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    【論文原創精選0322】淺析一種側掛單元體與安裝相關的設計要點

    作者:幕墻工程網 時間:2022-03-17 19:31:08

    作者:廣州江河幕墻系統工程有限公司   羅參錦、凌大威、陶  奕、梁德陽


    【摘   要】:本文淺析一種側掛單元體與安裝相關的設計要點,包括左右方向.上下方向.前后方向的施工空間和調節距離,以及裝飾翼板塊的特殊要求、電梯位置和塔吊位置的施工圖方案設計。
    【關鍵詞】:側掛單元、設計、安裝




      1. 概述
      中國建筑幕墻發展至今,已經跨過40余載,已經被廣泛應用于各式各樣的商業建筑.公共建筑.以及高檔住宅中,其中單元體幕墻在大建筑體中應用最為廣泛。為響應國家節能減排的政策,在已定的建筑面積下,盡量加大室內使用面積。因而,幕墻與結構面之間的距離被減少,空間變局促,這樣會造成側掛形式單元體的設計與安裝的難度陡增。在不同的側掛系統中,所有的不同設計都圍繞相同一個主題,那就是,便于工地現場調節與安裝,提高施工質量,提高施工效率。
      2.一種側掛系統的簡介
      該側掛系統,大L支撐碼與結構連接,并侵入板塊的空間,其面坐立一個小L被掛碼用于調節前后,通過把板塊的掛接碼設置于立柱兩側,并掛接到小L被掛碼,以此來獲得足夠的安裝空間。依靠埋槽允許的左右移動來實現左右調節,依靠鋁合金開模鋸齒來實現前后和上下調節,立柱與結構面的距離,最小可以做到40mm。
      2.1:常規分格常規風壓下的設計方案如下圖所示,做到簡潔可靠:

    圖2.1.1:側埋轉接件橫剖

    圖2.1.2:側埋轉接件豎剖

    圖2.1.3:側埋轉接件正視圖

    圖2.1.4:側埋轉接件三維示意圖
      2.2:大分格大風壓的側埋單元體設計方案如下圖所示,其設計原理與方向與前面介紹的系統一致,滿足安裝空間的同時,保證結構安全,尤其注意掛接碼對立柱的偏心問題,對埋件的偏心問題。下圖工程的分格為:寬3.4m×高3.5m,風壓為6KPa

    圖2.2.1:大分格側埋轉接件橫剖
     

    圖2.2.2:大分格側埋轉接件正視圖

    圖2.2.3:大分格側埋轉接件三維示意圖
      3.側埋單元體系統與安裝相關的幾個設計要點
      3.1:側埋單元體掛接碼簡介
      如圖:3.1.1所示為單元體的側掛系統,僅靠螺栓機械連接,鎖緊螺栓螺母即可固定,無需現場焊接,減少污染,提高工地安全系數。同時,如圖3.1.2所示,大L支撐碼、鋸齒墊片,小L被掛碼,在相互配合接觸面皆具有尺寸相同的鋸齒,通過緊密咬合來限制上下和進出的相互滑動。

    圖3.1.1

    圖3.1.2
      3.2:左右調節與設計要點
      針對單元體側掛系統,一般選取槽埋與T型螺栓配合以實現左右調節,在選取槽埋與T型螺栓前應該注意以下幾點:
      a)確定最大單元體板塊位置的風壓及是否帶裝飾翼將會影響側向力的大小,側向力較大時應選取具備抵抗側向力的槽埋和T型螺栓
      b)確定公母立柱配合后的寬度和單元體板塊所需調整的范圍,選取合適長度的槽埋;
      c)確定埋件位置和混凝土結構厚度以及邊距是否滿足要求;
      如無法滿足槽埋的厚度和邊距要求,可以選擇如圖3.2.1所示特制的板槽埋件,配合六角頭螺栓,防旋配件,平墊片,彈墊片,螺母,一起使用。特制板槽埋可以根據墻體的厚度來定制,而帶凸緣的鐵墊片,即防旋墊片,可以在鎖緊螺母時防止螺栓轉動,其本身卡在鋼槽里,自身也被防止旋轉,從而實現與槽埋相似的側掛系統。設計產品時,應注意以下幾點:
      1)為方便安裝鐵墊片,圖3.2.2中的尺寸應C >F;
      2)特別注意B與D應大于A與E,以防向左或向右偏差到達極限值時,另一端螺栓從鐵墊片入口脫出,導致發生單元體板塊墜落事故。
      選取適合的埋件后,在進行左右調節時,埋件緊固件應考慮避開單元體掛接碼及其緊固件,如圖2.2.1,如圖2.2.2所示。

