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建筑幕墙面板不平整的分析及解决方案

2019-03-20谢得亮

中国建筑金属结构 2019年3期
关键词:加强筋铝板平整度

谢得亮

1.引言

建筑幕墙的成功与否,主要有六个因素:(1)结构安全;(2)使用安全;(3)方便使用;(4)防水可靠;(5)气密性能好;(6)观感效果好。观感效果好坏,直接影响到建筑幕墙的美观、档次。一些建筑幕墙的玻璃的不平整,其影像歪歪扭扭,一些铝板幕墙凹凸不平,严重影响到建筑幕墙的美观。导致幕墙板块不平整的原因有很多,如设计原因、加工制作原因,还有安装原因等。

2.铝板幕墙板块的不平整分析及解决方案

2.1 工程案例

某些建筑的部分铝板幕墙,或屋顶檐口铝板,变形严重。一些工程案例,如下图:

铝板幕墙附图

铝板幕墙附图

屋顶檐口铝板

2.2 铝板表面不平整的可能原因

(1)铝板厚度较薄,铝板板块受力计算不满足规范要求;

(2)铝板没有写明材质,板块较大,且使用100系列材质的铝板;

(3)加强筋间距过大,铝板板块不满足受力计算要求;

(4)铝板加强筋截面不满足受力计算要求;

(5)加强筋端部与铝板没有拉结,且铝板水平设置,铝板较长,近似于上下对边受力,在重力作用下,铝板侧边变形,进而导致铝板面板变形;

(6)铝板加强筋铝槽在铝板焊栓处没有开长圆孔,导致在温度应力作用下,铝板的内应力无法释放;

(7)铝板角码没有开长圆孔,螺丝连接后,在温度应力作用下,铝板的内应力无法释放;

(8)铝板没有折边,或折边宽度较小,导致铝板平面外的刚度较弱;

(9)铝板加强筋端部与铝板侧折边连接,导致在喷涂高温产生的应力难以释放,导致变形;

(10)铝板厚度较厚,折边加工时,导致铝板面有微小变形;

(11)铝板折边锣槽后,没有点焊加固或加固不够;

(12)铝板加强筋的槽铝,选用6063-T6材质,挤压和时效过程容易存在残余应力。在工厂人工时效时间太短,只提高了硬度而没有完全消除内应力。安装上墙后,自然时效很久才显现出弯曲或扭拧变形;

(13)成品钣金在酸洗、碱洗以及铬化过程中挤压碰撞导致变形;

(14)在喷涂涂层烘烤流水线过程中,由于板块过大,较薄铝板上下受热不均匀因素也会出现形变情况,特别是圆弧板型;

(15)铝板骨架安装平整度不好;

(16)铝板钢龙骨直接焊接,龙骨在温差大时变形;

(17)铝板在运输或安装时,未保护好,有碰撞痕迹;

(18)白色及浅色铝板,在太阳光或灯光的照射作用下,反射较强烈,铝板不平整的观感更强烈;

(19)填缝密封胶的胶体物质垂流污染表面,进一步加剧凸显铝板形变的影响,特别是白色;

(20)其他可能的原因。

2.3 铝板表面不平整的解决方案

针对以上可能存在的问题,采取相对应的解决方案:

(1)选用厚度合适的铝板,如3mm、4mm厚的单层铝板,或采用平面外刚度更好的20mm以上厚度的蜂窝铝板;

(2) 采 用 3003-H14、3003-H24等材质的铝板;

(3)合理设置铝板加强筋的间距,在对2.5mm、3mm厚的铝板,加强筋的间距宜控制在400m左右,以确保铝板板块的应力及变形满足规范要求;

(4)选用合适截面的铝板加强筋,并采用合理的加强筋设置方位。如采用边筋铝型材组装成副框(在阳极氧化铝板上有较多的使用)时,尺寸应保持精准,有偏差会造成板面产生装配应力,容易造成边框变形或者板面受压变形。采用边筋铝型材的板块在温度和空气压力差的作用下,容易产生向外鼓的变形现象,因而,应适当提高铝板的厚度,适当减少加强筋的间距,以尽量减少铝板向外鼓的变形现象;

(5)对板块较大且铝板相对较薄时,或风压比较大的尺寸适中的板块,加强筋端部应与铝板折边拉结连接。而对板块较小,风压也较小时,加强筋可不与折边拉结连接。阳极氧化铝板,为避免表面留下焊接印痕,尽量不要采用种钉(焊栓)形式,而是采用结构胶粘结,加大加强筋截面,增加加强筋与铝板的粘结面积,提高粘结力。在设置加强筋之前,应保证铝板平整,确保胶干了铝板是平整的;

(6)铝板加强筋铝槽在铝板焊栓处开设长圆孔;

(7)铝板角码开设长圆孔,设置合理的脚码间距;

(8)铝板设置合适的折边,如20mm,或采用合适的焊栓加铝框的连接;

(9)铝板加强筋端部与铝板侧折边连接,导致在喷涂高温产生的应力难以释放,导致变形,连接角码应在加强筋长度方向设置长圆孔,有助于应力释放;

