CN103290961B - 吊挂玻璃幕墙结构及安装玻璃幕墙的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吊挂玻璃幕墙结构，包括复数块玻璃幕墙，所述玻璃幕墙的顶部吊设于上部建筑主体上，所述玻璃幕墙的底部固定于下部建筑主体；所述玻璃幕墙通过一紧固系统吊设于所述上部建筑主体，所述紧固系统包括一压迫组件和一紧固组件，通过所述压迫组件与玻璃幕墙的配合压迫所述紧固组件生成预应力进而紧固所述玻璃幕墙。在本发明的吊挂玻璃幕墙结构中，通过压迫组件与玻璃幕墙的配合一起压迫所述紧固组件生成预应力，玻璃幕墙成为了生成预应力的一主控制件，紧固组件选用的是弹性材料，其在外力作用下，材料内部即形成稳定的预应力并储存起来，与玻璃幕墙、压迫组件一起组成稳定的预应力体系。

Description

吊挂玻璃幕墙结构及安装玻璃幕墙的方法

技术领域

本发明涉及一种玻璃幕墙结构及安装玻璃幕墙的方法，尤指一种吊挂玻璃幕墙结构及安装玻璃幕墙的方法。

背景技术

吊挂式玻璃幕墙是玻璃面板与玻璃肋通过吊夹悬吊在建筑结构上组成的幕墙，其幕墙玻璃的重量主要由上部结构梁承载，因此幕墙玻璃自然垂直、板面平整、反射映像真实，更重要的是在地震或大风等冲击下，整幅玻璃可以在一定限度内作弹性变形，避免应力集中而造成玻璃破裂。

目前现行规范《国家建筑标准设计图集》J103-3“吊挂玻璃幕墙”部分中，有关玻璃的一种固定及安装方式大致简述如下：先在玻璃边缘根据设计要求开设通孔，然后将玻璃吊装到位，用夹具固定玻璃，周边辅以垫块或胶垫，再由工人对夹具实施螺栓紧固完成对玻璃的安装。

用此方式紧固玻璃：玻璃的吊挂点形成断面受力，势必为应力薄弱点，容易形成破坏性断面内应力，导致玻璃出现裂缝甚至爆裂、坠落等安全隐患；安装时不完全具备三维调节功能，当玻璃与构件等出现误差时易使玻璃产生扭曲，进而加剧玻璃吊挂点不均衡内应力的扩散直至引发危险；另外对夹具实施紧固时，螺栓的紧固力度控制要求较高，受工人经验及现场条件的影响较大，若操作不当也容易造成玻璃的应力集中；垫块或胶垫老化导致玻璃松动产生新的安全隐患等。

其他如国家标准《建筑幕墙》GB/T21086-2007、行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003等国家规范文件有关吊挂玻璃幕墙的安装方式相关章节中都有上述类似的表述。总而言之，上述规范中关于吊挂玻璃幕墙的安装方式及承载结构都有一定的缺陷，且没有针对性的解决措施与技术方案，因此相关安全隐患始终存在，也成为一直困扰相关技术人员的一大难题。

然而随着时代的进步，各行各业的专业技术都在不断更新，人们对玻璃幕墙的市场需求也是有增无减，可是能够有效提升玻璃幕墙安全性与便捷性的核心技术仍未解决，各类有关玻璃幕墙的安全事故还时有发生。针对此类严重影响产业升级，制约节能、环保、高效的现代化发展的问题，目前尚无比较合理的解决方式，而本发明填补了此领域的空白。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的缺陷，而提供一种吊挂玻璃幕墙结构。

本发明中的紧固系统是一种动态生成的、具有稳定预应力结构的紧固系统。

预应力[prestressingforce]一般是指材料制作中或其他物件形成过程中，预先对其在外荷载作用下的受拉区，使用相应的技术和工艺引入的压应力，预引的压应力构成材料或物件的预应力结构。在材料或物件中引入压应力，形成稳定的预应力结构的技术和工艺一般统称为预应力技术。拥有预应力结构的材料或物件一般称为预应力材料或预应力物件。

众所周知，材料或物件的预应力结构可以改善材料或物件的使用性能。材料或物件的使用性能一般是指其自身刚性的提高，自身抗震动性能的提升，自身弹性强度的增强，从而增加材料或物件的耐久性和在其使用过程中的安全性。

