建筑构造下册第二章-----高层建筑外墙

这是一篇关于高层建筑外墙的思维导图，主要内容包括：玻璃幕墙，按照构造方式。介绍了幕墙的构造、材料选择、设计要求和特点。列举了多种常见的幕墙材料，如石材、复合板材（如铝塑复合板、铝蜂窝复合板等）、金属（钢板、不锈钢板等）、玻璃（安全玻璃、钢化玻璃等）等，并对它们的特点和应用进行了简要说明。还提到了幕墙的设计要求，如满足抗风压、平面内变形、水密性、气密性、保温性、隔声性和耐撞击性等性能要求。

高层建筑外墙

• 按照构造方式
  • 填充墙
    • 概念
      • 填充墙是用砖或者砌块砌筑在框架梁柱之间的墙体。可用于外墙和内墙
    • 特点
      • 取材容易、造价低
  • 幕墙
    • 按照材料分类
      • 轻质幕墙
        • 玻璃幕墙
        • 金属幕墙
          • 分类
            • 面板材料
              • 铝合金板幕墙
                • 轻量化、刚性好、强度高、易加工易回收、环保
              • 钢板幕墙
                • 分类
                  • 钢板
                  • 不锈钢板
                  • 耐候钢板
                    • 使用寿命80年以上
                  • 搪瓷钢板
                • 表面光滑平整度高，刚度好。自重大造价高
              • 铜板幕墙
                • 抗腐蚀性强，使用寿命超100年
              • 钛锌板幕墙
                • 抗腐蚀、可自动愈合面层划痕，造价高
                • 例：德国柏林犹太人博物馆
              • 钛合金幕墙
                • 例：毕尔巴鄂古根海姆博物馆
                • 成本高昂
              • 其他形式
                • 穿孔金属板
                • 波形面板
                • 金属丝网及板网
          • 特点
            • 轻质高强，耐候性好可塑性强
        • 最常用
        • 复合板材幕墙
          • 铝塑复合板幕墙
            • 接缝不宜小于10mm
          • 铝蜂窝复合板
            • 吊挂式不宜小于10mm
            • 扣压式不易小于25mm
          • 超薄石材铝蜂窝复合板
        • 人造板材幕墙
          • 微晶玻璃幕墙
          • 瓷板幕墙
          • 高压热固化木纤维板幕墙
          • 玻璃纤维增强水泥板幕墙grc
            • 厚度不小于10mm
            • 面板间接缝不宜小于8mm
          • 陶板幕墙
        • 纤维水泥板幕墙
      • 重质幕墙
        • 石材幕墙
          • 干挂天然花岗石幕墙根据工艺分为
            • 短槽式干挂法
              • 建筑高度不大于100米，设防烈度不大于8级
              • 优点
                • 成本低，工艺简单
              • 缺点
                • 精度低，各板块共同作用不能拆换、现场作业
            • 结构装配式干挂法
              • 优点
                • 工厂加工，现场作业量少，精度高，各板块独立作用可以拆换
              • 缺点
                • 开槽工艺复杂，成本高
            • 背栓式干挂法
              • 缺点
                • 开孔工艺复杂，成本高，对石材要求高
              • 优点
                • 工厂加工，现场作业量少，各板块独立作用可以拆换
            • 通槽式干挂法
          • 干挂石材幕墙防水
            • 为满足抗震以及石材热胀冷缩变形要求，干挂石材幕墙每块面板之间留5-10mm缝隙。
            • 开缝
              • 对缝隙不做处理，在面板背面空间设置防水构造或者在主体结构与墙面上设置防水层，并设置落地处排水系统。适合南方地区
            • 填缝
              • 缝隙选聚乙烯泡沫棒嵌入外表面用硅酮耐候密封胶封缝。落地面缝隙不打密封胶流出排水缝隙
          • 转角拼缝
            • 45度切角拼缝
              • 适用于较大尺度的建筑部位
            • 直角拼缝
        • 钢筋混凝土外挂墙板
      • tip：东南大学书分为石材，复合板材，金属，玻璃
    • 建筑幕墙组成
      • 骨架材料
        • 幕墙支撑结构、钢、不锈钢、铝合金等
        • 支承框架，钢拉索，钢拉杆，由连接件与主体结构相连
      • 面板材料
        • 玻璃分类
          • 节能玻璃
            • 热反射镀膜玻璃、中空绝热玻璃、低辐射玻璃（low-e）
          • 安全玻璃
