幕墻鋁單板設(shè)計(jì)常識

    幕墻工程用鋁單板的設(shè)計(jì)需遵循設(shè)計(jì)合理、加工方便、安裝簡單等原則.以下是提出設(shè)計(jì)時(shí)的一些常識性問題.

    1.1鋁單板的規(guī)格

    寬度方向:通常鋁板廠家的鋁單板原料為成卷進(jìn)廠,常用寬度因廠而異,多為1.5m至2.4m以及更寬.鋁單板使用寬度應(yīng)優(yōu)先考慮1.5m及以下規(guī)格,因?yàn)榇艘?guī)格價(jià)格最低,供貨周期最短.板幅過寬不但價(jià)格提高,而且隨著尺寸的加大,其變形能力增加,容易造成工件表面變形、安裝后失穩(wěn)等后果.

    長度方向:由于一般折彎設(shè)備長度最大為6m,所以不建議加工6m以上長度的鋁單板工件.

    1.2 鋁單板之間板縫的確定

    建筑幕墻可針對主體結(jié)構(gòu)有一定位移能力,所以幕墻用鋁單板板塊間的拼接常使用分縫處理.鋁單板立面由分縫處斷開成獨(dú)立的板塊,分別安裝.板縫的處理多為開縫、打膠、塞膠條等形式.板縫的布置由分格尺寸確定.

    1.2.1板縫的寬度取決于視覺效果、安裝工藝、密封要求等.視覺上板縫寬度應(yīng)該與建筑風(fēng)格保持一致或近似.板縫過小容易造成安裝困難且密封膠因伸縮量不夠而撕裂;板縫過大則密封膠用量增加且容易起泡.目前常見鋁單板膠縫大多在8mm至18mm之間.

    1.2.2板縫深度一般都會大于鋁板折邊長度,但也要設(shè)計(jì)合理.板縫淺時(shí)要考慮是否滿足規(guī)范要求的最小打膠厚度,膠條是否可以安裝.板縫深時(shí)則要考慮安裝工具的操作范圍.具體的深度需要結(jié)合實(shí)際安裝形式、條件來確定.

    1.2.3板縫的留設(shè)還需考慮到干涉因素、安裝順序以及安裝工具和工藝.

    1.3 鋁單板的折邊

    《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ 133-2001規(guī)定:單層鋁板在制作構(gòu)件時(shí),應(yīng)四周折邊.鋁單板的折邊不僅起到連接作用,還在鋁單板的周圈形成一道加強(qiáng)筋,對面板起到加強(qiáng)作用防止變形.下面就設(shè)計(jì)鋁單板折邊時(shí)應(yīng)考慮到的一些因素做簡要分析.

    1.3.1折邊的大小

    折邊的最小值需考慮折彎機(jī)夾具的尺寸,折邊過小則夾具無法夾住鋁單板完成折彎.常用設(shè)備在轉(zhuǎn)彎時(shí)規(guī)定折邊最小值為9.5mm加板厚尺寸.既3mm鋁板的最小折邊尺寸為9.5+3=12.5mm.

    折邊的最大尺寸應(yīng)參照與鋁板供應(yīng)廠家簽訂的供貨合同文件.一般來說鋁單板的折邊尺寸在某區(qū)域內(nèi)屬于供貨廠家免費(fèi)制作的范圍,不計(jì)入費(fèi)用.大于此數(shù)值則被視為面板而非折邊.常見折邊免費(fèi)取值為23mm或25mm.

    1.3.2 折邊的長度

    常用鋁單板折彎機(jī)的尺寸為6m,這決定了該設(shè)備折彎長度不大于6m.若特殊情況下需制造大于6m的工件,可以考慮刨槽處理,即在鋁板上開槽然后使用手工折彎.鋁單板在大板幅的情況下容易變形,且刨槽后鋁單板強(qiáng)度下降,使用刨槽方式折邊時(shí)需嚴(yán)格計(jì)算.

    1.3.3 刨槽折邊

    在正常折彎機(jī)上無法實(shí)現(xiàn)折彎的情況下(如超長或刀具空間不足),有時(shí)需考慮刨槽折邊.刨槽折邊就是在折彎處去除一部分鋁單板材料,然后由人工進(jìn)行折彎.此方式可彌補(bǔ)一部分折彎設(shè)備的不足,但也存在很多缺陷.由于人工折彎時(shí)施力不均勻,可能出現(xiàn)折角不齊的現(xiàn)象;去除一部分板材,折彎處強(qiáng)度明顯下降,使用時(shí)需重新計(jì)算;折彎后的外圓角與非刨槽折彎的尺寸有明顯差別.以3mm鋁單板為例:正常折彎外圓角R≈4.5mm,刨槽折彎的外圓角R≈1mm.

    1.3.4 折邊圓角

    鋁單板在折彎時(shí)內(nèi)側(cè)受壓,外側(cè)受拉,兩側(cè)都會產(chǎn)生圓角且半徑不等,設(shè)計(jì)中通常認(rèn)為鋁單板折彎后材質(zhì)均勻、強(qiáng)度不變,板中線的圓角半徑等于板厚.以3mm厚鋁單板折彎90°為例,中線圓角R中=3,外側(cè)陽角R外=3+3/2=4.5,內(nèi)側(cè)陰角r=3-3/2=1.5.此數(shù)據(jù)僅作參考用,實(shí)際尺寸因設(shè)備、工藝、工人技術(shù)等因素會有所變化.

    1.4 鋁單板的焊接

    大多數(shù)鋁單板采用了焊接工藝,如折邊交接的部位、折邊后有缺口需補(bǔ)鋁板的部位、加強(qiáng)筋植釘與鋁板之間的焊接等.焊接工藝一般由鋁單板加工廠負(fù)責(zé)深化.需要幕墻設(shè)計(jì)人員注意的是,如果在鋁單板設(shè)計(jì)時(shí)遇到必須焊接的情況,需考慮焊縫的位置安排.焊接時(shí)受高溫影響鋁單板會產(chǎn)生變形,雖然焊接完成后要對焊縫處進(jìn)行磨平及補(bǔ)膩?zhàn)犹幚?但噴涂后的效果依然有較大區(qū)別.所以應(yīng)盡量避免將焊縫暴露于明顯位置.

    1.5鋁單板的加強(qiáng)筋

    鋁單板工件一般需要加強(qiáng)筋來增加強(qiáng)度.

    1.5.1加強(qiáng)筋的設(shè)置數(shù)量要求是:

    a.板長邊尺寸H≦0.8m時(shí),不設(shè),

    b. 0.8m≦H≦1.2m時(shí),加強(qiáng)筋數(shù)量n=1,

    c. 1.2m≦H≦1.8m時(shí),加強(qiáng)筋數(shù)量n=2,

    d. 1.8m≦H≦2.4m時(shí),加強(qiáng)筋數(shù)量n=3,

    e. 2.4≦H≦3.2m時(shí),加強(qiáng)筋數(shù)量n=4.

    1.5.2加強(qiáng)筋設(shè)置沿長邊H方向均布,間距不大于0.8m.

    1.5.3加強(qiáng)筋可使用U型槽鋁、L型角鋁或特殊鋁型材等,截面尺寸應(yīng)滿足計(jì)算要求.固定方式多采用植釘植入鋁板背面,螺接固定加強(qiáng)筋.植釘一般采用焊接或粘接植入.

    鋁單板的設(shè)計(jì)成果看似簡單,然而設(shè)計(jì)過程卻十分復(fù)雜.從材料到噴涂,從鈑金到焊接,直到安裝維護(hù)都需要以專業(yè)的角度做出合理的安排.