建筑幕墙导论.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/7/1,#,1.1,幕墙的发展,一、建筑幕墙导论,1,一、建筑幕墙导论,玻璃幕墙作为现代建筑“外表皮”，是当代的一种新型墙体，是现代建筑的象征和符号。,本节从幕墙的发展历史开始介绍。,杭州火车东站,2,一、建筑幕墙导论,公元前,3500,年：,玻璃起源于美索不达米亚（古巴比伦 （,Babylon,）的所在，在今伊拉克（,Iraq,）共和国境内）与埃及,形态,-,玻璃珠,公元前,200,年：,叙利亚人吹管,-,薄壁容器,公元,4,世纪：,吹制的柱型玻璃和冕牌玻璃,(Crown Glass),公元,17/18,世纪：,法国人发明了铸造玻璃,3,一、建筑幕墙导论,1905,年 美国人,Irving Coburn,用镍合金滚轴水平拉伸玻璃，玻璃宽度,2.5m,，厚度在,0.620mm,1913,年 比利时人,Emile Fourcault,发明垂直拉伸玻璃。,1928,年 匹兹堡平板玻璃公司,(PPG),结合上述两种方法，提高生产效率,1950s,皮尔金顿,(Pilkington),研究出浮法玻璃，广泛应用至今,4,一、建筑幕墙导论,传统建筑都有墙和顶，墙不但作为外围护结构，还要承重，为了采光和通风，墙上设有窗。,传统的窗：窗户不大，通风口小。,由于玻璃昂贵，其他材料被用于替代玻璃,-,纸、油布、兽皮,宗教建筑：色彩神秘，传递“圣光”,5,一、建筑幕墙导论,18,世纪以前主要的建筑材料是：石头，粘土，木材,工业革命后钢结构的出现使墙壁失去承重功能，增加采光功能,比如玻璃穹顶、商场、有拱廊的街道、火车站、温室,6,一、建筑幕墙导论,18,世纪以前主要的建筑材料是：石头，粘土，木材,工业革命后钢结构的出现使墙壁失去承重功能，增加采光功能,比如玻璃穹顶、商场、有拱廊的街道、火车站、温室,7,一、建筑幕墙导论,水晶宫，伦敦，,Joseph Paxton,，,1851,年,第一座由钢和玻璃制造的展会大楼，长,564,米，高,40,米，仅仅,9,个月的安装时间,8,一、建筑幕墙导论,利华大厦,(Lever Buidling),，世界上第一座玻璃幕墙高层建筑，,19511952,年在纽约建立,由,SOM,建筑设计事务所设计,特点：钢框架外包不锈钢板,玻璃与框架通过油灰连接,9,一、建筑幕墙导论,纽约，,Seagram,大厦，,Mies,，,1956,年,1959,年,通用汽车技术中心，美国，,1956,年,最早的完全预制的幕墙之一,采用合成的橡胶条进行密封,设计师：,Eero Saarinen,10,一、建筑幕墙导论,Greenford IBM,技术公园，英国,19751980,年,最早采用整套密封系统的玻璃幕墙,设计师：,Norman Forster,Willis Faber&Dumas,办公楼，,19751980,年,悬挂式玻璃与点式安装,设计师：,Norman Forster,11,一、建筑幕墙导论,雷诺中心，,1982,年,皮尔金顿,(Pilkington),的平面玻璃系统,采用点式连接件将玻璃固定在钢管,设计师：,Norman Forster,12,一、建筑幕墙导论,Parc Le Villette,的科学与工业博物馆，巴黎,1986,年,第一次采用拉索结构,独立的,H,型玻璃爪件，平齐头的玻璃接驳件,设计师：,Adrien Fainsilber,RFR,13,一、建筑幕墙导论,莱比锡新会展中心，,1996,年,钢结构支撑的点式玻璃墙和采光顶,设计师：,GMP,14,一、建筑幕墙导论,卢浮宫金字塔，,1993,年,拉索支撑的点式玻璃屋顶,金字塔大小,13mx13mx8m,设计师：贝律名,RFR,15,一、建筑幕墙导论,慕尼黑机场凯宾斯基酒店,1994,年,第一次采用平面索网,40mX25m,的玻璃墙,设计师：,Jorg Schlaich,16,一、建筑幕墙导论,北京长城饭店的玻璃幕墙是我国第一个大型的玻璃幕墙工程，,1983,年,中国玻璃幕墙的发展,17,一、建筑幕墙导论,上海中信泰富广场,上海金茂大厦,上海静安希尔顿酒店,18,一、建筑幕墙导论,越洋广场,嘉华中心,恒隆广场,19,1.2,幕墙的定义,一、建筑幕墙导论,20,一、建筑幕墙导论,幕墙,由,面板,与,支承结构体系,（支承装置与支承结构）组成的、可相对主体结构有一定位移能力或自身有一定变形能力、不承担主体结构所受作用的建筑外围护墙。