• “掛軸式”玻璃幕墻橫梁連接系統技術知識詳解

    點擊:1119   日期:2020-04-08 17:22:45

    目前在國內幕墻行業常見的鋁合金骨架幕墻橫梁連接形式主要分為以下兩種:

    1、角片連接;

    2、銷釘連接。

    除去以上兩種常見的幕墻橫梁連接方式外,還有多種非主流的幕墻橫梁連接形式,而這些結構形式由于諸多原因在行業內未得到廣泛的應用。

    在眾多鋁合金玻璃幕墻橫梁連接形式中,還是角片連接系統為最經典的結構形式。在國內長期得到最為廣泛的應用。一種幕墻橫梁的連接系統要在行業內得到認可必須具備它的相應優點。比如角片連接系統,其優點為:結構形式簡潔、受力合理、材料用量少、施工方便。

    但是角片連接系統也有其弊端。目前常用的角片連接系統大致也可分為兩種:

    1、開腔橫梁

    2、閉腔橫梁。開腔橫梁施工方便,但其結構受力較差,型材用量較大;閉腔橫梁材料用量較少,結構受力較好,但其施工難度較大(必須橫豎龍骨同時安裝)。

    本文將介紹一種新型的鋁合金骨架玻璃幕墻橫梁連接方式——“掛軸式玻璃幕墻橫梁連接系統” (見圖1)。


    (圖1)

    本系統由立柱、橫梁、掛軸、卡件、自攻螺釘組成,結構形式簡潔(見圖2)。其主要優點為:既采用閉腔橫梁,又可以采取先安裝立柱后安裝橫梁的施工工藝。


    (圖2)

    本文將對 “掛軸式玻璃幕墻橫梁連接系統”的安裝工藝及其各方面的性能構造進行深入分析。

    2 掛軸式玻璃幕墻橫梁連接系統的安裝實現過程

    第一步:在立柱上橫梁連接位置加工出上下兩個孔,兩孔關于分格中心線對稱(見圖3)。


    (圖3)

    第二步:將立柱安裝調試完畢。

    第三步:將橫梁置于其安裝位置(見圖4)。


    (圖4)

    第四步:將掛軸穿過立柱上的孔并穿入橫梁的槽口中(見圖5)。并將其中一根掛軸滑入立柱內(見圖6)。


    (圖5)


    (圖6)

    第五步:將下一根需要安裝的橫梁的槽口掛于凸出的掛軸上(見圖7)。


    (圖7)

    第六步:將另一根掛軸滑入橫梁的另一槽口內(見圖8)。


    (圖8)

    第七步:將卡件安裝到位,使卡件與橫梁共同形成一個封閉腔體將掛軸箍?。ㄒ妶D9)。


    (圖9)

    最后使用兩顆自攻釘將卡件在固定在橫梁上,并且保證掛軸不會沿軸向移動(見圖10、圖11)。


    (圖10)


    (圖11)

    通過以上安裝過程的描述可以看出,掛軸式玻璃幕墻橫梁連接系統在結構的可行性上來講是完全可以實現的,安裝工藝簡潔。而且實現了既采用閉腔橫梁又可以采取先安裝立柱后安裝橫梁的施工工藝。

