田學勤 羅玉志 宋凌月 江鴻 景顯東

(上海玻機智能幕墻股份有限公司,上海 200235)

淺談框架式玻璃幕墻閉腔橫梁系統(tǒng)

田學勤 羅玉志 宋凌月 江鴻 景顯東

(上海玻機智能幕墻股份有限公司,上海 200235)

框架式玻璃幕墻橫梁分為兩種,一種是開腔式橫梁,另一種是閉腔式橫梁,開腔式橫梁目前被廣泛應用,它的主要優(yōu)點是在施工時安裝方便、靈活;缺點是結構強度不如閉腔式橫梁且橫梁過寬或過長時扣蓋容易脫落,材料成本也比閉腔橫梁高。本文將重點描述一種新的閉腔橫梁結構與安裝方法,這種新的閉腔橫梁結構與安裝方法能夠有效地增強結構安全、加快安裝速度、提高工作效率、降低材料成本。

玻璃幕墻 閉腔橫梁 制作 安裝

框架幕墻安裝方法大多采取先安裝立柱后再安裝橫梁的方法進行，由于受安裝工藝的限制，橫梁的結構基本采用的是開腔式。所謂開腔式橫梁，就是在橫梁的上側(cè)或下側(cè)設計一個后安裝的裝飾扣蓋，用來擋住連接處的角碼與螺絲，之所以采用開腔式橫梁，是因為橫梁和立柱的連接采用的是角碼連接，角碼呈“L”型，安裝時，角碼和立柱上都有相對應的孔，角碼一端插入到橫梁內(nèi)，用對穿螺栓將立柱兩端的角碼連接并用螺母擰緊固定后再安裝扣蓋。采用開腔式橫梁的目的是方便緊固螺絲(圖1)。

1 開腔式橫梁和閉腔式橫梁對比

圖2是65系列開腔式橫梁和閉腔式橫梁的對比圖，其結構基本相似，開腔式橫梁是由橫梁體(W22A333)和裝飾扣蓋(W22A304)兩部分組成的；閉腔式橫梁(W11A334)是一個整體。從結構上講，閉腔式橫梁遠遠優(yōu)于開腔式橫梁。從經(jīng)濟角度講，閉腔式橫梁比開腔式橫梁少了一個裝飾扣蓋后在米重上減少0.194Kg/m，所占比重為8.62%。由此可見，使用閉腔橫梁無論是在結構上還是成本上都比開腔橫梁具有優(yōu)越性。

2 閉腔橫梁與角碼

圖1 開腔式橫梁連接方法

圖2 開腔式橫梁與閉腔式橫梁對比圖

圖3 閉腔橫梁角碼

閉腔式橫梁與開腔式橫梁的安裝均采用角碼連接，開腔式橫梁是采用兩只相同的角碼通過對穿螺栓用螺母進行連接(圖1)；閉腔橫梁是采用兩只不同的角碼(圖3)進行連接，先安裝在立柱上的角碼與橫梁限位槽連接部位加工成圓弧狀，與立柱連接部位加工兩個6.2毫米的孔(圖3(2))；另一支角碼與立柱連接部位的兩個孔上直接攻絲，不需要用螺母進行緊固角碼(圖3(1))。在安裝時，攻絲的角碼事先安裝在橫梁的腔體內(nèi)(橫梁兩端限位槽需在安裝前銑掉與角碼相同的厚度)，角碼安裝橫梁腔體內(nèi)后剛好與橫梁斷面平行，目的是在安裝過程中防止角碼向橫梁腔體內(nèi)滑動(圖4)。

3 閉腔橫梁安裝方式

(1)根據(jù)現(xiàn)有安裝工藝，首先安裝立柱，立柱固定在預埋件上。閉腔橫梁安裝時按照從左至右或從右至左的順序安裝均可。本文只闡述從左至右的安裝方法，具體安裝順序如下：首先將圓弧角碼用螺栓安裝在立柱上，將另一個角碼插入橫梁相對應的一端，安裝橫梁時傾斜方向?qū)M梁插入已安裝好的角碼上，然后將橫梁逆時針水平轉(zhuǎn)動送入立柱相對應的位置(圖4)，這時在將另外一個角碼用螺栓穿好，從立柱的右面穿過立柱與左面橫梁腔體內(nèi)事先安裝的帶螺紋角碼擰緊連接；安裝下一個橫梁時用同樣的方法以此類推。

(2)閉腔式橫梁安裝方法的原理主要是利用了橫梁與立柱之間預留的3毫米伸縮間隙和橫梁在安裝過程中采取弧線方法平行推進

圖4 閉腔式橫梁連接方法

圖5 閉腔式橫梁兩個立柱的最短距離演算示意圖

圖6 閉腔橫梁安裝示意圖

············時弧形角碼與橫梁腔體之間不受限制而完成的(圖4)。

(3)采用閉腔式橫梁安裝方法，對兩個立柱之間的最短距離有一定的要求。橫梁的寬度會對兩個立柱的距離產(chǎn)生影響。如果橫梁斷面過寬可采用立式角碼連接方法進行。

4 閉腔式橫梁兩個立柱之間最短距離的計算方法

圖5所示，設橫梁長度為a，橫梁寬度為b，兩立柱之間的距離為c，立柱到橫梁端面的距離為d，橫梁對角線長度為e；如果要實現(xiàn)閉腔橫梁的安裝，必須滿足e≤c。

由此可以看出：

當橫梁對角線的長度e和兩立柱之間的距離c相等時，為閉腔橫梁安裝的臨界值，則有：

化簡后得： a≥(b2/4d)-d

以本文所描述的65系列橫梁來論證；已知b=65，d=1.5，帶入上述化簡后的公式，可求出a=702.67，也就是說，在65系列橫梁安裝時，橫梁與立柱之間的間隙為3毫米時，橫梁最短為702.67mm。

5 結語

采用閉腔橫梁安裝時，即保證了鋁合金型材橫梁的完整性，又大大的提高了型材的強度，同時也降低了型材的用量和材料成本。

根據(jù)65系列橫梁的計算結果，閉腔橫梁與開腔橫梁相比要節(jié)省8.62%的材料。安裝時這種隱式連接方式耗時非常少，據(jù)現(xiàn)場安裝測試，用此種方式安裝，安裝一支閉腔式橫梁所用的時間是開腔式橫梁的四分之一，節(jié)省了勞動時間，提高了工作效率，降低了人工成本。由于閉腔式橫梁的結構特點，安裝后(圖6)橫梁表面沒有任何痕跡同時也杜絕了橫梁松動和側(cè)翻現(xiàn)象，真正實現(xiàn)了在保證結構安全的前提下，即美觀大方，又合理降低了施工成本。