CN105507469B - 一种能适应任意曲面的弧形单元式幕墙系统及其安装方法 - Google Patents

Abstract

一种能适应任意曲面的弧形单元式幕墙系统及其安装方法，它包括若干幕墙单元，各幕墙单元包括两侧的公立柱、母立柱，以及顶横梁、底横梁、中横梁；该中横梁与该顶横梁之间设有内凹的第一弯弧玻璃板，该中横梁与该底横梁之间设有内凹的第二弯弧玻璃板；该顶横梁、底横梁和中横梁靠近该第一弯弧玻璃板的一端均设有竖向的卡槽，该卡槽内卡扣有副框连接件；该顶横梁、底横梁和中横梁分别连接顶副框、底副框和中副框；该顶副框、底副框和中副框的固定部内凹的弧度与该第一弯弧玻璃板内凹的弧度相对应；该第一弯弧玻璃板的底部设有第一托片，该第二弯弧玻璃板的底部设有第二托片。安装时，只需将副框拉弯即可实现弧形单元式幕墙的效果。

Description

一种能适应任意曲面的弧形单元式幕墙系统及其安装方法

技术领域

本发明涉及建筑幕墙技术领域，特别是一种能适应任意曲面的弧形单元式幕墙系统及其新型工艺。

背景技术

现有的曲面弧形建筑的外幕墙多采用折线拟合，玻璃热弯加整体型材拉弯两种方法来实现。

折线拟合法，就是用平板玻璃单元体来拟合幕墙圆弧面，成本不高，但是曲面效果不理想，制出来的曲面幕墙棱角分明，曲面效果不理想，不能很好地实现建筑师的曲面意图。圆弧半径变化多时，需要增加单元体插接立柱的模具数量来适应折线角度，成本会有所增加。

玻璃热弯加整体型材拉弯法，就是把单元体玻璃在工厂高温条件下弯折成曲面幕墙所需的形状，同时整体铝合金龙骨或者钢龙骨也拉弯成相应弧状，用上述部件在工厂加工成弧形的单元板块。其优点是幕墙圆弧面整体外形流畅美观，不足之处就是型材的拉弯变形不可控，报废比例比较严重，以及额外的物流成本，从而整体型材拉弯法成本较高。

因此，现有的曲面弧形建筑的外幕墙的结构和安装工艺需要进一步的改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种能适应任意曲面的弧形单元式幕墙系统，其采用仅拉弯玻璃副框来贴合弯弧玻璃板形成曲面弧形建筑效果，可以减少型材的拉弯数量，降低型材拉弯成本，有效提高横梁的弧形精度，可以保证室内横梁与玻璃高贴合度的外观。

本发明的另一目的是提供一种能适应任意曲面的弧形单元式幕墙系统的安装工艺，其加工方便，成本低廉，可以提高型材加工效率，达到项目加工生产进度质量可控，较好地提高社会经济效益。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种能适应任意曲面的弧形单元式幕墙系统，它包括若干幕墙单元，各幕墙单元包括两侧的公立柱、母立柱，相邻幕墙单元的公立柱和母立柱可以插接；该公、母立柱上下两端之间分别连接顶横梁及底横梁，该公、母立柱中部之间连接中横梁；该中横梁与该顶横梁之间设有内凹的第一弯弧玻璃板，该中横梁与该底横梁之间设有内凹的第二弯弧玻璃板；

上下相邻的顶横梁和底横梁插接在一起，该顶横梁、底横梁和中横梁靠近该第一弯弧玻璃板、第二弯弧玻璃板的一端均设有竖向的卡槽，该卡槽内卡扣有副框连接件；该副框连接件具有竖直的竖板和水平的两个横板，该竖板卡扣在该卡槽内并用螺钉固定，两个横板之间具有连接空间；该顶横梁、底横梁和中横梁对应的连接空间内分别连接顶副框、底副框和中副框；该顶副框、底副框和中副框的截面均呈T型，具有固定部和连接部；该连接部位于对应的连接空间内并通过螺栓固定，该固定部内凹的弧度与该第一弯弧玻璃板、第二弯弧玻璃板内凹的弧度相对应；

