铝板幕墙的变形问题及对策

2018-03-30 来源: 佳华铝材

  幕墙产品分为两大类,一类是保温暖墙体系,另一类是装饰冷墙体系。
 

 
  保温暖墙体系主要功能是保温,也就是对室内外的热交换有一定的阻滞作用的墙体,如内外两侧都由铝板或其他金属板组成,中间采用聚氨脂、聚苯乙烯或岩棉等保温材料复合的保温墙体;再如建筑外围护结构采用的隐框玻璃幕墙、全玻璃幕墙、点式驳接玻璃幕墙。这些墙体就像浇筑的混凝土和砖砌制的墙体一样,隔断室内外的屏蔽只有一道屏蔽带,不允许室内外的空气在这道屏蔽带上产生对流,所以从工艺上必须密封幕墙上可能造成空气渗透的一切缝隙,并保证使用年限内的永久密封。
  装饰冷墙体系对建筑两个作用,一是烘托建筑效果,二是防雨水对建筑表面的冲刷腐蚀,提高建筑的耐久年限。从材料上多数用铝板、石材、玻璃等材料,使用部位多数是建筑不采光有结构的外表面;从构造上要求与建筑结构保持一定的间隔,防雨水渗漏采用等压原理设计,板块间留有空气交换的通道,保持幕墙与建筑结构间隔内的干燥,结露水易于排出。
  比较现代的开放式热通道幕墙,实际从原理上就是在原有保温暖墙体幕墙的外面又增加一道装饰冷墙系统。如果将装饰冷墙体系按保温暖墙施工,也就是将装饰冷墙上所有的通道全部用密封胶封死,会给建筑带来很多隐患。
  铝板幕墙变形产生的原因
  板块没有边肋和中肋,在风压和空气涨力下造成变形
  这种变形现象多出现在采用铝塑复合板为面板的幕墙上。现阶段很多建筑业主为了节约成本,选用不正规的铝幕墙生产厂家。厂家为获较高利润,板块加工不安装边肋、中肋,只将铝塑板折成盒状,直接用螺钉拧在框架上,板块缝隙抹胶密封就算完工。这样幕墙的板块强度达不到要求,板块在正负风压作用下产生向里向外的疲劳性挠度变形,使板面尺寸增长。
  反映比较突出的向阳面的幕墙,由于施工工艺是采用保温暖墙的形式将板块缝隙全部用胶密封严实,板面与结构墙间隔里的空气在光照效应下升温,板块在空气涨力作用下造成向外变形。
  板块与幕墙结构框架固定,热应力无法释放产生变形
  铝板幕墙在季节温差较大地区,在春初秋末气温较低的季节,这时的阳光照射热效很强,特别是颜色较深的铝板升温较大,铝板在不同温度下,每米长度上的热膨胀值差别较大。幕墙框架在里面,阳光影响较弱,铝板与框架最大时可产生80℃以上的温差,在铝板尺寸较大时便会出现较大的线性膨胀差。如果幕墙板块结构采用折边,将铝板用螺钉固定在框架上的结构,将造成铝板板面的热应力无法释放,迫使板面屈服,在空气作用下向外出现变形现象。
  面板与边肋装配时产生应力变形
  有些生产厂家为解决铝板板块板面的热应力变形,特别是面板采用铝塑复合板时,在单元板块的周边加了一圈边肋框,从生产工艺上是面板在刨槽机上按板块折边尺寸刨槽折边成盒状。
  另一条线是将边肋型材按板块需要尺寸截断组装成边肋框。然后边肋框装入盒状面板,用抽芯铆钉将两体固定。在工作现场经常发现因面板刨槽折边有偏差,边肋型材组装成框有偏差,两体相配合时常出现不是框小就是板折边尺寸过大。为保工期、不费料,往往强行装配,造成板面产生装配应力,不是边肋变形就是板面受压变形。这种板块在温度和空气膨胀力作下产生向外的变形现象。
  解决铝板幕墙变形的对策
  铝板幕墙板块与框架必须为浮动连接
  要满足超高层使用的幕墙,从结构上:一是不能产生热应力,二是要满足超高层建筑因自振和在风荷载作用下振幅加大,造成的幕墙平面内变形的要求,而且在防震设计时,要按不同建筑结构类型弹性计算的位移控制值的3倍进行设计。比如在地震设防地区,有一栋层间高3.4m的框架结构超高层建筑,幕墙的位移必须满足25.5mm的要求。这就要求幕墙板块在满足强度要求的前提下,必须与结构框架为浮动连接。不论采用什么形式的结构,设计原则是板块连接结构一定能吸收材料因温差产生的热应力和地震产生的平面内变形要求。
  铝板幕墙板块消除装配应力
  要想将热应力传递到板的折边边缘,必须要在板块的折边处增设边肋进行补强,就是采用3mm厚的单铝板在季节温差较大的地区也要设置边肋补强。为保证折边的铝板不产生装配应力,并保证铝板块的制作质量,边肋框应设计为长宽可伸缩结构。
  从公差与配合术语上讲,板块折成盒状的尺寸为基准孔,由边肋框的伸缩来配合折边板,边肋框四个角的部位采用插接件连接。边肋框的横竖杆件与插接件两端各留2mm间隙,框的长宽调整量为4mm。这4mm足可以吸收板折边与框组装的加工偏差,可消除配合不当影响质量的现象。这个可伸缩的边肋框不仅对热应力传导进行补强,而且还可以吸收边肋在面板里边因微小温差造成的热应力变形,从而消除铝板的变形现象,保证整体铝板幕墙的平整度。
  铝板幕墙板块的补强中肋应为浮动连接
  铝板幕墙板块的补强中肋与面板的连接大约有三种方式:结构胶粘接、超强胶带粘接、栽焊螺钉固定,其共同的特点都是将中肋与面板固定死,中肋两端多数与边肋框固定。
  面板直接受阳光照射,补强肋在板的里面,尤其是有一层粘接胶隔离后,与面板因温差出现热应力,限制了面板沿补强肋轴向方向的膨胀。如果补强肋两端与边框肋固定,又限制了面板沿补强肋径向方向的膨胀,易造成粘接剂和连接件受剪破坏而降低耐久年限。
  铝板幕墙板块的补强中肋与板,安装顺序是先将补强中肋两端的角码用抽芯铆钉或自功螺钉与边肋框固定,然后将补强中肋由上向下卡入固定角码,再用高强粘接胶沿补强中肋长度各三分之一处各粘一个压板,将补强中肋压住。注意补强中肋上部与压板要留出2mm间隙,补强中肋端头与角码间也必须留出2mm间隙,这种浮动连接结构面板与中肋不会产生热应力,即达到了补强作用又保证了面板的平整。
  我们要用发展的观念去看待铝板幕墙的发展,注重研究技术,提高幕墙技艺,努力与国际先进技术接轨,使铝板幕墙有更好的装饰效果。
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