    圖3.2.1:特制板槽埋件
      3.3:上下調節與設計要點
      關于上下調節,首先,通過大L支撐碼與鋁墊片,彼此鋸齒咬合,在大L碼上銑切±25mm的長圓孔來實現上下的調節;然后,用T型螺栓或者其他滿足要求的連接螺栓緊固;其次,在單元體掛碼上再設置一個±5mm的微調螺栓,對高低進行微調,如圖3.3.1;注意這里的連接螺栓不能在調節完的情況下,干涉小L被掛碼及其緊固件的操作空間,如圖3.3.2和3.3.3所示, 兩種螺栓需要左右避開位置,才能避免干涉,如圖2.2.2所示。

    圖3.3.1:側埋轉接件剖面圖 

    圖3.3.2:側埋轉接件干涉示意圖

    圖3.3.3:側埋大L支撐碼與小L被掛碼,三維示意圖
      3.4:前后調節與設計要點
      在設計前后調節的時候,首先要保證前后±25mm足夠的空間,以此來吸收結構面的進出誤差。通過大L支撐碼與小L被掛碼,彼此鋸齒咬合,在大L碼上銑切±25mm的長圓孔來實現前后的調節;然后,用螺栓把兩個鋁碼緊固,為防止旋轉脫齒,需要采用兩顆螺栓連接或者一顆螺栓加一顆自攻釘連接;其次,還要注意一個問題,螺栓的平墊采用大墊片,避免墊片在長孔里受壓變形失效. 如圖3.3.1,3.3.2,3.3.3
      3.5:側掛單元的限位
      該系統的左右限位,需要依靠小L被掛碼的設計。在一個板塊的其中一個小L被掛碼上設置卡口,在模具設計時,設置飛邊,在飛邊上切缺口來限位,該缺口預留左右各2mm便于安裝;不需要限位的小L被掛碼,直接把飛邊全部銑除。根據分格,風壓,以及是否有裝飾翼等結構情況來決定是單飛邊,還是雙飛邊。如圖3.3.1,以及圖3.3.2,因側向力很大,需要雙飛邊;如圖3.5.1,沒有豎向翼,側向力比較小,因此采用單飛邊。

    圖3.5.1:側埋轉接件限位示意圖
      3.6:單元板塊安裝過程中,提升尺寸對避位設計的要求
      相鄰兩個單元體A和B;側掛碼單元體要考慮后裝單元體的提升高度,在提升時不能有其他物件擋住,如保溫棉、L支撐碼、中橫梁等等,在設計初期就要保證小L被掛碼螺栓的底部到中橫梁上表面的距離H要大于提升尺寸;提升尺寸即為掛接碼跨過被掛碼時,單元板塊需要提升的尺寸T,應為極限跨過尺寸再增加10mm(圖3.6.1)。在整個安裝過程中,涉及到背板,巖棉,的避位以及中橫梁的位置要求,如(圖3.6.2)。

    圖3.6.1:板塊提升示意圖

    圖3.6.2:板塊提升避位示意圖
      3.7:公母立柱插接深度以及大L支撐碼銑缺口尺寸,與安裝相關的要求
      在單元板塊平推就位的過程中,大L碼以及已經固定的單元板塊之間的距離,就是下一個板塊的安裝空間,其尺寸會影響安裝的效率。如果該距離小了,板塊會無法就位,如果過大,會造成掛接碼對立柱的偏心加大,造成其他的結構問題。該距離設計為比立柱插接深度大10-15mm,在安裝過程中,不能出現其它構件的干涉,如有背板巖棉等干涉,其避位缺口,應該比極限的位置再增加10mm,如圖3.7.1.

