一、傳統幕墻的連接形式:
現有的
鋁合金幕墻
橫梁與
立柱連接形式可分為下面幾種:
單元式幕墻一般是在橫梁的空腔內設置螺絲孔,在豎框上
鉆孔,用螺絲直接連接。
構件式幕墻的連接形式比較多,至今國內外幕墻各種連接形式都有自己的優點和缺點。常見的結構有:1.橫豎插接式;2.
角碼脹浮式;3.角碼插接式;4.通槽
螺栓式;5.雙向鎖緊式等。
以上五種結構的優缺點如下:
1.、橫豎插接式:受力形式比較理想,但幕墻立柱結構復雜,
截面大,加工工序較多,同時,用L型角碼雙邊鉆銑孔連接較繁瑣,因而整體成本較高。
2、角碼脹浮式:性能較好,市場應用比較廣泛,但橫梁與
連接件安裝時要在橫梁的側面上銑切大于連接件厚度的槽口,減弱了橫梁的整體抗扭性能,加工工序也較繁。
3、角碼插接式:目前大部分采用在橫梁上設置安裝L型角碼槽口的方法。此種角碼由于加工尺寸
精度要求較高,角碼插入槽口前,又要銑切橫梁兩端不小于角碼厚度的槽口,或在角碼兩頭銑切出兩個與橫梁卡角碼的豁口。角碼與立柱的安裝,又必須先將角碼插入橫梁槽口內與橫梁一起安裝,這樣由于橫梁內腔空間的局限性,角碼與立柱連接時,操作要受到一定的限制,既不方便又難以準確安裝。同時,該結構的抗扭性能也不理想。
4、通槽螺栓式:該形式在橫梁上設置兩個卡
螺帽的槽口,使橫梁截面積增大,受力螺絲間距偏窄,抗扭性能較差,容易產生噪音。角碼和橫梁必須一起安裝,角碼又要雙邊鉆孔,其缺陷與角碼插接式類似。
5、雙向鎖緊式:該形式在L形角碼的兩面,用螺絲釘分別鎖在立柱與橫梁上,這種結構存在著與上述四種結構類似的缺陷。
二、創新型的“
掛鉤連接式”設計之特點:
“掛鉤連接式”橫梁與立柱連接結構是根據《
玻璃幕墻工程技術規范》(
JGJ102-2003)及標準優化設計的,本設計克服了現有連接技術的種種不足,使結構實現浮動連接,而且安全可靠,有加工簡單、安裝方便、噪音小、可維護性強等優點。
1、連接結構的
鋁型材設計
(1) n形連接件(見圖)
型材壁厚在符合規范JGJ102—2003要求大于3mm的前提下,設計了3.5mm以上壁厚,適用于不同截面寬度及厚度的橫梁型材。設計了4個直徑大于6mm的
螺釘孔,以三角形形式合理分配螺釘孔位,在n形連接件上部設計了兩個或兩個以上的同方向的槽口掛鉤,在n形連接件的另一面腳部又設置一個小凸臺,用來托住卡緊件。
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(2) 橫梁(見圖)
依據規范JGJ102—2003的6.2.1條款,為滿足幕墻不同分格及不同地區刮
風荷載的要求,設計了不同壁厚及寬度的截面,并且在橫梁內腔設計與連接件槽口掛鉤相配合的對應反向掛鉤。
(3) 卡緊件(見圖)
本
構件安裝在橫梁與連接件扣合后所形成的空隙內。卡緊件設計為四邊尺寸相等的工字形狀,并且有一定的寬度,既使橫梁能自由伸縮,又使橫梁與連接件安裝牢固,增加抗扭性能,減小磨擦阻力,節省
鋁材。
(4) 橫梁
扣板(見圖)
本設計的橫梁內需安裝連接件與卡緊件,橫梁一面開口,與立柱連接后,開口面用扣板口合。扣板上設計了一個與橫梁開口部位接合的兩個卡腳,其寬度與橫梁開口尺寸一致,扣合后橫梁形成整體。
(5) 螺釘(見圖)
螺釘用以將連接件鎖定在立柱上。為滿足技術規范JGJ102—2003的6.3.11條款所規定的抗扭、抗剪要求,本設計的連接件有4個6mm螺孔,用1個4mm
自攻螺釘,3個5—6mm的螺釘或螺栓緊固連接件。
2、“掛鉤連接式”橫梁與立柱的安裝順序
(1) 先將約25mm長的連接件
固定在立柱上,連接件上設有4個孔徑為6mm個螺栓孔,先用4mm的自攻螺釘在中間螺孔進行初步固定,利用空間差原理調整上下左右偏差,調整準確后再用5-6mm螺釘或螺栓在其他孔加以緊固。
(2) 橫梁內設置了與連接件相配合的2個掛鉤。將橫梁安裝在連接件上,并與連接件上的兩個相配套掛鉤扣合在一起。
(3) 將卡緊件鎖定在橫梁與連接件扣合后所產生的空隙內,并注入
硅膠,形成柔性結合,防止噪音產生。
(4) 再將橫梁扣板扣合在橫梁上,使橫梁形成整體。
3、“掛鉤連接式”幕墻橫梁與立柱連接的功能特點
(1) 安裝連接件時能夠調整上下左右偏差。
(2) 使橫梁在熱漲冷縮和
地震作用下能夠自由伸縮。
(3) 使橫梁的抗扭及抗剪性能大大增強:由于橫梁槽口與連接件槽口緊密扣合,連接件上3個螺釘或螺栓采取三角形合理分布,加上連接件與卡緊件上下有一定的距離又緊貼橫梁的內部兩側,因此使橫梁的抗扭及抗剪性能大大增強。
(4) 使橫梁、連接件、卡緊件、扣板實現一次性
切割,無須任何二次銑切加工;
(5) 安裝連接件、橫梁、卡緊件的全過程十分方便;大量減輕制作、安裝、施工人員的勞動
強度,施工進度大大提高,而且可維護與更換性強。
(6) 通用性強:可適用各種結構幕墻的橫梁與立柱之間的連接。
綜上所述,“掛鉤連接式”橫梁與立柱連接設計,既充分體現抵抗風
荷載作用,要求結構的一個“牢”字;又充分體現適應地震和溫差作用所產生的
熱應力,要求結構的一個“活”字。同時該工藝加工簡單、安裝方便、噪音小、可維護性強。該設計可說是目前橫梁與立柱連接的最佳形式。
該結構的研究成功,從中得到了部分幕墻工程技術、標準編制委員及幕墻專家的支持與充分肯定。
(注:1、該結構已申報了國家發明專利,并已應用在廣東興發
鋁業有限公司“智慧型‘掛鉤式’幕墻系統”中。2、作者—— “智慧型‘掛鉤式’幕墻系統”發明人。電話:013336763398 0757-85387387,85332483,E-ma il:djh11668@126.com)
(附代表性的“智慧型‘掛鉤式’幕墻系統結構圖;另有
鋁板、
石材結構圖及各種型材
斷面圖備索,可與本人聯系。)
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