幕墻鋁單板設計常識

    幕墻工程用鋁單板的設計需遵循設計合理、加工方便、安裝簡單等原則.以下是提出設計時的一些常識性問題.

    1.1鋁單板的規格

    寬度方向:通常鋁板廠家的鋁單板原料為成卷進廠,常用寬度因廠而異,多為1.5m至2.4m以及更寬.鋁單板使用寬度應優先考慮1.5m及以下規格,因為此規格價格最低,供貨周期最短.板幅過寬不但價格提高,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、安裝后失穩等后果.

    長度方向:由于一般折彎設備長度最大為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構有一定位移能力,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.視覺上板縫寬度應該與建筑風格保持一致或近似.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,但也要設計合理.板縫淺時要考慮是否滿足規范要求的最小打膠厚度,膠條是否可以安裝.板縫深時則要考慮安裝工具的操作范圍.具體的深度需要結合實際安裝形式、條件來確定.

    1.2.3板縫的留設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規范》JGJ 133-2001規定:單層鋁板在制作構件時,應四周折邊.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筋,對面板起到加強作用防止變形.下面就設計鋁單板折邊時應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.常用設備在轉彎時規定折邊最小值為9.5mm加板厚尺寸.既3mm鋁板的最小折邊尺寸為9.5+3=12.5mm.

    折邊的最大尺寸應參照與鋁板供應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域內屬于供貨廠家免費制作的范圍,不計入費用.大于此數值則被視為面板而非折邊.常見折邊免費取值為23mm或25mm.

    1.3.2 折邊的長度

    常用鋁單板折彎機的尺寸為6m,這決定了該設備折彎長度不大于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,且刨槽后鋁單板強度下降,使用刨槽方式折邊時需嚴格計算.

    1.3.3 刨槽折邊

    在正常折彎機上無法實現折彎的情況下(如超長或刀具空間不足),有時需考慮刨槽折邊.刨槽折邊就是在折彎處去除一部分鋁單板材料,然后由人工進行折彎.此方式可彌補一部分折彎設備的不足,但也存在很多缺陷.由于人工折彎時施力不均勻,可能出現折角不齊的現象;去除一部分板材,折彎處強度明顯下降,使用時需重新計算;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

    鋁單板在折彎時內側受壓,外側受拉,兩側都會產生圓角且半徑不等,設計中通常認為鋁單板折彎后材質均勻、強度不變,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,外側陽角R外=3+3/2=4.5,內側陰角r=3-3/2=1.5.此數據僅作參考用,實際尺寸因設備、工藝、工人技術等因素會有所變化.

    1.4 鋁單板的焊接

    大多數鋁單板采用了焊接工藝,如折邊交接的部位、折邊后有缺口需補鋁板的部位、加強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責深化.需要幕墻設計人員注意的是,如果在鋁單板設計時遇到必須焊接的情況,需考慮焊縫的位置安排.焊接時受高溫影響鋁單板會產生變形,雖然焊接完成后要對焊縫處進行磨平及補膩子處理,但噴涂后的效果依然有較大區別.所以應盡量避免將焊縫暴露于明顯位置.

    1.5鋁單板的加強筋

    鋁單板工件一般需要加強筋來增加強度.

    1.5.1加強筋的設置數量要求是:

    a.板長邊尺寸H≦0.8m時,不設,

    b. 0.8m≦H≦1.2m時,加強筋數量n=1,

    c. 1.2m≦H≦1.8m時,加強筋數量n=2,

    d. 1.8m≦H≦2.4m時,加強筋數量n=3,

    e. 2.4≦H≦3.2m時,加強筋數量n=4.

    1.5.2加強筋設置沿長邊H方向均布,間距不大于0.8m.

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

    鋁單板的設計成果看似簡單,然而設計過程卻十分復雜.從材料到噴涂,從鈑金到焊接,直到安裝維護都需要以專業的角度做出合理的安排.