單元式幕墻結構分析

1、單元式幕墻結構分析編制/講解：王斌培訓日期:2014.3.25山西宏天源鋁業(yè)科技有限公司山西宏天源鋁業(yè)科技有限公司單元式幕墻簡介1.1.定義：定義：單元式幕墻是在工廠將各構件預拼裝成一定大小構件預拼裝成一定大小的安裝單元的安裝單元然后運到現(xiàn)場進行安裝的一種施工方法。其高度要等于或大于一個樓層，運往工地后可直接固定在主體結構上。每個單元組件上、下（左、右）框對插形成組合桿，完成單元組件間接縫，最終形成整幅幕墻。2.分類分類： 一般又分為明框、隱框和半隱單元幕墻；從面材上又可分為單元玻璃幕墻、單元石材幕墻、單元鋁板幕墻、混合單元幕墻等；采用較多的是半隱單元幕墻和混合單元幕墻。2.2.優(yōu)點：優(yōu)點：a

2、.安裝速度快，施工周期短，特別適用于現(xiàn)代化高層建筑；b.幕墻表面平整度高，裝飾效果好；c.采用膠條密封，幕墻表面污染??；d.單元構件是采用電腦控制加工中心在工廠內(nèi)完成加工，加工質量好；e.三維調(diào)整范圍大。3.3.缺點：缺點：a.無論是現(xiàn)場工地還是工廠需較大的占地空間，用于構件的擺放；b.運輸成本高，易破損；c.由于加工精度要求高，因而加工成本較高；d.施工組織較復雜；e.實現(xiàn)復雜造型的功能有一定局限；f.單元式幕墻與主體結構的連接和安裝在室內(nèi)進行，對于剪力墻位置不適用。 單元式幕墻簡介框架式幕墻與單元式幕墻的比較框架式幕墻與單元式幕墻的比較背面透視圖正面透視圖單元式幕墻樣板分析-樣板示意圖單元

3、式幕墻樣板分析-單元板安裝示意圖單元式幕墻樣板分析-標準三維圖單元式幕墻樣板分析-標準三維圖支座三維調(diào)節(jié)示意圖單元式幕墻樣板分析-支座示意圖單元式幕墻樣板分析-支座示意圖單元式幕墻結構分析-橫剖單元式幕墻結構分析-縱剖單元式幕墻結構分析-轉接單元式幕墻結構分析-安裝單元幕墻預埋件分析-側埋方式單元幕墻預埋件分析-側埋方式單元幕墻預埋件分析-側埋方式單元幕墻預埋件分析-側埋方式單元幕墻預埋件分析-平埋方式單元幕墻預埋件分析-平埋方式單元幕墻預埋件分析-平埋方式單元幕墻預埋件分析-平埋方式單元幕墻預埋件分析-實物圖單元幕墻預埋件分析-實物圖單元幕墻預埋件分析-實物圖單元幕墻預埋件分析-實物圖 由于

4、單元式幕墻接縫構造的特點，其技術特點主要表現(xiàn)在下述三個方面： 1、封口技術封口技術 單元式幕墻通過對插完成接縫，這樣在上、下、左、右4個單元連接點上必然有一個4個單元組件對插件均不能到達的地方，此處必然有一個內(nèi)外貫穿的洞，如何堵好這個洞就是單元式幕墻的封口技術。對這個部位的處理目前有兩種方案，即橫滑型和橫鎖型。單元式幕墻的技術特點 1 1）、橫滑型）、橫滑型橫滑型構造就是在左、右相鄰兩單元組件上框中設封口板，這個封口板封堵了4個組件結合部位的內(nèi)外貫通的開口，而且還有集水槽和分隔板的功能。由于這個封口板不限制上單元下框在兩相鄰下單元組件上框內(nèi)滑動，因此就叫橫滑型。其特點如下：l 優(yōu)點：集水、排水

