隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,建筑業(yè)幕墻業(yè)的發(fā)展也是突飛猛進(jìn),80年代中期的有框玻璃幕墻到隱框玻璃幕墻,單元式玻璃幕墻,還有鋁板、石材幕墻等等。98年全國(guó)才有一個(gè)點(diǎn)駁接式幕墻,2000年開始在國(guó)內(nèi)的北京、深圳,南京幾個(gè)大城市點(diǎn)駁接式玻璃幕墻才有所增長(zhǎng),今年開始國(guó)內(nèi)不少建筑幕墻都趕時(shí)髦,一窩蜂的,不論建筑的大小,是否需要都要采用此類玻璃幕墻。有的設(shè)計(jì)和施工單位,對(duì)點(diǎn)駁接式玻璃幕墻的特點(diǎn)、用途、設(shè)計(jì)、制造和安全性缺乏真正認(rèn)識(shí)的情況下,也敢設(shè)計(jì),也敢盲目施工。把此類玻璃幕墻看的太簡(jiǎn)單,結(jié)果造成質(zhì)量低劣,玻璃破裂,危及安全。因此,有必要對(duì)點(diǎn)駁接式玻璃幕墻在這里有個(gè)初步的介紹,應(yīng)知道在哪個(gè)方面進(jìn)行研究和學(xué)習(xí),應(yīng)當(dāng)慎重對(duì)待尤其在國(guó)家尚無(wú)該玻璃幕墻標(biāo)準(zhǔn)情況下,尤為重要。
點(diǎn)駁接式玻璃幕墻也可以簡(jiǎn)稱點(diǎn)式玻璃幕墻,點(diǎn)式玻璃幕墻是由駁接頭和玻璃通過(guò)通透式駁接和背切式駁接而組成,玻璃是重要連接件和受力件。穿透式點(diǎn)式玻璃幕墻是不銹鋼駁接頭穿透玻璃上的圓孔,駁接頭露在金屬外面;背切式駁接點(diǎn)式玻璃幕墻是不銹鋼駁接頭不穿透玻璃,駁接頭深入玻璃厚度的60%左右。穿透式點(diǎn)式玻璃幕墻又分沉頭式和浮頭式,沉頭式的駁接頭沉入玻璃外表面內(nèi),表面平整美觀,玻璃孔洞為錐形洞,加工復(fù)雜,玻璃厚度不應(yīng)小于10毫米,浮頭式接頭露在玻璃表面。點(diǎn)式玻璃幕墻采用透明的白色玻璃,不同于隱框玻璃幕墻用鍍膜玻璃,從室外直接可以看到室內(nèi)空間,沒(méi)有框格式的結(jié)構(gòu)影響視線,只有拉桿、繩索簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。在室內(nèi)感到明亮開闊、通透晶瑩的效果,適用于大的公共建筑,如歌劇院、展覽大廳、候機(jī)室、建筑的大堂、采光頂和大門入口天棚等。
一、點(diǎn)式玻璃幕墻支承結(jié)構(gòu)形式
支承結(jié)構(gòu)是點(diǎn)式玻璃幕墻重要的組成部分,它能把玻璃表面承受的風(fēng)荷載、溫度差作用、自身重量和地震荷載傳給主體結(jié)構(gòu)。因此,支承結(jié)構(gòu)必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。它相對(duì)于主體結(jié)構(gòu)有特殊的獨(dú)立性,又是整體建筑不可分離的一部分。支承結(jié)構(gòu)既要與主體結(jié)構(gòu)有可靠的連接,又不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)因變形對(duì)幕墻產(chǎn)生的附和作用。支承結(jié)構(gòu)包括橫梁和立柱,有的只設(shè)立柱。點(diǎn)式結(jié)構(gòu)形成可以選用單根桿件、桁架、空腹桁架或拉桿、拉索桁架。
1單桿式支承結(jié)構(gòu)是點(diǎn)式玻璃幕墻較簡(jiǎn)單的一種結(jié)構(gòu)形式,用鋁合金型材、玻璃肋或鋼材做的立柱或橫梁支承結(jié)構(gòu)承受玻璃表面的荷載,立柱或梁均為拉彎工作狀態(tài),荷載以點(diǎn)駁接頭的集中荷載傳給構(gòu)件,這樣計(jì)算較為簡(jiǎn)單。
2構(gòu)式梁柱支承結(jié)構(gòu),一般用鋼材焊接成各種框架形式,根據(jù)設(shè)計(jì)要求,框架可制成直立式或空腹彎弓形式。點(diǎn)式玻璃幕墻當(dāng)跨度較大時(shí),單根桿件已無(wú)法滿足承重荷載和剛度的要求,此時(shí)采用此種支承結(jié)構(gòu),鋼材均應(yīng)進(jìn)行表面防腐處理。
