浅谈构件式玻璃幕墙铝合金横梁的选用
2016-11-22杨乐
杨 乐
南京三惠建设工程股份有限公司
浅谈构件式玻璃幕墙铝合金横梁的选用
杨 乐
南京三惠建设工程股份有限公司
随着我国玻璃幕墙的使用越来越广泛,玻璃幕墙型材的选用就显得很重要。幕墙设计师在选用型材的时候需要考虑多种方面的因素,既要合理又要经济。本文就构件式玻璃幕墙横梁选择的时候需要注意的几点进行简单的论述。
玻璃幕墙;铝合金横梁;荷载;铝角码
玻璃幕墙自 20 世纪中期出现之后, 就被广泛的应用于建筑行业。而其铝合金横梁的选用一直是人们关注的焦点。现在玻璃幕墙在横梁上选用方式上总是出现各种问题,这些问题很大程度上影响了幕墙整体的稳定性,对建筑幕墙的美观也造成了影响。为了确保幕墙设计师在选用型材上更加规范科学,确保玻璃幕墙的质量的质量,本文根据在各个方面对铝合金横梁的选用进行了详尽科学的分析,以此可以给相关的从业人员一些建议。
1 选用铝合金横梁时需考虑横梁的抗倾覆能力
玻璃幕墙常常使用铝合金横梁。为了节约铝材,我们常常采用闭口型材。这是因为同样尺寸的闭口型材较开口型材受力性能更好。但是完全闭口的型材又不方便安装,所以现在常用半闭口型材。
这种型材通过角铝与立柱连接。既方便了安装又发挥了闭口型材的力学性能。但是我们在施工中会发现,如果玻璃板块比较大的时候,横梁会在玻璃重压下产生一定角度的翻转,或者有倾覆的趋势。这是因为连接横梁的角铝采用了两颗M6螺栓与立柱连接。两点成一线,其稳定性较差。特别是图一中上面两种横梁,闭口腔在前,连接点靠后的时候,更容易倾覆。为了解决这个问题,我们可以采用三颗螺栓,成三角形布置。利用三角形的稳定性将连接件牢牢固定在立柱上。横梁安装后再安装卡紧件卡紧。
施工实践证明采用这样的型材,横梁的抗倾覆能力得到很大的提高。
2 选用铝合金横梁时需考虑横梁的跨度
如果横梁跨度有超过1.2米的,则要求横梁主要受力部位的壁厚≥2.5mm。如果达不到这一要求,即使计算能够满足要求也不符合规范要求。如下图三所示的横梁,在闭口部位,壁厚2.0mm,开口部位2.5mm,如果跨度超过1.2米,是不符合规范要求的。
3 选用铝合金横梁时需考虑明框横梁外的装饰条受到的荷载
如果明框横梁外的装饰条尺寸较大,则装饰条的自重、受到的风荷载及其他荷载需传递到横梁上。如果横梁是隔热型材,则需考虑隔热条的强度能否满足荷载的传递。必要时增加螺钉以减少隔热条受到的荷载。如下图四。采用M6的螺钉将装饰条的荷载传递到隔热条后的横梁上。
4 选用铝合金横梁时需考虑施工的方便
铝合金横梁与立柱的连接方式多种多样,使用较多的有铝合金角码加不锈钢螺栓的连接方式,还有不锈钢弹簧销式的连接方式。当然还有其它的连接方式。简单方便的安装方式可以减少工人的劳动强度,提高劳动效率。不合理的安装方式会对施工的精度要求很高,造成劳动效率的下降。或许还会造成材料的浪费。具体采用哪种安装方式需要根据工程规模、工程工期工程的造价、施工是否方便等选用适合本工程的安装方式。
5 选用铝合金横梁时需考虑施工难点
一般的构件式框架幕墙由铝型材立柱和铝型材横梁组成,立柱与横梁间通过铝角码和不锈钢螺栓组连接固定,而现场安装有很多施工难点。
(1)现场铝型材位置安装的三角翼部位距离间隙较窄,采用传统的铝角码连接施工方法,其施工机具不易操作;
(2)传统的铝角码连接,立柱和横梁接缝不严,在长期风荷载作用下幕墙玻璃极易与型材发生扭曲,影响其幕墙的整体外观,甚至使玻璃破裂;
(3)安装位置距离间隙小,质量受人为因素影响较大,所以需要采用一种特殊的施工工艺提升施工效率,降低施工成本,提高质量。
6 选用铝合金横梁时需考虑技术特点
通过以上施工难点的分析,为在距离间隙小的空间内保证横梁的安装固定,通过改造传统铝角码的连接方式,采用闭口横梁的弹簧插销式连接。
工艺性:传统的“C”型状横梁改成闭口横梁,横梁与立柱的连接采用弹簧插销连接。由于型材截面形状简单,挤压模具设计和制造不复杂,相应提高了材料的一次试模合格率和挤压成材率,并且现场安装施工简单,在完成立柱安装调整后,直接通过弹簧插销插入立柱中, 降低了安装的劳动强度, 减少了施工机具的应用,因此在狭小的施工空间中也能保证横梁的平整度、垂直度的安装。
7 选用铝合金横梁时需考虑施工工艺
7.1施工流程
施工准备→横梁的测量放线→横梁端部安装弹簧插销组件→弹簧一端打胶固定→两端同时回缩弹簧插销→将横梁两端对准立柱孔中,插销在弹力作用下自动插入孔中→横梁安装到位。
7.2施工方法和操作要求
(1)施工准备:对预埋件的埋设和立柱的安装进行复查,确保立柱的垂直度和进出面的平整,保证立柱与预埋件通过连接件焊接牢固,对不符合要求的铝型材立柱进行整改;
(2)横梁的测量放线:在对立柱检查合格后,使用水准仪和经纬仪放出横梁的水平控制线,放线定位后在立柱上横梁连接处加工出弹簧插销的位置;
(3)弹簧插销组件安装:横梁长度按工程要求切割后,对横梁进行弹簧插销组件安装,弹簧的一端打胶固定,两端同时回缩弹簧插销;
(4)横梁安装:将横梁两端与立柱上开好的孔位对齐,在弹簧力的作用下,插销端部被顶入立柱的孔位中,从而实现立柱与横梁的安装固定。
8 结束语
幕墙设计时铝型材的选择是幕墙工程中极为重要的一环。它不仅决定整个工程的总造价,而且关系到整个工程的档次、使用寿命、外观效果。合理的选择幕墙型材至关重要。需要考虑多种方面的因素,有规范方面的要求,受力方面的要求,经济方面的要求,施工方便的要求。考验着设计师的设计水平。
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