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专家解读:幕墙可调通用钢支座

来源:2016年会论文集  作者:牛晓  日期:2016-4-6
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  提要:幕墙钢支座除应满足受力传递作用外,从材料组织及成本角度考虑,还应具备通用性乃至可标准化的可能。新型幕墙通用钢支座除具备上述功能外,同时也具备“粗调”及“精确”调整功能。
  关键词:幕墙钢支座;通用性;经济性;三维六自由度;调整。

  1. 引言

  1.1. 概述:

  幕墙支座是幕墙立柱与建筑主体结构的基本连接构件。通过支座,将幕墙立柱及其幕墙系统“悬挂”在主体结构上,并将幕墙系统自重及所受到的荷载(主要为风荷载,如水平或斜向布置将承担雪荷载(词条“雪荷载”由行业大百科提供)及上人荷载)传递至主体结构。因此在钢支使用是必要的和普遍的。

  幕墙钢支座在构件式幕墙单元式幕墙金属幕墙石材幕墙陶土板幕墙、点支幕墙及采光顶系统等都使用非常广泛,但型式各不相同,几乎都不具备通用性,更何谈标准化。

  1.2. 理想的钢支座如下:

  1.2.1 适应大部分超过预埋件(词条“预埋件”由行业大百科提供)规范标准要求的误差范围。

  1.2.2 具备广泛的通用性,可以应用于各种构件式幕墙、单元式幕墙、金属幕墙、石材幕墙、陶土板幕墙、点支幕墙及采光顶系统等。

  1.2.3 构造形式及尺寸可以标准化。

  1.2.4 空间位置调整。

  1.2.5 提高工效。

  1.2.6 节约成本。

  1.3. 现有幕墙支座存在的主要问题如下:

  1.3.1. 构件式幕墙(包括玻璃幕墙金属板幕墙及石材幕墙等)钢支座 。

  (1) 表面质量——由于定位需要反复调整钢件的位置,经常重复“点焊”定位,导致支座外观质量粗糙。

  (2) 操作负荷大——幕墙立柱安装至少两人一组,一人稳定立柱,一人调整定位,均在负重状态下进行调整偏差的工作,其准确性易受影响。

  (3) 工效低——用工较多。人员需要配置完整,包括安装工、焊工、看火工。

  (4) 须安全平台——安装过程中须全程占用安全平台作业。(注:安全平台指脚手架、吊篮。)

  (5) 安装全过程需避免交叉作业——主要是由于“负重”作业,单根立柱安装工时较长,需要特别安排工作时段与工作面

  (6) 工序不可分解——要保证材料齐全,其中铝型材龙骨与钢件要同时到场,同时施工,如遇材料不齐则需要停工待料。

  (7) 由于龙骨安装时需要电焊固定(词条“固定”由行业大百科提供),所以安装全程需要注意防火

  综述:上述钢支座均采用人工现场调整,完全依赖现场工人的操作熟练程度。若要达到规范竖向直线度≤2.5mm的要求,采用上述钢支座施工难度较大。

  1.3.2. 单元式幕墙支座。

  (1) 支座通常为定制,材料包括钢材(词条“钢材”由行业大百科提供)型材不锈钢等。加工要求高,成本高;

  (2) 调整精度因产品差异略有不同,仅垂直方向调整精度高,但水平方向和旋转自由度的调整精度与构件式幕墙钢支座相同。

  (3) 调整操作需兼顾两个板块的安装,如只针对单一板块则调整困难。

  (4) 工效低——用工较多。人员需要配置完整,包括安装工、焊工、看火工。

  (5) 由于安装时需要电焊固定,所以安装全程需要注意防火。

  1.3.3. 共性问题

  (1) 均为针对单一幕墙工程,使用范围窄,不具备通用性,更不可能进行标准化生产与应用;

  (2) 不能解决全部六个自由度(六自由度系指三维空间三个轴线方向及绕三个轴线的旋转)的精确调整,难以达到设计精度要求;

  (3) 对预埋件(或后置埋件)埋设精度要求高,适应现场预埋件位置“超标”的能力差。

  2. 新幕墙支座特点

  2.1. 降低对预埋件(或后置埋件)位置精度的依赖程度:

