单元式幕墙结构分析

1、单元式幕墙结构分析编制/讲解：王斌培训日期:2014.3.25山西宏天源铝业科技有限公司山西宏天源铝业科技有限公司单元式幕墙简介1.1.定义：定义：单元式幕墙是在工厂将各构件预拼装成一定大小构件预拼装成一定大小的安装单元的安装单元然后运到现场进行安装的一种施工方法。其高度要等于或大于一个楼层，运往工地后可直接固定在主体结构上。每个单元组件上、下（左、右）框对插形成组合杆，完成单元组件间接缝，最终形成整幅幕墙。2.分类分类： 一般又分为明框、隐框和半隐单元幕墙；从面材上又可分为单元玻璃幕墙、单元石材幕墙、单元铝板幕墙、混合单元幕墙等；采用较多的是半隐单元幕墙和混合单元幕墙。2.2.优点：优点：a

2、.安装速度快，施工周期短，特别适用于现代化高层建筑；b.幕墙表面平整度高，装饰效果好；c.采用胶条密封，幕墙表面污染小；d.单元构件是采用电脑控制加工中心在工厂内完成加工，加工质量好；e.三维调整范围大。3.3.缺点：缺点：a.无论是现场工地还是工厂需较大的占地空间，用于构件的摆放；b.运输成本高，易破损；c.由于加工精度要求高，因而加工成本较高；d.施工组织较复杂；e.实现复杂造型的功能有一定局限；f.单元式幕墙与主体结构的连接和安装在室内进行，对于剪力墙位置不适用。 单元式幕墙简介框架式幕墙与单元式幕墙的比较框架式幕墙与单元式幕墙的比较背面透视图正面透视图单元式幕墙样板分析-样板示意图单元

3、式幕墙样板分析-单元板安装示意图单元式幕墙样板分析-标准三维图单元式幕墙样板分析-标准三维图支座三维调节示意图单元式幕墙样板分析-支座示意图单元式幕墙样板分析-支座示意图单元式幕墙结构分析-横剖单元式幕墙结构分析-纵剖单元式幕墙结构分析-转接单元式幕墙结构分析-安装单元幕墙预埋件分析-侧埋方式单元幕墙预埋件分析-侧埋方式单元幕墙预埋件分析-侧埋方式单元幕墙预埋件分析-侧埋方式单元幕墙预埋件分析-平埋方式单元幕墙预埋件分析-平埋方式单元幕墙预埋件分析-平埋方式单元幕墙预埋件分析-平埋方式单元幕墙预埋件分析-实物图单元幕墙预埋件分析-实物图单元幕墙预埋件分析-实物图单元幕墙预埋件分析-实物图 由于

4、单元式幕墙接缝构造的特点，其技术特点主要表现在下述三个方面： 1、封口技术封口技术 单元式幕墙通过对插完成接缝，这样在上、下、左、右4个单元连接点上必然有一个4个单元组件对插件均不能到达的地方，此处必然有一个内外贯穿的洞，如何堵好这个洞就是单元式幕墙的封口技术。对这个部位的处理目前有两种方案，即横滑型和横锁型。单元式幕墙的技术特点 1 1）、横滑型）、横滑型横滑型构造就是在左、右相邻两单元组件上框中设封口板，这个封口板封堵了4个组件结合部位的内外贯通的开口，而且还有集水槽和分隔板的功能。由于这个封口板不限制上单元下框在两相邻下单元组件上框内滑动，因此就叫横滑型。其特点如下：l 优点：集水、排水

5、功能比较成熟，水密性能达到2500Pa。l 缺点：只能用于处于一个平面上的单元组件。单元式幕墙的技术特点 2 2）、横锁型）、横锁型横锁型是在接缝处竖框空腔中设一个多功能插芯，这种插芯由两部分组成，即对插的封口部分和一个向上开口其他五面封闭的集水壶组成。由于多功能插芯位于上下两单元交接处，将上下两单元组合成一个整体，上下单元形成横向锁定，即左右相邻两单元不能滑动，故成横锁型。其特点如下：l 优点：可用于单元组件任何角度对插。l 缺点：集水、排水功能尚不理想。单元式幕墙的技术特点 2 2、收口技术、收口技术 单元式幕墙单元组件间靠对插完成接缝，因此它的安装顺序要求非常严格，即每一层要横向按次序一