,凌空,SOHO,中心,21,一、建筑幕墙导论,理解要点,:,1,、支承结构体系（支承装置与支承结构）,2,、相对位移能力,与饰面砖明显不同,(,不可出现空鼓,),，自身变形能力,3,、不承担主体结构所受作用：荷载、地震作用、温度作用,4,、外围护墙,22,一、建筑幕墙导论,幕墙的特点,1,、具有完整的结构体系,2,、自身能承受风荷载、地震荷载和温差作用，并将它们传递到主体结构上,3,、能承受较大的自身平面内和平面外的变形，并具有相对于主体结构较大的变位能力,4,、不分担主体结构所承受的荷载和作用,5,、抵抗温差作用能力强,6,、抵抗地震灾害能力强,7,、节省基础和主体结构的费用,8,、可用于旧建筑的更新改造,9,、安装速度快，施工周期短,10,、维修更换方便,11,、建筑效果好,23,一、建筑幕墙导论,面板,龙骨,连接件,埋件,玻璃、铝板、石材、不锈钢板、陶土板等,钢材、铝型材等,钢连接件、铝连接件、紧固件等,预埋件、后置埋件,幕墙的主要组成,24,一、建筑幕墙导论,石材面板,玻璃面板,铝单板面板,主体结构（混凝土梁）,铝合金龙骨或钢龙骨（立柱）,钢转接件及埋件,标准框架式幕墙,25,一、建筑幕墙导论,玻璃面板,混凝土结构,铝合金龙骨,铝合金立柱,铝合金横梁,玻璃面板,26,一、建筑幕墙导论,铝合金立柱,铝合金横梁,伸缩缝,钢转接件及埋件,幕墙可相对主体结构有一定,位移能力,或自身有一定,变形能力,27,1.3,幕墙的分类,一、建筑幕墙导论,28,一、建筑幕墙导论,玻璃幕墙,金属幕墙,石材幕墙,其他,按面板分类,单层玻璃，中空玻璃，夹层（夹胶、夹丝）玻璃等,单层铝板，复合铝板，蜂窝铝板，不锈钢板，彩钢板，钛锌板，铜板，钛板,花岗岩石材,陶土板、水泥纤维板、瓷板，微晶玻璃，千思板等,幕墙的分类,29,一、建筑幕墙导论,玻璃幕墙,南京金奥大厦,世博意大利馆,松江人民医院科教中心,建筑高度,231.2m,主楼外层为,8mm,厚钢化玻璃,内层为,6TP+12A+6TP,钢化中空玻璃,30,一、建筑幕墙导论,玻璃幕墙,31,一、建筑幕墙导论,金属幕墙,临港新城皇冠假日酒店,世博演艺中心,常州奥林匹克中心,外层金属帷幕：,20,厚蜂窝铝板,内层金属帷幕：,0.9mm,厚直立锁边扇形屋面板,外层金属帷幕：,20,厚蜂窝铝板,外层金属帷幕：,20,厚蜂窝铝板,内层金属帷幕：,0.9mm,厚直立锁边扇形屋面板,32,一、建筑幕墙导论,金属幕墙,33,一、建筑幕墙导论,石材幕墙,上海市公安局,杭州泛海,SOHO,中心,华润上海滩花园,30mm,厚花岗岩石材,30mm,厚花岗岩石材,25mm,厚花岗岩石材,34,一、建筑幕墙导论,石材幕墙,35,一、建筑幕墙导论,其它幕墙,巨人生物科技生物产业园,巨人生物科技产业园幕墙工程位于上海市松江区，建筑高度为,28.888m,，主要幕墙形式为水泥纤维板系统,36,一、建筑幕墙导论,其它幕墙,陶土板幕墙,37,一、建筑幕墙导论,框支承玻璃幕墙,按面板的固定方式分类,按幕墙形式,幕墙的分类,点支承玻璃幕墙,全玻璃幕墙,按施工安装方法,明框幕墙,隐框幕墙,半隐框幕墙,单元式,构架式,钢桁架式,玻璃肋式,拉杆式,拉索式,自平衡索桁架式,单层索式,38,一、建筑幕墙导论,幕墙的分类,框支承构件式玻璃幕墙,是在现场依次安装立柱、横梁和玻璃面板的框支承玻璃幕墙。,框支承构件式玻璃幕墙特点：,1,施工手段灵活，工艺较为成熟,2,适应主体结构能力强,3,各项物理性能指标易实现,4,面板材料单元组件工厂制作，结构胶使用性能有保证。