    圖3.7.1:側埋單元板塊就位示意圖
      3.8:裝飾翼側掛單元板塊,因安裝產生的設計影響 
    在單元板塊平推就位的過程中,裝飾翼只有安裝在正確的立柱上,才能安裝就位,根據現場的施工方向來決定裝飾翼的位置,如圖3.8.1   

    圖3.8.1:側埋裝飾翼單元板塊就位示意圖
      4. 側埋單元在施工電梯位置的要求與設計方法
      建筑的施工電梯等施工機具,會占據幕墻的施工空間,這些現場措施使單元組件無法通過而中斷安裝留下空位,此部位單元板塊,側埋單元系統要求至少四個分格。 
      4.1:雙板塊關門法
      當采用插接式的單元系統時,上橫梁會對公立柱腿插接有影響,每層最后的幾塊單元體可以做成標準單元板塊,橫梁切豁口來完成插接工藝,缺點是切豁口位置需要加強密封處理,還有,側埋系統大L支撐碼會侵入板塊空間,從上往下插接,會中橫梁干涉,施工電梯收口,需要兩個板塊同時安裝,高度就位后,以關門的形式完成安裝,現場操作難度比較大。

    圖4.1.1:側埋單元板塊施工電梯收口板塊切豁口示意圖

    圖4.1.2:側埋單元板塊施工電梯收口板塊就位示意圖

    圖4.1.3:側埋單元板塊施工電梯收口板塊關門示意圖
      4.2:雙母料板塊平推法
      首先,與公立柱有穿插的上橫梁都需要切豁口,然后,側埋系統大L支撐碼會侵入板塊空間,從上往下插接,會與中橫梁干涉,可以采用雙母料板塊平推的方法,如圖4.2.1,板塊完全就位后,最后一個板塊的兩邊都是雙母立柱,與之相鄰的左右立柱也是母立柱,因此,需要一個與板塊同高的插片來確保水密和氣密,如圖4.2.2,如圖4.2.3。對于有豎向裝飾翼的板塊,參照章節3.8,最后一個板塊,需要帶兩個裝飾翼,如圖4.2.2。

    圖4.2.1:側埋單元板塊施工電梯位雙母料收口板塊就位示意圖

    圖4.2.2:側埋單元板塊施工電梯位雙母料收口板塊平推示意圖

    圖4.2.3:側埋單元板塊施工電梯位雙母料收口板塊插片完成示意圖
      5. 側掛單元在塔吊位置的要求與方法
      5.1:如果塔吊位置,從上到下全部等塔吊拆除后安裝,那參考本文章節4
      5.2:如果提前與總包商量好塔吊支臂的位置,避開單元板塊的立柱橫梁,那么可以采用預留面板的方案,保證單元體連續,塔吊臂可以從可視玻璃穿出,也可以從層間面板穿出,在最簡單的面板上穿出來為上策。首先,拆除與塔吊臂干涉的所有面板,以及臨時拆除跨過塔吊臂的橫梁。當單元板塊跨過塔吊就位后,安裝并密封好臨時拆除的橫梁,然后緊固整個板塊。當工程接近尾聲,塔吊臂拆除以后,再把背板.玻璃等材料組裝回單元體上。該方案可以加快工程進度,吊裝方式參考下圖。

    圖5.2.1:側埋單元板塊塔吊臂位置預留面板示意圖
      6. 結  語

      側掛單元系統,相對于面埋單元系統,設計難度和施工難度都要大很多,但是,全面考慮整個安裝過程中的細節后,能夠極大的提高施工質量與效率。

    (文章版權歸作者所有)



    本文刊發在《幕墻設計》雜志2021年第二期


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