建筑幕墙工程教程

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建筑幕墙工程 由金属构件与各种板材组成的 悬挂在主体结构上、不承担主体的结构荷载与作用的 防风、遮雨、保温、隔热、防噪声、防空气渗透等使 用功能 与建筑装饰功能有机融合为一体的建筑外维护结构 一、幕墙的组成 大部分幕墙 ： 由饰面板和框架组成 部分幕墙 ： 饰面板和框架合为一体 第一节 概 述 二、幕墙的类型 （一）按幕墙的面板材料分类 玻璃幕墙、金属幕墙、非金属幕墙 1 、玻璃幕墙 有框式、无框式、点支式 （ 1 ）框式玻璃幕墙 —— 玻璃面板通过铝合金框 架固定在 建筑物外墙面上 （ 2 ）无框式玻璃幕墙 —— 由玻璃板和玻璃肋制作的玻璃 幕墙 （ 3 ）点支式玻璃幕墙 —— 钢化玻璃面板通过不锈钢爪接 件连接到支承钢结构上 2 、金属幕墙 单层铝板、蜂窝铝板、铝塑复合板、彩色钢 板、不锈钢板及珐琅板幕墙 3 、非金属幕墙 石材板幕墙、树脂纤维板幕墙 （二）按幕墙的结构形式分类 1 、型钢框架结构体系 框架 ： 型钢 价格较低、强度高 更适用于较为开敞的空间 2 、铝合金明框结构体系 框架 ： 铝合金型材 饰面板镶嵌在框架的凹槽内 结构可靠、合理，施工安装简单 3 、铝合金隐框结构体系 框架 ： 铝合金型材 特点 ： 框架结构不外露，新颖、简洁 三种 ： 全隐框结构体系、横隐竖不隐结构系、 竖隐横不隐结构体系 关键技术 ： 饰面板与框架的连接 金属板材 —— 连接件固定 玻璃板 —— 结构胶 专用的副框 4 、无框架结构体系 面板 ： 饰面构件、承重构件 大块玻璃 通透感强、视线开阔、立面简洁 坐落式结构、吊挂式结构两种 三、 幕墙的材料选用 框架材料、填缝密封材料、饰面板 （一）框架材料 两大类 ： 型材、连接件和紧固件 1 、型材 型钢、铝型材、不锈钢型材 （ 1 ）型钢 材质 ： 普通碳素钢 A3 为主 断面形式 ： 角钢、槽钢、空腹方钢 价格低、强度高，但维修费用高 表面热渗镀锌（不锈钢除外） （ 2 ）铝型材 材质：铝镁合金 LD 31 为主 铝型材：立柱、横档及副框料 价格较高、构造合理，安装方便，装饰效 果较好 （ 3 ）不锈钢型材 不锈钢薄板压弯或冷轧→钢框格或竖框 耐久、装饰性强、价格昂贵 2 、紧固件 膨胀螺栓、普通螺栓、铝铆钉、射钉 （二）连接件 角钢、槽钢及钢板加工而成，或特制的连接件 （三）饰面板 玻璃、铝板、不锈钢板、铝塑板和石板 1 、玻璃 节能玻璃：热反射玻璃、吸热玻璃、双层中空玻璃 安全玻璃：夹层玻璃、夹丝玻璃、钢化玻璃 （ 1 ）热反射玻璃 表面：金属氧化膜 →镜面玻璃 色彩：金色、银色、灰色、古铜色、蓝色、豆绿色 作用：反射太阳辐射热 单向透视性及镜面映象功能 （ 2 ）吸热玻璃 加入（极微量）金属氧化物 颜色：浅蓝色、浅灰色、青铜色、古铜色、金色及 蓝绿色 作用：吸收太阳光线中的部分热量，增加装饰效果 （ 3 ）双层中空玻璃 密闭空腔：干燥空气、干燥剂、密封材料 减少热传导作用 （ 4 ）夹层玻璃 两层玻璃中间夹入有机高分子化合物膜层 防止玻璃碎片飞散且不易穿透，安全性能好 （ 5 ）夹丝玻璃 · 中间夹入一片钢丝网 （ 6 ）钢化玻璃 · 突然冷却→两侧表面形成预压应力层 · 