CN102121287B - 隐形连接复合板幕墙 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种建筑围护，具体涉及一种隐形连接复合板幕墙。所述复合板可以制成与建筑框架结构相同尺寸的超大单元板，板周边均布安装孔，主体结构上亦有与之相配合的孔，采用专门设计的沉头膨胀螺栓组，可使安装工作全部在外侧完成，并实现了幕墙连接件的隐形性；复合板和主体结构之间的弹性调节垫板(调整垫板)，可对主体结构的不平度作一定的调节补偿。本发明与玻璃幕墙相比，具有轻质高强、抗冲击、单板面积大、连接组件隐形、表面规整、色泽艳丽、安全可靠、寿命长、施工方便、性价比高等突出优点。本发明及其连接结构，可应用于景观构筑物、框架结构建筑的幕墙、围护以及其他类似的装饰领域，并具有广阔的应用前景。

Description

隐形连接复合板幕墙

技术领域

本发明属于一种建筑围护，具体涉及一种采用隐形连接结构的复合板幕墙。

背景技术

目前，建筑常用的围护材料一般分为二大类，一类是砌块或混凝土浇筑的墙体，另一类是各种玻璃幕墙。采用玻璃幕墙作为建筑物的围护具有很多优点，例如：较好的装饰性、良好的采光和透明性能，经特殊工艺制造的中空玻璃还具有较高的隔热、隔音和低辐射等节能、环保功能。尽管先进的制造工艺可以改变玻璃材料在性能上的一些不足，但作为无机材料的一些基本特性，比如抗冲击强度低、易破碎、传热系数高、密度大等，还是限制了玻璃幕墙的使用。这些性能上的不足在建筑工程上的反映就是：玻璃幕墙的单片面积小(最大单片面积≤7m²)、连接结构复杂、时有意外爆片事故发生等。

近年来，随着复合材料技术的不断发展，采用透光FRP(玻璃钢)板和蜂窝芯材制成的超大板面的透光型复合夹芯装饰板(以下简称：“复合板”)，单板面积可达50m²。这种板不仅重量轻、强度高、板面超大，隔热、隔音性能好、耐老化、使用寿命长，还具有良好的透光性和装饰性，完全具备制作幕墙围护材料的性能。同时其外表面可采用涂装法涂覆丰富的颜色，具有艳丽的外观，特别适用于制作具有特殊色彩和质感要求的巨型景观和标志性建筑的装饰、围护和幕墙。

综上所述，目前大量使用的玻璃幕墙，因材料的固有特性，存在着抗冲性能力低、易脆和密度大等不足，影响了其应用范围和使用寿命。而大板面复合板作为新型材料，虽然在性能上可以满足幕墙的使用要求，但由于结构设计、制造标准、连接方法、安装部件和施工方法等系统问题没有解决，尚未在建筑工程上应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有玻璃幕墙技术的不足，提供一种隐形连接结构的复合板幕墙。这种幕墙应具有超大单板面积、优异的综合力学性能、亮丽的表面色彩、良好的装饰性、安全可靠的结构和简便的安装方法，以满足现代建筑对幕墙功能和造型的多种不同要求。

本发明采用的技术方案是：

隐形连接复合板幕墙，包括沉头膨胀螺栓组、复合板和密封胶，其中：所述幕墙由若干块复合板组合拼装而成；所述复合板通过调节垫板和沉头膨胀螺栓组固定在主体结构上，相邻复合板的接缝处采用密封胶密封；所述复合板的四周边缘按等间距开有沉头安装孔，所述调节垫板采用高弹性合成橡胶制成并粘接在复合板内侧；在主体结构上与安装孔对应位置处设有钻孔，且钻孔直径与安装孔直径相同；所述沉头膨胀螺栓组由锥形螺母、沉头螺栓、膨胀套管、碗形垫组成，且均采用不锈钢制成，沉头膨胀螺栓组的碗形垫置于复合板的安装孔内。