    3 掛軸式玻璃幕墻橫梁連接系統特點

    下面將對掛軸式玻璃幕墻橫梁連接系統各方面的性能構造特點進行深入的分析。在分析此結構系統的特點同時簡單的與角片連接系統做一個對比。

    3.1構件種類及數量

    除去橫豎龍骨外掛軸式玻璃幕墻橫梁連接系統的附件為:2根掛軸(鋁型材2段)、4個卡件(鋁型材4段)、8個不銹鋼自攻釘(標件)。

    閉腔角片連接所需的附件為:2套不銹鋼螺栓組件(包括螺栓、彈墊、平墊、螺母)、2個角片(鋁型材2段)。

    開腔角片連接所需的附件為:2套不銹鋼螺栓組件(包括螺栓、彈墊、平墊、螺母)、2個角片(鋁型材2段)、橫梁扣板(鋁型材1段)。

    結論:三種結構形式的附件雖有所不同但構造形式還算都比較簡潔

    3.2室內裝飾效果

    掛軸式玻璃幕墻橫梁連接系統橫梁為閉腔型材裝飾效果好。

    閉腔橫梁角片系統的橫梁為閉腔型材裝飾效果好。

    開腔角片連接系統的橫梁為開腔型材并用扣板裝飾,相對而言其裝飾效果較差。

    3.3結構體系受力情況

    掛軸式連接系統橫梁為閉腔型材,橫梁力學性能較好。橫梁的承力點靠近玻璃面板,承受玻璃重力產生的扭矩的性能較好。相比之下兩個掛軸的間距較大,抗扭轉性能較好。

    閉腔橫梁角片系統的橫梁為閉腔型材,橫梁力學性能較好。橫梁的承力點距玻璃面板較遠,承受玻璃重力產生的扭矩的性能較差。相比之下兩個螺栓的間距較小,抗扭轉性能較差。

    開腔角片連接系統的橫梁為開腔型材,橫梁力學性能較差。橫梁的承力點距玻璃面板較遠,承受玻璃重力產生的扭矩的性能較差。相比之下兩個螺栓的間距最小,抗扭轉性能最差。

    3.4連接附件受力情況

    單根掛軸最大受剪承載力計算:掛軸截面形狀為直徑11.5的圓開一個缺口,受剪面積:s=96mm2;掛軸材質采用6063T6鋁合金型材,最大受剪應力fa=81.2N/ mm2。

    單根掛軸最大受剪承載力為:

    F=s× fa

    =96mm2×81.2N/ mm2

    =7795.2 N

    單根螺栓最大受剪承載力計算:橫梁連接螺栓常采用M6的螺栓。截面受剪面積:s=20.1mm2;螺栓材質采用A2-70不銹鋼,最大受剪應力暫按fa=180N/ mm2。

    單根螺栓最大受剪承載力為:

    F=s× fa

    =20.1mm2×180N/ mm2

    =3618 N

    結論:由以上計算得出鋁合金掛軸的力學性能遠遠超過M6不銹鋼螺栓。一般情況M6的不銹鋼螺栓已經完全滿足受力要求了。所以鋁合金掛軸與M6不銹鋼螺栓均滿足受力要求。

    3.5橫梁型材用量

    掛軸式連接系統橫梁為閉腔型材,所有材料均參與結構受力,所以材料用量少。

    閉腔橫梁角片系統的橫梁為閉腔型材,所有材料均參與結構受力,所以材料用量少。

    開腔角片連接系統的橫梁為開腔型,型材截面力學性能較差(特別是開啟扇框位置),所以需要較大的截面積,并且采用扣板裝飾,所以其材料用量相對較多。

    3.6連接系統的加工情況

    掛軸式連接系統的加工形式為:1、下料2、立柱上加工兩個掛軸孔3、卡件與橫梁配鉆四個自攻釘引孔。

    閉腔角片連接系統的加工形式為:1、下料2、立柱上加工兩個螺栓孔3、兩個角片上分別加工兩個螺栓孔。

    開腔角片連接系統的加工形式為:1、下料2、立柱上加工兩個螺栓孔3、兩個角片上分別加工兩個螺栓孔。

    結論:三種結構形式的加工略有不同,暫且認為其加工量一樣。

    3.7連接系統的施工情況

    掛軸式連接系統實現了既采用閉腔橫梁又可以先安裝調試完立柱后安裝橫梁的施工工藝,施工方便。

    閉腔角片連接系統需要橫梁和立柱同時安裝,施工難度較大。

    開腔角片連接系統由于采用的開啟橫梁的方式,所以可以實現了立柱先安裝調試完成后再安裝橫梁,施工方便。

    3.8附件材料成本

    掛軸式連接系統的附件由幾段鋁型材(掛軸和壓板)和8顆不銹鋼自攻釘組成,造價便宜。

    閉腔角片連接系統的附件由兩個鋁合金角片和兩套不銹鋼螺栓組件(包括螺栓、彈墊、平墊、螺母)組成,造價相對較貴。

    開腔角片連接系統的附件由兩個鋁合金角片和兩套不銹鋼螺栓組件(包括螺栓、彈墊、平墊、螺母)組成,造價相對較貴。

    “掛軸式”玻璃幕墻橫梁連接系統技術知識詳解


    通過以上性能構造的分析可以看出,掛軸式玻璃幕墻橫梁連接系統在各方面表現優異。并且通過對比,掛軸式玻璃幕墻橫梁連接系統性能構造略優于兩種角片連接式系統。

    結語

    綜上所述,鋁合金骨架的掛軸式玻璃幕墻橫梁連接系統在結構的可行性上來講是完全可以實現的,安裝工藝簡便。而且實現了既采用閉腔橫梁又可以采取先安裝立柱后安裝橫梁的施工工藝。掛軸式玻璃幕墻橫梁連接系統性能構造等各方面均表現優異。并且通過比較,其性能構造略優于兩種角片連接式系統。

    所以掛軸式玻璃幕墻橫梁連接系統作為一種新型的玻璃幕墻橫梁連接系統,在幕墻行業內有其相當的競爭力。

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