该第一弯弧玻璃板的上下两侧分别与该顶副框和中副框的固定部通过结构胶固定，该第二弯弧玻璃板的上下两侧分别与该中副框和底副框的固定部通过结构胶固定；该第一弯弧玻璃板、该第二弯弧玻璃板的左右两侧分别与该公立柱、母立柱通过结构胶固定连接；该第一弯弧玻璃板的底部设有第一托片，该第一托片的内侧与该中副框的固定部固定连接；该第二弯弧玻璃板的底部设有第二托片，该第二托片的内侧与该底副框的固定部固定连接。

所述顶横梁的底面向所述第一弯弧玻璃板延伸设有顶挡板，所述底横梁的顶面向所述第二弯弧玻璃板延伸设有底挡板，所述中横梁的上下端面均向所述第一弯弧玻璃板方向设有可拆卸的水平挡板；该顶挡板、底挡板和水平挡板的外端向内凹的弧度与所述第一弯弧玻璃板、第二弯弧玻璃板内凹的弧度相对应。

所述顶挡板与所述第一弯弧玻璃板之间、所述底挡板与所述第二弯弧玻璃板之间、位于上方的所述水平挡板与所述第一弯弧玻璃板之间、位于下方的所述水平挡板与所述第二弯弧玻璃板之间均设有胶条。

所述副框连接件位于靠近所述公立柱、母立柱的位置，所述公立柱、母立柱之间的位置设有一个或多个所述副框连接件。

所述公立柱、母立柱底端对应所述底横梁处固定设有U型的夹板，所述底横梁两端的副框连接件的横板位于该夹板的槽口内并通过螺栓固定。

一种上述的能适应任意曲面的弧形单元式幕墙系统的安装方法，包括下列步骤：

(1)将所述顶副框、底副框和中副框拉弯为对应所述第一弯弧玻璃板、第二弯弧玻璃板的弧度；

(2)编写数控机床程序，设定铣刀运动轨迹与所述第一弯弧玻璃板弧度一致，固定顶横梁在数控机床上，用铣刀将顶挡板铣成所需的圆弧断面；

(3)重复步骤(2)，分别将中横梁的水平挡板、底挡板铣成所需的圆弧断面；

(4)将拉弯后的顶副框、底副框和中副框的连接部置入对应的副框连接件的连接空间内并用螺栓固定，底横梁两端位置的副框连接件用自攻钉固定在U型的夹板的槽口内，将组合好的副框连接件扣入对应的所述顶横梁、底横梁和中横梁的卡槽中；

(5)用自攻钉将顶横梁、底横梁、中横梁的两端与所述公、母立柱固定，用自攻钉将U型的夹板与所述公、母立柱固定；

(6)将顶挡板、底挡板、水平挡板与所述第一弯弧玻璃板、所述第二弯弧玻璃板之间的间隙贴双面贴打胶密封，放置密封胶条；

(7)将玻璃托片安装在底副框和中副框上，扣上第一弯弧玻璃板、所述第二弯弧玻璃板，在第一弯弧玻璃板与顶副框、中副框之间、在第二弯弧玻璃板与中副框、底副框之间施打结构胶；

(8)固定玻璃护边胶条，在第一弯弧玻璃板、第二弯弧玻璃板与玻璃护边胶条间施打密封胶。

本发明的有益效果是：本发明能适应任意曲面的弧形单元式幕墙系统，其采用仅拉弯玻璃副框来贴合弯弧玻璃板形成曲面弧形建筑效果，可以减少型材的拉弯数量，降低型材拉弯成本，有效提高横梁的弧形精度，可以保证室内横梁与玻璃高贴合度的外观。本发明能适应任意曲面的弧形单元式幕墙系统的安装工艺，其加工方便，成本低廉，可以提高型材加工效率，达到项目加工生产进度质量可控，较好地提高社会经济效益。

