0元图形结构第二季
《第九讲》
玻璃幕墙及钢构件
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建筑施工是指根据科学原理对建筑物各组成部分选择材料和方法。 它研究建筑物各组成部分的结构原理和施工方法。 是综合解决建筑设计中的技术问题和设计绘制施工图的基础。
事实上，建筑构造就是对建筑物进行“解剖”的理论，研究这些构件及其细部结构的合理性、经济性，更有效地满足建筑物的使用功能。 很多学生因为缺乏建筑技术知识而难以深入建筑设计。 建筑施工技术是一种从细节入手的更加客观、理性、深入的设计思维方式。 例如，著名的《DETAIL》杂志就以其建筑技术而闻名。 该杂志提供了丰富详实的信息参考、具体的结构设计技巧和优秀的细节，是每一位成熟建筑师的必读刊物。
学习建筑施工的重要性是不言而喻的。 诚然，王澍老师曾说过：“建筑与设计的教育不应该分开。” 然而，面对枯燥的教材，他们往往进不去、敬而远之； 面对厚厚的图册，他们只是麻木的临摹和记忆，无法抓住画面的要点； 面对规定，只觉得复杂繁杂，做不到应有的样子，就照别人说的做……
前言：
在之前的图解建造系列课程中，我们结合插图对“建筑建造”部分的知识进行了全面的梳理。 对于《建筑特种结构》的内容，历年综合检查的重点主要分布在建筑幕墙和轻钢结构两个章节。 在本课程中，我们将进一步提炼、梳理和总结这两章的关键知识，并结合丰富的插图，帮助大家掌握建筑特殊施工部分的核心内容。
本课程主要包括玻璃幕墙和钢构件两章。 玻璃幕墙部分重点介绍建筑玻璃的种类、性能和应用范围，以及各种类型的玻璃幕墙及其详细的结构设计方法。 钢构件章节主要介绍了钢本身的一些特点、维护和保养，以及轻钢建筑中常见的钢构件及其形式。
以上两章的内容，无论是一些重要的知识点，还是图解题，都曾在2021年之前的同济技术方向真题、同济综合、同济本科考察中出现过。 希望大家能够熟练掌握这部分的内容。 。
NO.1玻璃幕墙
1、建筑玻璃
① 玻璃在建筑中有哪些用途？
玻璃在建筑物中起着透光、透视、隔音、隔热和装饰的作用。 随着钢化玻璃、单层钢化玻璃、夹层玻璃和中空玻璃的出现，它不仅用作建筑装饰材料，而且正在成为结构材料，如玻璃幕墙、玻璃屋顶、玻璃雨棚、玻璃栏杆、玻璃地板、楼梯、台阶、水族馆和用结构玻璃建造的玻璃桥。
②建筑玻璃分为
■ 普通平板玻璃；
■安全玻璃（玻璃幕墙的主要材料）；
■中空玻璃（又称声光热控玻璃或功能玻璃，节能建筑常用玻璃）；
■装饰玻璃、玻璃制品等。
■玻璃遮阳系数
玻璃的遮阳系数（SC）是透过玻璃的太阳辐射量与透过3mm厚无遮光透明玻璃窗的太阳辐射量之比。 因此，遮阳系数越小，传递的太阳辐射热就越少。
规范规定，当窗墙面积比小于0.4时，遮阳系数不应大于0.50（建筑朝东、南、西）。
a) 门窗有外遮阳时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数×外遮阳的遮阳系数；
b) 当门窗无外遮阳时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数。
2. 材料及性能
