5.1隐框幕墙板块与主杆件连接设计

五．板块与主杆件的连接设计1．隐框幕墙板块与主杆件的连接设计隐框玻璃幕墙用硅酮结构胶把玻璃和铝附框粘接起来，从外立面上看形成只有很窄胶缝的大面积玻璃镜面。

玻璃和附框粘接后形成的板块与主杆件在外侧安装有四种常见的连接方式即：1全压板外装式；2外挂外装式；3外顿外装式；4小单元式。

这四种连接方式各有不同特点，在使用时应根据工程实际灵活应用。

幕墙横梁相似或相同的结构，安装时将板块附框的挂钩挂插在横梁插槽上。

例如图22附框可见，其横梁下插槽的位置为避开附框比小单元式幕墙横梁的提高了一些。

外挂外装式在制做横梁弯弧的圆弧幕墙时较全压板外装式为困难。

这是由于板块的挂钩与横梁上的插槽通长配合，在弯弧时横梁插槽和附框的挂钩易发生变形，它们的曲率易有差异，这都会造成安装时插入困难。

但外挂外装式安装速度比全压板外装式要快，在板块挂好后不需要人员扶持，节约人力。

而且其采用上挂式安装结构，使板块处于悬挂受拉状态，可避免因重力影响而产生的铝板中部“鼓包”和玻璃变形失真的现象。

外顿外装式安装时有些类似于推拉窗，先将板块上附框插槽斜插入在横梁伸出的下牛腿上后，将板块扶正放下，下附框插槽座在横梁伸出的上牛腿上（如图23），因此板块的高度不能太小。

外顿外装式与立柱的连接也与全压板外装式基本相同（如图19）。

它制做圆弧幕墙和安装速度上与外挂外装式的特点接近。

以上两种幕墙均同样存在压板的间距，螺纹连接的拧紧力不好控制的问题。

21-121-221-3图21 与横梁压板连接常见结构示意图插接结构(参考图24)，而与横梁则采用压板来实现连接的(参考图21)。

一个好的幕墙系统，除了要保证必要的功能和性能外，还要适应各种建筑立面，能够实现复杂的造型，突出建筑的美感。

外插外装式的优点在于它不仅可以满足以上要求，而且还可以作为辅助结构配合小单元式结构，实现在圆弧幕墙处的过渡。

所以这种幕墙结构，应该得到重视和发展。

料的设计方法，还是少用为妙。

正像前文论述的那样，在这个位置设置胶条主要的作用是为了缓冲、减震、降低摩擦噪音。

另外在大多数结构里还起到第二道密封的作用。

除了保证胶条的正常使用功能外，还需要考虑胶条安装、运输的方便及一定的使用年限。

所以不是有了胶条就万事大吉了，一个好的胶条设计涉及胶条的安装方式、位置、形状、压缩量等等诸多方面问题。

(a)．胶条安装方式胶条根据往型材上的安装方法区分，主要有穿入式和压入式两种方式，至于胶条选用哪一种安装方式，则需要根据实际要求而定。

穿入式胶条与型材结合紧密，不容易脱落，型材结构紧凑，设计空心胶条时比较容易。

但穿入式胶条在更换时往往比压入式困难的多，安装时有次序要求，不如压入式胶条灵活(比较典型的例子是附框采用45°挤角组框时，应先穿入胶条，而压入式胶条则无此要求),所以设计穿入式胶条时应特别注意它的位置。

如果像图19-2所示胶条被安装到附框表面，会出现在板块运输中，胶条被挤压，易产生永久变形，影响胶条寿命和性能。

或者也可以在运输和贮存板块时采用一些保护措施，但这样会额外增加成本。

其实在设计中有很多类似的小的细节，应当引起注意，很多时候往往是细节设计不当导致设计失败。

当可以选用或设计成本相当的不同的结构时，我们为什么不使用最理想的那个结构呢？！条胶条取值度为计即可保证安装时胶条穿入自如，又可以有相当好的稳定性。

而胶条25-3采用颈部高度为1带＋0.2mm的公差来保证这一点的。

胶条与型材的间隙A一般取0.2～0.3，尺寸B取0.15～0.25(胶条颈部宽度尺寸与型材槽口肩部宽度尺寸也参照尺寸B的取值，胶条25-1可以适当放宽)，即可保证穿入顺滑。