,5,现场安装工序多，控制点多,6,采用密封胶处理接逢，密封胶施工要求严格,39,一、建筑幕墙导论,明框幕墙,40,一、建筑幕墙导论,隐框幕墙,41,一、建筑幕墙导论,半隐框幕墙,竖明横隐,横明竖隐,42,一、建筑幕墙导论,单元式幕墙,单元式幕墙,是将面板和金属框架（横梁、立柱）在工厂组装为幕墙单元，以幕墙单元形式在现场完成安装施工的框支承玻璃幕墙,单元式幕墙分类：,按排水方式分为：横滑型、横锁型,按安装方式分为：对插式、对碰式,按型材截面分为：开口式、闭口式,单元式幕墙特点：,1,可实现工业化生产，质量有保证，人工费用低,2,安装速度快，工地工期短,3,工地现场不打胶，环保型产品,4,适应主体结构位移能力强,5,在室内施工安装，不适用于有剪力墙和窗间墙的主体结构,6,要求有严格的施工组织管理,43,一、建筑幕墙导论,单元式幕墙,44,一、建筑幕墙导论,点支承玻璃幕墙,点支承玻璃幕墙,是由,面板,、,点支承装置,和,支承结构,构成的玻璃幕墙。,点支承玻璃幕墙分类：,1,钢结构,2,玻璃肋,3,预应力索杆结构,4,混合结构,点支承玻璃幕墙特点：,1,通透性好,2,安全性好,采用钢化玻璃,3,灵活性好,采用了特殊结构，使每个连接点除了可以自由转动外，还允许有一定的位移，以适应支承结构受力后产生的变形，使玻璃受力情况良好，而且还可以最大程度上现建筑造型的要求）,4.,工艺感强,点支承结构形式多样，变化多，有良好的工艺性和艺术性。,5.,环保节能,点支幕墙追求的是明快的风格，多采用的是白色、超白色和低辐射玻璃，因而光污染少，采用中空玻璃及室内外遮阳系统可以大大节能。,45,一、建筑幕墙导论,钢桁架点式幕墙,钢桁架点式幕墙,主体龙骨由钢桁架做为支承结构的玻璃幕墙,由弦杆、竖直腹杆、斜腹杆组成的结构称为桁架支承结构。,46,一、建筑幕墙导论,玻璃肋点式幕墙,玻璃肋式点支承玻璃幕墙,是面板与支承结构均为玻璃的玻璃幕墙,玻璃肋支承（吊挂）在主体结构上，在玻璃肋上安装连接板或钢爪，面板玻璃四角开孔，用安装在玻璃肋上的钢爪中的螺栓穿入面板玻璃孔中与钢爪紧固。,47,一、建筑幕墙导论,拉杆点式幕墙,拉杆式点接驳全玻幕墙,由不锈钢拉杆柔性支承结构代替刚性桁架结构。拉杆式点接驳全玻璃幕墙采用预应力双层拉杆结构，,一般设计成对称型，这是因为幕墙不仅要承受正风压，还要承受负风压，正风压的承力索在负风压时就变成了稳定索；而负风压的承力索在正风压时则变成稳定索,48,一、建筑幕墙导论,拉索点式幕墙,拉索式点接驳全玻幕墙,由不锈钢索柔性支承结构代替刚性桁架结构。拉索式点接驳全玻璃幕墙采用预应力双层悬索结构。,一般设计成对称型，这是因为幕墙不仅要承受正风压，还要承受负风压，正风压的承力索在负风压时就变成了稳定索；而负风压的承力索在正风压时则变成稳定索。,49,一、建筑幕墙导论,自平衡索桁架点式幕墙,自平衡索桁架点式幕墙,由拉索（或拉杆）和刚性杆组成，其中预应力和内力在体系内都是平衡的。,特点：,拉杆或拉索采用先张法施加预应力，预应力靠自身结构平衡,效果：,简洁、明快、紧凑，充分体现了钢的挺拔与索的轻柔之美。,50,一、建筑幕墙导论,单层索点式幕墙,单层索点式幕墙,分为单向单层索与玻璃组合体系和双向单层索网体系。,由横向及竖向拉索组成，其中预应力和内力在体系内都是平衡的。,51,一、建筑幕墙导论,全玻幕墙,全玻幕墙,是由玻璃肋和玻璃面板构成的玻璃幕墙。,分类：,座地式、吊挂式,主要特点：,通透性好、加工工厂化、材料种类少，施工工艺简单、维护维修方便、易于清洗,52,一、建筑幕墙导论,双层幕墙,由外层幕墙、热通道和内层幕墙（或门、窗）构成，且在热通道内能够形成空气有序流动的建筑幕墙。,双层幕墙分类：,1,按双层幕墙是否共用立柱可分为：,A,整体式双层幕墙,内、外两层幕墙共用立柱的双层幕墙。,B,分体式双层幕墙,内、外两层幕墙采用独立立柱的双层幕墙。