①幕墙玻璃：
■幕墙玻璃必须采用安全玻璃（钢化/半钢化玻璃、夹层玻璃、中空玻璃、钛箔复合玻璃）。
■幕墙玻璃的厚度应根据建筑物所在地的风压、幕墙的形式、层高和玻璃隔断的尺寸计算确定——
a) 金属框架支撑的幕墙中单片玻璃厚度不应小于6mm，夹层玻璃单片厚度不应小于5mm；
b) 全玻璃幕墙玻璃板厚度不应小于10mm,单片夹层玻璃厚度不应小于8mm,全玻璃幕墙玻璃肋截面厚度——玻璃幕墙不应小于12mm，断面高度不应小于100mm。
■为避免有害光反射，玻璃幕墙应采用反射率不大于0.30的幕墙玻璃。 有采光功能要求的玻璃幕墙，采光衰减系数不应低于0.20。
注：日照减少系数=（S幕墙-S框架型材-S遮光组件）/S幕墙
■夹层玻璃膜厚
a) 普通夹层玻璃夹的PVB膜厚度为0.38mm；
b) 用于屋顶采光天窗、点支式玻璃幕墙时，PVB胶片厚度不应小于0.76mm；
c) 对于一些有特殊功能要求（如防弹、防爆）的夹层玻璃，可采用多片夹层玻璃。
■中空玻璃
a) 幕墙用中空玻璃气体夹层厚度不应小于9mm，宜采用12mm以上气体夹层，但不应超过20mm。
补充：上海中心采用的幕墙玻璃为半钢化夹层玻璃，同济大学建筑城规学院C栋采用的幕墙玻璃为U型玻璃。
② 骨架轮廓：
■铝合金
a) 设计要求铝型材框架壁厚不应小于3mm，与幕墙安装的铝合金门框壁厚不应小于2mm，窗框壁厚不应小于2mm不应小于1.4mm； 如果柱、梁之间需要安装装饰条或板条，其壁厚不应小于1.0mm，幕墙所用的门窗等五金配件一般采用不锈钢材料。
b)铝合金防腐：一般铝合金材料表面采用阳极氧化、电泳漆、粉末喷涂、或氟碳漆喷涂作为保护层。 涂层厚度决定耐久性，应大于25μm，沿海地区大于40μm。
■钢和不锈钢
a) 钢材：
•防止钢材生锈：表面进行热镀锌等处理；
•避免不同金属之间接触腐蚀：必须采取绝缘垫片（合成橡胶、尼龙、聚乙烯）隔离措施。 使用时应防止该部位漏水、结露，并做好防锈处理。
b) 不锈钢：
•不锈钢是“不易生锈的金属”，但并不是“不生锈的金属”，可能会因电化学反应而发生腐蚀。
③ 粘接材料：
■硅酮结构胶：
a) 结构硅胶直接与幕墙的铝合金、玻璃等材料接触，因此必须通过材料相容性测试和检验；
b)结构硅胶根据用途不同可分为结构硅胶、空心结构硅胶、防火结构硅胶、防腐结构硅胶等。
■硅酮耐候胶：
a) 一般用于幕墙表面的密封嵌缝，具有良好的耐水性和耐候性；
b) 具有低温弹性好、高温不流淌、耐污染、透气性低的特点。
3、玻璃幕墙结构
①明框玻璃幕墙结构：
■定义：由铝合金柱、梁组成的框架。 它首先在建筑主体结构中用预埋铁件进行定位和固定，然后将幕墙固定玻璃和开窗嵌入铝框架中，这些框架可以展示在外立面上。 玻璃幕墙。 此类幕墙一般有现场装配式和单元装配式两种。
■现场组装明框玻璃幕墙施工要点：
a) 其结构特点是主要受力杆（柱）一般采用悬挂方式与建筑物主体结构连接（自上而下悬挂，以消除挠度影响）。 其自重和外力通过柔性连接传递到主体结构。 ，但不参与主体结构的内力传递；
b) 每层一层，上下立柱连接处采用铝合金套管，并有15mm温度膨胀缝；
