CN111779164B - 一种双层幕墙 - Google Patents

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Abstract

一种双层幕墙，括固定于楼板的内幕墙，由内幕墙支持并固定安装的外幕墙单元，其特征在于，所述外幕墙单元包括：上挡板，其固定安装于内幕墙或楼板上；转轴，其固定安装于内幕墙或楼板上；下挡板，其固定安装于内幕墙或楼板上；转动板，其可绕转轴转动；所述上挡板和下挡板分别在顺时针方向方向限制转动板绕转轴的转动范围；转动板可转动到外壁面与下挡板平行的正常状态，该状态下转动板与下挡板的外壁面共同构成均一的外立面；转轴上还装有限制转动板逆时针转动的扭簧；下挡板上设置有一对对称设置的异形簧片，即一个直边，斜边和与此斜边连接的半圆弧，两个对称设置的异形簧片的半圆弧拼合；转动板上设置有插入两个半圆弧口径内的立柱。

Description

一种双层幕墙
技术领域
本申请涉及土建施工构件，外立面结构件领域，具体地，涉及一种双层幕墙。
背景技术
双层幕墙又称热通道幕墙、呼吸式幕墙、通风式幕墙、节能幕墙等。双层幕墙由内外两层立面构造组成，形成一个室内外之间的空气缓冲层。双层幕墙因为增加了建筑结构件，在用于较高的楼层时，楼间风力大，需要较好的抗风性能。
已经出现了一些在大风或类似的环境下有一定结构安全性提升的双层幕墙方案，如：CN108643406B一种双层幕墙阻尼系统。其将原本固定的外幕墙设定为可动的，并与阻尼器连接，使装置在遇到大风或震动时可以减少结构破坏的风险。
但现有技术中的方案存在一些问题，如可活动的幕墙结构难以在外力撤销后回复到初始位置；同时频繁运动的建筑构件，寿命会降低等。
发明内容
(一)技术问题
针对上述现有技术，本申请针对的技术问题是：
1.在风力较小时保持结构不变，而在风力足够大，必须进行变形时进行变形；
2.外力撤销后，装置可以回复到初始位置；
3.提高装配的可靠性和寿命。
(二)技术方案
针对上述技术问题，本申请提出一种双层幕墙，括固定于楼板的内幕墙，由内幕墙支持并固定安装的外幕墙单元，其特征在于，所述外幕墙单元包括：
上挡板，其固定安装于内幕墙或楼板上；
转轴，其固定安装于内幕墙或楼板上；
下挡板，其固定安装于内幕墙或楼板上；
转动板，其可绕转轴转动；
所述上挡板和下挡板分别在顺时针方向方向限制转动板绕转轴的转动范围；
转动板可转动到外壁面与下挡板平行的正常状态，该状态下转动板与下挡板的外壁面共同构成均一的外立面；
转轴上还装有限制转动板逆时针转动的扭簧；
下挡板上设置有一对对称设置的异形簧片，所述异形簧片为
Figure BDA0002622248900000021
形，即包括一个直边，与此直边连接的斜边和与此斜边连接的半圆弧，两个对称设置的异形簧片的半圆弧拼合；转动板上设置有插入两个半圆弧口径内的立柱；
在初始状态下，转动板的立柱由两个异形簧片合抱并限位，使其稳定于初始位置；当幕墙受外力时，立柱向两边挤开异形簧片，转动板转动，缓解所受外力的影响；当外力进一步增大时，转动板由扭簧顶住并由扭簧的弹力消耗外力；当外力撤销后，转动板在自重作用下回转，这时立柱压住异形簧片的斜边，将其分开，回到初始位置。
进一步地，扭簧在正常状态下不与转动板抵接并让出一定距离。
进一步地，下挡板上装有缓冲块，其可抵接转动板并防止转动板与下挡板直接接触。
进一步地，外幕墙由多个成矩形阵列的外幕墙单元构成，矩形阵列中每一行中的外幕墙单元的异形簧片的劲度系数，不同行的外幕墙单元的异形簧片的劲度系数不同。
进一步地，外幕墙由多个成矩形阵列的外幕墙单元构成，矩形阵列中每一行中的外幕墙单元的扭簧劲度系数相同，不同行的外幕墙单元的扭簧劲度系数不同。
进一步地，转动板通过阻尼铰链与转轴转动连接。
(三)有益效果
1.本方案可以仅在需要的时候开启，防止过去活动构件寿命变低；
2.本方案可在活动后回位，正常状态下不影响外立面；
3.分层的开启力布局使构件功能与寿命达到统一。
附图说明
图1为本申请处于开启状态下的结构示意图，其中包括了C处的局部放大图；
图2为图1中A处的局部放大图；
图3为图1中B处局部放大图；
图4为图1在正常状态下的结构示意图；
图5为侧面正视情况下，由开启状态到抗风状态的变形示意图；
图6为异形簧片原始状态及由内向外及由外向内变形示意图。
附图标记
1.内幕墙
2.上挡板
3.转轴
4.下挡板
5.转动板
6.外贴材料
7.扭簧
8.缓冲块
9.异形簧片
10.卡合柱
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，本申请的一种双层幕墙，括固定于楼板的内幕墙1，由内幕墙1支持并固定安装的外幕墙单元，其特征在于，所述外幕墙单元包括：
上挡板2，其固定安装于内幕墙或楼板上；
转轴3，其固定安装于内幕墙或楼板上；
下挡板4，其固定安装于内幕墙或楼板上；
转动板5，其可绕转轴3转动；
所述上挡板3和下挡板4分别在顺时针方向方向限制转动板5绕转轴3的转动范围；
转动板5可转动到外壁面与下挡板3平行的正常状态，该状态下转动板5与下挡板3的外壁面共同构成均一的外立面；
转轴3上还装有限制转动板逆时针转动的扭簧7；
下挡板3上设置有一对对称设置的异形簧片8，所述异形簧片8为
Figure BDA0002622248900000041
形，即包括一个直边，与此直边连接的斜边和与此斜边连接的半圆弧，两个对称设置的异形簧片8的半圆弧拼合；转动板5上设置有插入两个半圆弧口径内的立柱；
在初始状态下，转动板5的立柱由两个异形簧片合抱并限位，使其稳定于初始位置；当幕墙受外力时，立柱向两边挤开异形簧片，转动板转动，缓解所受外力的影响；当外力进一步增大时，转动板5由扭簧7顶住并由扭簧的弹力消耗外力；当外力撤销后，转动板在自重作用下回转，这时立柱压住异形簧片的斜边，将其分开，回到初始位置。
方案的要点是，如图6所示，立柱从异形簧片的内部出来时，其不能顶到簧片的两个圆弧部分，因此不能容易地让簧片向两边打开，因此需要较大的力才能出来；而从外面进入时，因为斜边的存在，其可以排开两个簧片，使其开口，因此回位时需要力较小。
本方案中，通过上述簧片机构的设计，使转动板一般可以稳定在初始位置，并且较小的力也不会开启(包括但不限于风力)，但如果受较大的力，仍可以开启以形成释放外力的结构。
而当需要漏风以减少幕墙所受的应力时，又希望转动板尽快、自由地转动让出漏风空间，因此：
进一步地，扭簧在正常状态下不与转动板抵接并让出一定距离。
在风力较大时，转动板的转动角度过大，此时可由扭簧限位其进一步转动，并在此过程中提供缓冲，扭簧的扭转可以消耗推动转动板的风力。
在回复初始位置的过程中，不希望活动构件与固定构件有直接的撞击，因此：
进一步地，下挡板4上装有缓冲块8，其可抵接转动板并防止转动板与下挡板直接接触。
建筑结构应该尽可能减少活动构件，因为活动构件的寿命都与其活动的频次有关。如果遇到本方案中为抗风必须要进行活动的设计，则应该设计整个外幕墙所有的外幕墙单元的活动频次大体相同。而建筑物不同的高度上，平均的风力大小是不同的，具体可以参考纬度、建筑所处的季风带和周边环境等资料。具体而言，可以采用使缓冲结构分层的方式：
进一步地，外幕墙由多个成矩形阵列的外幕墙单元构成，矩形阵列中每一行中的外幕墙单元的异形簧片的劲度系数，不同行的外幕墙单元的异形簧片的劲度系数不同。
具体的开启力渐变方案可由上述风力资料计算得出，使高楼层的开启力更大，低楼层的开启力较小，达到不同楼层的转动板开启的频率接近。
进一步地，外幕墙由多个成矩形阵列的外幕墙单元构成，矩形阵列中每一行中的外幕墙单元的扭簧劲度系数相同，不同行的外幕墙单元的扭簧劲度系数不同。
进一步地，转动板通过阻尼铰链与转轴转动连接。
通过设置阻尼铰链，本方案实质上形成了一个三级缓冲系统，第一级由簧片的弹力，适用于大多数的情况，第二级为阻尼铰链，第三级为扭簧，元件都属于常规的建筑工程材料，但设计精巧，达到了功能与成本的统一。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (3)

