框架幕墙结构与材料.docx
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框架幕墙结构与材料
框架幕墙结构及材料
一、框架幕墙分类：
1.隐框幕墙
2.明框幕墙
3.半隐幕墙
4.挂式（小单元）幕墙
5.横挂竖压式框架幕墙
6.干法幕墙
二、框架幕墙的连接：
1.框架与主体结构的连接①埋件
②转接件（开长条孔，实现幕墙三维调整，如下图）
奥氏体（A）不可淬硬，耐腐蚀。
③螺栓（不锈钢M12X110）马氏体（C）可淬硬。
铁素体（F）不可淬硬，耐腐蚀。
（不锈铁）
（幕墙用其他不锈钢材料--奥氏体不锈钢AISI304，AISI316，含镍量≥8%。
）
框之间的转接-—竖框伸缩缝≥15，插芯长度≥250可采用铝合金插芯，插芯与框之间紧密配合，可利用螺钉（一般借用连接
转接件的螺栓）限位（如图）。
顶底连接---要保证框端面与结构间≥50的间隙，为避免螺栓（钉）漏出封修范围，可采用前后打钉的方式（如图）。
梁形式---单跨梁，双跨梁，等跨铰接梁（跨距相等，5跨以上，需要校核5跨以上，最大弯矩出现在第一跨，最大剪力应力在第1支座，0支座剪力应力最小）。
（如图）
2.横竖框的连接（如图）
①角片插接（结构简单，防止横框受剪，成本低，但安装不便）
②角片螺接（结构较为复杂，防止横框受剪，安装方便，但成本较高）
③专用件连接（结构复杂，防止横框受剪，安装非常方便，但成本较高）
④横竖框搭接（结构比较简单，横框穿入竖框铣开的口中，但也需要使用横框插销连接，交口处内视效果差）
3.面材的连接（如图）
①隐框幕墙（结构胶粘接玻璃和副框，副框及横竖龙骨用压板压紧—间距300~350但需计算。
压板长度50mm，
宽度45mm。
）
②明框幕墙（穿入或压入压板的胶条与横竖龙骨胶条，夹紧玻璃板块。
）
③半隐幕墙（明框与隐框的结合，为使隐框方向的胶条—--二道，明框胶条交圈密封，隐框方向的框材需长
出两肋从而使框材宽度增加，但又由于其副框无须组角可设计为开腔，宽度又可减小16mm左右。
所以仍可保证竖框60尺寸。
另外，隐框部分前端胶条起装饰作用，非密封胶条。
）
④干法隐框幕墙（通过锁钩和摩擦衬片连接副框和竖框。
）
4.开启的连接（如图）开启连接方式---明框，隐框，半隐，隐藏式开启，铰链式开启。
（干法隐框幕墙的开启无专用边框，故使用铰
链式，由于没有使用边框、扇框，所以开启处不可见大黑边--约45mm,内外视觉效果极佳。
）
三、框架幕墙结构分解：
（由里向外）
槽埋---（长度300mm--//）
①锚筋不多于4排，一般不少于4根。
（也可
以2根，但必须植于两转接件中心。
）
1.埋件②锚筋直径（D）不小于Φ8，不大于Φ25。
③锚筋长度大于10*D，受剪锚筋大于30*D。
④锚筋分类：
Ⅰ级锚筋--Q235圆钢
平板Ⅱ级锚筋–20MnSi螺纹钢
Ⅲ级锚筋–20MnSiV螺纹钢
⑤使用HPB235时，锚筋前端要弯180·弯钩，
长度大于3*D。
⑥锚板厚度大于0.6*D，一般尺寸200*300。
⑦为防止现场动火，防止焊渣飞溅转接件及其
垫片宜采用锯齿板（45·X1mm），其他要求。
（如图）
2.型材
①钢材（Q235—A3钢，中板，属于普低钢，屈服极限235MPa）
