幕墙铝单板“变形”的产生原因及设计注意事项（二）

　　笔者发现有的幕墙铝单板厂家在固定板块的角码上，沿板块的长或宽方向将固定板块的螺钉孔加工成长孔(见图四)， 中国十大铝单板厂家，但板安装后仍然出现变形现象，并且这种连接方式达不到幕墙平面内变形的要求。

　　3.幕墙铝单板面板与边肋装配时产生应力变形

　　有的幕墙铝单板厂家为解决铝板板块板面的热应力变形，特别是面板采用铝塑复合板时，在单元板块的周边加了一圈边肋框，从生产工艺上是面板在刨槽机上按板块折边尺寸刨槽折边成盒状。另一条线是将边肋型材按板块需要尺寸截断组装成边肋框。然后边肋框装入盒状面板，用抽芯铆钉将两体固定。在工作现场经常发现因面板刨槽折边有偏差，边肋型材组装成框有偏差，两体相配合时常出现不是框小就是板折边尺寸过大。为保工期、不费料，往往强行装配，造成板面产生装配应力，不是边肋变形就是板面受压变形。这种幕墙铝单板板块在温度和空气膨胀力作下产生向外的变形现象。

　　幕墙铝单板变形的整治办法

　　幕墙铝单板产品设计的基本原则应当是,除保证强度外,无论是结构框架还是饰面应采用嵌入体的结构设计,决不允许产生热应力。如果产生热应力将造成构件变形和破坏。要达到不产生热应力，各配合部位就要留出一定的空隙，设计者必须有恰到好处的结构或密封材料，来保证产品的气密性和水密性。这是幕墙设计成功的关键所在。

　　1.幕墙铝单板板块与框架必须为浮动连接

　　中国自从改革开放以来，各方面都在产生日新月异的变化，尤其建筑业，更是蓬蓬勃勃的先前发展。各地新式大楼如雨后春笋般不断涌现，而且越建越高。要满足超高层使用的幕墙，从结构上：一是不能产生热应力,二是要满足超高层建筑因自振和在风荷载(词条“风荷载”由行业大百科提供)作用下振幅加大,造成的幕墙平面内变形的要求,而且在防震设计时，要按不同建筑结构类型弹性计算的位移控制值的3倍进行设计。比如在地震设防地区，有一栋层间高3.4m的框架结构超高层建筑，幕墙的位移必须满足25.5mm的要求。这就要求幕墙板块在满足强度要求的前提下，必须与结构框架为浮动连接(如图六、七所示)，这两图只是板块连接的一种形式，在产品设计时可以设计多种结构。但不论采用什么形式的结构，设计原则是板块连接结构一定能吸收材料因温差产生的热应力和地震产生的平面内变形要求。

　　2.铝单板幕墙板块消除装配应力

　　幕墙铝单板的板块如果不加边肋，采用焊接、铆接或直接在板上冲压成型的角码，就是角码的固定螺钉孔开成长孔,也解决不了热应力造成的变形问题.一个工程用的板块数量较多,幕墙铝单板板块尺寸有的差异较大,板块的大热膨胀量因板块的长宽尺寸不同,不是沿板的长宽方向变化,而是按三角形函数的正切函数值变化,不可能将工程用的每块板的周边上的每个角码,都用计算机按角码所在板的位置计算出可能膨胀的方向,按这个方向去开每个角码的斜长孔。另一个因素是固定板块的螺钉必须拧紧，铝板在没有边肋的情况下，折边处的强度很弱，很难把热应力传到角码上，让角码按温差蠕动吸收热膨胀量。因此这种角码上开长孔的办法解决不了幕墙铝单板变形的问题。

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　　要想解决幕墙铝单板不变形，板块与框架结构必须为浮动连接。要想将热应力传递到板的折边边缘，必须要在板块的折边处增设边肋进行补强，就是采用3mm厚的单铝板在季节温差较大的地区也要设置边肋补强。为保证折边的幕墙铝单板不产生装配应力，并保证幕墙铝单板板块的制作质量，边肋框应设计为长宽可伸缩结构。从公差与配合术语上讲，板块折成盒状的尺寸为基准孔，由边肋框的伸缩来配合折边板，边肋框四个角的部位采用插接件连接。边肋框的横竖杆件与插接件两端各留2mm间隙,框的长宽调整量为4mm,这4mm足可以吸收板折边与框组装的加工偏差,可消除图五的配合不当影响质量的现象。这个可伸缩的边肋框不仅对热应力传导进行补强，而且还可以吸收边肋在面板里边因微小温差造成的热应力变形，从而消除铝板的变形现象，保证整体铝板幕墙的平整度。

　　3.幕墙铝单板板块的补强中肋应为浮动连接

　　幕墙铝单板板块的补强中肋与面板的连接大约有三种方式：结构胶粘接、超强胶带粘接、栽焊螺钉固定，其共同的特点都是将中肋与面板固定死，中肋两端多数与边肋框固定。

　　面板直接受阳光照射，补强肋在板的里面，尤其是有一层粘接胶隔离后，与面板因温差出现热应力，限制了面板沿补强肋轴向方向的膨胀。如果补强肋两端与边框肋固定，又限制了面板沿补强肋径向方向的膨胀，易造成粘接剂和连接件受剪破坏而降低耐久年限。

　　幕墙铝单板板块的补强中肋与板;安装顺序是先将补强中肋两端的角码用抽芯铆钉或自功螺钉与边肋框固定，然后将补强中肋由上向下卡入固定角码， 铝单板贴图，再用高强粘接胶沿补强中肋长度各三分之一处各粘一个压板，将补强中肋压住。注意补强中肋上部与压板要留出2mm间隙，补强中肋端头与角码间也必须留出2mm间隙，这种浮动连接结构面板与中肋不会产生热应力，即达到了补强作用又保证了面板的平整。

　　幕墙铝单板补强中肋的设计：

　　外形要求：有利于结露水向下滚落，达到y轴大惯性矩

　　刚度计算：单跨中肋在正风压作用下按简支梁受梯形荷载计算，在负风压作用下按简支梁受三个均布集中力计算，其挠度不应大于中肋跨度的1/300。

　　幕墙铝单板压板的设计：

　　外形要求：有利于结露水向下滚落，有足够的刚度

　　粘接胶：国产NJ-1系列高强型粘接胶

　　其性能：抗拉强度34N/mm2(金属与金属粘接)。抗剪强度36N/mm2(金属与金属粘接)。固化温度20℃以下15-50分，20℃以上1-20分，2-3小时达到大强度。

　　4.金属于石材幕墙工程技术规范(JGJ133-2001)某些条款应尽快修改

　　针对金属板幕墙，这本技术规范的如下条款应当修改：

　　5.4.5 金属板材应沿周边用螺钉固定与横梁和立柱上，螺钉直径不应小于4mm，螺钉数量应根据板材所承受的风荷载和地震作用经计算后确定。

　　6.4.3单层铝板的加工应符合下列规定中的第3条

　　3.单层铝板的固定角码应符合设计要求。固定角码可采用焊接、铆接或在铝板上直接冲压而成，并应位置准确，调整方便。固定牢固;

　　条文说明中6.4.3款中的：

　　3.单层幕墙铝单板的固定角码应符合设计要求，固定角码可采用焊接、铆接、冲压成型。