及 外觀幾何尺寸偏差,須符合有關標準規定,鋼化玻璃表面不得有傷痕。

  (1)填縫材料是用于玻璃幕墻裝配及塊與塊之間的縫隙處理,一般常用填充材料、密封材料、防水材料三種組成。

  (2)填充材料,主要是用在間隙的底部,起到填充作用。常用的是聚乙烯泡沫膠系,有片狀、圓柱條等多種規格。

  (3)密封材料,在玻璃裝配中,不僅僅起密封作用,同時也起到緩沖、粘接的作用,使脆性的玻璃與硬性的金屬之間得以過渡。 目前應用較多的密封、固定材料是橡膠密封條,亦稱為鎖條。因它是在玻璃固定時嵌入玻璃兩側,起到一定的密封作用。橡膠壓條的斷面形式很多,其規格主要要與凹槽的實 際尺寸相符,否則過松或過緊都是不妥的。

  (4)防水材料,目前使用較多的是硅酮系列的密封膠。其中的醋酸型硅酮密封膠和中性硅 酮密封膠選用較多,可按基層的材質適當選擇。因其采用管裝,使用時用特制的膠槍注入間隙內,操作簡便,存儲方便。 隱框及半隱框玻璃幕墻的中空玻璃所用密封膠必須采用結構健酮密封膠和丁基密封膩子,明框玻璃幕墻和中空玻璃的密封膠可采用串疏密封膠和丁基密封膩子。

  (5)玻璃幕墻使用的結構硅酮密封膠應采用高模數中性膠;結構硅酮密封膠分單組份和雙組份,同一幕墻工程應采用同一品牌的單組分或雙組分的硅酮結構密封膠,并應有保質年限的質量證書,必須對結構膠的邵氏硬度、標準條件拉伸粘結強度、相容性試驗復驗。玻璃幕墻所用的結構膠、耐候膠在施工安裝前應嚴格檢查出廠日期,凡超過使用日期的膠,嚴禁在玻璃幕墻工程中使用。

  由于膠粘劑品種繁多,適應性能各有不同,對肢粘劑必須進行性能檢驗, 檢驗其粘接強度和粘接后是否脫膠起鼓,符合要求后才能正式操作使用。

  (1)玻璃幕墻宜采用巖棉、礦棉、玻璃棉、防火板等不燃性材料作隔熱保溫材料,同時應采用鋁箔或塑料薄膜包裝的復合材料,作為防水和防潮材料。

  (3)玻璃幕墻立柱與橫梁、轉接件之間的連接處,宜加設防腐橡膠墊片,并應安裝嚴密。

  (4)如防火、保溫材料、鍍色鋁墻板(用于裝飾玻璃幕墻邊緣或建筑物拐角處),亦應根據設計要求及相關規范進行檢查、驗收。

  1、明框玻璃幕墻是金屬框架構件顯露在外表面的框支承玻璃幕墻,它以特殊斷面的鋁合金型材為框架,將玻璃面板全部嵌入型材的凹槽內。

  1、半隱框玻璃幕墻分為豎隱橫不隱及橫隱豎不隱兩種方式,當然無論是哪一種半隱框玻璃幕墻,都應該用一對應邊用結構膠粘接成玻璃裝配組件,而另一對應邊采用鋁合金鑲嵌槽玻璃裝配的方法。

  ①半隱框幕墻安裝方法一:其采用的是結構性玻璃裝配方法,采用鋁合金玻璃鑲嵌槽固定。做法是將玻璃粘接在上下兩條邊具有安裝溝槽的玻璃框上,玻璃框的上框支在鋁合金框格體系的橫梁上,下框用固定片固定在下橫梁上,而豎邊用壓板固定在下橫梁上,而豎邊用壓板固定在豎桿的玻璃鑲槽內,形成從上到下整片玻璃由豎桿壓板分隔成一條條長帶。

  ③半隱框幕墻安裝方法二:,即是在全隱框玻璃幕墻的橫邊或豎邊加上一條壓板,形成橫邊或豎邊的半隱框幕墻。也就是說,全隱框玻璃幕墻做成半隱框效果。這條壓板不僅是橫向或豎向裝飾線條,而且對玻璃進行了第二次固定,安全感有所增強,同時也可以改變壓板的形狀和顏色增加圖案色彩。