(10)铝板厚度较厚,先适当锣槽,再折边加工;

(11)铝板折边锣槽后,应有合理的点焊加固;

(12)铝板加强筋的槽铝,应选用6063-T5等材质;

(13)成品钣金在酸洗、碱洗以及铬化过程中,尽量避免挤压碰撞,应分类进行;

(14)在喷涂涂层烘烤流水线过程中,匀速进行,较大、较薄铝板尽量同一方向上下均匀受热,弧型板型及双曲板型铝板,应采用焊边方式,加强对铝板的形状定型和约束,避免铝板在高温作用下造型反弹而不能达到设计效果;

(15)应控制好铝板骨架安装平整度;

(16)铝板幕墙的钢龙骨应尽量避免焊接,或控制焊接的总高度、总宽度,以适应在温差时的变形;

(17)铝板在运输时,用泡沫棉或者木架固定后做好保护工作,避免碰撞;安装时也应做好保护工作,避免碰撞;

(18)尽量避免采用白色及浅色铝板,在建筑师认可的前提下,尽量采用颜色稍深的表面处理。

对非高光的珠光色调(比较大的光线散射),在做好相关选材、计算、工艺等工作的前提下,谨慎选用;

(19)对填缝耐候密封胶有一定的品牌要求和位移能力要求,杜绝使用充油胶,避免垂流污染表面。

(20)其他可能的解决方案。

2.4 采用20mm以上厚度的蜂窝铝板与单层铝板平整度的对比

a、b图片为单层铝板的效果,c、d图片为蜂窝铝板的效果。

从以上效果对比看,蜂窝铝板的平整度要明显好于单层铝板。

2.5 单层铝板的加工图

设计师应在设计阶段,做到合理合规,以便后续的制作、加工及安装等工作,确保铝板平面的平整度。

单层铝板的加工图

3.建筑幕墙玻璃板块的不平整分析及解决方案

3.1 工程案例

某些建筑的部分玻璃板幕墙,在太阳光照射下,玻璃幕墙上的影像变形严重,如下图:

3.2 玻璃表面平整度的规范要求

《建筑用钢化玻璃》第2部分:钢化玻璃的第5.4条玻璃弯曲度:平面钢化玻璃的弯曲度,弓形时应不超过0.3%,波形时应不超过0.2% 。

弓形是用绳子测量。波形是用300mm的刀口尺测量,即国标的允许值是0.6mm/300mm。龙玻集团旗下的龙玻节能玻璃(位于惠州惠阳秋长街道),引进并采用李赛克(LISEC)智能化玻璃深加工系统进行生产、加工和管理,其玻璃的波形度是0.08mm/300mm,即其波形度非常小,波形度的值仅为国标许可值的13%,非常平整。

3.3 玻璃幕墙影像变形严重的可能原因分析

(1)我们所看到的物体,是因为投射到物体上的光线的反射,有光线的反射,才能看到物体,只要物体存在一定的不平整,我们所看到的物体,特别是玻璃上的影像,就会存在变形的。玻璃越不平整,玻璃上的影响的变形就越大;

(2)玻璃越薄,玻璃平面外刚度越弱,且幕墙玻璃一般为座立式,即玻璃是受压构的,容易有微量的平面外变形,也是影像变形的原因之一;

(3)玻璃幕墙立柱或横梁的外表面平整度,如果不在超出一定的范围,也将是影像变形的原因之一;

(4)明框或隐框的压板,特别是不连续、间断的压板,对玻璃的作用是不均匀的,会造成玻璃边缘局部变形而不平整;

(5)因玻璃深加工的区域原因,如在深圳加工,在西藏安装,玻璃因气压差导致变形;

(6)因为以上的几个因素,玻璃不平整,在上午九点、下午五点左右,因为太阳光的入射角度原因,玻璃成像变形就会显得更加明显。

3.4 减少玻璃成像变形的解决办法

(1)选用平整度较好的玻璃(一些玻璃大厂的玻璃平整度非常好);

(2)适当增加外片玻璃的厚度,或外片玻璃采用夹胶半钢化玻璃,半钢化玻璃本身的本整度较好,又因为夹胶,玻璃厚度较大,其平面外刚度较好,平面外变形也会较小;

(3)玻璃幕墙立柱或横梁的外表面平整度,应控控制在规范许可的范围内;

(4)明框幕墙尽量采用通长压板;明框或隐框幕墙的压板的紧固螺栓,不能过紧,且紧固程度应均匀;采用卡扣式的压板,受力会更均匀,对玻璃的影响会更小;

(5)玻璃深加工,应选择玻璃使用建筑所在地域相近的地区进行,避免因为气压差,导致玻璃的变形。可以内外片玻璃不等厚,外片采用厚一点的玻璃,如果空气腔和外面气圧有压力差,可以由平面外刚度较弱的内片玻璃适应变形;

(6)其他可能的解决方案。

4.小结

建筑幕墙的面板平整度,关系到整个建筑的美观。在满足安全等前提下,应在设计、材料、加工、运输、安装、保护等诸多环节,严格控制建筑幕墙面板的平整度,以确保建筑幕墙的美观效果。

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