探索幕墙设计：隐框、明框、半隐与挂式幕墙的全面解析与连接技术

点上方“幕墙易”关注幕墙前沿，顺带听听过去的CD 。

一、框架式幕墙结构分析与介绍：

1.隐框幕墙

2.明框幕墙

3.半隐幕墙

4.挂式（小单元）幕墙

5.横挂竖压式框架幕墙

6.干法幕墙

二、框架式幕墙的连接：

1.框架与主体结构的连接

①埋件

②转接件（开长条孔，实现幕墙三维调整，如下图）

奥氏体（A）不可淬硬，耐腐蚀。

③螺栓（不锈钢M12X110）马氏体（C）可淬硬。

铁素体（F）不可淬硬，耐腐蚀。（不锈铁）

幕墙使用的其他不锈钢材料为奥氏体不锈钢 AISI304 和 AISI316，且含镍量≥8%。

框之间的转接情况如下：竖框伸缩缝大于等于 15 ，插芯长度大于等于 250 时可采用铝合金插芯。插芯与框之间配合紧密，能够利用螺钉（通常借用连接转接件的螺栓）进行限位，具体情况如图所示。

顶底连接时，需要保证框端面与结构之间的间隙大于等于 50。为了避免螺栓（钉）露出封修范围，可以采用前后打钉的方式（如图所示）。

梁形式有单跨梁、双跨梁以及等跨铰接梁。等跨铰接梁的跨距相等，且跨数在 5 跨以上，此时需要校核 5 跨以上的情况。在这种梁中，最大弯矩出现在第一跨，最大剪力应力在第 1 支座，而 0 支座的剪力应力最小。（如图）

2.横竖框的连接（如图）

①角片插接（结构简单，防止横框受剪，成本低，但安装不便）

角片螺接的结构较为复杂，它能够防止横框受剪，并且安装起来比较方便，不过其成本较高。

专用件用于连接，其结构较为复杂，这样能防止横框受剪，并且安装起来十分方便，不过成本相对较高。

横竖框进行搭接，这种结构较为简单，横框会穿入竖框铣开的口中，不过也需要用横框插销来连接，在交口处从内部看的效果比较差。

3.面材的连接（如图）

隐框幕墙采用结构胶将玻璃与副框进行粘接，副框以及横竖龙骨通过压板压紧，压板间距为 300 到 350 且需进行计算，压板长度为 50mm，宽度为 45mm。

明框幕墙中，穿入或压入压板的胶条能够与横竖龙骨胶条一起，将玻璃板块夹紧。

半隐幕墙是明框与隐框的结合。为了让隐框方向的胶条达到二道，同时使明框胶条交圈密封，隐框方向的框材需要长一些。

两肋的存在使框材宽度增加，然而其副框因无须组角可设计为开腔，这样宽度又能减小约 16mm 。

所以能够保证竖框的尺寸为 60。此外，隐框部分前端的胶条只是起到装饰的作用，而不是密封胶条。

④干法隐框幕墙（通过锁钩和摩擦衬片连接副框和竖框。）

开启的连接方式有明框、隐框、半隐、隐藏式开启和铰链式开启（如图所示）。干法隐框幕墙的开启无专用边框，因此采用铰链式开启。由于没有使用边框和扇框，开启处不会出现约 45mm 的大黑边，内外视觉效果极佳。

三、框架式幕墙结构分析：（由里向外）

1.埋件

槽埋---（长度300mm--//）

锚筋的排数不多于 4 排，通常不少于 4 根。同时，锚筋也可以是 2 根，但此时必须植于两转接件的中心。

②锚筋直径（D）不小于Φ8，不大于Φ25。

③锚筋长度大于10*D，受剪锚筋大于30*D。

锚筋有不同分类：其中Ⅰ级锚筋为 Q235 圆钢以及平板；Ⅱ级锚筋是 20MnSi 螺纹钢；Ⅲ级锚筋则是 20MnSiV 螺纹钢。

使用 HPB235 时，锚筋的前端需要弯成 180°的弯钩，并且这个弯钩的长度要大于 3 倍的 D。

⑥锚板厚度大于0.6*D，一般尺寸200*300。

为避免现场动火，且防止焊渣飞溅，转接件及其垫片适宜使用锯齿板（45·X1mm），同时需满足其他要求。

幕墙主要材料参数

材料（代号）

密度(KG/M3)

线膨胀系数(/℃)

强度 (Mpa) （抗拉，抗弯）

抗剪强度(Mpa)