6、块接一块对插，当中不能留空位（因为对插接缝无法平推进入空位），安装完一层再安装上一层，最后一个单元如何与相邻两单元连接是一个难点，因为已安装固定的左右两单元组件之间距净空比单元组件实际宽度要小，这个组件无法在水平方向平推进入空位，也不能先插一侧再插另一侧，这样在设计时，对最后一个单元组件的组装要考虑好接缝方法（现在一般采用二加一收口法，一处收口点留三单元空位，收口时两单元组件平推进入空位，再从上向下插最后一单元组件或用先固定相邻两不对插件的组件，定位固定后插入第三者插件完成接缝，第三者插件与单元组件要错位插接，达到互为封口）。单元式幕墙的技术特点 3 3、单元式幕墙与主体结构的连接与吊装、单元

7、式幕墙与主体结构的连接与吊装 在主体结构上安装单元式幕墙的转接件，要对一个安装单元（全高或810个楼层）一次全部安装调整到位，用转接件的安装精度来保证单元式幕墙的安装质量，即单元式幕墙外表面的平整度是靠转接件的安装精度和单元式幕墙单元组件构造厚度的精度来保证的。单元式幕墙的单元组件在工厂已将面板（玻璃、铝板、花岗石板）装配好，在主体结构上安装连接要在室内一侧操作，因此内侧必须要有操作空间（由于手无法穿过面板在外侧进行操作），这样对楼板与柱外边平齐（或柱外边突出楼板或实体墙）的建筑，如果单元组件与主体结构的连接点布置在柱位（实体墙面）上，安装时操作难度很大。而当建筑立面上幕墙分格必须在柱位时，就

8、要在设计上采取措施在柱宽以外楼板上设连接点，使连接点避开柱位。单元组件在主体结构上安装连接是相邻两单元组件对插接缝和单元组件与主体结构的连接对插（扣、挂）同时进行，由于单元组件与连接件均有偏差，除安装在主体结构上的连接件除安装精度要保证单元组件的安装质量外，还要在吊装固定过程中具有一定的调节可能，也就是说连接件要具有三向六自由度（三维方向移动和绕X、Y、Z轴转角）。 单元式幕墙的技术特点单元式幕墙的技术特点单元式幕墙的技术特点单元体的现场吊装单元式幕墙的技术特点 水密性一直是建筑幕墙节点设计的重要问题。经不完全的统计，在实验室中有90%幕墙样品需经修复才能通过试验。在实际工程应用中，也存在同样

9、的问题。为解决幕墙的防水问题，许多专家学者对防水原理进行了研究和实验，总结出完整的防水设计理论。比较著名的是“雨幕原理”和在实际应用中常用的“等压原理”。这些概念既有区别又有联系，甚至很难理解，致使在实际应用时造成误解，给幕墙的防水设计带来不便。幕墙的防水技术1、完全密封阶段 主要以构件式幕墙的结构形式为主，原理很简单，有缝的地方就主要以构件式幕墙的结构形式为主，原理很简单，有缝的地方就采用防水密封材料进行封堵，是被动防水阶段。采用防水密封材料进行封堵，是被动防水阶段。 按照建筑幕墙的防水原理可以将幕墙的发展划分为三个阶段：按照建筑幕墙的防水原理可以将幕墙的发展划分为三个阶段：完全密封阶段幕墙

10、防水形式完全密封阶段幕墙防水形式幕墙防水技术-发展历史2、收集储存阶段 幕墙面板接缝形式有所改进，主要以简单插接形式进行防水。由于幕墙面板接缝形式有所改进，主要以简单插接形式进行防水。由于认识到幕墙不可能实现完全密封，采用插接的方式具有一定的主动性，认识到幕墙不可能实现完全密封，采用插接的方式具有一定的主动性，能够将收集到少量的雨水或雪水储存，靠自然蒸发阻止水的进一步渗透，能够将收集到少量的雨水或雪水储存，靠自然蒸发阻止水的进一步渗透，事实证明这种技术仍然不能很好的解决防水问题。事实证明这种技术仍然不能很好的解决防水问题。 收集储存阶段幕墙防水形式收集储存阶段幕墙防水形式幕墙防水技术-发展历史