3平面桁架是結(jié)構(gòu)桿件按一定規(guī)律組成的平面構(gòu)架體系,常用的有平行弦桁架、拋物線桁架、三角腹桿桁架等。當(dāng)玻璃上的荷載作用在節(jié)點(diǎn)上時(shí),各桿件只有軸向力,截面上的應(yīng)力分布均勻,可以充分發(fā)揮材料的作用,在較大跨度結(jié)構(gòu)常用此種結(jié)構(gòu)形式。
4空間桁架結(jié)構(gòu)所受的荷載是不同方向的幾個(gè)方面的荷載,不在一個(gè)平面內(nèi)的荷載,因此由幾個(gè)平面桁架按一定連接系統(tǒng)組成一個(gè)空間體系來(lái)承受各個(gè)方向的荷載,這樣才能滿足荷載的要求,保證結(jié)構(gòu)的安全。空間桁架的結(jié)點(diǎn),一般都看作圓球結(jié)點(diǎn),連接圓球的桿件可以通過(guò)鉸中心的任意軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。與平面桁架一樣,兩端由鉸連接的直桿稱為鏈桿,由結(jié)點(diǎn)和鏈桿組成的空間桁架的每個(gè)結(jié)點(diǎn)有三個(gè)自由度,這種支承結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)可隨著幕墻外形變化面變化,適用性強(qiáng),大多數(shù)玻璃采光頂球形層面多采用球形網(wǎng)架點(diǎn)支式結(jié)構(gòu)。
5預(yù)應(yīng)力拉桿結(jié)構(gòu)的受力,支撐系統(tǒng)是由受拉桿件合理組合,并施加一定的預(yù)應(yīng)力所形成的,拉桿桁架所構(gòu)成的支撐桁架體態(tài)簡(jiǎn)潔輕盈,尤其是用不銹鋼材料作為拉桿時(shí),更能展示出現(xiàn)代金屬結(jié)構(gòu)所具備的高雅氣質(zhì),使建筑更富現(xiàn)代感。
6拉索點(diǎn)支式結(jié)構(gòu)玻璃幕墻是最新型的,近幾年才在世界流行的一種玻璃幕墻形式,技術(shù)含量高,設(shè)計(jì)、施工難度均很大,其支撐結(jié)構(gòu)是不銹鋼絲索通過(guò)合理布設(shè),經(jīng)過(guò)施加預(yù)拉力形成預(yù)應(yīng)力懸索結(jié)構(gòu),又稱索桁架。
這種幕墻的支撐系統(tǒng)為預(yù)應(yīng)力雙層懸索體系,其承載能力強(qiáng),輕盈美觀,通透性好,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單形式多樣,視覺效果更佳,是最有現(xiàn)代感極富有生命力的一種玻璃幕墻。
雙層懸索體系是由一系列凹凸曲線(鋼絲索)和懸空的連系桿所組成。雙層索系的承重索、穩(wěn)定索和連桿均布置在一個(gè)平面內(nèi)。受力特點(diǎn)類似平面桁架,可簡(jiǎn)稱為索桁架。索桁架的設(shè)計(jì)形式可多種多樣,在設(shè)計(jì)中除考慮受力性能外,還應(yīng)從藝術(shù)觀點(diǎn)考慮索桁架體形,從而達(dá)到外觀有穩(wěn)重圓滑感、動(dòng)感、輕快感等美的感受。
索桁架中包括三種索,受力索、承重索、穩(wěn)定索。主受力索主要承受風(fēng)荷載、正負(fù)風(fēng)壓和地震荷載。前后主受力索除考慮上述三個(gè)荷載外,更要考慮溫度的變化,鋼索熱脹冷縮系數(shù)較大,安裝時(shí)溫度要考慮,冬季在零度下安裝,到夏天高溫鋼索會(huì)由短變長(zhǎng)對(duì)整個(gè)索結(jié)構(gòu)有明顯的影響。上述三種索桁架的荷載將隨外界條件、氣溫的變化而變化,因此在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮更多因素,采取不同的措施,以至于鋼索形式的選定都非常重要。
二、點(diǎn)駁接式玻璃幕墻加工和安裝