5、功能比較成熟，水密性能達到2500Pa。l 缺點：只能用于處于一個平面上的單元組件。單元式幕墻的技術特點 2 2）、橫鎖型）、橫鎖型橫鎖型是在接縫處豎框空腔中設一個多功能插芯，這種插芯由兩部分組成，即對插的封口部分和一個向上開口其他五面封閉的集水壺組成。由于多功能插芯位于上下兩單元交接處，將上下兩單元組合成一個整體，上下單元形成橫向鎖定，即左右相鄰兩單元不能滑動，故成橫鎖型。其特點如下：l 優(yōu)點：可用于單元組件任何角度對插。l 缺點：集水、排水功能尚不理想。單元式幕墻的技術特點 2 2、收口技術、收口技術 單元式幕墻單元組件間靠對插完成接縫，因此它的安裝順序要求非常嚴格，即每一層要橫向按次序一

6、塊接一塊對插，當中不能留空位（因為對插接縫無法平推進入空位），安裝完一層再安裝上一層，最后一個單元如何與相鄰兩單元連接是一個難點，因為已安裝固定的左右兩單元組件之間距凈空比單元組件實際寬度要小，這個組件無法在水平方向平推進入空位，也不能先插一側再插另一側，這樣在設計時，對最后一個單元組件的組裝要考慮好接縫方法（現(xiàn)在一般采用二加一收口法，一處收口點留三單元空位，收口時兩單元組件平推進入空位，再從上向下插最后一單元組件或用先固定相鄰兩不對插件的組件，定位固定后插入第三者插件完成接縫，第三者插件與單元組件要錯位插接，達到互為封口）。單元式幕墻的技術特點 3 3、單元式幕墻與主體結構的連接與吊裝、單元

7、式幕墻與主體結構的連接與吊裝 在主體結構上安裝單元式幕墻的轉接件，要對一個安裝單元（全高或810個樓層）一次全部安裝調(diào)整到位，用轉接件的安裝精度來保證單元式幕墻的安裝質量，即單元式幕墻外表面的平整度是靠轉接件的安裝精度和單元式幕墻單元組件構造厚度的精度來保證的。單元式幕墻的單元組件在工廠已將面板（玻璃、鋁板、花崗石板）裝配好，在主體結構上安裝連接要在室內(nèi)一側操作，因此內(nèi)側必須要有操作空間（由于手無法穿過面板在外側進行操作），這樣對樓板與柱外邊平齊（或柱外邊突出樓板或實體墻）的建筑，如果單元組件與主體結構的連接點布置在柱位（實體墻面）上，安裝時操作難度很大。而當建筑立面上幕墻分格必須在柱位時，就

8、要在設計上采取措施在柱寬以外樓板上設連接點，使連接點避開柱位。單元組件在主體結構上安裝連接是相鄰兩單元組件對插接縫和單元組件與主體結構的連接對插（扣、掛）同時進行，由于單元組件與連接件均有偏差，除安裝在主體結構上的連接件除安裝精度要保證單元組件的安裝質量外，還要在吊裝固定過程中具有一定的調(diào)節(jié)可能，也就是說連接件要具有三向六自由度（三維方向移動和繞X、Y、Z軸轉角）。 單元式幕墻的技術特點單元式幕墻的技術特點單元式幕墻的技術特點單元體的現(xiàn)場吊裝單元式幕墻的技術特點 水密性一直是建筑幕墻節(jié)點設計的重要問題。經(jīng)不完全的統(tǒng)計，在實驗室中有90%幕墻樣品需經(jīng)修復才能通過試驗。在實際工程應用中，也存在同樣

9、的問題。為解決幕墻的防水問題，許多專家學者對防水原理進行了研究和實驗，總結出完整的防水設計理論。比較著名的是“雨幕原理”和在實際應用中常用的“等壓原理”。這些概念既有區(qū)別又有聯(lián)系，甚至很難理解，致使在實際應用時造成誤解，給幕墻的防水設計帶來不便。幕墻的防水技術1、完全密封階段 主要以構件式幕墻的結構形式為主，原理很簡單，有縫的地方就主要以構件式幕墻的結構形式為主，原理很簡單，有縫的地方就采用防水密封材料進行封堵，是被動防水階段。采用防水密封材料進行封堵，是被動防水階段。 按照建筑幕墻的防水原理可以將幕墻的發(fā)展劃分為三個階段：按照建筑幕墻的防水原理可以將幕墻的發(fā)展劃分為三個階段：完全密封階段幕墻

