1、简介框架玻璃幕墙【摘要】按照荷载传递的路线，依次介绍玻璃面材确定、结构胶截面确定、龙骨截面确定。校核压板尺寸及间距、横竖框连接、竖框与主体结构连接。 【关键词】框架，玻璃，结构胶，龙骨，压板，连接 中图分类号：J527.3 文献标识码：A 文章编号： 简介 按照室外装饰效果区分为：隐框、明框、横明竖隐、竖明横隐。 隐框玻璃幕墙结构分类：挂勾式、定距压块、两种结合 明框玻璃幕墙结构分类：穿条式、浇筑式、隔离垫 横明竖隐、竖明横隐中的明指的是明框，隐指的是半隐。 按照龙骨材质区分为：铝材、钢材、钢铝结合 下面以隐框玻璃幕墙为例，按照荷载传递的路线，依次介绍玻璃面材确定、结构胶截面确定、龙骨截面确定
2、。校核压板尺寸及间距、横竖框连接、竖框与主体结构连接。 面材确定 通常取最不利处的玻璃分格校核，根据分格尺寸、所在位置计算面板承担的荷载，校核玻璃面板的强度和刚度。其中幕墙上的玻璃按照规范要求必须采用安全玻璃，其中幕墙高度超过 100m 时需要提醒业主外片玻璃采用夹层或贴膜，避免玻璃自爆后造成严重的人员伤害。幕墙上单片玻璃厚度最小不低于 6mm，夹层玻璃的单片厚度不小于 5mm，夹层或中空玻璃厚度差不大于 3mm。 框架玻璃的计算模型为四边简支。 用荷载设计值校核玻璃强度，合格条件是应力不超过玻璃大面强度设计值。 用荷载标准值校核玻璃挠度。合格条件是变形量小于短边长度的1/60。其中夹层玻璃需
3、要计算等效厚度，中空玻璃需要考虑内外片荷载分配，以上计算按照规范要求。 玻璃选择时满足强度和刚度要求外，还要满足建筑幕墙的热工性能、采光、隔声等功能要求。热工方面的通用要求是建筑立面窗墙比不应大于 0.7，采光顶的面积不大于屋顶的 20%。根据建筑所在的气候分区、体型系数和窗墙比确定建筑物的整体 K 值，幕墙或外窗的 K 值需要满足规范要求。幕墙或外窗 K 值能否满足主要取决于面材的 K 值，就玻璃而言，假如幕墙 K 值要求 2.0，那么玻璃的 K 值大约在 1.6 左右或更低。隔声性能遵循质量定律，即隔声性能的优劣取决于隔声材料的质量或密度。通常 6+12A+6 中空玻璃能实现 35dB，如
4、果需要加大隔声量，需要增加玻璃厚度或应用夹层玻璃。 结构胶截面尺寸确定 隐框幕墙需要计算的结构胶位置：中空层结构胶尺寸，中空玻璃与玻璃付框粘接的结构胶尺寸 结构胶尺寸的最小尺寸要求，最小宽度为 7mm，最小厚度 6mm，不宜大于 12mm。宽度宜大于厚度，但宽度尺寸不宜大于厚度的 2 倍。 结构胶尺寸校核前需要明确是否为抗震设计，判别的标准是建筑设计中是否有地震烈度设防。抗震设计时，分别计算风荷载和地震荷载组合作用下的结构胶宽度尺寸和在玻璃自身重力作用下的结构胶宽度尺寸，取两者中的大值。非抗震设计时，分别计算风荷载作用下的结构胶宽度尺寸和在玻璃自身重力作用下的结构胶宽度尺寸，取两者中的大值。结
5、构胶的厚度主要考虑适应主体结构变形，满足主体层间位移，厚度不应大于 12mm。 隐框中空层结构胶计算，考虑外片玻璃重力及风荷载，简单说按照单片玻璃计算中空层结构胶尺寸，另外考虑热工性能，中空层的尺寸最小为 9mm。 中空玻璃与玻璃付框粘接的结构胶尺寸计算，考虑中空玻璃重力及风荷载、地震荷载 隐框玻璃托板设置 由于结构胶在重力荷载作用下的强度值很低， ，因此隐框玻璃需要设置托板，由托板承受玻璃的重力荷载，玻璃托板的尺寸及截面、位置通过计算确定。但是托板的长度不应小于 100 厚度不应小于 2mm。托板的位置通常布置在距离玻璃两端 1/4-1/8 处。 横竖龙骨截面尺寸确定 竖龙骨截面尺寸确定需要
6、考虑的因素：龙骨的材质、层间高、玻璃横向分格尺寸、竖框计算的力学模型 根据主体外圈结构梁的高度、层数及梁板位置关系，来确定是选择简支梁、多跨铰接一次超静定、双跨梁等。如果条件允许优先选择多跨铰接一次超静定，其次是简支梁，双跨梁是在简支梁受力不满足和龙骨截面不能增大时采用，两个支点中通常是下面那个应该设置沿竖框长度方向长条孔。 竖龙骨之间设置伸缩缝规范要求不小于 15mm，数值的确定考虑龙骨在年最大温差下的伸缩量、安装偏差。上下竖框用插芯连接，插芯与一端竖框固定，与另一端竖框滑动连接，插芯长度不小于 250。插芯结构设计时需要考虑竖框插芯不能与横框角码螺钉干涉，即螺钉不能把角码、插芯、竖框固定在