點(diǎn)駁接式玻璃幕墻是通過(guò)玻璃上的孔將駁接頭與玻璃連成一體,可采用4點(diǎn)連接,也可以采用6點(diǎn)、8點(diǎn)連接。玻璃的自重由上部?jī)山翘庱g接頭支撐,玻璃始終是吊掛在駁接頭上,其他部位的駁接頭主要是抵抗風(fēng)壓變化的荷載和變位補(bǔ)償作用,對(duì)玻璃要求很高。
1.點(diǎn)駁式玻璃幕墻對(duì)玻璃的要求
①點(diǎn)駁式玻璃幕墻玻璃板面所受的各種荷載通過(guò)駁接爪傳給支承結(jié)構(gòu),玻璃孔和駁接頭處有較大的應(yīng)力集中,所以宜采用鋼化玻璃。
②鋼化玻璃厚度一般選擇8毫米、12毫米、15毫米,特殊情況另外考慮。
③點(diǎn)駁式玻璃幕墻也可采用鋼化夾層玻璃,主要是安全性好,也有一定的隔音效果。
④鋼化中空玻璃可選擇12+12A+6、10+12A+8等。
⑤根據(jù)設(shè)計(jì)需要也可以采用彎鋼化、彎鋼化中空、彎鋼化夾層玻璃等。
幕墻玻璃垂直面大于5度時(shí),或用在屋頂、采光棚,弧形曲面應(yīng)用鋼化夾層玻璃比較安全。
對(duì)玻璃的加工制作要求很嚴(yán),如對(duì)切割、鉆孔、挖槽,如上述邊緣有倒梭、倒角、磨邊不光有微小凌角,均會(huì)造成應(yīng)力集中、玻璃破裂。
玻璃的切割是以電腦切割進(jìn)行,手工切割保證不了切割精度。玻璃長(zhǎng)度尺寸公差不應(yīng)大于±1毫米,對(duì)角線尺寸公差不應(yīng)大于2毫米,四邊全部磨成圓角,玻璃鉆孔宜在自動(dòng)鉆孔磨邊機(jī)上,并要電腦定位,鉆孔磨邊一氣呵成。
經(jīng)過(guò)上述加工后,玻璃還要進(jìn)一步精加工。如需經(jīng)過(guò)以下工序,倒梭、粗磨、細(xì)磨、精磨、圓邊細(xì)磨、斜邊細(xì)磨、精磨等,另外對(duì)開孔后圓孔、方孔尺寸公差、孔邊的磨光均有較高的具體要求。
2.點(diǎn)駁式玻璃幕墻的駁接件和駁接爪
點(diǎn)駁式玻璃幕墻的駁接件和駁接爪均用不同型號(hào)的不銹鋼加工而成,駁接頭主要分兩種:一種是頭尾固定不動(dòng)的,一種是在頭部裝有球頭的,可萬(wàn)向轉(zhuǎn)動(dòng),在玻璃受荷載變形時(shí),頭部可隨之轉(zhuǎn)動(dòng),減少玻璃孔部在變形時(shí)的應(yīng)力集中。
駁接頭與玻璃接觸部位,應(yīng)加墊圈,一般用軟金屬或非金屬軟質(zhì)材料制作。
駁接爪形式分多種,如×形、H形,兩孔、三孔形各種角度、各種規(guī)格的駁接爪,分200、210、220、230不銹鋼系列駁接爪。駁接爪均用不銹鋼制作,不銹鋼不等于不生銹,對(duì)不銹鋼有所選擇。一般不銹鋼爪件為316不銹鋼,其余不銹鋼配件304不銹鋼,轉(zhuǎn)接件底座為235鋼。由于用鋼號(hào)不恰當(dāng),國(guó)內(nèi)有的駁接爪已開始生銹。
接索式點(diǎn)式玻璃幕墻駁接件的預(yù)應(yīng)力懸索均為不銹鋼絲組成,形式多樣,懸索結(jié)構(gòu)屬柔性結(jié)構(gòu),在沒(méi)有施加預(yù)應(yīng)力之前索桿是沒(méi)有剛度,在沒(méi)有使用前鋼索應(yīng)預(yù)拉,一來(lái)檢測(cè)強(qiáng)度,二來(lái)增加剛度。
三、點(diǎn)式玻璃幕墻的施工工藝
點(diǎn)式玻璃幕墻不論那種結(jié)構(gòu)形式,施工工藝都非常嚴(yán)格和復(fù)雜,在這里無(wú)法詳細(xì)寫出,在此依懸索式玻璃幕墻施工順序示意程序來(lái)代表施工工藝過(guò)程。
測(cè)量放線→預(yù)埋件校準(zhǔn)→桁架的安裝焊接→校準(zhǔn)檢驗(yàn)→連接受力拉索→施加預(yù)應(yīng)力→校準(zhǔn)檢驗(yàn)→連接豎向承重接索→施加預(yù)應(yīng)力→整體調(diào)整→調(diào)整檢驗(yàn)→打膠→修補(bǔ)檢驗(yàn)→玻璃清洗→清理現(xiàn)場(chǎng)→交最后檢驗(yàn)。
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