,2,按双层幕墙风口的位置不同可分为：,A,外通风双层幕墙,进、出通风口设在外层幕墙，通过合理配置进出风口使室外空气进入热通道并有序流动的双层幕墙。,B,内通风双层幕墙,进、出通风口设置在内层幕墙，利用通风设备使室内空气进入热通道并有序流动的双层幕墙。,C,混合通风双层幕墙,在内、外两层幕墙同时设有通风口，能在内通风和外通风之间相互转换的双层幕墙。,双层幕墙,53,一、建筑幕墙导论,双层幕墙,54,一、建筑幕墙导论,双层幕墙,55,一、建筑幕墙导论,雨棚,56,一、建筑幕墙导论,采光顶,57,一、建筑幕墙导论,景观采光顶,58,1.4,幕墙的材料,一、建筑幕墙导论,59,一、建筑幕墙导论,玻璃,是一种均质的材料，一种固化的液体，分子完全任意排列，不具有晶体的结构。玻璃没有固定的熔点，当他被加热时，会逐渐从固体状态转变为具有塑性的黏质状态。晶体是各向异性的，而玻璃是各向同性的。,玻璃的基本物理性能参数,性能,符号,值,密度,25.6 kN/m,3,弹性模量,E,72000 N/mm,2,泊松比,0.2,比热容,C,0.72 x103 J/(kg x K),线膨胀系数,1x 10,-5,K,-1,导热率,1 W/(m x K),1.4.1,玻璃,60,一、建筑幕墙导论,浮法玻璃,建筑幕墙中常用玻璃类型,热处理玻璃,钢化玻璃,半钢化玻璃,夹层玻璃,PVB,夹层,SGP,夹层,中空玻璃,充空气,充惰性气体,镀膜玻璃,反射膜,Low-E,膜,61,一、建筑幕墙导论,浮法玻璃,是将已溶化的玻璃浮在锡床上，靠自重和表面张力的作用而形成平滑表面。其特点是表面平整、无波纹。也称为退火玻璃，它的热疲劳抗力约为,30,度，（即二面的温度差为,30,度时即发生破裂）常用的是白玻璃，其中加入了氧化铁，从而减少了绿色效应。,倒入原材料,熔窑,1600C,熔融物流进锡槽,600C,在退火窑中退火,200C,检查,切割,62,玻璃原片,加热,640C,冷却,钢化玻璃,/,半,钢化玻璃,一、建筑幕墙导论,钢化玻璃,是将浮法玻璃加热至软化点，然后用常温空气均匀地喷涂骤然冷却而成。钢化玻璃表面形成压应力，比同厚度的浮法玻璃强度提高,35,倍。,因表面骤冷而收缩快，中间层收缩慢，所以在玻璃内存在很大的内应力，其特点是：强度是普通玻璃的,34,倍，破碎时分裂成很多小的没有锐角的碎片，不伤人，故为安全玻璃。,63,玻璃原片,加热,640C,冷却,钢化玻璃,/,半,钢化玻璃,一、建筑幕墙导论,半钢化玻璃,的生产与钢化玻璃相似，但是冷却的速度要慢得多。半钢化玻璃的强度一般为浮法玻璃的,1.52,倍。,半钢化玻璃破碎后的碎片略小于退火玻璃，故不能称为安全玻璃，其最大优点是不自爆，表面平整度、透光性能接近普通退火玻璃而优于钢化玻璃,64,一、建筑幕墙导论,夹层玻璃,是两片或多片玻璃（浮法玻璃、钢化玻璃、半钢化玻璃），可以被一层或多层聚乙烯醇缩丁醛树脂,(PVB),内夹层粘在一起，再经过电热高压器加热到,140C,，在,12KPa,的压力下维持,6,小时，以消除玻璃之间的空气。,在冲击荷载下，玻璃可能会破碎，但碎片会粘在夹层上，所以夹层玻璃是真正的安全玻璃。,放置玻璃原片和,PVB,层,挤压,加热,+,压力,完成,65,一、建筑幕墙导论,夹胶玻璃,夹胶玻璃破碎,玻璃栏杆,采光顶,66,一、建筑幕墙导论,中空玻璃,由两片和多片浮法玻璃组合而成，玻璃之间用铝合金隔框隔开，铝合金隔框内填充有干燥剂，隔框与玻璃之间用丁基胶密封后再用聚硫胶（用于明框幕墙）或结构胶（用于隐框幕墙）作二道密封，中空层（厚度为：,6,9,12,14,17mm,常用,9,12mm),可以是干燥空气，也可以充惰性气体（如氩气、氪气）或特种气体（如氟化硫），中空玻璃有很好的保温及隔声性能,67,一、建筑幕墙导论,阳光控制镀膜玻璃,由玻璃原片采用热解法、真空法、化学镀膜法等，在玻璃表面涂以金、银、铜、铬、镍、铁等金属或氧化物或非金属氧化物薄膜，或采用电浮法、等离子交换法，向玻璃表面渗入金属离子以置换玻璃表面层原有的离子而形成阳光反射膜，制造出阳光控制镀膜玻璃，并可以加工成镀膜玻璃、镀膜夹层玻璃。