  ①半隱框幕墻安裝方法一:玻璃粘貼在兩豎邊有安裝溝槽的玻璃框上,將玻璃框豎邊用固定片固定在鋁合金框格體系的豎桿上;而玻璃上下兩橫邊固定在鋁合金框格體槽梁的鑲嵌槽中。玻璃與玻璃框豎邊的粘接是在工廠內專用車間加工注膠完成的,材料表面清潔有保證,粘接質量好。玻璃框是在結構膠完全固化后,才運往現場安裝,粘接質量有保證。

  ②半隱框幕墻安裝方法二: 是將鍍膜玻璃先固定在頂部和底部鋁合金型材的鑲嵌槽內,在玻璃與豎桿表面形成一條膠縫空槽,而后在現場將結構膠灌滿膠縫空槽,形成豎向結構膠玻璃裝配體系。

  ③這種生產方法由于是在現場注膠,材料表面清潔與干燥,注膠時環境清潔程度均很難得到充分的保證,而且往往在結構膠未固化前就要承受風荷載,影響粘接強度。一般僅限于用建筑物與鋁合金框架體系間無安裝間隙的建筑物,除非萬不得已,不宜采用。

  1、隱框玻璃幕墻是將玻璃用硅酮結構密封膠(簡稱結構膠)粘結在鋁框上,在大多數情況下,不再加金屬連接件。因此,鋁框全部隱蔽在玻璃后面,形成大面積全玻璃鏡面。在某些工程中,垂直玻璃幕墻采用帶金屬連接件的隱框幕墻。金屬扣件可作為安全措施,但容易因產生集中應力使玻璃破裂。

  2、玻璃與鋁框之間完全靠結構膠粘結。結構膠要承受玻璃的自重、玻璃所承受的風荷載和地震作用,還有溫度變化的影響,因此結構膠是隱框幕墻安全性的關鍵環節。結構膠必須能有效地粘結所有與之接觸的材料(玻璃、鋁材、耐候膠、墊塊等),這稱之為相容性。

  (1)產品標準化、系列化設計,質量穩定可靠,可滿足不同的要求。定位安裝、定距壓緊結構,玻璃板塊受力均勻;板塊浮動式連接結構,平面內變位吸收能力強。

  (2)玻璃用硅酮結構密封膠固定在副框上,副框再用機械夾持的方法固定到主框格(立柱、橫梁)上。結構玻璃裝配組件與主框格完全分離,這是隱框玻璃幕墻構件式施工的最大特點之一。

  (3)結構玻璃裝配組件在專業的生產車間制作,注膠質量、加工精度有保證,節約硅酮結構密封膠。

  (5)施工現場減少結構玻璃裝配組件制作這一關鍵工序,工期縮短、施工機具減少。

  (7)施工簡便,工藝流程清晰易懂,操作工人易于掌握,但對管理者的專業技能和統籌能力要求較高。

  1、框支承構件式玻璃幕墻是在現場依次安裝立柱、橫梁和玻璃面板的框支承玻璃幕墻。

  1、單元式幕墻是將面板和金屬框架(橫梁、立柱)在工廠組裝為幕墻單元,以幕墻單元形式在現場完成安裝施工的框支承玻璃幕墻。

  1、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(裝飾面板)再固定在豎框或橫梁上。

  (1)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。

  (2)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。

  2、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。

  3、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。

  4、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。

  1、鋼結構式點支承玻璃幕墻是采用鋼結構為支撐受力體系的玻璃幕墻,所用的鋼結構可以是圓鋼管鋼杠,也可以是魚腹式鋼鉸支桁架或其它形式鉸支桁架。鋼結構上安裝鋼爪,面板玻璃四角開孔,鋼爪上的緊固件穿過面板玻璃上的孔,緊固后將玻璃固定在鋼爪上。此結構選材靈活、施工簡單。