c) 对于铝合金框架之间的冷桥现象，可采用隔热（隔热）铝合金型材作为框架；
d) 幕墙主要受力构件与主体连接不宜采用膨胀螺栓。 梁端与柱的连接处应安装弹性橡胶垫，以消除温度变形的影响；
e) 幕墙连接件应有六个方向的调整余量，每个位置的受力铆钉、螺栓不应少于2个。 玻璃幕墙框架与建筑主体结构边梁或楼板的连接宜采用角钢支撑。 玻璃与金属棒不得直接接触，元件槽底部应保持一定间隙，不少于两个弹性定位垫；
f) 注意热反射玻璃和中空玻璃的涂层应面向内部，以保证玻璃的耐用性。
■单元式装配式玻璃幕墙：
a) 幕墙表面可预先设计并分为多种类型的幕墙标准单元。 幕墙框架和玻璃由工厂预先组合成标准单元，然后运输到现场，直接安装在建筑主体结构的外部；
b) 单元式幕墙与主体结构的连接一般在室内进行，主体结构安装时将相邻的两个构件相互插入完成连接；
c) 防水结构采用等压空腔防水原理，室外雨水不易因风压进入空腔，少量可进入并通过排水口排出室外。
■明框玻璃幕墙节能措施：
a) LOW~E中空玻璃；
b) 充有惰性气体；
c) 暖边间隔（密封）技术；
d) 配备绝缘（断桥）铝合金型材。
②隐框、半隐框玻璃幕墙：
■隐框玻璃幕墙：
a) 定义：幕墙的金属框架隐藏在玻璃幕墙的背面，玻璃的安装固定依靠硅酮结构胶直接粘合到背面的幕墙金属框架上，使建筑物的整个外表面都被玻璃覆盖。 ，却看不到金属框的亮景；
b) 隐框玻璃幕不需要使用隔热（断桥）铝合金型材，因为硅酮胶本身就是低导热材料；
c) 安装方式有施工现场安装和工厂安装两种；
d) 玻璃与玻璃之间留有12-20mm的间隙，防止结构胶变形；
e) 每块玻璃下方有一根铝合金或不锈钢支撑杆，支撑杆长度>100mm。
■半隐框玻璃幕墙：
a) 定义：指根据建筑物立面造型的需要，在幕墙金属框架的水平或垂直方向之一采用隐藏式框架结构，而另一方向仍采用外露紧固的做法。金属部件。
③钢管型材框架玻璃幕墙：
■定义：整个幕墙采用钢管或不锈钢管型材框架，也就是结构和框架。
■适用范围：大跨度玻璃幕墙。 为了解决钢管型材的腐蚀问题，一般可采用热镀锌和表面涂塑处理。 防火可采用防火玻璃或热浸电镀钢管骨架。 为了防水，背面密封条填缝来实现。
④ 全玻璃幕墙：
■分类：多采用钢化玻璃或由其加工而成的夹层玻璃。 按支撑方式分为落地式和悬挂式。
■落地式全玻璃幕墙结构要点
a) 玻璃坠落处，两侧端部和顶部均设有不锈钢异型槽；
b) 凹槽内有氯丁橡胶垫用于定位，间隙用泡沫橡胶填充，透明结构用硅酮胶密封；
c) 使用结构硅胶或钢爪将玻璃肋与立面玻璃连接；
d) 角柱；
e) 玻璃肋包括单肋、双肋和全肋；
f) 落地式全玻璃幕墙高度应符合下表规定：
■悬挂式全玻璃幕墙施工要点
a) 超过高度限制的全玻玻璃幕墙可悬空，高度可达12m；
b) 全玻璃幕墙多采用钢化玻璃或由其加工而成的夹层玻璃，带有金属连接的玻璃肋多采用钢化夹层玻璃；
c) 全玻璃幕墙表面玻璃厚度通常在12mm以上，单根玻璃肋跨度可达8m，钢板连接玻璃肋跨度可达16m。
⑤ 点支式玻璃幕墙：
■多采用透明白色钢化玻璃（上海大剧院点支式玻璃幕墙高度达到15m）；
■结构形式：由玻璃面板、支撑结构、连接构件组成；