,镀膜玻璃的可见光及太阳辐射能的透射率降低，反射率升高，因此又叫热反射玻璃。,LOW-E,玻璃,又称低辐射玻璃，是在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物组成的膜系产品。其镀膜层具有对可见光高透过及对中远红外线高反射的特性，使其与普通玻璃及传统的建筑用镀膜玻璃相比，具有优异的隔热效果和良好的透光性。,因为阻止了室内外的热能辐射，,LOW-E,玻璃在冬夏两季效果明显，冬季保温，夏季隔热。,LOW-E,玻璃是目前国内使用最为广泛的镀膜玻璃,68,一、建筑幕墙导论,比较大的幕墙工程都要以钢结构为主骨架，铝合金幕墙与建筑的连接构件大部分也采用钢材，钢材主要以碳素结构钢,Q235B,为主，也使用低合金钢和耐候钢。,用于幕墙的钢材主要有槽钢、工字钢、方钢、角钢等。,1.4.2,钢材,钢材的基本物理性能,性能,符号,值,密度,78.5 kN/m,3,弹性模量,E,206000 N/mm,2,泊松比,0.3,线膨胀系数,1.2x 10,-5,K,-1,69,一、建筑幕墙导论,70,一、建筑幕墙导论,强度,钢材的强度指标有比例极限,p,、弹性极限,e,、屈服点,fy,和抗拉强度,fu,。前三个指标实际上可用屈服点,fy,作为代表，设计时可认为这是钢材可以达到的最大应力值。抗拉强度,fu,是钢材在破坏前能够承受的最大应力值。,钢材性能,塑性,钢材的塑性一般是指当应力超过屈服点后，能产生显著的残余变形（塑性变形）而不立即断裂的性质。衡量钢材塑性好坏的主要指标是伸长率,和断面收缩率,。在测量时，断面收缩率容易产生较大的误差。因而在钢材标准中常采用伸长率来表示塑性。,韧性,钢材的韧性是钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力，也表示钢材抵抗冲击荷载的能力，与钢材的塑性有关而又不同于塑性，它是强度与塑性的综合表现。韧性指标是由冲击试验获得的，它是钢材在冲击荷载作用下是否出现脆性破坏的重要指标之一。,71,一、建筑幕墙导论,可焊性,钢材的可焊性是指在一定的工艺和结构条件下，钢材经过焊接后能够获得良好的焊接接头的性能。可焊性分为施工上的可焊性和使用性能上的可焊性。,施工上的可焊性是指焊缝金属产生裂纹的敏感性以及由于焊接加热的影响使近缝区钢材硬化和产生裂纹的敏感性。可焊性好提指在一定焊接工艺条件下焊缝金属和近缝区的钢材均不产生裂纹的性能。,使用性能上的可焊性是指焊接接头和焊缝的缺口韧性（冲击、韧性）和热影响区的延伸性（塑性）。要求焊接构件在施焊后的力学性能不低于母材的力学性能。,冷弯性能,冷弯性能是指钢材在冷加工（在常温下加工）产生塑性变形时，对产生裂缝的抵抗能力。钢材冷弯性能是用冷弯试验来检验钢材承受规定弯曲程度的弯曲变形性能，并显示其缺陷的程度。冷弯性能合格是一项衡量钢材力学性能的综合指标。,72,一、建筑幕墙导论,耐久性能,影响钢材使用寿命的因素较多，主要是由于钢材的耐腐蚀性较差，因此必须采取有效的防腐措施。,随着时间的增长，钢材的力学性能有所改变，出现所谓“时效”现象。根据结构的使用要求和所处的环境条件，必要时对钢材进行快速时效后测定钢材的冲击韧性，以鉴定钢材是否适用。,钢结构在多次重复荷载或交变荷载的作用下，虽然钢材应力远低于屈服点,fy,，也往往发生破坏，这种现象叫钢材的疲劳现象，这种在重复和交变荷载作用下，就需要确定钢材的另一个力学性能指标“疲劳强度”。,73,一、建筑幕墙导论,由于钢材的耐用腐蚀性较差，必须采取防腐蚀措施。幕墙规范,JGJ102-2003,规定，幕墙用碳素结构钢和低合金高强度结构钢应采取有效的防腐措施，当采用热浸锌防腐蚀处理时，镀锌膜厚度应符合现行国家标准,金属覆盖层钢铁制品热浸锌层技术要求,GB/T13912,的规定。