10、防水形式完全密封階段幕墻防水形式幕墻防水技術-發(fā)展歷史2、收集儲存階段 幕墻面板接縫形式有所改進，主要以簡單插接形式進行防水。由于幕墻面板接縫形式有所改進，主要以簡單插接形式進行防水。由于認識到幕墻不可能實現(xiàn)完全密封，采用插接的方式具有一定的主動性，認識到幕墻不可能實現(xiàn)完全密封，采用插接的方式具有一定的主動性，能夠將收集到少量的雨水或雪水儲存，靠自然蒸發(fā)阻止水的進一步滲透，能夠將收集到少量的雨水或雪水儲存，靠自然蒸發(fā)阻止水的進一步滲透，事實證明這種技術仍然不能很好的解決防水問題。事實證明這種技術仍然不能很好的解決防水問題。 收集儲存階段幕墻防水形式收集儲存階段幕墻防水形式幕墻防水技術-發(fā)展歷史

11、3、結構化防水-雨幕等壓階段 結構化防水是幕墻防結構化防水是幕墻防水技術走向成熟的標志，水技術走向成熟的標志，通過綜合運用雨幕原理通過綜合運用雨幕原理和等壓原理，從幕墻節(jié)和等壓原理，從幕墻節(jié)點結構設計入手，點結構設計入手，“允允許水通過幕墻表面滲入，許水通過幕墻表面滲入，并能將水合理組織排并能將水合理組織排出出”，這是幕墻防水技，這是幕墻防水技術的主動階段。我國的術的主動階段。我國的單元式幕墻就屬于這一單元式幕墻就屬于這一階段的典型幕墻技術。階段的典型幕墻技術。結構化防水結構化防水- -雨幕等壓階段幕墻防水形式雨幕等壓階段幕墻防水形式幕墻防水技術-發(fā)展歷史幕墻防水技術-綜合比較 1 1、漏水三

12、要素：、漏水三要素：1）、幕墻內(nèi)外有縫隙或孔洞。2）、縫附近有水。3）、使水向室內(nèi)流動的作用（氣壓差）。 幕墻防水技術-設計原理2 2、雨幕原理、雨幕原理 雨幕原理是建筑防水設計的一個原理，它假定墻體外表面為一層“幕”，研究如何阻止雨水或雪融水透過這層幕的機理。它的研究范圍包括：縫隙或孔洞影響、重力作用、毛吸作用、表面張力的影響、風運動能的影響、壓力差的作用等。下表是應用雨幕原理解決實際問題示意圖。 幕墻防水技術-設計原理雨幕原理應用示意圖雨幕原理應用示意圖 幕墻防水技術-設計原理3 3、等壓原理、等壓原理 等壓原理是雨幕原理中進行外墻防水的最有效途徑。其核心思想是“雨幕”兩側的壓力達到平衡，

13、消除滲漏三要素中的“作用”，尤其是風壓的作用。實際應用中，真正達到等壓并非易事，如自然界中風速是隨機的，造成的波動風壓很難使“雨幕”兩側時時等壓。 幕墻防水技術-設計原理單元式幕墻作為一種面板結構，上下左右四個邊框分別與鄰近板塊的對應邊框之間采用插接結構，在外加荷載時能同時變形、協(xié)同受力，插接面同時設計有三道密封膠條來確保相鄰兩個板塊之間的防水密封。單元式幕墻的三道密封線為： 塵密線； 水密線； 氣密線；單元式幕墻的防水-原理分析單元幕墻的三道密單元幕墻的三道密封線封線、塵密線、塵密線 為阻擋灰塵設計的一道密封線，一般由相鄰單元的膠條相互搭接實現(xiàn)，起到阻擋灰塵和披水的作用。塵密線單元幕墻的防水