预应力技术古已有之，乃中国古人籍此改善生活用具性能，加固补偿劳作工具的一种工艺。如木桶套箍（引入预应力）可以耐久防漏等。最近五十年，随着预应力技术的不断突破，预应力结构在建筑等领域获得了极大的应用，而预应力材料也突破了高强度钢材等的制约，逐步向强度高、自重轻、弹性膜量大的聚碳纤维和聚酯纤维类等非金属型转变。

但遗憾的是，预应力材料或物件至今的大部分应用依然还局限于改善材料和物件自身的物理性能领域。作为预应力材料，其物理性能固然有显著加强，但其内置的稳定的预应力结构必有其应有使用的创新领域。

在外力的作用下，材料或物件中引入压应力的过程，一般称为材料或物件内置预应力的产生过程。一般而言，任何弹性材料，在外力的作用下，都可产生内置预应力，外力的作用过程，就是弹性材料内置预应力产生的过程。对弹性材料内置预应力产生的动态过程用外物实施控制，就形成材料或物件的内置预应力的稳定结构。

本发明使用弹性紧固组件，通过压迫组件产生外力对其引入压应力，并使用玻璃幕墙来控制压应力引入的动态过程，最后形成弹性材料和玻璃幕墙一体的稳定的预应力结构，从而完成和达到玻璃幕墙的紧固效果。由于弹性材料和玻璃幕墙拥有一体的稳定的预应力结构，整体的物理性能大大加强，从而玻璃幕墙紧固安装的牢固度、稳定度、安全度和便利度也大大加强。

本发明的目的是解决目前吊挂玻璃幕墙安装技术的不足，提供一种对弹性材料预应力动态产生过程的激发和控制，形成弹性材料和玻璃幕墙一体的稳定的预应力结构，从而完成和达到玻璃幕墙的紧固效果。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种吊挂玻璃幕墙结构，包括复数块玻璃幕墙，所述玻璃幕墙的顶部吊设于上部建筑主体上，所述玻璃幕墙的底部固定于下部建筑主体；所述玻璃幕墙通过一紧固系统吊设于所述上部建筑主体，所述紧固系统包括一压迫组件和一紧固组件，通过所述压迫组件与玻璃幕墙的配合压迫所述紧固组件生成预应力进而紧固所述玻璃幕墙。

本发明的进一步改进在于，所述紧固组件包括两个对称夹持于所述玻璃幕墙两侧的弓形臂，两弓形臂之间夹设形成一围合空间，所述弓形臂包括一第一力臂与一连接所述第一力臂的第二力臂，所述第一力臂与所述第二力臂的连接处形成一滑移端，所述第一力臂于远离所述第二力臂的一侧形成一受压端，所述第二力臂于远离所述第一力臂的一侧形成一紧固端，所述第一力臂的受压端接受所述压迫组件的压迫并配合所述玻璃幕墙驱使所述第一力臂与第二力臂生成预应力。

本发明的进一步改进在于，所述压迫组件包括一上压力块、一下压力块与一吊杆，所述上压力块设置于所述第一力臂的上侧并通过所述吊杆紧固于所述上部建筑主体，所述弓形臂的两滑移端抵靠于所述上压力块的下表面；所述下压力块设置于所述第一力臂的下侧，所述弓形臂的两受压端抵靠于所述下压力块的上表面，所述弓形臂的两紧固端抵靠于所述玻璃幕墙两侧面；

紧固所述上压力块与所述下压力块，所述下压力块压迫所述弓形臂的两受压端向所述上压力块方向位移，所述弓形臂的两滑移端于所述上压力块的下表面发生相互远离的位移，所述弓形臂的两紧固端受到所述玻璃幕墙的限位，从而驱使所述第一力臂与所述第二力臂生成预应力紧固所述玻璃幕墙。

本发明的进一步改进在于，通过螺栓紧固所述上压力块与所述下压力块，所述上压力块上开设有两通孔供所述螺栓贯穿；所述玻璃幕墙通过所述围合空间进行一第一方向与一第二方向的位置调整。

本发明的进一步改进在于，所述紧固端形成倒齿且所述紧固端与所述玻璃幕墙之间垫设有压片，所述压片的第一侧与所述玻璃幕墙紧固连接，所述压片的第二侧形成与所述紧固端倒齿配合的齿纹。

本发明的进一步改进在于，所述弓形臂的受压端之间通过一弧形变形区连接。

本发明的进一步改进在于，所述弓形臂的滑移端成圆弧面或斜面。

本发明的进一步改进在于，所述第二力臂的厚度自所述滑移端至所述紧固端形成一由厚至薄的渐变。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果是：