■支撑结构系统：拉杆系统、拉索杆系统； （单杆支撑结构、桁架梁柱支撑结构、平面桁架支撑结构、空间桁架支撑结构、预应力拉杆结构、预应力索点结构）
■支撑结构布置：单向受力系统、双向受力系统；
■卡爪结构：四点卡爪-X型、H型； 三点爪-Y型； 两点爪——U型、V型、I型、K型； 单点卡爪——1/2型和V/2型； 多点爪；
■支撑爪一般采用不锈钢和碳钢材质，分为可旋转和不可旋转两种；
■建筑结构设计要求：（点支式幕墙玻璃钻孔孔径、孔位、孔距规定）
a) 孔径不小于5mm且不小于玻璃厚度t；
b) 孔径不大于玻璃面板短边长度的1/3；
c) 孔边缘到玻璃面板边缘的距离不小于2t且不小于孔径；
d) 位于玻璃面板拐角处的钻孔，孔边缘至玻璃面板拐角顶部的距离不应小于4t；
e) 玻璃面板短边长度不应小于8t。
f) 防火设计方面，要求点支式玻璃幕墙与各层、隔墙之间的间隙应填充保温材料，并用防火板支撑。 防火板与玻璃之间应浇注防火密封胶。
⑥ 高性能组合玻璃幕墙：
■双层通风玻璃幕墙：（又称呼吸玻璃幕墙、智能玻璃幕墙、热通道玻璃幕墙）
a) 组成：由内外两层玻璃幕墙组成，中间形成空气层。 外层玻璃幕墙可以是框架玻璃幕墙或点支撑玻璃幕墙。 内玻璃一般为明框玻璃幕墙。 根据功能可适当打开活动窗和检修门。 双层通风玻璃是单元组件，通常采用透明白玻璃；
b) 结构特点：夹层空间宽度为300~1500mm，方便日后维护和清洁。 小于200mm时，会产生啸叫声，清洗不方便；
c) 同时，为了消防安全，设计时应采用防火材料对各层上下通道进行密封；
d) 通风形式：有开放式外循环幕墙和封闭式内循环幕墙。
•开式外循环通风玻璃幕墙（南保温）——
我。 作品：
外幕墙为单层钢化玻璃幕墙钢结构玻璃幕墙价格，内幕墙一般为中空玻璃幕墙，每层上下均设有通风口，夹层空间热工一般设有穿孔铝合金遮阳百叶。渠道;
二. 节能原理：
夏季：打开外幕墙上下通风口，自然通风，减少太阳辐射；
冬季：关闭外幕墙上下通风口，自然保温，最终达到节能目的。
•闭式内循环通风玻璃幕墙（北方保温）——
我。 组成：内层采用单层玻璃幕墙或单层铝合金门窗，外层采用封闭式双层中空玻璃幕墙。 夹层空间热通道内的空气从地板下的风道进入，上升至地板下天花板的风道排出。 这个循环过程全部在室内进行，有利于采暖面积。 夹层空间一般需要电动百叶窗和电动百叶窗。 卷帘；
二. 封闭式内通风玻璃幕墙的循环主要依靠机械系统。
■真空玻璃双层通风幕墙：
a) 组成：双层通风玻璃幕墙内层中空玻璃改为真空玻璃，外层仍为单片钢化玻璃（4mmLow~E透明玻璃+0.15mm真空层+4mm透明玻璃）。 传热系数高于普通中空玻璃。 双层玻璃幕墙降低40%，但成本基本相似。
b) 结构特点：
•真空玻璃的使用可以显着降低双层通风玻璃幕墙的传热系数，提高双层通风玻璃幕墙的热工性能钢结构玻璃幕墙价格，进一步提高双层通风玻璃幕墙的节能效果通风玻璃幕墙与建筑内部的热舒适性。 还增强了隔音效果，全面提高了双层通风玻璃幕墙的整体性能；