14、排水原理單元幕墻的防水排水原理 單元式幕墻的防水-原理分析、水密線、水密線 它是單元幕墻的重要防線，通過幕墻表面的少量漏水可以越過這條線，進入單元幕墻的等壓腔，通過合理的結構設計，進入等壓腔水將被有組織的排出，沒有繼續(xù)進入室內(nèi)的能力，達到阻水的目的。有時為了提高幕墻的水密性能，也可能同時設置多道水密線。水密線單元幕墻的防水排水原理單元幕墻的防水排水原理 單元式幕墻的防水-原理分析 、氣密線氣密線 它也是單元幕墻的重要防線，由于水密線和氣密線之間的等壓腔和室外基本上是相通（有時在連通孔上放置防止灰塵的海棉）的，因此水密線不能阻止空氣的滲透，阻止空氣的滲透任務由最后一道防線氣密線來完成。氣密線單元

15、幕墻的防水排水原理單元幕墻的防水排水原理 單元式幕墻的防水-原理分析1、水密線和氣密線之間的空腔就是等壓腔。從橫剖節(jié)點圖與縱剖面節(jié)點來看，空腔內(nèi)外兩側的密封膠條是連續(xù)的，但在單元板塊的上橫框上，必須開有適當尺寸的長圓孔，用來確保當外界正負風壓變化時，有一定體積的氣體能通過長圓孔進出空腔，使空腔內(nèi)的氣壓始終能夠與外面氣壓基本相等，即使有少量雨水進入等壓腔，這些少量雨水能在自身重力的作用下經(jīng)下部長圓孔自動流至幕墻外面。單元式幕墻的防水-原理分析2、在氣密線兩側，縫隙和作用同樣不可避免，要達到不滲漏的目的，則要使水淋不到氣密線，消除滲漏三要素中水的因素，由于通過塵密線和水密線的水很少或沒有，加上合理

16、的組織排水，就沒有水淋到氣密線，氣密線縫隙周圍沒有水，就不會發(fā)生滲漏，從而使單元式幕墻對插部位具有良好的防水能力。這就是雨屏等壓密封原理在單元式幕墻中的應用。單元幕墻的防水排水原理單元幕墻的防水排水原理 單元式幕墻的防水-原理分析 3、單元式幕墻防水的薄弱環(huán)節(jié)是四個單元的“+”字縫，這是單元式幕墻能否成功防水的關鍵，目前比較成功的解決方案有橫鎖式、橫滑式和“+”字交叉密封結構等。單元幕墻單元幕墻“+”+”字接口的處理字接口的處理 單元式幕墻的防水-原理分析單元式幕墻四邊框架一般采用如下圖所示的組裝與密封方式： 圖中所示單元板塊四邊框連接接合處加膠后再用螺釘連接鎖緊，目的是為了防止雨水從邊框的各

17、個鎖緊孔處滲入，如果一旦密封失效，雨水仍可能進入型材空腔，但不能讓雨水從型材接合面的縫隙中進入室內(nèi)，而應設置合理的排水路徑，即必須讓雨水從開在左右邊框兩端位于上下橫框型材空腔下面位置的長圓孔內(nèi)流到左右邊框外側，再經(jīng)下一板塊橫框上所開排水孔排出幕墻結構體外。單元式幕墻的防水-原理分析 單元式幕墻下邊框長度在左右邊框之內(nèi)，這樣做的目的是為了保證從兩側邊框漏進去的雨水，可以依靠自身重力，從上往下無阻礙地進入到上下板塊間下橫框上部空腔，而左右兩個板塊的上橫框之間是需要打密封膠的，不應讓上層的雨水流入下一層板塊。這個位置限位塊的高度使空腔內(nèi)兩邊高、中間低，迫使雨水從板塊中部上邊框所開長圓孔排出。單元式幕