附图说明

图1为本发明幕墙单元之间公母立柱插接的节点图。

图2为本发明顶横梁和底横梁插接的节点图。

图3为本发明中横梁的节点图。

图4为本发明底横梁处的水平剖面图。

图5为本发明顶横梁处的水平剖面图。

图6为本发明中横梁处的水平剖面图。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例与附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-图3所示，本发明提供一种能适应任意曲面的弧形单元式幕墙系统，它包括若干幕墙单元，各幕墙单元上下左右连接形成幕墙。各幕墙单元包括两侧的公立柱1、母立柱2，相邻幕墙单元的公立柱1和母立柱2可以插接。该公、母立柱上下两端之间分别连接顶横梁3及底横梁4，该公、母立柱中部之间连接中横梁5。该中横梁5与该顶横梁3之间设有内凹的第一弯弧玻璃板6，该中横梁5与该底横梁4之间设有内凹的第二弯弧玻璃板7。

上下相邻的顶横梁3和底横梁4插接在一起，该顶横梁3、底横梁4和中横梁5靠近该第一弯弧玻璃板6、第二弯弧玻璃板7的一端均设有竖向的卡槽8，该卡槽8内卡扣有副框连接件9。该副框连接件9具有竖直的竖板91和水平的两个横板92，该竖板卡扣在该卡槽8内并用螺钉固定，两个横板之间具有连接空间93。该顶横梁3、底横梁4和中横梁5对应的连接空间内分别连接顶副框10、底副框11和中副框12。该顶副框10、底副框11和中副框12的截面均呈T型，具有固定部和连接部。该连接部位于对应的连接空间93内并通过螺栓固定，该固定部内凹的弧度与该第一弯弧玻璃板6、第二弯弧玻璃板7内凹的弧度相对应。

该第一弯弧玻璃板6的上下两侧分别与该顶副框10和中副框12的固定部通过结构胶固定，该第二弯弧玻璃板7的上下两侧分别与该中副框12和底副框11的固定部通过结构胶固定。该第一弯弧玻璃板6、该第二弯弧玻璃板7的左右两侧分别与该公立柱1、母立柱2通过结构胶固定连接。该第一弯弧玻璃板6的底部设有第一托片61，该第一托片61的内侧与该中副框12的固定部固定连接。该第二弯弧玻璃板7的底部设有第二托片71，该第二托片71的内侧与该底副框11的固定部固定连接。

该顶横梁3的底面向该第一弯弧玻璃板6延伸设有顶挡板31，该底横梁4的顶面向该第二弯弧玻璃板7延伸设有底挡板41，该中横梁5的上下端面均向该第一弯弧玻璃板6、该第二弯弧玻璃板7方向设有可拆卸的水平挡板51。该顶挡板31、底挡板41和水平挡板51的外端向内凹的弧度与该第一弯弧玻璃板6、第二弯弧玻璃板7内凹的弧度相对应。

该顶挡板31与该第一弯弧玻璃板6之间、该底挡板41与该第二弯弧玻璃板7之间、位于上方的该水平挡板51与该第一弯弧玻璃板6之间、位于下方的该水平挡板51与该第二弯弧玻璃板7之间均设有胶条。

如图4-图6所示，该副框连接件9位于靠近该公立柱1、母立柱2的位置；该公立柱1、母立柱2之间的位置设有一个或多个该副框连接件9，个数根据横梁的跨度确定。

该公立柱1、母立柱2底端对应该底横梁4处固定设有U型的夹板13，该底横梁4两端的副框连接件9的横板92位于该夹板13的槽口内并通过螺栓固定。

本发明还提供一种能适应任意曲面的弧形单元式幕墙系统的安装方法，包括下列步骤：

(1)型材厂家根据下料单生产幕墙系统构件，除副框外其他构件发送幕墙分包商生产加工车间，将该顶副框10、底副框11和中副框12拉弯为对应该第一弯弧玻璃板6、第二弯弧玻璃板7的弧度，发送幕墙分包商生产加工车间；