,钢材的表面处理,制件及其厚度,/mm,镀层局部厚度,/um,镀层平均厚度,/um,钢厚度,6,70,85,3,钢厚度,6,55,70,1.5,钢厚度,3,45,55,钢厚度,1.5,35,45,末经离心处理的镀锌层厚度最小值,74,一、建筑幕墙导论,镀锌层特性,：,镀层颜色为银灰色稍带浅蓝，随着时间而逐渐变暗，镀层为阳极，在大气条件下对钢材有良好的保护性能，但在海雾条件下没有镀镉层耐久，在,-70,以下，保护性显著下降，在高于,250,以上时，镀层性脆；镀层中等硬度，能承受弯曲、扩展，但不耐压、不耐磨，能溶解在酸或碱性的介质中，装饰性能不高；镀层经虹色或军绿色钝化后，耐磨性在碱溶液中的耐蚀性有显著提高。镀层在潮湿气候和外电压的条件下，极易腐蚀，但在紫外线作用下，耐蚀性提高。,镀锌层要求：,热浸镀锌使用锌应符合,GB470,标准规定。,热浸镀锌层应符合,GB/T13912-2002,金属覆盖层 钢铁制件热浸镀锌层技术要求及试验方法,的规定。,当工件在按标准规定进行热浸镀锌时，应提出本标准的标准号和镀层最小局部厚度。,热浸镀锌前工件表面应干燥、无灰尘、油脂、污垢、锈斑及其他。,75,一、建筑幕墙导论,76,一、建筑幕墙导论,不锈钢的种类非常多，经常使用的就有,64,种，根据不锈钢在经,900-1000,高温淬火处理后的反应和微观组织，将其分为三类：淬火后硬化的马氏体系、淬火后不硬化的铁素体系和高铬镍不锈钢所具有的奥氏体组织。,幕墙上应用的是奥氏体不锈钢。也是一般用途的不锈钢，它是具有一定的强度，耐腐蚀性较好，韧性较大并具有良好焊接性能的品种。,用于室内的不锈钢一般采用,0Cr18Ni9(304),；用于室外的不锈钢也可采用,1Cr18Ni9Ti(,中国特,),；如果是海滨城市或污染比较严重的地区，用于室外的不锈钢件一般采用,0 Cr17Ni12Mo2,（,316,）。,用于不锈钢幕墙的不锈钢薄板（厚度小于或等于,4mm,的不锈钢板尤其是厚度小于,2mm,的不锈钢板用得更多）其表面处理方法有磨光面（镜面）、拉毛面、蚀刻面。,不锈钢材,77,一、建筑幕墙导论,铝,是继钢之后当今在建筑业中使用最多的金属结构材料。在建筑业中用铝的主要项目是铝门窗、幕墙。,铝材具有良好的材料性能，例如密度较小（,2710kg/m3,）、强度适宜、化学稳定性好、易于保持清洁、电导率高、辐射性能良好，适合于阳极氧化，而且容易加工。,铝通过添加剂诸如镁（,Mg,）、锰（,Mn,）、铜（,Cu,）、硅（,Si,）和其它一些元素可以很大范围内改变铝的性能，制成多种性能优越的铝合金材料。,1.4.3,铝合金材料,78,一、建筑幕墙导论,79,一、建筑幕墙导论,合,金,牌,号,状,态,壁厚,(mm),拉伸实验,硬度实验,抗拉强度,b0.2N/mm2,规定非例伸长应力,p0.2N/mm2,伸长率,%,试样厚度,mm,HV,不小于,6063A,T5,10,200,160,5,0.8,65,10,190,150,5,0.8,65,T6,10,230,190,5,-,-,10,220,180,4,-,-,6063,T5,所有,160,110,8,0.8,65,T6,所有,205,180,8,0.8,65,幕墙常用铝型材力学性能,性能,符号,值,密度,28.0 kN/m,3,弹性模量,E,70000 N/mm,2,泊松比,0.33,线膨胀系数,2.35x 10,-5,K,-1,铝合金的基本物理性能,80,一、建筑幕墙导论,81,一、建筑幕墙导论,A,、阳极氧化,以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中，利用电解作用，使其表面形成氧化铝薄膜的过程，称为铝及铝合金阳极氧化处理。常用的方法是直流电硫酸阳极氧化法。,铝型表面处理,B,、电解着色,电解溶液中的金属离子渗到膜孔隙底部还原沉积而使膜层着色的方法，称为电解着色法,也称二次电解法。