  (1)點支撐玻璃幕墻的支撐結構主要包括橫梁與立柱,部分建筑工程因需求也會只設計立柱。

  (2)桿件的選擇為單根形式,可以將其設計成拉桿、桁架以及空腹桁架等形式。在整個系統中橫梁與立柱結構組成了受力支撐體系,來完成對玻璃自重以及外界荷載的承載。

  (3)在進行點支撐玻璃幕墻施工時,必須要加強對支撐結構的管理,因其可以將各種承載壓力傳遞給主體結構,通過有效的設計來提高其強度,以便滿足結構的承重需求。

  (4)拉桿式點支撐玻璃幕墻的承重主要是通過玻璃與鋼索共同實現,組合形式具有多樣化,通過合理的設計可以豐富結構的造型,使立面效果更加豐富。并且承重結構受力能力強,可以獨立完成整個建筑外立面幕墻結構。

  (5)對于鋼結構點支撐玻璃幕墻來說,其更適用于新建、改建、擴建等工程,并且要求建筑高度<150m,非抗震設防和抗震設防烈度在6~8的民用以及工業建筑玻璃幕墻的安裝。

  1、玻璃肋式點支承玻璃幕墻是大片玻璃與支承結構均為玻璃的玻璃幕墻,玻璃肋支承(吊掛)在主體結構上,在玻璃肋上安裝連接板或鋼爪,面板玻璃四角開孔,用安裝在玻璃肋上的連接板(鋼爪)中的螺栓穿入面板玻璃孔中與連接板(鋼爪)緊固。

  (1)通透性好:玻璃幕墻的面板僅經過幾個點銜接到支撐結構上,簡直無遮擋,透過玻璃視線到達最佳,視野到達最大,將玻璃幕墻的透明性應用到極致。

  (2)靈活性好:在金屬緊固件和金屬銜接件的幕墻工程設計圖紙中,為減少、消除玻璃板孔邊的應力會集,使玻璃板與銜接件處于鉸接狀況,使得玻璃板上的每個銜接點都可自由地轉動,而且還答應有少許的平動,用于補償裝置施工中的差錯,所以點支式玻璃幕墻的玻璃一般不發生裝置應力,而且能順應支撐結構受荷載作用后發生的變形,使玻璃不發生過度的應力會集。同時,選用點支式玻璃幕墻技能能夠最大極限地滿意建筑造型的需求。

  (3)安全性好:由于點支式玻璃幕墻所用玻璃全都是鋼化的,屬安全玻璃,而且運用金屬緊固件和金屬銜接件與支撐結構相銜接,耐候密封膠只起密封作用,不接受荷載,即便玻璃意外損壞,鋼化玻璃會破裂成碎片,形成所謂的“玻璃雨”,不會呈現整塊玻璃墜落的嚴重傷人事故。

  (4)工藝感好:點支式玻璃幕墻的支撐結構有多種方式,支撐構件加工精密、外表光滑,具有杰出的工藝感和藝術感,因而,許多建筑師喜愛選用。

  (5)環保節能性好:點支式玻璃幕墻的特色之一是通透性好,因而在玻璃的運用上多選擇無光污染的白玻、超白玻和低輻射玻璃等,尤其是中空玻璃的運用,節能作用愈加明顯。。

  1、不銹鋼拉桿式點接駁全玻幕墻是不銹鋼拉杠柔性支承結構代替剛性桁架結構。拉桿式點接駁全玻璃幕墻采用預應力雙層拉桿結構。一般設計成對稱型,這是因為幕墻不僅要承受正風壓,還要承受負風壓,正風壓的承力索在負風壓時就變成了穩定桿;而負風壓的承力桿在正風壓時則變成穩定索。這樣就保證了在正負風壓的情況下,雙層拉桿結構的受力完整性。雙層拉桿結構的施工與設計的聯系十分緊密,設計時,必須預先考慮施工的步驟,尤其必須預先規定好張拉預應力和鋪設面板的步驟,實際施工時必須嚴格按照規定的步驟進行。