本文中各尺寸和间隙均是以青岛某公司产的三元乙丙胶条为例。

26-426-526-326-226-12630此类胶条最大的特点就是安装时施加的压力很小，安装迅捷，由手指轻按，沿胶条安装方向，手指到哪里，胶条就安装到哪里。

该胶条为了保证安装快捷，在各个部位预留了相当的间隙，故称之为松配合压入式胶条。

它的底座宽度与型材槽口宽度取值相同，均为3.2 mm ，主要目的是为了防止胶条脱出，也可以增加一定的稳定性。

胶条底座处颈宽取值为1 mm ，加上底座厚度0.6 mm 的2倍，恰好等于槽口肩部宽度尺寸2.2 mm ，使胶条底座变形后很容易通过。

胶条头部处颈宽取2 mm ，可以控制与槽口肩部的间隙，减小胶条的左右窜动。

胶条底座设计成140°与槽口的圆角配合，也是为了安装时导向和定位，保证胶条顺利装入。

胶条底座高3.5 mm 是为了保证胶条底座变形后可以完全通过型材槽口的肩部，这样会出现胶条与槽口上下的间隙很大，需要在结构上保证胶条不出现上下的窜动。

以上所有的胶条尺寸仅是提供一种设计思路和理念以便参考，具体使用还应当根据实际来确定。

(b)．胶条的形状胶条的安装方式解决了胶条如何安装的问题，而如何在不同的部位，满足不同的使用功能，则有赖于胶条头部的形状。

以下是板块与杆件之间常用的几种胶条：Ⅰ.平板式胶条。

平板式胶条一般表面有齿形槽，宽度与其接触的附框面同宽。

它的主要优点是在横梁与立柱连接处容易实现密封交圈，整体密封效果比较好，广泛应用于附框外露的全压板外装式结构。

但因其一般厚度只有2mm左右，且是实心的，所以也有比较明显的缺点：提供的压缩量和变形能力不足，对风荷载的缓冲作用有限。

另外为了保证附框与杆件的连接安全和密封性，需要螺纹连接提供相当大的力将附框压紧。

这势必造成了附框与胶条之间的摩擦力太大，限制了板块和杆件的平面内变形能力，这对有防震要求时结构胶厚度的计算和设计不利。

采用平板式胶条的结构只能说是可动式连接，还达不到浮动式连接。

平板式胶条一般使用压入式安装，也有个别像图19-3那样没有胶条底座的，但安装非常不便。

Ⅱ.长圆类空心胶条。

长圆形空心胶条一般宽度是胶条头部高度的1.5～2倍左右，胶条壁厚1～2mm左右(如图27-2)。

它与型材之间的密封效果非常好，不过在横梁与立柱连接处实现密封交圈有一定难度。

它的一个主要的优点是有较大的压缩量的同时又有较好的弹性(因为胶条腔内的空气很难迅速排出)，所以可以有效的缓冲风荷载和地震作用的冲击。

并且胶条的上下两侧壁可以产生相对错移，不会阻碍板块与杆件之间的平面内变形。

如果长形型胶条采用实心，它会存在和平板式胶条一样的缺点：提供的压缩量和变形能力不足。

长圆形胶条也可以采用发泡技术，发泡胶条和空心胶条有相似的特点。

但由于底座部分需要一定的硬度，来保持胶条使用时稳固、不脱出，所以底座部分一般不发泡。

这样胶条从模具中挤出时实心部分比发泡部分的挤出速度快很多。

为了保证胶条正常的形状，需要在实心侧进行分流，以降低实心部分的挤出速度，造成整个胶条的成本增高。

有时候长形型空心胶条也可异化设计成如图25-3那样底部大头部略小的馒头形胶条(如图25-3)，所以把它们统称为长圆类空心胶条。

Ⅲ.伞盖形空心胶条。

伞盖形空心胶条也可以称为蘑菇形空心胶条，和长圆类空心胶条特点相近，区别在于它的胶条顶部比长圆类胶条小得多(如图25-2) 。

在压缩初始阶段，产生相同的压缩量所需的压力比长圆类胶条要小。

所以它的密封性不如长圆类空心胶条，但是有比较好的导向作用，适用于附框插接安装，有防震设计要求且对密封要求低的地方(如图20-4)。