如上所述隐形连接复合板幕墙，其中：所述复合板是采用透光型玻璃钢板作内、外蒙皮，玻璃钢或聚丙烯蜂窝板为芯材的透光型复合夹芯装饰板，其外表面涂敷有高耐候型彩色涂层。

如上所述隐形连接复合板幕墙，其中：所述复合板的规格与建筑物框架单元的尺寸相一致，面积≤55m²，厚度为10～120mm。

如上所述隐形连接复合板幕墙，其中：所述锥形螺母、膨胀套管的外径d₁小于安装孔的内径D，以使沉头膨胀螺栓组能够穿过复合板上的安装孔进入主体结构；所述沉头螺栓的螺杆部分采用变径结构，螺杆后段直径大于前端的螺纹外径，后段螺杆用于与膨胀套管相配合，前端螺纹用于与锥形螺母相配合。

如上所述隐形连接复合板幕墙，其中：采用下述安装工艺步骤：

a.校核复合板的轮廓尺寸及安装孔位置尺寸，并在复合板内表面的各安装孔位置处粘贴调节垫板；

b.在主体结构上，与复合板两个上边角部位安装孔相对应的位置钻出直径为D的孔；

c.起吊复合板至安装位置，装入并旋紧上边角部位的两组沉头膨胀螺栓组；

d.以复合板两个下边角的安装孔为模板，在主体结构上钻出直径为D的孔，装入并旋紧沉头膨胀螺栓组；

e.以复合板其余安装孔为模板，在主体结构上钻出直径D孔，装入沉头膨胀螺栓组，按对角线原则，由上、下和左、右二个对边中心的连接孔开始，逐步交替向两外侧推进，依次旋转紧固；

f.重复工艺步骤a～e，安装第二块复合板；

g.在相邻的两块复合板对接边的缝隙处灌注密封胶；

h.依次重复上述工艺步骤，直至整个幕墙施工完毕。

本发明的技术原理是：针对玻璃幕墙在性能上存在的不足，本发明采用了超大板面的复合板作为幕墙材料。这种板的强度高、抗冲击性能好、表观密度低、色彩艳丽，可以制造成与建筑框架单元尺寸相同的单元板；利用所述的沉头膨胀螺栓，可将复合板牢固地连接在主体结构框架上，实现了复合板幕墙的隐形连接。同时，这种结构可以在板外侧将沉头膨胀螺栓装入主体结构的安装孔内，从外部完成全部安装工作，简化了幕墙安装工艺。

本发明的有益效果是：所述隐形连接复合板幕墙采用了复合板，这种板材具有轻质高强、抗冲击、耐老化、外观艳丽和使用寿命长的优势，可以按框架单元的相同尺寸生产。采用超大板面的复合板使得幕墙更加简洁，提高了外立面的整体性，使建筑造型更具艺术感染力。

所述沉头膨胀螺栓组，在结构设计上保持了普通膨胀螺栓的使用方便、连接可靠的优点，并采用了沉头隐形螺帽、变径螺杆和碗形垫圈等设计，使得这种连接结构，能够从外部直接安装，改变了普通膨胀螺栓只能先装入主体构件的安装孔，然后才能安装围护板的装配顺序，可以从外部直接插入并旋紧沉头膨胀螺栓，减少了安装步骤和工作量；螺帽采用与板同色的涂装，则整个幕墙的外表面几乎不露安装痕迹，从而达到隐形连接的目的。

所述隐形连接复合板幕墙的安装工艺步骤，充分利用了复合板的力学特性，使用与建筑框架单元相同尺寸的面板，利用普通吊装工具起吊安装；在装配工艺上采用了：先将复合板用二个沉头膨胀螺栓组定位；然后利用复合板上的安装孔作为定位模板钻出其他安装孔，保证了钻孔位置的准确性；复合板内表面每个安装孔处设置的弹性调节垫板，可对幕墙外表面的平整度进行微调，以补偿框架的不平度；整个安装工作可以全部在幕墙外侧进行，从而极大地降低了幕墙的安装难度。

本发明采用了复合板作为幕墙围护材料，这种材料可以制成与建筑主体框架相同尺寸的超大单元面板，其周边均布安装孔，主体结构上亦有与之相配合的孔，采用专门设计的沉头膨胀螺栓组，可使幕墙的安装工作全部在外侧完成，并实现了幕墙连接件的隐形性；复合板和框架之间的弹性调节垫板，可对主体结构的不平度作一定的补偿调节。本发明与玻璃幕墙相比，具有轻质高强、抗冲击、单板面积大、连接组件隐形、表面规整、色泽艳丽、安全可靠、使用寿命长、施工方便、性价比高等突出优点。本发明及其连接结构，可以应用于景观构筑物、框架结构建筑的幕墙、围护以及其他类似的装饰领域，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例中塔形迎宾景观的示意图；

