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试论横滑式单元幕墙的结构设计及应用

发表时间：2020/5/28 来源：《建筑科技信息》2020年1期作者：戴伟强

[导读] 单元式幕墙类型包括横滑式和横锁式两种，本次研究将围绕横滑式单元幕墙的结构设计与应用展开讨论分析，为今后的设计加工提供参考。

【摘要】现代化高水平建筑的数量不断增加，让单元式幕墙的优势不断显现。具体来看，单元式幕墙凭借着高效和高速的优势，逐渐取代了传统框架式幕墙，成为当代设计的主要选择。单元式幕墙类型包括横滑式和横锁式两种，本次研究将围绕横滑式单元幕墙的结构设计与应用展开讨论分析，为今后的设计加工提供参考。
【关键词】横滑式单元幕墙；结构设计；应用

引言
在国内外的研究中，对单元幕墙的结构性能进行了多次深度研究与相关实验，风压变形、雨水渗漏、空气渗透等方面的指标基本满足要求，但实际工程应用中仍然会产生漏水，漏气等不良现象，某些问题需要得到深度解决。本文将对结构要求进行讨论，并从加工组装的角度分析横滑式插芯的安装方法。

        1.横滑式单元幕墙的结构优势
       横滑式单元幕墙相比于横锁式单元幕墙更加灵活，上下单元的分隔线呈现出不一致的层次感特点。而其关键的技术优势在于加工工艺相对简单，应用范围也比横锁式结构更加广泛。具体来看，板块可以直接通过插接完成幕墙的挂接，下单元的封口板成功地分离了幕墙的内外结构，气密性和水密性都可以得到保障，单元组件也比较容易活动，变形能力良好，满足性能要求与工程质量要求。所以，无论是传力形式、排水系统，地震力作用下的变形能力与变形方式还是对物理性能的作用，横滑式单元幕墙都可以实现便捷的安装调节，更容易保持稳定性能，符合工程效果要求。在经过公式的计算和判定后，可以按照设计规范进行应用，提升了建筑的整体质量。
        2.横滑式单元幕墙的结构设计
        2.1 结构插接
        结构插接设计过程中，插接部位要符合幕墙整体的连续性要求，且不存在密封间断点。基于这一要求，主要的结构形式可以选择密封线前置方法，公竖框前道插接在下横框前道插接室外侧，后框插接在下横框后道插接室外侧。这种安装方法可以有效避免竖向插接不稳定的情况产生，以精确的插接位置控制和竖框填充方法，保障了良好的密封性能。按照《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ-102-2003的相关要求，结构设计能否满足刚度要求和强度要求，需要考虑到垂直于板块的地震作用和玻璃幕墙平面面积。
        2.2 水密性设计与气密性设计
       水密性设计是幕墙系统设计的核心部分，通常情况下幕墙发生渗水现象，是因为表面有缝隙存在，雨水透过缝隙进入幕墙内部产生不良影响。水密性设计过程中应充分阻挡雨水的进入，同时保障内部水能够顺利排出。此时可以借助挡水胶条设计密封线，也可以通过结构设计让单元板块形成等压腔，和室外维持畅通。即便有少量雨水进入腔内，也可以将其成功地排出，形成又一道密封结构。通过闭合海绵的设置可以形成最终密封，彻底隔绝室内外的空气流动。总体来看，排水设计要根据木墙高度来确定是否进行分层，如果需要分层，可以使用披水板展开密封，不仅质量良好，且不容易出现损坏腐蚀现象。如成本条件允许，还可以使用价格更加昂贵的整体式披水胶条。
        2.3 插芯设计
        插芯位于单元板块上横框后端区域，起到密封和排水作用，同时具有导向功能。如果是单挂点单元，插芯还可以用于承重。一般来说插芯的厚度应不少于5mm，长度保持在300mm。

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原因在于周边应该进行打胶密封，并需要设置一定余量以防止排水孔被堵塞。
        2.4 幕墙保温设计
        幕墙比传统的建筑立面有更加稳定的保温性能，主要的保温措施可以通过玻璃或其他面材的选择来进行结构设计。以玻璃材料为例，玻璃的种类在符合设计标准的前提下，其传热系数和内部保温材料等都应符合要求。而对于型材保温设计来说，目前的工程会选择特殊的塑料材料连接型材，然后切断型材对于热量的传递实现保温要求。选择传热系数更低的玻璃间隔条可以进一步降低玻璃周围的热量传递，稳定幕墙保温性。空腔的导热系数与空腔面积之间存在密切联系，如果能够将空腔分割，那么可以通过填充某些导热系数较低的材料做好保温处理工作。
        2.5 收口设计
      横滑式单元板块以现场吊装的方式进行，但幕墙板块的安装本身具有一定的难度，针对公母框插接方面的问题，可以选择错位插接或双母框法来进行。具体来看，在安装的最后阶段预留几个单元板块，对单元板块反复调整，直至左右板块安装完毕后再安装中间板块。这样一来，可以在保证精确度要求的前提下不影响幕墙的气密性、水密性。当前这一设计工艺在建筑系统中得到了充分应用，也规避了常规设计时公框与上横框产生干涉的可能性，保障了良好的收口性能。
        3. 横滑式单元幕墙的结构安装应用
        3.1 型材的加工与应用
        铝型材、面材的加工组装过程主要围绕竖框、横梁等构件生的加工展开。加工前需要检查保护膜，避免出现损伤情况。铝型材缝隙加工时，应该基于应用要求，避免装备误差过大。玻璃板块安装时，可以选择橡胶垫块作为支撑，保持表面平整，才能在幕墙中得到稳定应用。
        3.2 横滑式单元施工
       横滑式单元按照逆时针的顺序进行板块安装，同时控制埋件的相对位置来调整板块位置来保证安装精确性。如果要进行现场安装，需要注意横滑式插芯安装。在板块中插入插芯后，可以在下一板块安装时将插芯滑动至另一板块，再注入密封胶预防渗漏现象。
        4.结语
        综上所述，当前大多数的单元幕墙工程都在使用横滑式，其结构灵活，上下单元的竖龙骨分格线可以不一致，使建筑立面更具有层次感。另外，横滑的插芯只要型材挤压，而横锁式的插芯是两个集水壶，需要铸造和机加工。整体而言，横滑式单元幕墙的优势显著，随着未来建筑外形和结构形式要求的不断增加，我们也应基于建筑的整体要求，重视横滑式单元结构的应用和结构设计，解决系统各个方面的性能问题。

        参考文献：
        [1]横滑式单元幕墙防水系统的设计与施工[J].陈宽炜,左娜,方龙熙,刘阳.福建建设科技.2016(01)
        [2]浅谈独立单元幕墙系统的设计与应用[J].胡海洋,张权,杨鷥淼,张帅.门窗.2012(05)
        [3]横滑式单元幕墙系统的结构设计及其工程应用[J].张军涛,胡大柱,孟根宝力高.特种结构.2006(02)
        [4]横滑式单元式幕墙防水原理及漏水浅析[J].边景全,李强,邱泉.中国建筑防水.2019(07)