对于焊接结构要求含碳量必须≤2.0%，但由于A级Q235钢在交货时厂家不必提供钢材含碳量参数，对该钢能否用于焊接
厂家无义务保证，因而在幕墙用钢材必须使用B级Q235，不能使用A级Q235。
耐侯钢（耐大气腐蚀钢材，钢中加入Cu、P、Cr、Ni）
高耐侯钢（相对于可焊耐侯钢耐腐蚀性更高）铜磷钢---Cu、P
铜磷镍铬钢---Cu、P、Ni、Cr
②铝合金型材----竖龙骨开口型材壁厚≥3.0mm,闭口型材壁厚≥2.5mm，主受力壁厚≥3.0mm；
----横龙骨跨度大于1.2M壁厚≥2.5mm，跨度小于1.2M壁厚≥2.0mm，主受力壁厚≥2.5mm；
型材
相对挠度
绝对挠度
备注
铝合金
≤1/180
≤20mm
跨度≤7.5M
钢型材
≤1/300
≤15mm
、、
、、
≤1/500
跨度＞7.5M
6063AT6材料宽厚比----自由挑出≤13；双侧加筋≤40。
6063AT5材料宽厚比----自由挑出≤15；双侧加筋≤45。
Q235材料宽厚比----自由挑出≤15；双侧加筋≤40。
（材料壁厚不应小于螺钉的公称直径，必须大于螺钉的拉脱直径。
）
幕墙主要材料参数
材料（代号）
密度（KG/M3）
线膨胀系数（/℃）
强度（Mpa）（抗拉，抗弯）
抗剪强度（Mpa）
备注
Q235
7.85*103
1.2*10-5
215
0.58倍
抗剪≈（0.5~0.8）抗弯
不锈钢板
≈7.95*103
1.8*10-5
0.58倍
ρ304=7.93*103316=7.98*103
6063AT6
2.8*103
2.35*10-5
147.7（δ≤10）
0.58倍
计算书铝合金密度2.7*103
3003H44
2.8*103
2.35*10-5
81（计算书）
0.58倍
铝单板
铝朔复合板
≤4.0*10-5
70（δ=4）
0.58倍
ρδ4.0=1.38*103δ6.0=1.23*103
蜂窝铝板
2.4*10-5
10.5（δ=20）
0.58倍
ρδ10=0.53*103δ20=0.37*103
普通玻璃
2.56*103
0.8~1.0*105
28（玻璃强度设计值）
钢化玻璃强度84MPa
石材
2.8*103
0.8*10-5
弯曲强度最低值8.0MPa
无机富锌（涂料）
③表面处理钢材
热浸镀锌
阳极氧化15（平均厚度μm）12（局部厚度μm）
阳极氧化10（平均厚度μm）8（局部厚度μm）
铝材电泳喷涂漆膜≥7（局部厚度μm）
复合膜≥16（局部厚度μm）
粉末喷涂40≥t≥120（局部厚度μm）
氟碳喷涂t≥40（局部厚度μm）t≥34（局部厚度μm）
氟碳喷涂----*三涂两烤*（底漆+清漆+面漆，涂层厚度t≥35μm）
钢材氟碳喷涂（或聚氨酯漆）要求，涂膜厚度t≥35μm，沿海或空气污染严重地区t≥45μm。
补充说明：
6063AT6数字中第一个6代表铝合金组别----表示以硅和镁为主要合金元素，以Mg2Si为强化相的铝合金。
T—--铝合金的细分状态；
T后数字----铝合金的基本处理程序；
T5—高温冷却成型后，人工时效，相对于T6脆性低，塑性好，适合用于穿条工艺的断热型材；
T6—固溶热处理后，人工时效，不再冷加工（但可矫直等），强度高，脆性大，不可用于穿条工艺。