图2是本发明提供的隐形连接复合板幕墙的结构示意图；

图中，1.锥形螺母，2.沉头螺栓，3.膨胀套管，4.密封胶，5.碗形垫，6.复合板，7.粘结剂，8.调节垫板，9.主体结构，其中：D为主体结构上安装孔直径，D₁为复合板上安装沉头座的外径，d₁为锥形螺母和膨胀套管的外径，d为螺杆后段直径。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例一做进一步的说明。

如图1所示，本实施例提供的一种隐形连接复合板幕墙可用于一组塔形迎宾景观，该景观共7个单体，每个单体景观尺寸相同，其外观分别为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，寓意为“彩虹迎宾”。单个景观的主体尺寸为：6×1.5×28m(长×宽×高)，水平剖面整体呈矩形，其两侧边中心各截去0.6×0.6m方形，呈“凹字形”，构筑物主体为钢筋混凝土框架结构，共七层，造型设计要求外立面全部采用隐形连接复合板幕墙结构。

将塔形迎宾景观的正、背两个主立面均设计成7块相同尺寸的复合板6，外表面按造型的颜色要求喷涂高耐候性氟碳涂料，左右两个侧立面为凹形，为保证整体效果和便于连接，侧立面采用与主立面板等高的凹形复合板，其铺层结构及厚度与主立面复合板相同。每块凹形复合板在主立面的长度为0.5m，二侧相同。

本实施例的隐形连接复合板幕墙由多块复合板6经密封胶4组合拼装，复合板6通过调节垫板8和沉头膨胀螺栓组固定在主体结构9上；所述复合板6的四周边缘开有等间距的沉头安装孔，孔内装有碗形垫5；所述调节垫板8粘接在复合板6内侧，即与主体结构9接触的一侧，调节垫板8采用高弹性合成橡胶制成，粘接调节垫板8和复合板6的粘结剂7可采用氯丁橡胶粘结剂；在主体结构9上，与复合板6安装孔对应位置处，开有与安装孔的小口直径D相同的钻孔；安装孔和钻孔用于安装螺钉，螺钉由沉头螺栓2、位于沉头螺栓2端部的锥形螺母1和套在沉头螺栓2中部的膨胀套管3组成，螺钉和碗形垫5均采用不锈钢制成，共同组成沉头膨胀螺栓组；复合板6通过沉头膨胀螺栓组与主体结构9牢固连接；相邻的两块复合板6的连接处采用密封胶4密封。

本实施例使用的沉头膨胀螺栓组的锥形螺母1、膨胀套管3的外径d₁＝20_-0.1mm，略小于安装孔的内径D，以使沉头膨胀螺栓组能够顺利地穿过复合板6上的安装孔进入主体结构9；沉头螺栓2的螺杆部分采用变径结构，螺杆后段螺杆直径较大，用于与膨胀套管3相配合；前端螺纹外径较小，用于与锥形螺母2相配合，碗形垫5与沉头螺杆及膨胀套管配合，，构成螺栓组；碗形垫5的外部与复合板上的沉头安装孔配合。

复合板6是采用透光型FRP(玻璃钢)板作内、外蒙皮，FRP或PP(聚丙烯)蜂窝板为芯材的透光型复合夹芯装饰板(简称“复合板”)，复合板6的规格与建筑物框架单元的尺寸相一致，例如本实施例中设计单板尺寸5×4m(宽×高)，面积20m²，板厚28mm，铺层设计为外蒙皮(4mm)+FRP蜂窝(20mm)+内蒙皮(4mm)，采用接触模具成型，单板重量约为302kg(15.1kg/m²)，其外表面涂敷有按造型设计规定颜色的高耐候型氟碳涂料层；复合板上安装孔的孔间距≤600mm，安装孔直径D＝20^+0.5mm，每块板共计32个安装孔。