11、3、结构化防水-雨幕等压阶段 结构化防水是幕墙防结构化防水是幕墙防水技术走向成熟的标志，水技术走向成熟的标志，通过综合运用雨幕原理通过综合运用雨幕原理和等压原理，从幕墙节和等压原理，从幕墙节点结构设计入手，点结构设计入手，“允允许水通过幕墙表面渗入，许水通过幕墙表面渗入，并能将水合理组织排并能将水合理组织排出出”，这是幕墙防水技，这是幕墙防水技术的主动阶段。我国的术的主动阶段。我国的单元式幕墙就属于这一单元式幕墙就属于这一阶段的典型幕墙技术。阶段的典型幕墙技术。结构化防水结构化防水- -雨幕等压阶段幕墙防水形式雨幕等压阶段幕墙防水形式幕墙防水技术-发展历史幕墙防水技术-综合比较 1 1、漏水三

12、要素：、漏水三要素：1）、幕墙内外有缝隙或孔洞。2）、缝附近有水。3）、使水向室内流动的作用（气压差）。 幕墙防水技术-设计原理2 2、雨幕原理、雨幕原理 雨幕原理是建筑防水设计的一个原理，它假定墙体外表面为一层“幕”，研究如何阻止雨水或雪融水透过这层幕的机理。它的研究范围包括：缝隙或孔洞影响、重力作用、毛吸作用、表面张力的影响、风运动能的影响、压力差的作用等。下表是应用雨幕原理解决实际问题示意图。 幕墙防水技术-设计原理雨幕原理应用示意图雨幕原理应用示意图 幕墙防水技术-设计原理3 3、等压原理、等压原理 等压原理是雨幕原理中进行外墙防水的最有效途径。其核心思想是“雨幕”两侧的压力达到平衡，

13、消除渗漏三要素中的“作用”，尤其是风压的作用。实际应用中，真正达到等压并非易事，如自然界中风速是随机的，造成的波动风压很难使“雨幕”两侧时时等压。 幕墙防水技术-设计原理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。单元式幕墙的三道密封线为： 尘密线； 水密线； 气密线；单元式幕墙的防水-原理分析单元幕墙的三道密单元幕墙的三道密封线封线、尘密线、尘密线 为阻挡灰尘设计的一道密封线，一般由相邻单元的胶条相互搭接实现，起到阻挡灰尘和披水的作用。尘密线单元幕墙的防水

14、排水原理单元幕墙的防水排水原理 单元式幕墙的防水-原理分析、水密线、水密线 它是单元幕墙的重要防线，通过幕墙表面的少量漏水可以越过这条线，进入单元幕墙的等压腔，通过合理的结构设计，进入等压腔水将被有组织的排出，没有继续进入室内的能力，达到阻水的目的。有时为了提高幕墙的水密性能，也可能同时设置多道水密线。水密线单元幕墙的防水排水原理单元幕墙的防水排水原理 单元式幕墙的防水-原理分析 、气密线气密线 它也是单元幕墙的重要防线，由于水密线和气密线之间的等压腔和室外基本上是相通（有时在连通孔上放置防止灰尘的海棉）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最后一道防线气密线来完成。气密线单元

15、幕墙的防水排水原理单元幕墙的防水排水原理 单元式幕墙的防水-原理分析1、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。单元式幕墙的防水-原理分析2、在气密线两侧，缝隙和作用同样不可避免，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，由于通过尘密线和水密线的水很少或没有，加上合理