3.胶条回弹性耐磨性耐碱性耐油性耐老化
氯丁橡胶CR中中好好好
三元乙丙EPDM中中好差好
硅橡胶差差好差
幕墙常用工程材料代号简介（如下表）
胶条槽口尺寸尺寸举例----压入式（安装方便，密封效果好）、穿入式、嵌入式（如图）
常用化工材料代号
代号
名称
其他
PA
聚酰胺
PC
聚碳酸脂
PUR
聚氨基甲酸乙酯
PVB
聚乙烯醇缩丁醛
PVC
聚氯乙烯
FRP
玻璃钢
NR
天然橡胶
UR
聚氨脂
橡胶
F--4
聚四氟乙烯
塑料王
PS
聚硫胶
SR
硅酮胶
EP
环氧
4.结构胶
胶厚度≥6mm；胶宽度≥7mm，但≤厚度的2倍；结构胶设计注意问题（如图）。
为防止结构胶受剪，必须设置玻璃托板长100mm,每个板块至少2块，使用垫块的厚度≥5mm；
结构胶质量要求—剥离实验，相容性试验；双组份结构胶还需进行混匀性蝴蝶试验、拉断试验。
5.密封胶
丁基热溶胶----中空玻璃第一道密封，密封效果最佳，但粘接强度底。
聚硫胶----中空玻璃第二道密封，耐紫外线性差，且与硅酮胶不相容，不可用于隐框、半隐框幕墙。
硅酮密封胶----（耐侯胶）
胶厚度≥3.5mm；胶宽度≥10mm，且宜≥厚度的2倍，不可三面粘接。
（如图）
硅酮胶代号：
A----酸性
B----中性
G----镶装玻璃用
F----建筑接缝用
7.断热条
明框断热，铝合金门窗断热。
常用断热条样式（如图）。
穿条工艺应使用PA66GF25（聚酰胺66+玻璃纤维25），不得使用PVC（与铝合金线膨胀系数相差较大，温度变化易造成型材变形）；
浇注工艺应使用PUR（聚氨基甲酸乙酯）材料断热条；
明框幕墙易形成冷桥，必须考虑型材断热。
8.
玻璃
平板玻璃----（普通玻璃）拉引方法；
浮法玻璃----熔化的玻璃浮于锡床；
钢化玻璃----平板玻璃或浮法玻璃均匀加热至620℃，使之轻度软化，空气急冷，提高强度，但玻璃中的硫化镍易造成钢化
玻璃的自爆，目前一般采用热浸法（均置处理）--加热钢化玻璃至290℃，热浸8小时以上，使玻璃自动引爆；
热反射镀膜玻璃----阳光控制镀膜玻璃，特性：
透过可见光，反射红外线，吸收紫外线；
在线—热喷涂法（在线高温热解沉积法），膜层强度高，玻璃可再弯弧，为保证热
按加工膜时间分类化学性能必须增厚膜层，但降低了透光率。
离线—真空磁溅射法，热化学性能好，但膜层强度低，只能加工成中空玻璃使用
LOW-E玻璃----（低辐射镀膜玻璃）镀由多层银、铜、锡等金属及其化合物组成的膜系，特性：
高透射率，高红外线反
射率，但膜层强度较差。
U值—玻璃绝热性能，有些国家使用K值（U值越低，玻璃绝热性越好，单位W/M2*K）。
另外，U值与玻璃的辐射率相对应，U值越低，辐射率越低（如白玻璃的辐射率为0.83，黑体的
辐射率为1，即辐射率越低，材料的绝热性能越好）。
R值—热传导系数（R=1/K）
膜层方向：
对于北方，膜层宜用于第三面，使热量单向流向室内；对于中、低纬度地区膜层宜用于第二
层----这则是利用镀膜玻璃的低辐射率性能。
防火玻璃----铯钾玻璃（高强度铯钾玻璃耐火时间可达90分钟）。
单片玻璃----一般规格2mm,3mm,4mm,5mm,6mm,8mm,10mm,12mm,15mm,19mm.
