预制构件式幕墙的设计及应用

1 技术背景　　
幕墙形式按支承框架的组装工艺分为构件式幕墙和单元式幕墙。构件式幕墙是在现场依次安装立柱、横梁和面板的框支承建筑幕墙;单元式幕墙是由面板与支承框架在工厂制成的不小于一个楼层高度的幕墙结构基本单位，直接安装在主体结构上组合而成的框支承建筑幕墙。构件式幕墙构造简单，成本较低，对加工设备要求低，工厂加工费用较低，现场安装灵活，适应性好，但现场安装工序多，安装精度低，现场安装费用高;单元幕墙在工厂组装单元板块，现场按单元有序吊装，工序少，施工周期短，现场安装费用低，但由于构造复杂，所用材料比构件式幕墙多，故造价比构件式要高。随着人工费的上涨，构件式幕墙由于现场安装工序多，施工周期长，人工费的上涨对其成本影响较大。为降低成本，可以将部分工序在工厂完成，减少现场作业，由此设计预制构件式幕墙。　　


2 设计原理　　
预制构件式幕墙由面板和预制框架组成。预制框架由立柱和横梁组成，在工厂采用自攻螺丝连接组装(见图1)。立柱设计成槽型截面，左右框架之间通过立柱的对插，形成封闭截面的立柱，立柱接触处采用胶条隔开以避免摩擦噪音(见图2)。上下框架对接位置避开横梁，采用插芯上下插接(见图3)。如果横梁距离立柱对接位置较大，也可以把上下框架之间的横梁设计成槽型，分别与上下框架组成框架，上下框架对插后连接处横梁形成封闭截面的横梁(见图4)。框架与主体结构的连接与构件式幕墙相同，即框架左右立柱分别采用钢角码与埋件连接，可以实现三维调节(见图5)。上下框架之间通过插芯连接，插芯同时也是施工时的吊装件。横梁、立柱在工厂制成一个楼层高度的支承框架，框架运输到　　


现场后，按构造单元按顺序进行吊装。面板在现场安装，面板与框架的连接构造可以采用小单元挂接，也可以采用压块等连接方式。面板安装后在板缝中注胶密封，即完成安装。　　







3 幕墙形式　　
预制构件式幕墙在立面形式上可以是明框幕墙，也可以是隐框或半隐框幕墙。面板可以是玻璃、金属板、石材或人造板材。预制构件式幕墙不仅适用于平面幕墙，也可以在框架、面板安装过程中通过以旋转中心为轴调整角度而成为一种带折线角幕墙，通用性强。幕墙立柱、横梁形式不变，只是前端附框和扣线做少许变化即可满足不同的建筑设计要求。每块面板均可从室外单独拆装，便于板块维修更换，重新安装新板块后幕墙性能不受任何影响。通过附框和装配胶条的变化可任意调整面板材料的种类和厚度。采用明框形式时采用隔热胶垫进行断热设计，构造简单，灵活有效，突破断热夹条铝材设计的瓶颈，保证断绝热传导的同时又不影响构造的稳定和水密、气密性能。预制构件式开启窗构造同普通构件式幕墙，在此不再赘述。以下以玻璃面板为例介绍几种主要形式。　　
(1).明框玻璃幕墙　




　

(2).隐框玻璃幕墙　　






(3).折线玻璃幕墙　　





3 工程应用　　
预制构件式幕墙先安装框架，再安装面板。框架的安装类似于单元式幕墙安装，由低层向高层分层安装。同一楼层内可以按顺时针或逆时针方向安装，面板板块比框架推迟2～3层安装，并随框架同步距向上安装(见图11)。　　





框架采用单元式框架，框架的立柱和横梁在工厂组装完成，施工现场只需将框架挂接到建筑主体结构上，再将面板安装到框架上即完成了大部分的工作量。标准化生产程度高，通用性强，可应用于明框，隐框，明隐框结合等各种立面形式。横梁与立柱采用螺丝连接，没有缝隙，外观美观。立柱是由两半插接组成的，具有水平伸缩功能，上下立柱之间通过　　

插芯连接，具有优异的平面内变形性能，抗震性能好。可见，预制构件式幕墙是一种具备优越性能，性价比高的产品，在人工费日益见涨的形势下，值得推广使用。我司已成功把此项技术应用在上海中欧大厦、山东汇金大厦、佛山智慧新城等项目上，实践证明，预制构件式幕墙安装速度快，安装精度也得到提高，综合造价比普通构件式幕墙节约6%–10%，经济效益明显。　　

参考文献　　[1].姜清海等，实用新型专利《预制型小单元幕墙》， 专利号ZL200920263975.8