Ⅳ.枝条式胶条。

枝条式胶条，较多用于插接部位的摩擦式密封。

由于胶条可以摆动变形，所以其减震效果较好。

Ⅴ.U型胶条。

U型胶条只适用于小单元式幕墙，一般整体发泡，通过套的办法固定在副框结合部。

它的优点是柔性结合，受到风荷载或变形时能够吸收能量，减少噪声。

但安装时难度大，橡胶条容易扭曲或掉下。

如果产生平面变形，胶条容易脱出，复位很困难。

(c)．胶条的压缩量和头部高度实现板块与杆件浮动式连接的关键,一是胶条要有合适形状，二是胶条要有合理的压缩量和头部高度。

在板块安装就位后，胶条必须仍然留有相当的压缩和变形能力，来吸收各种载荷和作用带来的冲击和变形。

胶条尤其是空心胶条，需要一定的厚度来维持胶条形状的稳定性，所以胶条的极限压缩状态的头部高度一般最小为2mm左右。

经过综合考虑，板块安装后与杆件的间隙C取3～4mm较为合适，此时胶条能够压缩变形1～2mm(如图19～24)。

对于不起密封作用的胶条(如图20-4、24-4中的伞盖形胶条)，其头部尺寸与间隙C取值相同为3mm即可，留有1mm左右的压缩量。

对于有密封要求的胶条，胶条头部尺寸4～6mm为宜，板块安装后，胶条的变形应为其总变形的一般左右。

举例说明：如图27-2胶条头部高为4mm，间隙C为3mm，极限压缩状态尺寸2mm；如图25-3胶条头部高为6mm，间隙C为4mm，极限压缩状态尺寸2mm。

应该特别注意的是，使用压板的连接结构，在压板上应设计两条支撑腿(如图19-2、3、4)或者在杆件上对应位置有凸起的平台(如图19-5)进行定位，确保压板连接牢固后，间隙C的尺寸为3～4mm。

b．如何设计附框与杆件之间的间隙我们选择了合适的胶条形状、压缩量和头部高度尺寸，让板块与附框之间可以无阻碍地产生相对运动，是不是就可以说是浮动式连接了呢？答案是否定的。

因为建筑物受自振、风荷载和地震作用的影响引起的平面内变形，需要有一定的幅度。

如果有些部位的间隙，留的不合理的话，仍然会阻碍平面变形。

对于隐框幕墙比较重要的几个间隙是：附框与杆件之间安装胶条的间隙C，杆件截面宽度方向安装板块的间隙，板块与板块之间的间隙A。

间隙C在上一节已有详细论述，在此不再赘述。

而杆件截面宽度方向安装板块的间隙则相对复杂一点，需要根据不同类型的连接构造来定。

首先是对称结构，以压板式连接为主(如图19、21、23)。

它的几个主要的间隙是：附框与压板支撑腿或杆件凸台部分的间隙E1，附框与压板之间的间隙E2，隐附框设计中附框与遮盖飞边之间的间隙E3。

板块相对于杆件的最大变形活动空间取决于这几个间隙中的最小值，所以结构上允许的话，各间隙的取值越接近越好。

由于结构对称，板块的最大变形活动空间为最小间隙的2倍，一般取10mm左右即可满足绝大多数工程的需要(即E1、E2、E3为5左右)。

有些细节必须要注意，如图19-4、21-2那样尽管各间隙预留合理，但钉头的位置与附框太接近，板块的最大变形活动空间受它的制约大大减少。

其次是非对称结构，以小单元式侧移插接为主(如图20、22、24)。

小单元式附框挂钩与杆件的间隙D必须要大于板块安装时侧移的距离，也就是附框挂钩与杆件插槽的搭接量，才能把安装进去。

由于型材在挤出、安装和加工中的误差，间隙D一般要比搭接量B大4～5mm为宜，同时间隙D也应大于10mm。

另外，不管是挂式还是座式插接，另一侧的挂钩和插槽之间应该留有间隙，以避免上下两个板块的重量压在一个横梁上。

该间隙G最小不小于1mm，具体尺寸还要根据板块的尺寸和实际应用而定，但是G也不宜于太大，取到3～4mm一般就足够了。