隐形连接复合板幕墙的安装步骤如下：

a.校核复合板6的轮廓尺寸及安装孔位置尺寸，并在复合板6内表面的各安装孔位置处粘贴调节垫板8，本实施例的调节垫板8采用高弹性合成橡胶制成，尺寸为80×80×10mm，中间孔直径D，调节垫板与复合板之间采用氯丁橡胶粘结剂7。

b.在主体结构9上，与复合板6两个上边角部位安装孔相对应的位置钻出直径为D的孔。

c.起吊复合板6至安装位置，装入并旋紧上边角部位的两组沉头膨胀螺栓组。

d.以复合板6的两个下边角的安装孔为模板，在主体结构9上钻出直径为D的孔，装入并旋紧沉头膨胀螺栓组。

e.以复合板6其余的安装孔为模板，在主体结构9上钻出直径D孔，装入沉头膨胀螺栓组，按“对角线”原则由上、下和左、右二个对边中心的连接孔开始，逐步交替向两外侧推进，依次旋转紧固。

f.重复工艺步骤a～e，安装第二块复合板6，侧立面安装凹形复合板，安装方法与复合板6相同，其一并从上至下(或从下至上，视施工方便而定)逐层安装。本实施例采用的凹形复合板的外形与主体结构的侧立面相吻合，其截面铺层结构与所述复合板6的铺层结构相同。

g.在相邻的两块复合板6、复合板6与凹形复合板之间相互连接边的缝隙处灌注密封胶4。

h.依次重复上述工艺步骤，直至整个幕墙施工完毕。

Claims (5)

1.隐形连接复合板幕墙，包括沉头膨胀螺栓组、复合板(6)和密封胶(4)，其特征为：所述幕墙由若干块复合板(6)组合拼装而成；所述复合板(6)通过调节垫板(8)和沉头膨胀螺栓组固定在主体结构(9)上，相邻复合板(6)的接缝处采用密封胶(4)密封；所述复合板(6)的四周边缘按等间距开有沉头安装孔，所述调节垫板(8)采用高弹性合成橡胶制成并粘接在复合板(6)内侧；在主体结构(9)上与安装孔对应位置处设有钻孔，且钻孔直径与安装孔直径相同；所述沉头膨胀螺栓组由锥形螺母(1)、沉头螺栓(2)、膨胀套管(3)、碗形垫(5)组成，且均采用不锈钢制成，沉头膨胀螺栓组的碗形垫(5)置于复合板(6)的安装孔内。

2.根据权利要求1所述隐形连接复合板幕墙，其特征为：所述复合板(6)是采用透光型玻璃钢板作内、外蒙皮，玻璃钢或聚丙烯蜂窝板为芯材的透光型复合夹芯装饰板，其外表面涂敷有高耐候型彩色涂层。

3.根据权利要求1所述隐形连接复合板幕墙，其特征为：所述复合板(6)的规格与建筑物框架单元的尺寸相一致，面积≤55m²，厚度为10～120mm。

4.根据权利要求1所述隐形连接复合板幕墙，其特征为：所述锥形螺母(1)、膨胀套管(3)的外径d₁小于安装孔的内径D，以使沉头膨胀螺栓组能够穿过复合板(6)上的安装孔进入主体结构(9)；所述沉头螺栓(2)的螺杆部分采用变径结构，螺杆后段直径大于前端的螺纹外径，后段螺杆用于与膨胀套管(3)相配合，前端螺纹用于与锥形螺母(1)相配合。

5.根据权利要求4所述隐形连接复合板幕墙，其特征为：采用下述安装工艺步骤：

a.校核复合板(6)的轮廓尺寸及安装孔位置尺寸，并在复合板(6)内表面的各安装孔位置处粘贴调节垫板(8)；

b.在主体结构(9)上，与复合板(6)两个上边角部位安装孔相对应的位置钻出直径为D的孔；

c.起吊复合板(6)至安装位置，装入并旋紧上边角部位的两组沉头膨胀螺栓组；

d.以复合板(6)两个下边角的安装孔为模板，在主体结构(9)上钻出直径为D的孔，装入并旋紧沉头膨胀螺栓组；

e.以复合板(6)其余安装孔为模板，在主体结构(9)上钻出直径D孔，装入沉头膨胀螺栓组，按对角线原则，由上、下和左、右二个对边中心的连接孔开始，逐步交替向两外侧推进，依次旋转紧固；

f.重复工艺步骤a～e，安装第二块复合板(6)；

g.在相邻的两块复合板(6)对接边的缝隙处灌注密封胶(4)；

h.依次重复上述工艺步骤，直至整个幕墙施工完毕。

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