(2)编写数控机床程序，设定铣刀运动轨迹与该第一弯弧玻璃板6弧度一致，固定顶横梁3在数控机床上，用铣刀将顶挡板31铣成所需的圆弧断面。

(3)重复步骤(2)，分别将中横梁5的水平挡板51、底挡板41铣成所需的圆弧断面。

(4)根据组框加工图，在各幕墙构件上铣避位，开设螺栓孔；将拉弯后的顶副框10、底副框11和中副框12的连接部置入对应的副框连接件9的连接空间93内并用螺栓固定，底横梁4两端位置的副框连接件9用自攻钉固定在U型的夹板13的槽口内，将组合好的副框连接件9扣入对应的该顶横梁3、底横梁4和中横梁5的卡槽8中。

(5)用自攻钉将顶横梁3、底横梁4、中横梁5的两端与该公、母立柱固定，用自攻钉将U型的夹板13与该公、母立柱固定。其中直线型的底横梁4、顶横梁3以及中横梁5两端头铣成一定角度，一端与公立柱1通过自攻钉贴合固定，另外一端与母立柱2通过自攻钉贴合固定，其中，直线顶横梁3水槽部分延伸至插接公母立柱断面插接缝处，将其盖住。

(6)将顶挡板31、底挡板41、水平挡板51与该第一弯弧玻璃板6、该第二弯弧玻璃板7之间的间隙贴双面贴打胶密封，放置密封胶条。

(7)将第一托片61、第二托片71分别安装在中副框12和底副框11上，扣上第一弯弧玻璃板6、该第二弯弧玻璃板7，在第一弯弧玻璃板6与顶副框10、中副框12之间、在第二弯弧玻璃板7与中副框12、底副框11之间施打结构胶。

(8)固定玻璃护边胶条，在第一弯弧玻璃板6、第二弯弧玻璃板7与玻璃护边胶条间施打密封胶。

本发明中，横梁(顶横梁、底横梁、中横梁)运用直线拟合适应圆弧造型，副框连接件隐藏于横梁的挡板(顶挡板、底挡板、水平挡板)内用于连接玻璃副框(顶副框、底副框、中副框)与横梁(顶横梁、底横梁、中横梁)，传递水平风荷载，U型夹板固定底横梁两端位置的副框连接件，传递竖向重量至公母立柱，传力路径明确。本发明仅靠拉弯玻璃副框来贴合弯弧玻璃即可较好地实现圆弧建筑效果，减少了拉弯型材数量，降低了成本；同时，幕墙系统构件组装加工方便，成本较低，提高了型材加工效率，达到项目加工生产进度质量可控，较好地提高社会经济效益。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种能适应任意曲面的弧形单元式幕墙系统，其特征在于：它包括若干幕墙单元，各幕墙单元包括两侧的公立柱、母立柱，相邻幕墙单元的公立柱和母立柱可以插接；该公、母立柱上下两端之间分别连接顶横梁及底横梁，该公、母立柱中部之间连接中横梁；该中横梁与该顶横梁之间设有内凹的第一弯弧玻璃板，该中横梁与该底横梁之间设有内凹的第二弯弧玻璃板；

上下相邻的顶横梁和底横梁插接在一起，该顶横梁、底横梁和中横梁靠近该第一弯弧玻璃板、第二弯弧玻璃板的一端均设有竖向的卡槽，该卡槽内卡扣有副框连接件；该副框连接件具有竖直的竖板和水平的两个横板，该竖板卡扣在该卡槽内并用螺钉固定，两个横板之间具有连接空间；该顶横梁、底横梁和中横梁对应的连接空间内分别连接顶副框、底副框和中副框；该顶副框、底副框和中副框的截面均呈T型，具有固定部和连接部；该连接部位于对应的连接空间内并通过螺栓固定，该固定部内凹的弧度与该第一弯弧玻璃板、第二弯弧玻璃板内凹的弧度相对应；