备注

Q235

7.85*103

1.2*10-5

215

0.58倍

抗剪≈（0.5~0.8）抗弯

不锈钢板

≈7.95*103

1.8*10-5

0.58倍

ρ304=7.93*103 316=7.98*103

6063AT6

2.8*103

2.35*10-5

147.7 （δ≤10）

0.58倍

计算书铝合金密度2.7*103

3003H44

2.8*103

2.35*10-5

81 （计算书）

0.58倍

铝单板

铝朔复合板

≤4.0*10-5

70 （δ=4）

0.58倍

ρδ4.0=1.38*103 δ6.0=1.23*103

蜂窝铝板

2.4*10-5

10.5 （δ=20）

0.58倍

ρδ10=0.53*103 δ20=0.37*103

普通玻璃

2.56*103

0.8~1.0*105

28（玻璃强度设计值）

钢化玻璃强度84MPa

石材

2.8*103

0.8*10-5

弯曲强度最低值8.0MPa

2.型材

钢材为 Q235—A3 钢，是中板，属于普低钢，其屈服极限为 235MPa。

焊接结构要求含碳量需≤2.0%。然而，A级 Q235 钢在交货时，厂家无需提供钢材含碳量参数，对于该钢能否用于焊接，厂家没有保证的义务。所以，幕墙用钢材必须使用 B 级 Q235，不能使用 A 级 Q235。

耐候钢是加入了 Cu、P、Cr、Ni 的钢材，高耐候钢相对于可焊耐候钢而言耐腐蚀性更高，铜磷钢指的是含有 Cu、P 的钢，铜磷镍铬钢则是含有 Cu、P、Ni、Cr 的钢。

铝合金型材中，竖龙骨开口型材的壁厚要大于等于 3.0mm，闭口型材的壁厚要大于等于 2.5mm，主受力型材的壁厚要大于等于 3.0mm。

横龙骨的跨度如果大于 1.2M，那么其壁厚需≥2.5mm；如果跨度小于 1.2M，那么其壁厚需≥2.0mm，并且是主龙骨。

③表面处理钢材

无机富锌（涂料）

热浸镀锌

阳极氧化15（平均厚度μm）12（局部厚度μm）

阳极氧化10（平均厚度μm）8（局部厚度μm）

铝材电泳喷涂漆膜≥7（局部厚度μm）

复合膜≥16（局部厚度μm）

粉末喷涂40≥t≥120（局部厚度μm）

氟碳喷涂t≥40（局部厚度μm）t≥34（局部厚度μm）

氟碳喷涂采用三涂两烤的工艺，包括底漆、清漆和面漆，其涂层厚度 t 大于等于 35μm。

钢材进行氟碳喷涂（或聚氨酯漆）时，有这样的要求：涂膜的厚度 t 要大于等于 35μm；如果是在沿海地区或者空气污染严重的地区，那么涂膜的厚度 t 要大于等于 45μm。

6063AT6 这个数字中，第一个 6 代表铝合金组别。它表示的是一种以硅和镁为主要合金元素，以 Mg2Si 为强化相的铝合金。

T—--铝合金的细分状态；

T后数字----铝合金的基本处理程序；

T5 经过高温冷却成型后，再进行人工时效处理。与 T6 相比，它的脆性较低，塑性较好，适合用于穿条工艺的断热型材。

T6 经过固溶热处理后，进行人工时效，之后不再进行冷加工（不过可以进行矫直等操作），其强度较高，但是脆性较大，不能用于穿条工艺。

3.胶条 回弹性 耐磨性 耐碱性 耐油性 耐老化

氯丁橡胶 CR 中 中 好 好 好

三元乙丙 EPDM 中 中 好 差 好

硅橡胶 差 差 好 差

幕墙常用工程材料代号简介（如下表）

胶条槽口尺寸有不同的安装方式及举例：压入式，其安装方便且密封效果好；穿入式；嵌入式（可参考如图所示）

4.结构胶

胶的厚度要大于等于 6mm；胶的宽度要大于等于 7mm 并且小于等于厚度的 2 倍；在进行结构胶设计时要注意相关问题（如图所示）。

为避免结构胶受剪，需要设置长度为 100mm 的玻璃托板，并且每个板块至少要有 2 块，同时所使用垫块的厚度要大于或等于 5mm。

结构胶质量要求包括剥离实验和相容性试验；对于双组份结构胶，还需要进行混匀性蝴蝶试验以及拉断试验。

5.密封胶

丁基热溶胶用于中空玻璃的第一道密封。它的密封效果是最好的。然而，它的粘接强度比较低。

聚硫胶用于中空玻璃的第二道密封。它耐紫外线性较差，并且与硅酮胶不相容，所以不可用于隐框、半隐框幕墙。

硅酮密封胶----（耐侯胶）

胶的厚度要大于等于 3.5 毫米；胶的宽度要大于等于 10 毫米，并且最好大于等于厚度的 2 倍，不能进行三面粘接。（如图所示）

硅酮胶代号：

A----酸性

B----中性

G----镶装玻璃用

F----建筑接缝用

7. 断热条

明框断热，铝合金门窗断热。常用断热条样式（如图）。

穿条工艺需使用 PA66GF25（聚酰胺 66 加玻璃纤维 25），而不能使用 PVC，因为 PVC 与铝合金的线膨胀系数相差较大，在温度变化时容易导致型材变形。