,工艺过程：,表面预处理,阳极氧化,沸水封孔,工艺过程：,表面预处理,直流电硫酸阳极氧化,电解着色,沸水封孔或电泳涂浸,C,、电泳涂漆,以阳极氧化（着色）后的制品作为阳极，铝或不锈钢为阴极，置于热固化型丙烯酸透明树脂溶液中，在外电场的作用下，带负电荷的涂料粒子向制品移动，从而在其表面形成一层带有胶粘性的漆膜。,工艺过程：,表面预处理,阳极氧化,电解着色,电泳涂漆,82,一、建筑幕墙导论,D,、粉末喷涂,把干燥粉状物吸附于金属工件表面，经过,200,左右高温烘干后，粉状物固化成为一定厚度的坚固光亮的涂层。主要成份：环氧树脂、聚氨脂及它们之间的不同组合。,工艺过程：铝型材经过表面预处理，然后在铬酸盐溶液中进行化学氧化；清洗干燥后进入喷粉室，在强电场（,40-100KV,）中，通过喷枪（,0.1-0.8*10pa,）将带负电荷的粉末均匀地喷涂在型材表面上，所以能保持长时间粘合并能达到,100m,厚。最后在烘干固化室固化，这种涂层抗蚀性、耐热性、硬度都很高，色泽鲜艳、颜色多达几十种，成本较低。,83,一、建筑幕墙导论,E,、氟碳喷涂,在铝合金基材上喷涂氟碳树脂，并经高温烘干，在铝合金基体表面上形成固化的氟碳漆保护膜，氟碳树脂也就是聚偏二氟乙烯漆，氟碳树脂的化学结构是以氟、碳化学键结合的，这种短键性质的结构至今被认为最稳定、最牢固的结合，因此，氟碳喷涂漆膜在机械性能方面具有优异的耐磨性、抗冲击性，特别是在恶劣气候和环境下更显示出长久的抗褪色性、抗紫外线、抗粉化性及耐化学腐蚀性能，并可制成多种颜色。常用的,PVDF,树脂主要品牌有,kynar500,和,Hylar5000,两种,工艺过程：氟碳喷涂工艺流程一般要经过表面预处理、多层喷涂、流平、烘烤固化、冷却、检验、卸件等工序。,幕墙工程中最常见的表面处理方式是：氟碳喷涂、粉末喷涂、阳极氧化。,84,一、建筑幕墙导论,表面处理方法,膜厚级别,厚度,t,（,um,）,（涂层种类）,平均膜厚,局部膜厚,阳极氧化,不低于,AA15,t,15,t,12,电泳涂漆,阳极氧化膜,B,t,10,t,8,漆膜,B,t,7,复合膜,B,t,16,粉末喷涂,40,t,120,氟碳喷涂,t,40,t,34,根据,玻璃幕墙工程技术规范,JGJ102-2003,规定：,玻璃幕墙采用铝合金材料牌号所对应的化学成份应符合现行国家标准,变形铝及铝合金化学成份,GB/T3190,的有关规定，铝合金型材质量应符合现行国家标准,铝合金建筑型材,GB/T5237,中规定，型材尺寸允许偏差应达到高精级或超高精级。,玻璃幕墙铝合金型材采用阳极氧化、电泳涂漆、粉末喷涂、氟碳漆喷涂进行表面处理时，应符合现行国家标准,铝合金建筑型材,GB/T5237,规定的质量要求，铝合金型材表面处理层的厚度应满足下表要求：,85,一、建筑幕墙导论,花岗石,由花岗岩加工而成,花岗岩系指以硅酸岩矿物为主的火成岩，由岩浆在地下深处或喷出地表冷却而成的岩浆岩，成分以氧化硅为主，含有氧化铝，氧化钙，氧化镁，氧化铁等。晶粒为石英，长石和云母等。花岗石由于各种矿物晶体镶嵌严密，质地坚硬，耐酸，碱，盐的腐蚀，化学稳定性好，但当含铁量高时表面易出现锈斑。,1.4.4,石材,大理石,是石灰岩和白云岩在高温高压下，矿物重新结晶变质而成。其结晶由白云石和方解石组成，成分以碳酸钙为主，另含碳酸镁，氧化钙，氧化镁。当空气潮湿并含二氧化硫气体时，大理石表面会发生化学反应生成石膏，呈风化现象。,幕墙工程中一般使用花岗岩石材。,86,一、建筑幕墙导论,幕墙宜使用火成岩，弯曲强度不小于,8.0MPa.,吸水率应小于,0.8%,。,石材的放射性等级分三类,:A,，,B,，,C,，石材的镭当量浓度应小于,1000Bq/Kg(C,类,),干挂石材幕墙的石板厚度不应小于,25mm.,石材表面按加工程度分：,1.,细面,:,经初磨，表面平整光滑。,2.,镜面：经精磨，表面平整具有镜面光泽。