该第一弯弧玻璃板的上下两侧分别与该顶副框和中副框的固定部通过结构胶固定，该第二弯弧玻璃板的上下两侧分别与该中副框和底副框的固定部通过结构胶固定；该第一弯弧玻璃板、该第二弯弧玻璃板的左右两侧分别与该公立柱、母立柱通过结构胶固定连接；该第一弯弧玻璃板的底部设有第一托片，该第一托片的内侧与该中副框的固定部固定连接；该第二弯弧玻璃板的底部设有第二托片，该第二托片的内侧与该底副框的固定部固定连接。

2.根据权利要求1所述的能适应任意曲面的弧形单元式幕墙系统，其特征在于：所述顶横梁的底面向所述第一弯弧玻璃板延伸设有顶挡板，所述底横梁的顶面向所述第二弯弧玻璃板延伸设有底挡板，所述中横梁的上下端面均向所述第一弯弧玻璃板方向设有可拆卸的水平挡板；该顶挡板、底挡板和水平挡板的外端向内凹的弧度与所述第一弯弧玻璃板、第二弯弧玻璃板内凹的弧度相对应。

3.根据权利要求2所述的能适应任意曲面的弧形单元式幕墙系统，其特征在于：所述顶挡板与所述第一弯弧玻璃板之间、所述底挡板与所述第二弯弧玻璃板之间、位于上方的所述水平挡板与所述第一弯弧玻璃板之间、位于下方的所述水平挡板与所述第二弯弧玻璃板之间均设有胶条。

4.根据权利要求3所述的能适应任意曲面的弧形单元式幕墙系统，其特征在于：所述副框连接件位于靠近所述公立柱、母立柱的位置，所述公立柱、母立柱之间的位置设有一个或多个所述副框连接件。

5.根据权利要求4所述的能适应任意曲面的弧形单元式幕墙系统，其特征在于：所述公立柱、母立柱底端对应所述底横梁处固定设有U型的夹板，所述底横梁两端的副框连接件的横板位于该夹板的槽口内并通过螺栓固定。

6.一种如权利要求2至5中任一项所述的能适应任意曲面的弧形单元式幕墙系统的安装方法，其特征在于：包括下列步骤：

(1)将所述顶副框、底副框和中副框拉弯为对应所述第一弯弧玻璃板、第二弯弧玻璃板的弧度；

(2)编写数控机床程序，设定铣刀运动轨迹与所述第一弯弧玻璃板弧度一致，固定顶横梁在数控机床上，用铣刀将顶挡板铣成所需的圆弧断面；

(3)重复步骤(2)，分别将中横梁的水平挡板、底挡板铣成所需的圆弧断面；

(4)将拉弯后的顶副框、底副框和中副框的连接部置入对应的副框连接件的连接空间内并用螺栓固定，底横梁两端位置的副框连接件用自攻钉固定在U型的夹板的槽口内，将组合好的副框连接件扣入对应的所述顶横梁、底横梁和中横梁的卡槽中；

(5)用自攻钉将顶横梁、底横梁、中横梁的两端与所述公、母立柱固定，用自攻钉将U型的夹板与所述公、母立柱固定；

(6)将顶挡板、底挡板、水平挡板与所述第一弯弧玻璃板、所述第二弯弧玻璃板之间的间隙贴双面贴打胶密封，放置密封胶条；

(7)将玻璃托片安装在底副框和中副框上，扣上第一弯弧玻璃板、所述第二弯弧玻璃板，在第一弯弧玻璃板与顶副框、中副框之间、在第二弯弧玻璃板与中副框、底副框之间施打结构胶；

(8)固定玻璃护边胶条，在第一弯弧玻璃板、第二弯弧玻璃板与玻璃护边胶条间施打密封胶。