18、墻的防水-原理分析 單元式幕墻上橫框和板塊的寬度相同，它的下底面完整地壓在單元板塊最上面，覆蓋了左右邊框，相鄰單元板塊上橫梁之間的縫隙要打耐候密封膠，不能讓雨水從這里流到下一層板塊。橫梁上面的避水板之間的縫隙也需要打膠密封。單元式幕墻的防水-原理分析1 1、擋水膠條和披水板、擋水膠條和披水板 幕墻可開啟部分的上部是阻止雨水滲漏的薄弱環(huán)節(jié)，因此可以通過結構設計，將幕墻表面形成的水膜分開，不流經(jīng)開啟縫，達到阻水的目的幕墻可開啟部分的防水一直是幕墻的設計的難點，實驗室測試和工程幕墻可開啟部分的防水一直是幕墻的設計的難點，實驗室測試和工程實際表明，決大多數(shù)幕墻的雨水滲漏都發(fā)生在可開啟部位。目前解決實際

19、表明，決大多數(shù)幕墻的雨水滲漏都發(fā)生在可開啟部位。目前解決開啟部分的防水問題有很多措施，其中常見的方法有：開啟部分的防水問題有很多措施，其中常見的方法有：幕墻開啟扇上部節(jié)點圖幕墻開啟扇上部節(jié)點圖 單元式幕墻的可開啟部分防水-原理分析2 2、等壓原理的應用、等壓原理的應用 一般情況幕墻開啟部分均有兩道密封，但很少有設計師知道其中的奧秘，常常以為雙道密封更保險，其實不然。正確的工藝方法是將外側一道密封的下部適當切開，以便利用等壓原理將可能滲入的水排出，達到真正阻止雨水滲漏的目的。至于氣密性，有靠近室內(nèi)的密封線保證。這相當于只有水密線和氣密線的單元幕墻的防水概念。幕墻開啟扇下部節(jié)點圖幕墻開啟扇下部節(jié)點

20、圖 單元式幕墻的可開啟部分防水-原理分析單元體幕墻排水示意圖單元體幕墻排水示意圖單元體幕墻排水設計單元體幕墻排水設計(1)、采用等壓原理防水，并采用有組織逐層向外排水方式，排出少量滲漏水。(2)、單元板塊對插后形成兩個空腔，第一道膠條起雨屏作用，可以阻擋大量雨水滲入等壓腔內(nèi).第二、三道膠條起氣密作用，層層減壓消氣，確保氣密及等壓室腔的形成。(3)、滲入橫向等壓腔內(nèi)少量雨水可以通過位于橫梁兩端1/4處的排水孔排出至幕墻外。 單元式幕墻工程-排水路徑單元體幕墻排水節(jié)點單元體幕墻排水節(jié)點單元式幕墻工程-排水路徑 1、單元式幕墻的掛件系統(tǒng)分鋁合金掛件和鋼掛件兩種系統(tǒng)，優(yōu)先選用鋁合金掛件系統(tǒng)，即使受力能

21、夠通過，鋁型材的牌號都選用6061-T6,不要選用6063-T5或T6的鋁型材做為鋁掛件，為減少工程造價也可采用鋼掛件； 2、單元幕墻宜優(yōu)先選用槽式預埋件，板埋或后補埋件很少采用；槽式預埋件距邊的要求有要求，一般不小于100mm，如果不夠距離，可采用板埋，如圖所示； 3、埋件預埋的方式分為平埋和側埋兩種； 平埋 側埋單元式幕墻-設計的細節(jié) 4、層間位一般采用中空玻璃及背板，背板與玻璃的空隙大于50mm以上，如圖； 5、為降低工程造價，層間位可選用單片玻璃加背板，缺點是有色差 ；單元式幕墻-設計的細節(jié) 6、幕墻單元板塊之間的接縫在1220mm左右，具體根據(jù)計算確定，如圖所示；單元式幕墻-設計的細