,3.,粗面（毛面）：表面平整但粗糙，表面处理如剁斧，烧毛，机刨，锤击等,.,按等强度设计原则，火烧板的厚度应比抛光板厚,3mm,87,一、建筑幕墙导论,密封胶,有结构密封胶、建筑密封胶（耐候胶）、中空玻璃二道密封胶、防火密封胶等,结构密封胶为硅酮结构胶，它的主要成分是聚硅氧烷，由于紫外线不能破坏硅氧键，所以硅酮结构密封胶具有良好的抗紫外线性能。,建筑密封胶又名耐候胶，分为硅酮密封胶和普通建筑密封胶。,中空玻璃二道密封胶有丁基胶加聚硫胶和丁基胶加硅酮类结构胶之分。,1.4.5,其它材料,88,一、建筑幕墙导论,紧固件,螺栓、螺钉和螺母,植钉螺柱,膨胀螺栓、化学螺栓,抽芯铆钉,背栓螺栓,紧固件一般用不锈钢材料制作,89,1.5,幕墙的性能,一、建筑幕墙导论,90,一、建筑幕墙导论,幕墙的性能,1,、风压变形性能,2,、雨水渗漏性能,3,、空气渗漏性能,4,、保温性能,5,、隔声性能,6,、平面内变形性能,7,、耐撞击性能,8,、光学性能,91,一、建筑幕墙导论,四性试验现场,工人在安装传感器,92,一、建筑幕墙导论,幕墙在风压作用下的变形,93,一、建筑幕墙导论,耐撞击试验,撞击物体,:,总重量为（,500.1,）公斤的软体重物，由两个轮胎、两个重块和其它连接件组成，,轮胎内压力宜为,0.350.02MPa,。,94,1.6,结构设计的基础规定,一、建筑幕墙导论,95,一、建筑幕墙导论,类别,设计使用年限（年）,示例,1,5,临时性结构,2,25,易于替换的结构构件,3,50,普通房屋和构筑物,4,100,纪念性建筑和特别重的建筑构件,结构的设计使用年限,是指设计规定的结构或结构构件，不需要进行大修即可按其预定目的使用的时期。设计使用年限是房屋的地基基础和主体结构“合理使用年限”的具体化，实际上它与合理使用年限是等同的含义。,JGJ102-2003,条文说明第,12.1.1,条指出：,玻璃幕墙属于易于替换的结构件，玻璃幕墙设计使用年限属二类，其设计使用年限为,25,年。（第,5.1.6,条指出：除预埋件之外，其余幕墙构件的安全等级一般不会超过二级，设计使用年限一般考虑为,25,年。）,96,一、建筑幕墙导论,永久作用：,在设计基准期内，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计者。,如,:,自重、土压力、预应力等。,可变作用：,在设计基准期内，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略者。,如：风荷载、雪荷载、温度变化等。,偶然作用：,在设计基准期内不一定出现，而一旦出现，其量值很大且持续时间较短。,如：地震、龙卷风等。,建筑幕墙是建筑物的外围护构件，它要承受外界施加给它的各种作用。考虑作用在结构上随时间的变异性的持续性，可分成三个类别：,97,一、建筑幕墙导论,按极限状态方法设计建筑结构时，针对所要求的各种结构性能（如强度、刚度、抗裂度等），通常可以建立包括各种有关基本变量在内的关系式：,Z=g(S,、,R)=R-S,式中：,S,为结构的荷载效应，,R,为结构抗力。,当,Z,0,时，结构处于可靠状态。,当,Z,0,时，结构处于失效状态。,当,Z=0,时，结构处于极限状态。,建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行荷载（效应）组合，并取各自的最不利组合进行设计,建筑结构设计要解决的根本问题是，在结构的可靠与经济之间选择一种合理的平衡，力求以最经济的途径，使所建造的结构以适当的可靠度满足各种预定的功能要求。,98,一、建筑幕墙导论,风荷载,是作用于幕墙上的一种,主要直接作用,，它,垂直作用,于幕墙的表面上。,基本风压,系以当地比较空旷地面上离地,10m,高、统计所得的,50,年一遇,10min,平均最大风速,V0,（,m/s,）为标准确定的风压值。,自重,是沿幕墙或采光顶实际面积分布的垂直于地面的水平荷载，,建筑结构荷载规范,（,GB50009,）。,99,