抗冲击强度高 · 碎粒无尖锐→安全 2 、铝板 轻质、耐久性好、装饰性强 单层铝板、复合铝板、蜂窝铝板 （ 1 ）单层铝板 铝板厚度：一般 2.5mm 背面设加强筋：铝带 刚度大→满足大面积的需要 铝板内侧＋岩棉、矿渣板→保温隔声↗ 图 6-1 单层铝板的类型 （ 2 ）复合铝板 两层均为 0.5mm 厚的铝板 ＋ 中间夹层 2 ～ 5mm 厚 PVC ＋氟化碳罩面漆 优点：颜色均匀、表面平整、制作方便 缺点：火灾， PVC 分解释放有害气体；耐久性差 应用 外墙：厚度≥ 4mm 内墙：厚度≥ 3mm （ 3 ）蜂窝复合铝板 组成：两面厚 0.8 ～ 1.2 mm 及 1.2 ～ 1.8mm 铝板 中间夹层（铝箔巢芯、玻璃钢巢芯、混合 纸巢芯）总厚度为 10 ～ 25mm · 强度高、隔音隔热性能好，但厚度大、铝量大、 成本高、加工较困难 3 、不锈钢板 · 组成： 0.8 ～ 2 mm 厚不锈钢薄板冲压成槽形镜板 背面设加劲胁 · 强度高、耐久性好，装饰效果豪华 · 此外，还有搪瓷钢板、彩色钢板 （四）封缝材料 · 填充材料、密封固定材料、防水密封材料 1 、填充材料 · 用途：填充间隙、定位 · 种类：聚乙烯泡沫胶系、聚苯乙烯泡沫胶系、氯 丁二烯胶 · 规格：片状、板状、圆柱状 2 、密封固定材料 · 用途：嵌于板材两侧，密封缓冲、固定压紧 · 种类：橡胶密封条 3 、防水密封材料 · 用途：封闭缝隙、粘结 · 种类：聚硫橡胶封缝料、硅酮封缝料 金属构件与玻璃板组成的建筑外围护结构 有框玻璃幕墙：明框玻璃幕墙、半隐框玻璃幕墙、隐框玻璃幕墙 无框玻璃幕墙：座落式全玻璃幕墙、吊挂式全玻璃幕墙、点支式玻璃幕墙 一、 有框玻璃幕墙 （一）有框玻璃幕墙的组成 组成：幕墙立柱、横梁、玻璃、主体结构、预埋件、连接件，以及连接螺栓、胶缝、开启扇 第二节 玻璃幕墙 图 6-2 隐框玻璃幕墙立面及组成 图 6-3 明框玻璃幕墙立面图 （二）有框玻璃幕墙的构造 1 、幕墙的总体布置 · 形式、总尺寸、骨架、饰面板布置间距、位置 · 关键：幕墙总尺寸和分格尺寸的确定 （ 1 ）单个立面、局部立面 幕墙的平面布置 1 ）内嵌式 2 ）平挂式 3 ）包角式 (2) 规则建筑物多个主立面设置幕墙的平面布置 1 ） 90° 阳角幕墙（ 如图 6-5 ） 2 ） 90° 阴角幕墙（如图 6-6 ） （ 3 ）不规则建筑物幕墙的平面布置 1 ）折线形幕墙 图 6-7 幕墙平面布置（四） 图 6-8 幕墙平面布置（五） 图 6-9 幕墙平面布置（六） 2 ）圆弧形幕墙 · 凸弧形幕墙、凹弧形幕墙 · 注意：弧玻璃与连接型材的交接 图 6-10 幕墙平面布置（七）（ a ）凸弧形 （ b ）凹弧形 （ 4 ）幕墙的立面布置 · 关键：幕墙横杆与建筑物楼盖之间的位置关系 1 ）幕墙横杆与楼层持平 2 ）幕墙横杆与楼层踢脚板高度持平 3 ）幕墙横杆与楼层窗台持平 · 竖向杆件与建筑物隔间墙或柱之间的关系 （ a ）正确的布置 （ b ）不正确的布置 图 6-12 幕墙竖杆与建筑物墙、柱之间的位置 2 、基本构造 · 构造做法如图 6-13 。 （ 1 ）竖杆固定 图 6-15 幕墙竖杆的接长 图 6-16 幕墙的横杆与竖杆的连接 1 、立柱 2 、硅酮胶 3 、 1.5 mm 孔隙 4 、铁脚 5 、上框 （ 2 ）横杆与竖杆的连接 · 通过连接件、铆钉或螺栓连接（如图 6-16 ）。 （ 3 ）饰面板与框架的固定 · 考虑连接的可靠性、保证幕墙的使用功能（即水密性、气密性） 图 6-17 明框玻璃幕墙与框架的固定 图 6-18 隐框玻璃幕墙玻璃与框架的固定 1 、结构胶 2 、胶条 3 、密封胶 4 、泡沫棒 5 、铝框 6 、压块 7 、立柱 8 、套筒 （ 4 ）转角部位的处理 · 转角：阳角、阴角、任意角 · 处理：骨架布置、饰面板固定位置、交接处接缝处理 1 ） 90° 阳角的构造处理 · 两种处理方法 一种：两根竖杆相互垂直布置，用铝合金板作封角处理，另一种：采用 90° 阳角型材 图 6-19 90° 阳角的构造处理 （ a ）两根竖杆相互垂直布置 （ b ）采用 90° 阳角型材 2 ） 90° 阴角的构造处理 · 两种处理方法 一种：将两根竖杆呈垂直布置 另一种：采用 90° 阴角型材 图 6-20 90° 阴角的构造处理 （ a ）采用 90° 阴角型材 （ b ）两根竖杆相互垂直布置 3 ）任意转角的构造处理 · 处理方法：调整两竖杆的相对位置 图 6-21 任意转角的构造处理 （ 5 ）端部收口的构造处理 · 侧端、底部、顶部 1 ）侧端的收口构造处理 图 6-22 幕墙侧端收口构造 2 ）底部的收口构造处理 图 6-23 底部的收口构造处理 3 ）顶部的收口构造处理 图 6-24 幕墙顶部的构造处理方法 3 、防火构造 4 、防雷构造 · 雷灾：顶雷和侧雷 · 防顶雷，可用避雷带和避雷针 · 防侧向雷，应设置均压环。接地电阻均应小于 4Ω 。 图 6-27 幕墙不锈钢栏杆兼作避雷带构造示意 图 6-28 （ a ）幕墙避雷系统 （ b ）幕墙骨架与主体结构连接 （三）施工技术 1 ．施工准备 （ 1 ）材料 （略） （ 2 ）施工机具 金属切割机、手电钻、手持玻璃吸盘、电动玻璃吸盘、电焊机、经纬仪、水准仪、钢卷尺、重锤、水平尺、墨线盒 2 ．施工工序 测量、放线→调整和后置预埋件→确认轴线和各面中心线→以中心线为基准向两侧排基准竖线→安装钢连接件和立柱→钢连接件满焊固定、表面防腐处理→安装横框→上、下边封修→安装玻璃组件→安装开启窗扇→填充泡沫棒并注胶→清洁、整理→检查、验收。 3 ．施工要点 二、全玻璃幕墙 · 全玻璃幕墙 —— 玻璃板和玻璃肋制作 · 通透性好、造型简洁明快 · 应用：各种底层公共空间的外装饰 （一）全玻璃幕墙的分类 · 坐落式、吊挂式 1 、坐落式全玻璃幕墙 （ 1 ）概念、特点 · 幕墙的高度较低时 · 通高玻璃板和玻璃肋上下均镶嵌在槽内 · 构造简单、造价相对较低 （ 2 ）构造 图 6-29 坐落式全玻璃幕墙构造示意图 a ）构造示意图 b ）平面示意图 · 玻璃肋的布置方式有四种： 1 ）后置式 2 ）骑缝式 3 ）平齐式 4 ）突出式 2 、吊挂式全玻璃幕墙 （ 1 ）概念、特点 · 吊挂式全玻璃幕墙 —— 在超过一定高度的通高玻璃上部设置专用的金属夹具，将玻璃板和玻璃肋吊挂起来形成玻璃墙面 · 构造复杂、工序多，故造价较高 · 下列情况可采用：玻璃厚度 10mm ，幕墙高度在 4 ～ 5m 时 玻璃厚度 12mm ，幕墙高度在 5 ～ 6m 时 玻璃厚度 15 mm ，幕墙高度在 6 ～ 8m 时 玻璃厚度 19mm ，幕墙高度在 8 ～ 10m 时 · 钢化玻璃、夹层钢化玻璃。