•真空玻璃具有优良的保温、隔热、隔音、防结露、抗风压性能（约8mm厚的真空玻璃可相当于810mm厚的实心粘土砖的保温效果）。 特别适合夏季以隔热为主的双层通风玻璃幕墙结构。 然而，以中空玻璃为内层的普通双层通风玻璃幕墙在炎热的夏季，在节能和舒适度方面往往难以满足设计要求。 由于真空玻璃不具有空气对流和热传导作用，用它作为内幕墙将大大改善双层通风玻璃幕墙的弱点；
•真空玻璃的价格与中空玻璃相当，性价比良好；
•真空玻璃的使用寿命现已达到20年以上，这将显着提高双层通风玻璃幕墙整个生命周期的性能比。
■光电玻璃幕墙：（代表国际最新幕墙技术的发展方向）
a) 定义：集光伏发电技术和幕墙技术于一体，与建筑融为一体的高科技产品，被称为“绿色幕墙”；
b) 组成：基本单元为光伏板，由4mm透明玻璃+涂层树脂EVA+光电池+EVA+4mm透明玻璃组成。
c) 施工技术：
• 金属框架全部采用隔热铝型材；
•光伏板安装角度：南方地区根据当地纬度增加角度10~15°，北方地区根据当地纬度增加角度5~10°。
NO.2 钢构件
1、材料特性：
①优点：在严格的技术控制下生产的材料具有强度高、塑性和韧性好、质量均匀、可焊接、可铆接、制成的钢结构重量轻、生态环保等优点；
②缺点：耐火、耐腐蚀较差，施工技术要求高。
2、轻钢建筑中的钢构件：
■一般采用1.5-5mm薄壁钢材，经冷弯或冷轧制成薄壁钢材及各种截面形状的产品。
①钢梁：工字钢梁、槽钢蜂窝钢梁、钢筋和槽钢构成桁架梁；
②钢柱：H型钢柱、封闭式或H型钢柱、角钢组合柱、钢管柱、槽钢连接柱；
③压型钢板复合地板：
④ 钢楼梯：
⑤ 钢质门窗
3、钢构件的保养与维护：
① 防火——
■钢结构可耐250℃以下高温，但不防火。 构件表面应喷涂防火材料，或用防火板、现浇混凝土等覆盖。
■钢结构防火涂料的选择原则：
a) 具有永久防火功能的高层、多层建筑钢结构，当规定耐火极限在1.5h以上时，可采用非膨胀型钢结构防火涂料；
b) 室内裸露钢结构、轻型屋面钢结构和有装饰要求的钢结构，当规定耐火极限在1.5h以下时，可采用超薄或薄型钢结构防火涂料；
c) 露天钢结构宜选用适合室外使用的钢结构防火涂料。 使用该类阻燃涂料必须经过至少一年的室外试点项目测试，且涂料性能不会发生明显变化；
d) 耐火极限超过1.5小时的钢结构工程和室外使用不宜使用薄涂防火涂料。
■防火涂料按厚度分类：
a) 超薄防火涂料：厚度≤3mm；
b) 薄层阻燃涂层：3mm<厚度≤7mm；
c) 厚防火涂层：7mm<厚度≤45mm。
② 防锈——
■使用前仔细、彻底地除锈；
■防锈措施：
a) 热喷涂（热浸镀锌）；
b) 表面涂有防锈漆或合成树脂（表面经过涂塑处理）；
c) 采用不易生锈的耐候钢材料（成本高）。
③ 钢构件绝缘——
■金属部件之间的连接处采用绝缘材料将其隔开，防止冷热桥的发生，防止电腐蚀。
④ 钢构件防潮——
■墙体外围使用单项呼吸纸，整面墙使用石膏板即可成为透气墙。
⑤ 轻钢建筑隔音——
■ 内外墙及地板格栅之间可填充玻璃棉，防止空气传播。 也可采用带铝箔贴面的隔热棉。
优秀作品展示
本次作业的任务分配如下：
1、绘制两种双层通风玻璃幕墙的结构图；
2、画出适合轻钢建筑的各种形式的钢柱、钢梁（平面+轴线侧）。
优秀的作业▼▼▼
由于篇幅有限，更多优秀作业无法一一收录。
