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)

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，就是在橫梁的上側或下側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，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(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滑動(圖4)。

3 閉腔橫梁安裝方式

(1)根據現(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將橫梁插入已安裝好的角碼上，然后將橫梁逆時針水平轉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。