  (1)不銹鋼拉桿式點接駁全玻幕墻的支撐系統由相對比較纖細的不銹鋼桿拉結而成,每片玻璃通過不銹鋼駁接爪及四個不銹鋼點支球鉸駁接頭與支撐系統連接為一個整體。

  (2)由不銹鋼點支撐玻璃幕墻作建筑外圍護構件,具有通透性強、美觀耐用的特點,將室內大堂與室外環境有機地結合起來,使建筑具有很強的親和力。

  1、不銹鋼拉索式點接駁全玻幕墻是不銹鋼索柔性支承結構代替剛性桁架結構。拉索式點接駁全玻璃幕墻采用預應力雙層懸索結構。一般設計成對稱型,這是因為幕墻不僅要承受正風壓,還要承受負風壓,正風壓的承力索在負風壓時就變成了穩定索;而負風壓的承力索在正風壓時則變成穩定索。這樣就保證了在正負風壓的情況下,雙層懸索結構的受力完整性。雙層懸索結構的施工與設計的聯系十分緊密,設計時,必須預先考慮施工的步驟,尤其必須預先規定好張拉預應力和鋪設面板的步驟,實際施工時必須嚴格按照規定的步驟進行。

  (1)是一種全透明、全視野的玻璃幕墻,利用玻璃的透明性,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。

  1、自平衡索桁架式點支承玻璃幕墻是一種由中間壓桿(鋼管)、輔助橫桿和呈拋物線形狀布置的索組成:索的預應力通過兩端連接由主壓桿承擔,預應力不會傳給主體結構,在桁架內部形成力的平衡,在承受正負風壓時,它相當于一個兩端簡支桁架的結構功能。

  (2)結構特點:拉桿及拉索采用先張法施加預應力,預應力依靠自身結構平衡,在外部荷載作用下極大的降低了傳遞給主體結構的荷載。

  1、單層索點支承玻璃幕墻結構由縱橫雙向鋼索交叉組合后承受外部荷載。繃緊的索網在承受外荷載時產生面外變形,索中張力增加,依靠變形后的索力在面外方向的分量來抵抗外荷載。

  (1)輕盈通透,拉索與玻璃膠縫在視覺上相重合,大大提高了可視面積,并且在施工方面也較拉索桁架容易。

  (3)在一些特殊場合下,“平面單層索網幕墻”會變化為“折面單層索網幕墻”。

  1、點支式幕墻配件——駁接爪別名玻璃爪,幾乎已經成為了現代建筑中必不可少的建筑材料,擁有美觀,堅固,耐腐蝕等特點。

  2、駁接爪主要作為支承駁接頭,并傳遞荷載作用到固定的支撐結構體系上,是連接玻璃幕墻的一個重要配件。

  3、點支式玻璃幕墻是由駁接頭、駁接爪、轉接件等組件組成,駁接爪主要作為支承駁接頭,并傳遞荷載作用到固定的支撐結構體系上,是連接玻璃幕墻的一個重要配件。

  駁接爪在玻璃幕墻中就起到了銜接的作用,通過駁接頭將荷載傳遞給鋼結構或其他主體結構上,它的力學性能在此顯得尤為重要。

  (1)使用駁接爪連接的玻璃幕墻外觀通透,由于無墻體,采光好,可使室內空間和室外環境融合。

  (3)部分駁接爪件采用球鉸連接,具有吸收變形能力,在安全性上也有很大的保障。

  (1)常用型號有:150系列,200系列駁接爪,220系列,250系列,300系列。

  (2)常用外形有:四爪,三爪,兩爪90度 ,兩爪180度,長單爪,短單爪,K型爪,工字爪等。

  (1)全玻璃幕墻面板玻璃厚度不宜小于10mm;夾層玻璃單片厚度不應小于8mm;玻璃幕墻肋截面厚度不小于12mm,截面高度不應小于100mm。

  (2)當玻璃幕墻超過4m(玻璃厚度10,12mm),5m(玻璃厚度15mm),6m(玻璃厚度19mm)時,全玻璃幕墻應懸掛在主體結構上。

  (3)吊掛全玻璃幕墻的主體構件應有足夠剛度,采用鋼桁架或鋼梁作為受力構件時,其中心線與幕墻中心線相互一致,橢圓螺孔中心線應與幕墻吊桿錨栓位置一致。

  (8)全玻璃的板面不得與其他剛性材料直接接觸。板面與裝修面或結構面之間的空隙不應小于8mm,且應采用密封膠密封。