在本发明的吊挂玻璃幕墙结构中，通过压迫组件与玻璃幕墙的配合一起压迫所述紧固组件生成预应力，玻璃幕墙成为了生成预应力的一主控制件，紧固组件选用的是弹性材料，其在外力作用下，材料内部即形成稳定的预应力并储存起来，与玻璃幕墙、压迫组件一起组成稳定的预应力和预应力特征的紧固体系，其有益效果包括但不限于：

1.所述预应力结构受到外界影响时，其敏感性的缓冲作用也是相当明显的。比如，当玻璃幕墙或其他部件突然受到环境温度影响，由于材料本身的热冲击性能差而产生分布不均的内应力时；在安装过程中以及使用过程中，由于可能受到的外力撞击而产生分布不均的内应力时；因设计要求，在玻璃幕墙上安装多组紧固系统时，其内部也可能发生应力局部集中。此时整个预应力模块都可以通过弹性材料的形变大小来调节相应的预应力大小，以此对可能发生的不均衡内应力进行缓冲，从而很好地起到对玻璃幕墙乃至整个紧固系统的保护作用。

2.本发明在整个预应力紧固的实施过程中，都不会产生由于紧固对玻璃幕墙造成不规则的压迫和表面形变，避免了由于各构件的误差和玻璃幕墙本身的误差而可能导致的玻璃幕墙既有的平整度和自身均衡的内应力的破坏，大大增强了整个玻璃幕墙紧固系统的安全性和抵抗外力的能力。

3.本发明不再在玻璃边角处开设通孔，不会形成薄弱点、不会破坏玻璃原有的内应力平衡；吊挂件吊挂玻璃时，玻璃的自重和外力作用形成的钩挂力和扭力对玻璃不产生破坏性的断面内应力，有效保证了玻璃的安全性，同时施工更加便捷，且避免了因玻璃开孔等造成的返工及材料的报废等，更是对时间缩短及人工成本节约的显著贡献。

4.另外，本发明预应力紧固的实施过程是通过拧紧相关螺栓来压迫紧固组件而使其产生预应力，在具体操作时，通过前期的设计模块中对各个组件原材料的选择及几何形状的设计，后期工人只需将相关螺栓拧紧到位即可得到预设的紧固力，无须受到操作力度等不确定因素的影响，大大降低操作条件和技术要求。

附图说明

图1为本发明吊挂玻璃幕墙结构的整体结构示意图；

图2为图1的A区域局部放大图；

图3为本发明紧固组件立体示意图；

图4为图3中紧固组件的平面示意图；

图5为图1中玻璃幕墙与紧固系统的连接结构示意图；

图6为图5的分解图；

图7为图6中上压块的立体图；

图8为图6中下压块的立体图；

图9为图5中紧固组件的弧形变形区受压变形示意图；

图10为本发明紧固系统与玻璃幕墙紧固过程原理示意图；

图11为本发明分体式紧固组件立体图；

图12为本发明吊挂玻璃幕墙结构的压片结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

请参阅图1、2，本发明的一种吊挂玻璃幕墙结构，包括复数块玻璃幕墙2,玻璃幕墙2包括玻璃面板23和垂直于玻璃面板23的复数块玻璃肋板24，玻璃幕墙2的顶部吊设于上部建筑主体11上，玻璃幕墙2的底部通过结构胶固定于一镀锌槽钢22内，玻璃幕墙2与镀锌槽钢22之间垫设泡沫棒和垫块，玻璃幕墙2通过镀锌槽钢22底部连接一预埋件21固定于下部建筑主体12；玻璃幕墙2通过一紧固系统3吊设于上部建筑主体11，紧固系统3包括一压迫组件31和一紧固组件32，压迫组件31配合玻璃幕墙2压迫紧固组件32生成预应力进而紧固玻璃幕墙2。