1.一种双层幕墙，包括固定于楼板的内幕墙，由内幕墙支持并固定安装的外幕墙单元，其特征在于，所述外幕墙单元包括：
上挡板，其固定安装于内幕墙或楼板上；
转轴，其固定安装于内幕墙或楼板上；
下挡板，其固定安装于内幕墙或楼板上；
转动板，其可绕转轴转动；
所述上挡板和下挡板分别在顺时针方向限制转动板绕转轴的转动范围；
转动板可转动到外壁面与下挡板平行的正常状态，该状态下转动板与下挡板的外壁面共同构成均一的外立面；
转轴上还装有限制转动板逆时针转动的扭簧；
下挡板上设置有一对对称设置的异形簧片，所述异形簧片为“
Figure DEST_PATH_IMAGE002
”形，即包括一个直边，与此直边连接的斜边和与此斜边连接的半圆弧，两个对称设置的异形簧片的半圆弧拼合；转动板上设置有插入两个半圆弧口径内的立柱；
在初始状态下，转动板的立柱由两个异形簧片合抱并限位，使其稳定于初始位置；当幕墙受外力时，立柱向两边挤开异形簧片，转动板转动，缓解所受外力的影响；当外力进一步增大时，转动板由扭簧顶住并由扭簧的弹力消耗外力；当外力撤销后，转动板在自重作用下回转，这时立柱压住异形簧片的斜边，将其分开，回到初始位置；
扭簧在正常状态下不与转动板抵接并让出一定距离；
下挡板上装有缓冲块，其可抵接转动板并防止转动板与下挡板直接接触；
外幕墙由多个成矩形阵列的外幕墙单元构成，矩形阵列中每一行中的外幕墙单元的异形簧片的劲度系数，不同行的外幕墙单元的异形簧片的劲度系数不同。
2.根据权利要求1所述的一种双层幕墙，其特征在于：外幕墙由多个成矩形阵列的外幕墙单元构成，矩形阵列中每一行中的外幕墙单元的扭簧劲度系数相同，不同行的外幕墙单元的扭簧劲度系数不同。
3.根据权利要求1所述的一种双层幕墙，其特征在于：转动板通过阻尼铰链与转轴转动连接。
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