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单元式幕墙的典型结构分析

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传统的构件式幕墙因其结构简单,加工容易而在幕墙行业使用较多,但本身存在着安装现场工序多,工作量大,占用工作面时间长的缺点;而单元式幕墙因其大部分工作是在工厂车间完成的,产品质量容易掌控,现场只需一个一个板块的吊装与插接,因其具有安装速度快、工期短等特点而备受建设单位和建筑师的好评,各地高档写字楼,酒店公寓等公共建筑的外墙都流行采用单元式幕墙。

单元式幕墙,是指由各种幕墙面板与支承框架在工厂制成完整的幕墙结构基本单元,并将单元直接安装在主体结构上的建筑幕墙。单元式幕墙按建筑物楼层高度进行幕墙单元分格、制作和安装,各单元板块在工厂车间加工并组装完成,面板拼装在单元板块边框上,而单元板块与主体结构的上墙连接件安装在单元板块内侧,现场依次吊装幕墙单元,单元板块间的上下接合,左右接合靠相邻两单元板块相邻边框对插组成组合杆件,完成受力与密封。

一 、 单元式幕墙的典型结构

单元式幕墙作为一种面板结构,上下左右四个边框分别与邻近板块的对应边框之间采用插接结构,在外加荷载时能同时变形、协同受力,插接面同时设计有三道密封胶条来确保相邻两个板块之间的防水密封。

1、单元式幕墙的三道密封线为:

(1)尘密线:单元式幕墙为阻挡灰尘及大部分的雨水进入型腔而设计的一道密封线,通常采用胶条挡水,一般由相邻单元的胶条相互搭接实现。

(2)水密线:通过幕墙表面的少量漏水可以越过这条线进入单元式幕墙的等压腔,通过合理的结构设计,进入等压腔的水将被有序排出,达到阻水的目的。

(3)气密线:由于水密线和气密线之间的等压腔和室外基本上是相通的,因此水密线不能阻止空气的渗透,阻止空气的渗透任务由气密线来完成。气密封胶条可以确保室内室外隔绝。

单元式幕墙的典型结构分析

图 a 是典型的左右两个单元板块间插接的横剖节点图,从图中可以看出,右边单元板块的左边框(俗称公立柱)有两个长边(壁厚≥3mm),伸入左侧单元板块的右边框(俗称母立柱)的凹槽内,两者之间内外均通过弹性胶条紧密接触,没有间隙。外加荷载(如风荷载)时两侧边框能同时受力。凹槽前后两道密封线就是前文所述的水密封线和气密封线,左右边框前端的两道搭接的胶条,即是尘密封胶条。

单元式幕墙的典型结构分析

图 b 是典型的上下两个单元板块之间插接的纵剖节点图,从图中可以看出,上单元板块的下边框有一个封闭腔的两侧面伸入了下单元板块的上边框凹槽内,两者之间内外均通过弹性胶条紧密接触,没有间隙。外加荷载(如风荷载)时上下边框能同时受力。凹槽前后的两道胶条也就是前文所述的水密线和气密线,在下边框的前端有一道向下搭接到下面板块顶部的胶条,即是尘密封线。四个边框三道密封胶条的形状相同,分别处于同一个平面中,直角交接处可以用密封胶粘接使之连续起来。

水密线和气密线之间的空腔就是等压腔。从横剖节点图与纵剖面节点来看,空腔内外两侧的密封胶条是连续的,但在单元板块的上横框上,必须开有适当尺寸的长圆孔,用来确保当外界正负风压变化时,有一定体积的气体能通过长圆孔进出空腔,使空腔内的气压始终能够与外面气压基本相等,即使有少量雨水进入等压腔,这些少量雨水能在自身重力的作用下经下部长圆孔自动流至幕墙外面。在气密线两侧,缝隙和气压差同样不可避免,要达到不渗漏的目的,则要使水淋不到气密线,消除渗漏三要素中水的因素(渗漏三要素指缝隙、雨水、气压差须同时存在,少一项则不会发生雨水渗漏)。

单元式幕墙的典型结构分析

由于通过尘密线和水密线的水很少或没有,加上合理的组织排水,就没有水淋到气密线,气密线缝隙周围没有水,就不会发生渗漏,从而使单元式幕墙对插部位具有良好的防水能力。这就是雨屏等压密封原理在单元式幕墙中的应用。另外,玻璃四周与四边框,如果是明框结构,需要在预留间隙中填耐候胶,如图 c 所示。如果是隐框结构,则需要打结构胶,而单元与单元之间,则须通过这三道密封线进行有效密封。

单元式幕墙插接缝是单元式幕墙结构的关键技术部位,应用雨屏等压原理对插接缝进行合理设计是阻止雨水透过插接缝渗入建筑物内部的最有效方法,在实际工程施工中,组装与安装阶段的质量控制亦至关重要,只有按规范的工艺操作,做好每一个细节,才能达到单元式幕墙的各项性能。

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