在幕墻設(shè)計(jì)時(shí),考慮幕墻玻璃副框及開啟扇安裝尺寸要求,外形尺寸受到限制,不能縮小寬度尺寸,我們采用型材計(jì)算時(shí),可能壁厚2.5mm就可以滿足要求了,但若采用開口型材,為了滿足規(guī)范要求,就必須采用3.0mm壁厚鋁型材。材料重量增加,成本加大。
3.2幕墻橫梁
《
玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》要求,當(dāng)橫梁跨度不大于1.2m時(shí),
鋁合金型材截面主要受力面部位的厚度不應(yīng)小于2.0mm;當(dāng)橫梁跨度大于1.2m時(shí),鋁
合金型材截面主要受力面部位的厚度不應(yīng)小于2.5mm。如果設(shè)計(jì)計(jì)算2.0mm厚度橫梁滿足要求,我們盡量不要將橫梁跨度大于1.2m,已接近1.2m為宜。
3.3幕墻裝飾型材
幕墻裝飾型材比如:扣蓋、扣座、裝飾
封邊等,這些型材雖說(shuō)是壁厚都是比較薄,相比較重量較輕,但是,由于這些材料(工件)只是裝飾作用,除了自身安裝強(qiáng)度達(dá)到要求外,不參與承受幕墻荷載。因此,如果將這些裝飾性的材料參與幕墻的受力,也將節(jié)約材料成本。
。1)盡量采用閉口截面的鋁型材,取消扣蓋。
。2)將
明框幕墻裝飾扣座、扣蓋與立柱和橫梁一體化設(shè)計(jì),采用
隔熱條媒接。
。3)開啟
窗上下框料盡量與橫梁一體化,專用開啟扇橫梁用料。只要數(shù)量達(dá)到一定程度,增加
模具費(fèi)用均攤成本不會(huì)很多。
上述內(nèi)容僅僅是從節(jié)約材料上考慮的,僅做為參考。具體情況還要根據(jù)工程實(shí)際情況來(lái)定,依據(jù)設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)。
4、型材設(shè)計(jì)計(jì)算取材
《
玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》要求,立柱與橫梁在風(fēng)荷載(或重力荷載)作用下,其撓度不得超過(guò)支點(diǎn)間距的1/180;強(qiáng)度計(jì)算值不得超過(guò)鋁型材的
強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(強(qiáng)度極限)。如果計(jì)算值超過(guò)允許范圍,那是不允許的,是設(shè)計(jì)的失敗。如果計(jì)算值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于規(guī)范要求允許范圍,那設(shè)計(jì)也是不成功的,說(shuō)明設(shè)計(jì)選用的材料不合理的,浪費(fèi)材料。因此,設(shè)計(jì)采用的鋁型材強(qiáng)度、撓度計(jì)算在允許的范圍內(nèi),并且接近允許的極限值(設(shè)計(jì)值),這樣材料才不會(huì)浪費(fèi),真正做到“才盡其用”。材料的不浪費(fèi),就是成本的節(jié)約。
不同牌號(hào)的材料,不同的處理狀態(tài),其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是不同的,市場(chǎng)價(jià)格也不同。因此選用材料時(shí)一定要根據(jù)設(shè)計(jì)幕墻的情況,參照耗材、價(jià)格對(duì)比,來(lái)確定材料的牌號(hào)與狀態(tài)見(jiàn)下表?赡懿捎玫牟牧吓铺(hào)、狀態(tài)市場(chǎng)價(jià)格比較高,但是其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值大,反而會(huì)降低材料消耗,節(jié)約成本了。

5、幕墻型材支點(diǎn)間距影響
鋁型材(立柱、橫梁)其
抗彎強(qiáng)度σ計(jì)算公式
σ=M/W = SkLh2/(8 W)
Sk—荷載組合作用下產(chǎn)生的最大
彎曲應(yīng)力值(N/mm
2)
L—型材之間間距(mm)
h—支點(diǎn)間距(跨度)(mm)
型材的撓度f(wàn)計(jì)算公式
f=5 SkEL h4/(384EI)
I—慣性矩(mm4)
SkE—荷載組合作用下最大彎曲應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm
2)
L—型材(立柱或橫梁)間距(mm)
h—型材支點(diǎn)間距(跨度)(mm)
E—鋁材彈性
模量(N/mm2) 鋁材E=0.7×105。
從抗彎強(qiáng)度計(jì)算公式與撓度計(jì)算公式可以看出,抗彎強(qiáng)度與其支點(diǎn)間距的平方成正比,撓度與其支點(diǎn)的四次方成正比。如果將支點(diǎn)距離縮小,那么將會(huì)降低抗彎強(qiáng)度和減小變形撓度,可減小型材的截面尺寸。
立柱的支點(diǎn)間距除了與樓層層高影響外,與支點(diǎn)的設(shè)計(jì)有關(guān)。
。1)層間梁高尺寸較大時(shí),設(shè)計(jì)上采用同層雙支點(diǎn),這樣實(shí)際支點(diǎn)距離就要比層高尺寸小。
。2)立柱內(nèi)采用加鋼插芯或支撐鋼架,鋁立柱受力支撐點(diǎn)變多。
。3)橫梁采用合理的分格尺寸。橫梁與橫梁之間間距大了,型材截面加大,線密度增加;距離小了,雖然橫梁線密度小了,但是,橫梁數(shù)量增加,材料不會(huì)減少。因此,橫梁優(yōu)化設(shè)計(jì)需要一個(gè)非?茖W(xué)的理論計(jì)算基礎(chǔ)。
。4)改變傳統(tǒng)的支點(diǎn)方式。圖3是條帶形幕墻,如果按傳統(tǒng)的設(shè)計(jì),將會(huì)在層間設(shè)計(jì)支撐,靠立柱與主體連接,見(jiàn)圖4,這樣,立柱就要滿足強(qiáng)度、撓度要求,線密度就要很大。因?yàn)榱⒅c(diǎn)間距3600mm。但是如果改變傳統(tǒng)的支點(diǎn)連接方式,見(jiàn)圖3,橫梁的支點(diǎn)間距為2000mm,而立柱最大的支點(diǎn)間距才1500mm。這樣我們把橫梁截面尺寸變大一點(diǎn),滿足要求即可,而立柱線密度將會(huì)大大減小了。鋁材重量減小。
這里,只是支點(diǎn)增加,
預(yù)埋件、
轉(zhuǎn)接件數(shù)量增加,但總的來(lái)說(shuō),只要成本降低,就是我們的目的,不管采取什么方案,只要優(yōu)化、比較,采取既保證幕墻功能、質(zhì)量、將來(lái)維護(hù)方便,又經(jīng)濟(jì)、成本低的設(shè)計(jì)方案。
6、綜述
在幕墻設(shè)計(jì)中,主要取決于型材的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。一個(gè)成功的設(shè)計(jì),不但體現(xiàn)出設(shè)計(jì)的先進(jìn)性,合理性,而且在相同條件下,還必須要保證其經(jīng)濟(jì)性的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì),只有從質(zhì)量、成本上體現(xiàn)出優(yōu)化設(shè)計(jì)理念,才會(huì)使設(shè)計(jì)趨于完美。在施工過(guò)程中給企業(yè)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益!就辍
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