淺談構件式玻璃幕墻鋁合金橫梁的選用

楊 樂

南京三惠建設工程股份有限公司

淺談構件式玻璃幕墻鋁合金橫梁的選用

楊 樂

南京三惠建設工程股份有限公司

隨著我國玻璃幕墻的使用越來越廣泛，玻璃幕墻型材的選用就顯得很重要。幕墻設計師在選用型材的時候需要考慮多種方面的因素，既要合理又要經濟。本文就構件式玻璃幕墻橫梁選擇的時候需要注意的幾點進行簡單的論述。

玻璃幕墻；鋁合金橫梁；荷載；鋁角碼

玻璃幕墻自 20 世紀中期出現之后， 就被廣泛的應用于建筑行業。而其鋁合金橫梁的選用一直是人們關注的焦點。現在玻璃幕墻在橫梁上選用方式上總是出現各種問題，這些問題很大程度上影響了幕墻整體的穩定性，對建筑幕墻的美觀也造成了影響。為了確保幕墻設計師在選用型材上更加規范科學，確保玻璃幕墻的質量的質量，本文根據在各個方面對鋁合金橫梁的選用進行了詳盡科學的分析，以此可以給相關的從業人員一些建議。

1　選用鋁合金橫梁時需考慮橫梁的抗傾覆能力

玻璃幕墻常常使用鋁合金橫梁。為了節約鋁材，我們常常采用閉口型材。這是因為同樣尺寸的閉口型材較開口型材受力性能更好。但是完全閉口的型材又不方便安裝，所以現在常用半閉口型材。

這種型材通過角鋁與立柱連接。既方便了安裝又發揮了閉口型材的力學性能。但是我們在施工中會發現，如果玻璃板塊比較大的時候，橫梁會在玻璃重壓下產生一定角度的翻轉，或者有傾覆的趨勢。這是因為連接橫梁的角鋁采用了兩顆M6螺栓與立柱連接。兩點成一線，其穩定性較差。特別是圖一中上面兩種橫梁，閉口腔在前，連接點靠后的時候，更容易傾覆。為了解決這個問題，我們可以采用三顆螺栓，成三角形布置。利用三角形的穩定性將連接件牢牢固定在立柱上。橫梁安裝后再安裝卡緊件卡緊。

施工實踐證明采用這樣的型材，橫梁的抗傾覆能力得到很大的提高。

2　選用鋁合金橫梁時需考慮橫梁的跨度

如果橫梁跨度有超過1.2米的，則要求橫梁主要受力部位的壁厚≥2.5mm。如果達不到這一要求，即使計算能夠滿足要求也不符合規范要求。如下圖三所示的橫梁，在閉口部位，壁厚2.0mm，開口部位2.5mm，如果跨度超過1.2米，是不符合規范要求的。

3　選用鋁合金橫梁時需考慮明框橫梁外的裝飾條受到的荷載

如果明框橫梁外的裝飾條尺寸較大，則裝飾條的自重、受到的風荷載及其他荷載需傳遞到橫梁上。如果橫梁是隔熱型材，則需考慮隔熱條的強度能否滿足荷載的傳遞。必要時增加螺釘以減少隔熱條受到的荷載。如下圖四。采用M6的螺釘將裝飾條的荷載傳遞到隔熱條后的橫梁上。

4　選用鋁合金橫梁時需考慮施工的方便

鋁合金橫梁與立柱的連接方式多種多樣，使用較多的有鋁合金角碼加不銹鋼螺栓的連接方式，還有不銹鋼彈簧銷式的連接方式。當然還有其它的連接方式。簡單方便的安裝方式可以減少工人的勞動強度，提高勞動效率。不合理的安裝方式會對施工的精度要求很高，造成勞動效率的下降。或許還會造成材料的浪費。具體采用哪種安裝方式需要根據工程規模、工程工期工程的造價、施工是否方便等選用適合本工程的安裝方式。

5　選用鋁合金橫梁時需考慮施工難點

一般的構件式框架幕墻由鋁型材立柱和鋁型材橫梁組成，立柱與橫梁間通過鋁角碼和不銹鋼螺栓組連接固定，而現場安裝有很多施工難點。

（1）現場鋁型材位置安裝的三角翼部位距離間隙較窄，采用傳統的鋁角碼連接施工方法，其施工機具不易操作；

（2）傳統的鋁角碼連接，立柱和橫梁接縫不嚴，在長期風荷載作用下幕墻玻璃極易與型材發生扭曲，影響其幕墻的整體外觀，甚至使玻璃破裂；

（3）安裝位置距離間隙小，質量受人為因素影響較大，所以需要采用一種特殊的施工工藝提升施工效率，降低施工成本，提高質量。

6　選用鋁合金橫梁時需考慮技術特點

通過以上施工難點的分析，為在距離間隙小的空間內保證橫梁的安裝固定，通過改造傳統鋁角碼的連接方式，采用閉口橫梁的彈簧插銷式連接。

工藝性：傳統的“C”型狀橫梁改成閉口橫梁，橫梁與立柱的連接采用彈簧插銷連接。由于型材截面形狀簡單，擠壓模具設計和制造不復雜，相應提高了材料的一次試模合格率和擠壓成材率，并且現場安裝施工簡單，在完成立柱安裝調整后，直接通過彈簧插銷插入立柱中， 降低了安裝的勞動強度， 減少了施工機具的應用，因此在狹小的施工空間中也能保證橫梁的平整度、垂直度的安裝。

7　選用鋁合金橫梁時需考慮施工工藝

7.1施工流程

施工準備→橫梁的測量放線→橫梁端部安裝彈簧插銷組件→彈簧一端打膠固定→兩端同時回縮彈簧插銷→將橫梁兩端對準立柱孔中，插銷在彈力作用下自動插入孔中→橫梁安裝到位。

7.2施工方法和操作要求

（1）施工準備：對預埋件的埋設和立柱的安裝進行復查，確保立柱的垂直度和進出面的平整，保證立柱與預埋件通過連接件焊接牢固，對不符合要求的鋁型材立柱進行整改；

（2）橫梁的測量放線：在對立柱檢查合格后，使用水準儀和經緯儀放出橫梁的水平控制線，放線定位后在立柱上橫梁連接處加工出彈簧插銷的位置；

（3）彈簧插銷組件安裝：橫梁長度按工程要求切割后，對橫梁進行彈簧插銷組件安裝，彈簧的一端打膠固定，兩端同時回縮彈簧插銷；

（4）橫梁安裝：將橫梁兩端與立柱上開好的孔位對齊，在彈簧力的作用下，插銷端部被頂入立柱的孔位中，從而實現立柱與橫梁的安裝固定。

8　結束語

幕墻設計時鋁型材的選擇是幕墻工程中極為重要的一環。它不僅決定整個工程的總造價，而且關系到整個工程的檔次、使用壽命、外觀效果。合理的選擇幕墻型材至關重要。需要考慮多種方面的因素，有規范方面的要求，受力方面的要求，經濟方面的要求，施工方便的要求。考驗著設計師的設計水平。

［1］黃楠，辛晶.構件式玻璃幕墻節點連接、 框架安裝質量常見問題分析［J］.建筑技術，2013，13（9）：145-146

［2］李圣國.橫梁閉口系統玻璃幕墻的工程應用［J］.建筑技術2011，42（9）：814-816