请参阅图3、4，紧固组件32包括两个对称夹持于玻璃幕墙2两侧的弓形臂321，其材料应选用具有相当强度，同时兼具一定弹性与韧性的材料，如金属、工程塑料、高分子材料等；两弓形臂321之间夹设形成一围合空间320，弓形臂321包括一第一力臂3211与一连接第一力臂3211的第二力臂3212，第一力臂3211与第二力臂3212的连接处形成一滑移端3213，该滑移端3213成圆弧面或斜面可以在保证在滑移过程中产生的阻力更小；第一力臂3211于远离第二力臂3212的一侧形成一受压端3214，该受压端3214向下延伸形成有一旋转定位棱3216；第二力臂3212于远离第一力臂3211的一侧形成一紧固端3215，紧固端3215上结合有一压板3217，且压板3217与第二力臂3212的连接区域向内凹陷形成一压板位置调节区3219，通过该压板位置调节区3219可在紧固过程中实现压板3127微小的自身位置调节，以使其更平整地贴附玻璃幕墙2，第一力臂3211的受压端3214接受压迫组件31的压迫并配合玻璃幕墙2驱使第一力臂3211与第二力臂3212生成预应力。在本实施例中第一力臂3211为一短直臂，第二力臂3212为一弧形臂，且第二力臂3212的厚度自滑移端3213至紧固端3215形成一由厚至薄的渐变，该种结构可以保证整个弧形臂充分和均匀形变，不易折断；进一步的，根据实际安装的需要，两弓形臂321设置为分体式的（如图11所示），也可以如本实施例中所示在两受压端3214之间通过设置一弧形变形区3218进行连接，如图9所示，当第一力臂3211的受压端3214受压时，弧形变形区3218自弧形被压迫成为直线型，弧形结构的设计保证了其具有一定的延展空间;紧固组件32于两受压端3214及弧形变形区3218相互结合的区域贯穿设有两第一通孔3220。

请参阅图4-8，为便于描述现在该实施例中作以下定义：以玻璃幕墙2的通长延伸方向作为X轴方向，以玻璃幕墙2的厚度方向作为Y轴方向,以玻璃幕墙2的高度方向作为Z轴方向，且X轴垂直于所述Y轴，Z轴垂直于X轴与Y轴构成的平面。

压迫组件31包括一上压力块311、一下压力块312与一吊杆313，下压力块312的上表面中部沿X轴方向固设有两螺栓3121，上压力块311配合该螺栓3121开设有两第二通孔3111；进一步的，下压力块312的上表面中部沿X轴方向配合旋转定位棱3216设置了两条通长的旋转定位槽3122，该旋转定位槽3122的半径等于或略大于旋转定位棱3216的半径，这样当整个紧固系统3分别处于预紧固与紧固状态时，旋转定位棱3216可以有效地在旋转定位槽3122内定位与进行转动，两滑移端3213才会在上压力块311的下表面仅沿Y轴方向位移。

上压力块311设置于第一力臂3211的上侧并通过吊杆313紧固于上部建筑主体11，弓形臂321的两滑移端3213抵靠于上压力块311的下表面；下压力块312设置于第一力臂3211的下侧，弓形臂321的两受压端3214抵靠于下压力块312的上表面，弓形臂321的两紧固端3215抵靠于玻璃幕墙2两侧面；

通过螺栓3121紧固上压力块311与下压力块312，下压力块312压迫弓形臂321的两受压端3214向上压力块311方向位移，弓形臂321的两滑移端3213于上压力块311的下表面发生相互远离的位移，弓形臂321的两紧固端受到玻璃幕墙2的限位，从而驱使第一力臂3211与第二力臂3212生成预应力紧固玻璃幕墙2；玻璃幕墙2通过围合空间320进行X轴方向与Z轴方向的位置调整。紧固端3215形成倒齿且紧固端3215与玻璃幕墙2之间垫设有压片322，压片322的第一侧通过无影胶（UV胶）与玻璃幕墙2紧固连接，压片322的第二侧形成与紧固端3215倒齿配合的齿纹。