16、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。单元幕墙的防水排水原理单元幕墙的防水排水原理 单元式幕墙的防水-原理分析 3、单元式幕墙防水的薄弱环节是四个单元的“+”字缝，这是单元式幕墙能否成功防水的关键，目前比较成功的解决方案有横锁式、横滑式和“+”字交叉密封结构等。单元幕墙单元幕墙“+”+”字接口的处理字接口的处理 单元式幕墙的防水-原理分析单元式幕墙四边框架一般采用如下图所示的组装与密封方式： 图中所示单元板块四边框连接接合处加胶后再用螺钉连接锁紧，目的是为了防止雨水从边框的各

17、个锁紧孔处渗入，如果一旦密封失效，雨水仍可能进入型材空腔，但不能让雨水从型材接合面的缝隙中进入室内，而应设置合理的排水路径，即必须让雨水从开在左右边框两端位于上下横框型材空腔下面位置的长圆孔内流到左右边框外侧，再经下一板块横框上所开排水孔排出幕墙结构体外。单元式幕墙的防水-原理分析 单元式幕墙下边框长度在左右边框之内，这样做的目的是为了保证从两侧边框漏进去的雨水，可以依靠自身重力，从上往下无阻碍地进入到上下板块间下横框上部空腔，而左右两个板块的上横框之间是需要打密封胶的，不应让上层的雨水流入下一层板块。这个位置限位块的高度使空腔内两边高、中间低，迫使雨水从板块中部上边框所开长圆孔排出。单元式幕

18、墙的防水-原理分析 单元式幕墙上横框和板块的宽度相同，它的下底面完整地压在单元板块最上面，覆盖了左右边框，相邻单元板块上横梁之间的缝隙要打耐候密封胶，不能让雨水从这里流到下一层板块。横梁上面的避水板之间的缝隙也需要打胶密封。单元式幕墙的防水-原理分析1 1、挡水胶条和披水板、挡水胶条和披水板 幕墙可开启部分的上部是阻止雨水渗漏的薄弱环节，因此可以通过结构设计，将幕墙表面形成的水膜分开，不流经开启缝，达到阻水的目的幕墙可开启部分的防水一直是幕墙的设计的难点，实验室测试和工程幕墙可开启部分的防水一直是幕墙的设计的难点，实验室测试和工程实际表明，决大多数幕墙的雨水渗漏都发生在可开启部位。目前解决实际

19、表明，决大多数幕墙的雨水渗漏都发生在可开启部位。目前解决开启部分的防水问题有很多措施，其中常见的方法有：开启部分的防水问题有很多措施，其中常见的方法有：幕墙开启扇上部节点图幕墙开启扇上部节点图 单元式幕墙的可开启部分防水-原理分析2 2、等压原理的应用、等压原理的应用 一般情况幕墙开启部分均有两道密封，但很少有设计师知道其中的奥秘，常常以为双道密封更保险，其实不然。正确的工艺方法是将外侧一道密封的下部适当切开，以便利用等压原理将可能渗入的水排出，达到真正阻止雨水渗漏的目的。至于气密性，有靠近室内的密封线保证。这相当于只有水密线和气密线的单元幕墙的防水概念。幕墙开启扇下部节点图幕墙开启扇下部节点

20、图 单元式幕墙的可开启部分防水-原理分析单元体幕墙排水示意图单元体幕墙排水示意图单元体幕墙排水设计单元体幕墙排水设计(1)、采用等压原理防水，并采用有组织逐层向外排水方式，排出少量渗漏水。(2)、单元板块对插后形成两个空腔，第一道胶条起雨屏作用，可以阻挡大量雨水渗入等压腔内.第二、三道胶条起气密作用，层层减压消气，确保气密及等压室腔的形成。(3)、渗入横向等压腔内少量雨水可以通过位于横梁两端1/4处的排水孔排出至幕墙外。 单元式幕墙工程-排水路径单元体幕墙排水节点单元体幕墙排水节点单元式幕墙工程-排水路径 1、单元式幕墙的挂件系统分铝合金挂件和钢挂件两种系统，优先选用铝合金挂件系统，即使受力能