浇注工艺应使用PUR（聚氨基甲酸乙酯）材料断热条；

明框幕墙易形成冷桥，必须考虑型材断热。

8.玻璃

平板玻璃----（普通玻璃）拉引方法；

浮法玻璃----熔化的玻璃浮于锡床；

钢化玻璃是将平板玻璃或浮法玻璃均匀加热到 620℃，使其轻度软化，然后用空气急冷，以此来提高强度。不过，玻璃中的硫化镍容易导致钢化。

玻璃会自爆，目前通常采用热浸法（均置处理）。这种方法是将钢化玻璃加热到 290℃，然后进行热浸处理，时间要在 8 小时以上，从而使玻璃自动引爆。

热反射镀膜玻璃，也就是阳光控制镀膜玻璃，它具有以下特性：能够透过可见光，同时可以反射红外线，并且还能吸收紫外线。

在线热喷涂法（即在线高温热解沉积法），其膜层强度较高，玻璃能够再次进行弯弧操作，为确保热

按加工膜时间分类化学性能必须增厚膜层，但降低了透光率。

离线—真空磁溅射法，其热化学性能较为良好。然而，这种方法所形成的膜层强度偏低，所以只能将其加工成中空玻璃来使用。

LOW-E 玻璃（低辐射镀膜玻璃）镀有多层膜系，这些膜系由银、铜、锡等金属及其化合物组成。其特性包括：具有高透射率，并且能对红外线进行高反射。

射率，但膜层强度较差。

U 值指的是玻璃的绝热性能。在一些国家，会使用 K 值。U 值越低，玻璃的绝热性就越好，其单位是 W/M2*K。

另外，U 值和玻璃的辐射率是相对应的。U 值越低的话，辐射率也就越低。比如白玻璃的辐射率是 0.83，而黑体的辐射率则不同。

辐射率为1，即辐射率越低，材料的绝热性能越好）。

R值—热传导系数（R=1/K）

膜层方向如下：在北方，膜层适合用于第三面，这样能让热量单向流向室内；而在中、低纬度地区，膜层适合用于第二面。

层----这则是利用镀膜玻璃的低辐射率性能。

防火玻璃是铯钾玻璃，其中高强度铯钾玻璃的耐火时间能够达到 90 分钟。

单片玻璃的一般规格有 2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、15mm、19mm。

中空玻璃中间有气体层。外片玻璃的挠度需按加大 10%的载荷来设计。计算书已考虑到这一情况。

夹胶玻璃和钢化玻璃被统称为安全玻璃。通常会使用 PVB 胶片，其中有高温高压粘合的干法，而湿法技术还不成熟，不应被采用。这种胶片不耐紫外线，不能外露，一般需要使用玻璃扣盖。并且在将其加工成镀膜玻璃用于玻璃幕墙时，胶片层不宜与膜层结合，以防导致传热系数升高，保温效果变差。

四、其他框架式幕墙结构分析与介绍：

1、玻璃挑边≤150mm；

幕墙玻璃表面与建筑内装饰物之间的间隙≥5mm，幕墙玻璃表面与建筑外装饰物之间的间隙≥5mm；并且要保证土建偏差为 30mm。

边封修时，室内部分适宜使用硅酸钙板。如果使用铝单板，那么可以使用挤压角片。（如图）

五、主要材料厂家----推荐

1、石材----福建凤山石材集团、5、断热条—泰诺风

山东金都大鹏石材有限公司、6、密封胶—郑州中原

福建省水头康利石材有限公司。广州白云

2、玻璃----上海耀华皮尔金顿玻璃股份有限公司、杭州之江

中国南玻科技控股股份有限公司。美国GE

铝单板是沈阳博林特金属喷涂有限公司的产品；胶条是沈阳海慧的产品。

常州后肖宇虹幕墙有限公司。

4、铝型材--渤海铝业有限公司、

亚洲铝厂的产品。

六、挂式小单元及阶梯小单元幕墙：

图片来源于网络

Continue……

Let's do it now!

志存高远 易见未来！

当幕墙遇上人工智能，当你遇上幕墙易，

Let's do it now!