当装配玻璃幕墙2时，将上压力块311通过吊杆313吊设于上部建筑主体11上并置于第一力臂3211的上侧，弓形臂321的两滑移端3213抵靠于上压力块311的下表面，将下压力块312置于第一力臂3211的下侧，弓形臂321的两受压端3214抵靠于下压力块312的上表面，且使螺栓3121分别贯穿第一通孔3220及第二通孔3111，由此组装压迫组件31与玻璃幕墙2；然后将玻璃幕墙2的上端自两压板3217之间伸入围合空间320中，被玻璃幕墙2通过该围合空间320进行X轴方向与Z轴方向的位置调整，待玻璃幕墙2的位置调整到位后，通过一螺母来拧紧螺栓3121，沿Z轴方向紧固上压力块311与下压力块312至完成紧固。下面配合图10来进一步说明整个紧固过程的工作原理，弓形臂321的两受压端3214在下压力块312的压迫作用下沿Z轴方向向上位移，通过旋转定位棱3216与旋转定位槽3122的配合保证了受压端3214在移动过程中不发生X、Y轴方向上的偏移，两个弓形臂受压端3214之间的距离在紧固过程中是可控（不变）的，同时两滑移端3213抵靠于上压力块311的下表面沿Y轴方向发生相互远离的位移，而两紧固端3215沿Y轴方向发生相互靠近的位移直至抵靠于玻璃幕墙2的侧面，因此两紧固端3215的压板3217间的距离也是可控的，其在玻璃幕墙2上的紧固位置点也是可控的；进一步通过下压力块312压迫两受压端3214沿Z轴方向向上位移，进而驱使两滑移端3213沿Y轴方向继续远离，而两紧固端3215此时受到抵靠于玻璃幕墙2的侧面并由此受到限位，第一力臂3211及第二力臂3212由此发生形变并生成预应力，至此具有稳定预应力结构的紧固系统3达到紧固状态，被玻璃幕墙2获得紧固。同样的，当预应力需要解除时，只要将螺栓3121对应的螺母松开，弓形臂321的形变会恢复到之前未紧固状态，此时预应力自动消失，整个紧固系统3模块的部件都是可逆的、无损耗的和再次重复使用的，不仅节约了成本，同时也非常环保。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种吊挂玻璃幕墙结构，包括复数块玻璃幕墙，所述玻璃幕墙的顶部吊设于上部建筑主体上，所述玻璃幕墙的底部固定于下部建筑主体；其特征在于，所述玻璃幕墙通过一紧固系统吊设于所述上部建筑主体，所述紧固系统包括一压迫组件和一紧固组件，通过所述压迫组件与玻璃幕墙的配合压迫所述紧固组件生成预应力进而紧固所述玻璃幕墙；

所述紧固组件包括两个对称夹持于所述玻璃幕墙两侧的弓形臂，两弓形臂之间夹设形成一围合空间，所述弓形臂包括一第一力臂与一连接所述第一力臂的第二力臂，所述第一力臂与所述第二力臂的连接处形成一滑移端，所述第一力臂于远离所述第二力臂的一侧形成一受压端，所述第二力臂于远离所述第一力臂的一侧形成一紧固端，所述第一力臂的受压端接受所述压迫组件的压迫并配合所述玻璃幕墙驱使所述第一力臂与第二力臂生成预应力。

2.如权利要求1所述的吊挂玻璃幕墙结构，其特征在于所述压迫组件包括一上压力块、一下压力块与一吊杆，所述上压力块设置于所述第一力臂的上侧并通过所述吊杆紧固于所述上部建筑主体，所述弓形臂的两滑移端抵靠于所述上压力块的下表面；所述下压力块设置于所述第一力臂的下侧，所述弓形臂的两受压端抵靠于所述下压力块的上表面，所述弓形臂的两紧固端抵靠于所述玻璃幕墙两侧面；

紧固所述上压力块与所述下压力块，所述下压力块压迫所述弓形臂的两受压端向所述上压力块方向位移，所述弓形臂的两滑移端于所述上压力块的下表面发生相互远离的位移，所述弓形臂的两紧固端受到所述玻璃幕墙的限位，从而驱使所述第一力臂与所述第二力臂生成预应力紧固所述玻璃幕墙。

3.如权利要求2所述的吊挂玻璃幕墙结构，其特征在于通过螺栓紧固所述上压力块与所述下压力块，所述上压力块上开设有两通孔供所述螺栓贯穿；所述玻璃幕墙通过所述围合空间进行一第一方向与一第二方向的位置调整。

4.如权利要求1～3中任一项所述的吊挂玻璃幕墙结构，其特征在于：所述紧固端形成倒齿且所述紧固端与所述玻璃幕墙之间垫设有压片，所述压片的第一侧与所述玻璃幕墙紧固连接，所述压片的第二侧形成与所述紧固端倒齿配合的齿纹。

5.如权利要求1～3中任一项所述的吊挂玻璃幕墙结构，其特征在于：所述弓形臂的受压端之间通过一弧形变形区连接。

6.如权利要求1～3中任一项所述的吊挂玻璃幕墙结构，其特征在于：所述弓形臂的滑移端成圆弧面或斜面。

7.如权利要求1～3中任一项所述的吊挂玻璃幕墙结构，其特征在于所述第二力臂的厚度自所述滑移端至所述紧固端形成一由厚至薄的渐变。

8.一种应用权利要求1～3中任一项所述的吊挂玻璃幕墙的安装结构对玻璃幕墙进行安装的方法。