22、節(jié) 7、一般來講一個標準單元的高度為一個標準樓層高，很少一個樓層采用兩個單元的，當避難層層高較高時，則分為兩個單元； 8、玻璃的自重不應由結構膠單獨承受，如果由鋁型材來承受，鋁型材厚度不小3mm； 9、背板與玻璃形成的腔體內(nèi)應設置排水孔和冷凝水（腔體下面）及水蒸汽孔（腔體上面），如圖所示； 10、在單元體的中橫料和上下橫料內(nèi)（與豎料拼接處）打密封膠，并在兩側的立柱上開孔用于排除橫料腔體的水 ，如圖所示；單元式幕墻-設計的細節(jié) 11、單元體豎向裝飾條就有保證其垂直度的措施，并應考慮裝飾條損壞后的拆換和安裝，如圖所示；保證垂直度保證垂直度單元式幕墻-設計的細節(jié) 12、單元體掛碼應考慮三維可調(diào)和微調(diào)

23、，并考慮承受位移的能力及承受地震荷載的能力 ； 13、轉角單元體分格有一個水平分格小于750mm，盡量做成一個單元體； 14、水槽料一般為250mm長，高度應大于20mm，排水孔距中心250到300mm左右，且排水孔位應設置吸水海棉； 15、結構計算時，如裝飾條較大，應考慮裝飾條受風荷截作用時對立柱產(chǎn)生扭矩的影響；單元式幕墻-設計的細節(jié) 16、單元體上下插接位，在兩單元體之間應設置防漏氣海綿，一般為100mm長，如圖； 單元式幕墻-設計的細節(jié) 17、橫梁與立柱的螺絲孔應相對應，且鋁立柱局部厚度不應小于螺絲的公稱直徑，每處螺釘數(shù)量不應小于3個，螺釘直徑不應小于4mm，螺絲直徑一般為ST5.5x5

24、0mm自攻螺絲； 18、單元板塊組裝完成后，工藝孔宜封堵，通氣孔和排水孔應采用透水材料封堵。 19、插接型單元部件之間應有一定的搭接長度，豎向搭接長度不應小于10mm，橫向搭接長度不應小于15mm； 20、單元連接件和單元錨固連接件的連接應具有三維可調(diào)節(jié)性，三個方向的調(diào)整量不應小于20mm；單元式幕墻-設計的細節(jié)1 1、測量放線及預埋件位置的復核、測量放線及預埋件位置的復核 利用全站儀、水平儀、經(jīng)緯儀、卷尺復核總包公司提供的標高的正確性及預埋件位置的正確性。2 2、幕墻轉接件的安裝和檢查、幕墻轉接件的安裝和檢查熟悉圖紙、技術交底熟悉施工現(xiàn)場尋找預埋件，對準掛線點按標高、進出、左右三維定位固定檢

25、查加固記錄單元體幕墻-施工方法 3、單元體吊裝設備、吊裝軌道、接料平臺的安裝、單元體吊裝設備、吊裝軌道、接料平臺的安裝I25單元體吊裝設備單元體吊裝設備 單元體幕墻-施工方法 單元體軌道單元體軌道 環(huán) 形 吊 軌電 動 葫 蘆懸 挑 梁 20拉 桿22拉 環(huán) 20墊 板L36*0.5L160/1003厚防滑鋼板25b主梁密目安全網(wǎng)200*50擋腳板48欄桿結構柱20 6*19+1鋼拉繩20 6*19+1鋼拉繩25預埋件墊板短橫桿單元體接料平臺布置單元體接料平臺布置 單元體幕墻-施工方法 4 4、單元體吊裝、單元體吊裝A A、單元體板塊安裝工藝流程圖、單元體板塊安裝工藝流程圖 彈線放樣拉鋼絲線單元轉接件安裝單元轉接件調(diào)整點焊支座刷防銹漆中間驗收焊接測量檢查隱蔽驗收標高檢查安裝板塊掛鉤裝好起吊繩單元板安裝待安裝處