边缘磨边处理 图 6-31 吊挂式全玻璃幕墙构造 （ 2 ）构造 · 在玻璃顶部增设钢梁、吊钩和夹具 · 将玻璃竖直吊挂起来 · 在玻璃底部两角附近垫上固定垫块、并将玻璃镶嵌在底部金属槽内 · 槽内玻璃两侧用密封条及密封胶嵌实，限制其水平位移 图 6-32 全玻璃幕墙吊具构造 图 6-33 全玻璃幕墙的安装就位 a ）上下中心线允许偏差 b ）玻璃肋下部嵌槽 c ）玻璃转角处下部嵌槽 d ）上下部嵌固示意 · 玻璃插入金属槽内定位、嵌固，安装方法： 1 ）干式嵌固 2 ）湿式嵌固 3 ）混合式嵌固 3 、施工技术 （ 1 ）施工准备 1 ）材料 （略） 2 ）施工机具 电动或手动吸盘、液压起重机、经纬仪、水准仪、钢 卷尺、重锤、水平尺、吊链、扒杆脚手架等。 （ 2 ）施工工序 定位放线→上部钢架安装→下部和侧面嵌槽安装→玻璃肋、玻璃板安装就位→嵌固及注胶密封→表面清洗和验收。 （ 3 ）施工要点 图 6-34 玻璃定位嵌固方法 a ）干式装配 b ）湿式装配 c ）混合装配 三、点支式玻璃幕墙 · 点支式玻璃幕墙 —— 在幕墙玻璃四角打孔 用驳接（专用钢爪）将玻璃连接起来 将荷载传给相应构件，最后传给主体结构的幕墙 · 点驳接式玻璃幕墙 · 技术美、形式美、结构美、强烈的装饰效果 · 广泛应用于各种大型公共建筑中共享空间的外装饰 （一）形式 · 玻璃肋点支式玻璃幕墙、钢桁架点支式玻璃幕墙、拉索点支式玻璃幕墙 1 ．玻璃肋点支式幕墙 图 6-35 玻璃肋点支式玻璃幕墙示意图 2 ．钢桁架点支式幕墙。 图 6-36 钢桁架点支式玻璃幕墙示意 · 拉索点支式幕墙 图 6-37 拉索点支式玻璃幕墙 a ）立体图 b ）索系与玻璃连接图 （二）点支式玻璃幕墙的构造 · 驳接连接 · 浮头式连接 · 沉头式连接 · 背栓点支式 图 6-38 沉头点支式连接 图 6-39 背栓点支式连接 图 6-38 沉头点支式连接 图 6-39 背栓点支式连接 ( 三 ) 施工技术 · 以拉索点支式玻璃幕墙为例 1 、施工工序 · 测量定位→支承结构制作安装→索行架安装→索桥架张拉→玻璃安装→质量控制→竣工验收。 2 、施工要点 图 6-40 索桁架示意图 · 金属幕墙 —— 金属面板取代玻璃制作成幕墙结构 · 铝塑复合板、铝单板、蜂窝铝板、不锈钢板 · 艺术表现力强、色彩丰富、质量轻、抗震好、安装和维修方便 一、金属幕墙的分类 · 类型 ： 铝单板、蜂窝铝板、搪瓷板、不锈钢板幕墙 铝塑复合板、金属夹心板幕墙 · 按表面处理：光面板、亚光板、压型板、波纹板 · 窗间墙：金属面板，窗洞口：玻璃，两种材料交叉混合使用 第三节 金属幕墙 二、金属幕墙的组成和构造 （一）金属幕墙的组成 · 金属面板、连接件、金属骨架、预埋件、密封条、胶缝 （二）金属幕墙的构造 图 6-41 铝塑复合板幕墙构造 三、施工技术 （一）施工工序 测量放线→预埋件位置尺寸检查→金属骨架安装→钢结构刷防锈漆→防火保温棉安装→金属板安装→注密封胶→幕墙表面清理→工程验收。 （二）施工要点 3 、金属板加工制作 （ 1 ）铝单板 （ 2 ）铝塑复合板 图 6-43 铝塑复合板 a ）铝塑复合板的折边 b ）铝塑复合板