中空玻璃----因中间有气体层，故外片玻璃的挠度应按加大10%的载荷设计（计算书已考虑）。
夹胶玻璃----与钢化玻璃统称为安全玻璃，一般使用PVB胶片（高温高压粘合---干法；湿法技术尚不成熟，不应采用），但该种胶片不耐紫外线，不可外露，一般需使用玻璃扣盖。
且加工成镀膜玻璃时，胶片层不宜与膜层结合，以免导致传热系数升高，保温效果变差。
四、幕墙性能：
1、抗风压性能----//
2、平面内变形----温度应力，物体热膨胀变形尺寸：
ΔL=公称长度*热膨胀系数*温度变化值。
（温度变化值统一取80°）
----地震作用等层间位移，单个板块层间最大位移：
L=层间位移角限值*层间高/分格数。
（分格数—每个层间的分格数，考虑地震作用层间位移角限值按3倍取）
结构类型
弹性层间位移角限值
钢筋混凝土框架
1/550
钢筋混凝土框架--剪力墙、框架--核心筒、板柱--剪力墙
1/800
钢筋混凝土筒中筒、剪力墙
1/1000
钢筋混凝土框支层
1/1000
多、高层钢结构
1/300
----综合上述因素，要保证胶缝宽度≥10，以及玻璃槽口尺寸等（见前面）。
3、水密性----渗露三要素：
①有缝隙；②缝隙周围有水；③有使水通过缝隙进入幕墙的作用。
----避免渗露的方法①为避免缝隙，可以采用“绝对”密封方法（隐框幕墙）；密封胶条，密封条（明框幕墙）。
②缝隙周围有水，此项无法避免，（但必须使进入幕墙内部的水及时排出，而不可穿过幕墙）；
③解决各种作用：
（如图）
（1）重力作用---避免出现向下的开口（缝隙）；
（2）动能---使用批水胶条等，阻挡风作用下，有冲力的水滴；
（3）表面张力---在檐口等位置，设置滴水；
（4）毛细运动---杜绝毛细缝隙；
（5）气流/压差—等压原理（防止大量雨水渗入，对于少量渗入雨水及时排出）。
关键：
与室内密封的空腔，该腔与室外经通道连通，使内外压力相等，经通道排水。
4、气密性----//
5、保温性能----幕墙保温，防止结露：
中空玻璃一般可不再设置保温。
6、降低噪音性能---连接部位应设置隔离垫片1~2mm。
（为防止电化腐蚀，除不锈钢材料外，不同金属材料间必须设置绝缘垫片。
）
7、抗冲击性能----层间底部玻璃应设置踢角或防撞栏杆，否则必须使用夹胶玻璃。
+1、防火----卷火半径1.2M，一般层间设有防火墙，无防火墙洞口，需在下部设800mm防火棉（厚100mm），加踢角300mm、
楼板100mm（合计1.2M）；另外，上部设置防火棉，防止层间蹿烟，并使用1.5mm镀锌板，防火密封胶封修。
+2、防雷----//
+3光污染----幕墙玻璃应采用反射比≤0.3；对有采光要求的幕墙，选用玻璃的采光折减系数≥0.2。
在城市主干道、立交桥、高架路两侧的建筑物20M以下；其余路段10M以下不宜设置玻璃幕墙，若使用则应
采用反射比≤0.16的低反射玻璃。
+4、安装/拆卸----结构设计，必须实现幕墙板块合理的安装、拆卸，尽量避免有序安装。
五、其他：
1、玻璃挑边≤150mm；
2、幕墙玻璃表面与建筑内、外装饰物之间的间隙≥5mm；保证土建偏差30mm。
3、边封修，室内部分宜使用硅酸钙板，若使用铝单板可用挤压角片；（如图）
六、主要材料厂家----推荐
1、石材----福建凤山石材集团、5、断热条—泰诺风
山东金都大鹏石材有限公司、6、密封胶—郑州中原
福建省水头康利石材有限公司。
广州白云
2、玻璃----上海耀华皮尔金顿玻璃股份有限公司、杭州之江
中国南玻科技控股股份有限公司。
美国GE
3、铝单板--沈阳博林特金属喷涂有限公司、7、胶条----沈阳海慧
常州后肖宇虹幕墙有限公司。
4、铝型材--渤海铝业有限公司、
亚洲铝厂的产品。
七、挂式小单元及阶梯小单元幕墙：
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