  传统支座对预埋件(后置埋件)的要求是根据JGJ/T139-2001玻璃幕墙工程质量检验标准》第6.2条的要求,预埋件标准为标高差±10mm;与设计位置偏差为±20mm而设计的。而工程实际中满足标准的并不是绝大多数,新支座将按可适应标高差±20mm;与设计位置偏差为±40mm的情况,这样,即可以适应95%以上的预埋件(后置埋件)。

  2.2. 降低制作成本及便利性:

  新幕墙支座材料应构成简单,加工便利。同时根据工程的普遍特点形成标准件,以便降低加工成本及便于调配。

  2.3. 使用范围(通用性)分析:

  2.3.1 新幕墙支座不但适用于构件式幕墙,亦可适用于单元式幕墙、铝板幕墙、石材幕墙及采光顶系统等,使其通用性扩大。

  2.3.2 标准化:幕墙支座的构造形式及尺寸可进行分级(类)标准化生产。

  2.4. 允许三维六个自由度方向的“粗调”和“精调”:

  2.4.1 对于构件式幕墙支座,保留“粗调”功能,增加“精调”功能,并对工人的熟练程度要求不高。

  2.4.2 对于单元式幕墙支座,保留“粗调”功能,将原来的仅单维度(垂直方向)“精调”功能,扩展为全部三维、六个自由度的精确调整。

  3. 新幕墙支座设计原理解析

  本幕墙支座可在以下两种基本原理方式上根据现场情况使用。其中方案一为在预埋件符合预埋件埋设偏差情况下使用状态;方案二为预埋件埋设位置超差的情况下的使用状态。该幕墙支座的结构主要由以下部分构成(见图1、图2):

 

 图1为该钢支座方案一的一种安装后透视图

 

 图2为该钢支座方案二的一种安装透视图

  各构件序号与名称如下:

  (1) 预埋钢板(或后置埋件);

  (2) U型垫片(图1)或U型扣盖(图2);

  (3) 调整螺丝(定位后可拆除);

  (4) 立柱;

  (5) 角钢件连接螺栓;

  (6) 双长孔角钢件

  (7) 与埋件固定螺栓(图1)或顶紧螺丝(图2);

  (8) 与立柱固定螺栓;

  (9) 单长孔角钢件。

  图3为装配过程图之一,件4、件8及件9装配成组件后挂接在件6之上;

  4. 新幕墙支座的装配特点

  对于预埋件(或后置埋件)尺寸偏差的适应性,位置误差超出规范要求则选择方案二,否则按方案一施工;

  5. 在不同预埋方式时的应用

  工地现场与幕墙方式多种多样,现列出在几种常见的不同预埋方式时的安装方案。其精确调整原理是相同的,安装方法也是近似的。

  5.1. 平板埋件水平放置,立柱在埋件之上。见图6。

  5.2. 埋件水平放置,立柱在埋件之下。见图7。

  5.3. 埋件采用垂直“哈芬”槽式。见图8。

  5.4. 埋件采用水平“哈芬”槽式,立柱在埋件之上。见图9.

  6. 在不同幕墙场合的应用

  6.1. 应用于单元幕墙见图10.

  6.2. 应用于铝板(词条“铝板”由行业大百科提供)幕墙见图11.

  6.3. 应用于石材幕墙见图12

  7. 总结

  上述图示仅仅罗列了一些常见的做法,如有特殊需要可利用本文所述之原理无限拓展。

  8. 声明:

  本设计已获得国家实用新型专利批准(授权公告号 CN 203716364 U),务请尊重本设计之知识产权。

  参考文献

  [1] 《玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003

  [2]《玻璃幕墙工程(词条“玻璃幕墙工程”由行业大百科提供)质量检验标准》JGJT139-2001

  [3]《机械设计手册》(第5版)第2卷 闻邦椿主编 机械工业出版社:2010年1月

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专家介绍

 牛晓

铝门窗幕墙委员会专家组

工作单位:上海星鲨实业有限公司

技术职称:高级工程师

专业:超白玻璃、LOW-E玻璃生产工艺研究

专长:建筑玻璃深加工技术

原文地址:http://www.52mqw.com/info/2016-4-6/41047-1.htm
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