7、一起。 通常情况竖框固定点在竖框上端，即竖框为偏心受拉。如果受条件限制而采用竖框受压的受力形式，需要校核压杆稳定。 横框采用简支梁计算模型，受弯矩、剪力、扭矩同时作用。通常情况下核实弯矩和剪力作用下的强度和刚度，如果扭矩很大的情况下，同时需要校核扭矩作用。强度校核用荷载设计值，满足条件是不超过材料的强度设计值。挠度校核用荷载标准值，满足条件是铝型材为跨度的1/180，钢材为跨度的 1/250。 横框计算时，首先考虑以 1200 为分界，大于 1200 和小于 1200 的比例，因为小于 1200 时龙骨的壁厚最小做到 2mm，大于 1200 时型材壁厚最小 2.5mm。另外考虑成本压力，尽量采
8、用封腔型材，这样可以降低型材局部壁厚。开腔和闭腔对型材厚度的要求不同。 关于龙骨材质选择，个人以为选择单一材料便于处理。即选择全铝或全钢，尽量不要选择钢铝结合，如果一定要采用钢铝结合方案，需要区分钢铝同时受力，还是钢材受力铝材装饰，根据不同的情况采取不同的构造形式。 压板的长度及间距 通常情况下压板的间距为 300-350 等距布置，隐框玻璃压板的长度应根据玻璃上的荷载组合计算确定。校核内容包括压板本身的强度及挠度、螺钉与横竖龙骨的连接强度、螺钉自身的强度。 横竖连接 横竖框通过角码实现弹性连接，角码通过螺钉与竖框连接，角码与横框采用插接浮动连接，留 1-2mm 的缝，适应结构变形、安装偏差、
9、消除噪音等，形成框架体系。横竖框连接校核内容包括角码强度校核、型材强度校核、螺钉与型材的连接强度、螺钉或螺栓的剪力和抗扭校核。角码应能承受横框的剪力，角码厚度不小于 3mm，为了满足规范对连接螺钉位置型材壁厚的要求，角码通过一个螺栓和两个自攻螺钉连接，或者也可以用两个螺栓。目前所用的螺栓为 M6，避免龙骨扭转，建议龙骨上开孔为 6 即可，因为 M6 比 6 小。螺钉布置须满足关于间距 2d 及边距 1.5d 的要求。 竖框与主体结构连接 竖框与主体结构之间采用转接件连接，需要校核转接件、连接螺栓、焊缝的强度。连接件与主体结构的锚固承载力设计值应大于连接件本身的承载力设计值。螺栓连接时数量不小于
10、 2 个直径不小于 10。 明框幕墙 明框幕墙荷载的传递路径与隐框基本一致。主要介绍明框与隐框的不同之处 中空玻璃合片用胶可以采用结构胶、密封胶、聚硫胶，通常采用聚硫胶，理由是荷载传递过程中不需要校核该处强度，聚硫胶比密封胶和结构胶在防透水透气性能好。 明框压板通长设置且布置在玻璃外面，玻璃不需要副框。 明框幕墙横框压板与竖向压板之间留出一定间距用密封胶密封处理。竖向压板之间留出 5-6mm 间距密封处理。 明框扣板突出玻璃面尺寸小于 70mm 时，可以采用标准扣接方式，如果大于 70mm，应考虑机械连接和竖框扣板之间采用插芯过渡。 横明竖隐和竖明横隐 半隐幕墙荷载的传递路径与隐框基本一致。这
11、两种幕墙结构不是把明框和隐框结构简单组合，考虑室内效果，把明框和半隐结构结合。所谓的半隐结构即是从全隐型材两侧突出两个翅或设置两个扣条。按照规范要求，半隐结构的玻璃结构胶按照全隐幕墙结构胶计算确定。竖明的扣板按照每个层间设置，横明的扣板按照每个分格设置。竖明和横明的压板连续设置，压板之间密封处理。半隐幕墙注意明框与隐框密封线的交接。 总结 以上介绍了各类玻璃幕墙的构造及构造差别，幕墙设计过程中面材、龙骨如何通过计算校核确定以及需要注意的事项。各个连接位置的校核。使从事幕墙设计的人员能清晰了解各个环节的确定过程，既保证幕墙性能、符合规范要求，又避免材料浪费。 参考文献： 1.玻璃幕墙工程技术规范 JGJ 102-2003 2.金属与石材幕墙工程技术规范 JGJ 133-2001 3.建筑幕墙 GBT 21086-2007 4.公共建筑节能设计标准 GB 50189-2005
