浅谈框架式玻璃幕墙闭腔横梁系统

田学勤 罗玉志 宋凌月 江鸿 景显东

(上海玻机智能幕墙股份有限公司,上海 200235)

浅谈框架式玻璃幕墙闭腔横梁系统

田学勤 罗玉志 宋凌月 江鸿 景显东

(上海玻机智能幕墙股份有限公司,上海 200235)

框架式玻璃幕墙横梁分为两种,一种是开腔式横梁,另一种是闭腔式横梁,开腔式横梁目前被广泛应用,它的主要优点是在施工时安装方便、灵活;缺点是结构强度不如闭腔式横梁且横梁过宽或过长时扣盖容易脱落,材料成本也比闭腔横梁高。本文将重点描述一种新的闭腔横梁结构与安装方法,这种新的闭腔横梁结构与安装方法能够有效地增强结构安全、加快安装速度、提高工作效率、降低材料成本。

玻璃幕墙 闭腔横梁 制作 安装

框架幕墙安装方法大多采取先安装立柱后再安装横梁的方法进行，由于受安装工艺的限制，横梁的结构基本采用的是开腔式。所谓开腔式横梁，就是在横梁的上侧或下侧设计一个后安装的装饰扣盖，用来挡住连接处的角码与螺丝，之所以采用开腔式横梁，是因为横梁和立柱的连接采用的是角码连接，角码呈“L”型，安装时，角码和立柱上都有相对应的孔，角码一端插入到横梁内，用对穿螺栓将立柱两端的角码连接并用螺母拧紧固定后再安装扣盖。采用开腔式横梁的目的是方便紧固螺丝(图1)。

1 开腔式横梁和闭腔式横梁对比

图2是65系列开腔式横梁和闭腔式横梁的对比图，其结构基本相似，开腔式横梁是由横梁体(W22A333)和装饰扣盖(W22A304)两部分组成的；闭腔式横梁(W11A334)是一个整体。从结构上讲，闭腔式横梁远远优于开腔式横梁。从经济角度讲，闭腔式横梁比开腔式横梁少了一个装饰扣盖后在米重上减少0.194Kg/m，所占比重为8.62%。由此可见，使用闭腔横梁无论是在结构上还是成本上都比开腔横梁具有优越性。

2 闭腔横梁与角码

图1 开腔式横梁连接方法

图2 开腔式横梁与闭腔式横梁对比图

图3 闭腔横梁角码

闭腔式横梁与开腔式横梁的安装均采用角码连接，开腔式横梁是采用两只相同的角码通过对穿螺栓用螺母进行连接(图1)；闭腔横梁是采用两只不同的角码(图3)进行连接，先安装在立柱上的角码与横梁限位槽连接部位加工成圆弧状，与立柱连接部位加工两个6.2毫米的孔(图3(2))；另一支角码与立柱连接部位的两个孔上直接攻丝，不需要用螺母进行紧固角码(图3(1))。在安装时，攻丝的角码事先安装在横梁的腔体内(横梁两端限位槽需在安装前铣掉与角码相同的厚度)，角码安装横梁腔体内后刚好与横梁断面平行，目的是在安装过程中防止角码向横梁腔体内滑动(图4)。

3 闭腔横梁安装方式

(1)根据现有安装工艺，首先安装立柱，立柱固定在预埋件上。闭腔横梁安装时按照从左至右或从右至左的顺序安装均可。本文只阐述从左至右的安装方法，具体安装顺序如下：首先将圆弧角码用螺栓安装在立柱上，将另一个角码插入横梁相对应的一端，安装横梁时倾斜方向将横梁插入已安装好的角码上，然后将横梁逆时针水平转动送入立柱相对应的位置(图4)，这时在将另外一个角码用螺栓穿好，从立柱的右面穿过立柱与左面横梁腔体内事先安装的带螺纹角码拧紧连接；安装下一个横梁时用同样的方法以此类推。

(2)闭腔式横梁安装方法的原理主要是利用了横梁与立柱之间预留的3毫米伸缩间隙和横梁在安装过程中采取弧线方法平行推进

图4 闭腔式横梁连接方法

图5 闭腔式横梁两个立柱的最短距离演算示意图

图6 闭腔横梁安装示意图

············时弧形角码与横梁腔体之间不受限制而完成的(图4)。

(3)采用闭腔式横梁安装方法，对两个立柱之间的最短距离有一定的要求。横梁的宽度会对两个立柱的距离产生影响。如果横梁断面过宽可采用立式角码连接方法进行。

4 闭腔式横梁两个立柱之间最短距离的计算方法

图5所示，设横梁长度为a，横梁宽度为b，两立柱之间的距离为c，立柱到横梁端面的距离为d，横梁对角线长度为e；如果要实现闭腔横梁的安装，必须满足e≤c。

由此可以看出：

当横梁对角线的长度e和两立柱之间的距离c相等时，为闭腔横梁安装的临界值，则有：

化简后得： a≥(b2/4d)-d

以本文所描述的65系列横梁来论证；已知b=65，d=1.5，带入上述化简后的公式，可求出a=702.67，也就是说，在65系列横梁安装时，横梁与立柱之间的间隙为3毫米时，横梁最短为702.67mm。

5 结语

采用闭腔横梁安装时，即保证了铝合金型材横梁的完整性，又大大的提高了型材的强度，同时也降低了型材的用量和材料成本。

根据65系列横梁的计算结果，闭腔横梁与开腔横梁相比要节省8.62%的材料。安装时这种隐式连接方式耗时非常少，据现场安装测试，用此种方式安装，安装一支闭腔式横梁所用的时间是开腔式横梁的四分之一，节省了劳动时间，提高了工作效率，降低了人工成本。由于闭腔式横梁的结构特点，安装后(图6)横梁表面没有任何痕迹同时也杜绝了横梁松动和侧翻现象，真正实现了在保证结构安全的前提下，即美观大方，又合理降低了施工成本。