21、够通过，铝型材的牌号都选用6061-T6,不要选用6063-T5或T6的铝型材做为铝挂件，为减少工程造价也可采用钢挂件； 2、单元幕墙宜优先选用槽式预埋件，板埋或后补埋件很少采用；槽式预埋件距边的要求有要求，一般不小于100mm，如果不够距离，可采用板埋，如图所示； 3、埋件预埋的方式分为平埋和侧埋两种； 平埋 侧埋单元式幕墙-设计的细节 4、层间位一般采用中空玻璃及背板，背板与玻璃的空隙大于50mm以上，如图； 5、为降低工程造价，层间位可选用单片玻璃加背板，缺点是有色差 ；单元式幕墙-设计的细节 6、幕墙单元板块之间的接缝在1220mm左右，具体根据计算确定，如图所示；单元式幕墙-设计的细

22、节 7、一般来讲一个标准单元的高度为一个标准楼层高，很少一个楼层采用两个单元的，当避难层层高较高时，则分为两个单元； 8、玻璃的自重不应由结构胶单独承受，如果由铝型材来承受，铝型材厚度不小3mm； 9、背板与玻璃形成的腔体内应设置排水孔和冷凝水（腔体下面）及水蒸汽孔（腔体上面），如图所示； 10、在单元体的中横料和上下横料内（与竖料拼接处）打密封胶，并在两侧的立柱上开孔用于排除横料腔体的水 ，如图所示；单元式幕墙-设计的细节 11、单元体竖向装饰条就有保证其垂直度的措施，并应考虑装饰条损坏后的拆换和安装，如图所示；保证垂直度保证垂直度单元式幕墙-设计的细节 12、单元体挂码应考虑三维可调和微调

23、，并考虑承受位移的能力及承受地震荷载的能力 ； 13、转角单元体分格有一个水平分格小于750mm，尽量做成一个单元体； 14、水槽料一般为250mm长，高度应大于20mm，排水孔距中心250到300mm左右，且排水孔位应设置吸水海棉； 15、结构计算时，如装饰条较大，应考虑装饰条受风荷截作用时对立柱产生扭矩的影响；单元式幕墙-设计的细节 16、单元体上下插接位，在两单元体之间应设置防漏气海绵，一般为100mm长，如图； 单元式幕墙-设计的细节 17、横梁与立柱的螺丝孔应相对应，且铝立柱局部厚度不应小于螺丝的公称直径，每处螺钉数量不应小于3个，螺钉直径不应小于4mm，螺丝直径一般为ST5.5x5

24、0mm自攻螺丝； 18、单元板块组装完成后，工艺孔宜封堵，通气孔和排水孔应采用透水材料封堵。 19、插接型单元部件之间应有一定的搭接长度，竖向搭接长度不应小于10mm，横向搭接长度不应小于15mm； 20、单元连接件和单元锚固连接件的连接应具有三维可调节性，三个方向的调整量不应小于20mm；单元式幕墙-设计的细节1 1、测量放线及预埋件位置的复核、测量放线及预埋件位置的复核 利用全站仪、水平仪、经纬仪、卷尺复核总包公司提供的标高的正确性及预埋件位置的正确性。2 2、幕墙转接件的安装和检查、幕墙转接件的安装和检查熟悉图纸、技术交底熟悉施工现场寻找预埋件，对准挂线点按标高、进出、左右三维定位固定检

25、查加固记录单元体幕墙-施工方法 3、单元体吊装设备、吊装轨道、接料平台的安装、单元体吊装设备、吊装轨道、接料平台的安装I25单元体吊装设备单元体吊装设备 单元体幕墙-施工方法 单元体轨道单元体轨道 环 形 吊 轨电 动 葫 芦悬 挑 梁 20拉 杆22拉 环 20垫 板L36*0.5L160/1003厚防滑钢板25b主梁密目安全网200*50挡脚板48栏杆结构柱20 6*19+1钢拉绳20 6*19+1钢拉绳25预埋件垫板短横杆单元体接料平台布置单元体接料平台布置 单元体幕墙-施工方法 4 4、单元体吊装、单元体吊装A A、单元体板块安装工艺流程图、单元体板块安装工艺流程图 弹线放样拉钢丝线单元转接件安装单元转接件调整点焊支座刷防锈漆中间验收焊接测量检查隐蔽验收标高检查安装板块挂钩装好起吊绳单元板安装待安装处