            • 钢化玻璃、夹层玻璃、防火玻璃
          • 型材玻璃
            • u型玻璃
        • 金属板材
          • 钢板、耐候钢板、不锈钢板、铜板、钛锌板、钛合金板
        • 人造面板
          • 微晶玻璃、grc玻璃纤维增强水泥板、陶板、高压热固化木纤维板
        • 石材面板
          • 幕墙天然花岗岩石材运用广泛
        • 复合板材
          • 利用金属与石材等自然板材的特性可以将自然板材制作成幕墙用的复合板材。
          • 常采用夹心构造方式。
          • 铝塑复合板、铝蜂窝复合板、超薄石材铝蜂窝复合板（重量轻、抗冲击、安全性能好、加工性能好、选择性强、节约天然石材、强度高韧性好、隔热隔声）
      • 金属连接件与紧固件
        • 连接骨架（支承结构）与主体结构、骨架与骨架、骨架与幕墙面板
      • 密封填塞材料
        • 橡胶密封条
        • 硅酮耐候密封胶
          • 耐水耐候耐紫外线，低温时弹性好，高温时不流淌，耐污染、透气率低
      • 结构粘贴材料
        • 结构硅酮耐候密封胶
        • 低发泡间隔双面胶带
      • 其他辅助材料
        • 聚乙烯发泡材料
        • 保温隔热材料
        • 垫片隔绝材料
    • 概念
      • 幕墙是以板材形式悬挂于主体结构上的外墙。幕墙通过连接件将自重和风荷载传到主体结构。
    • 特点
      • 装饰效果好，安装速度快，维护便捷，建筑形式特征强。外墙轻型化、装配化的理想特征。
• 玻璃幕墙
  • 按照支撑结构的位置
    • 框支玻璃幕墙
      • 概念
        • 玻璃面板周边由金属框架支撑的玻璃幕墙
      • 分类
        • 按照支承（构造）方式
          • 明框玻璃幕墙
            • 金属框架的构件显露于面板外表面的框支承玻璃幕墙
            • 构件式组装式明框玻璃幕墙
              • 立柱（竖梃）与主体（楼板）结构的连接
              • 立柱（竖梃）与立柱（竖梃）的连接
              • 立柱（竖梃）与横框（横档）的连接
              • 玻璃的安装与固定
                • 三种层次
                  • 密封层
                  • 密封衬垫层
                  • 空腔
            • 单元式组装式明框玻璃幕墙
              • 嵌装连接口构造方法（幕墙板之间的接缝构造）
                • 契合连接法（内锁契合法）
                  • 契合度高且形成多腔，雨水不易侵入幕墙内部，设排水构造将雨水排到外部
                • 附垫连接法（衬垫法）
                  • 用高性能弹性附垫碰压形成密封防止渗水透气。
                • 嵌胶连接法（密封胶嵌缝法）
                  • 由外部和内部密封胶嵌缝防止渗水和透气
                • 都运用等压腔原理
              • 幕墙板与主体结构的梁或者板的连接方式
                • 扁担支撑式
                • 挂钩式
          • 隐框玻璃幕墙
            • 金属框架的构件完全不显露于面板外表面的框支承玻璃幕墙。幕墙荷载主要由结构密封胶承受
          • 半隐框玻璃幕墙
            • 金属框架的竖向或横向构件显露于面板外表面的框支承玻璃幕墙
        • 按照施工方式
          • 构件式玻璃幕墙
            • 概念
              • 在现场依次安装立柱、横梁、玻璃面板的框支承玻璃幕墙。
            • 特点
              • 施工作业大，效率相对单元式幕墙低。构件式玻璃幕墙在高层建筑上较少使用。
            • 构造方式（重庆大学）
              • 竖梃与楼板连接
              • 竖梃与横档连接
              • 竖梃与竖梃连接
              • 玻璃的镶嵌与选择
          • 单元式玻璃幕墙
            • 概念
              • 在工厂将各种面板与金属框架（横梁、立柱）制作完成的幕墙基本结构单元，以幕墙单元形式直接安装在主体结构上的框支承玻璃幕墙。
            • 特点
              • 施工效率高、现场作业少。是高层建筑使用较多的幕墙方式。
            • 分类
              • 整体单元式
                • 概念
                  • 整体式单元幕墙是在工厂内将支承结构和各种面板组装成一个层间高度或者数个层间高度的整体单元板块，然后运至工地进行整体吊装。
                • 特点
                  • 直接支承在主体结构上，施工方式为预制单元安装。
              • 半单元式
                • 概念
                  • 半单元式幕墙是介于构件式幕墙与单元式幕墙之间的一种幕墙结构。面板材料与部分主龙骨在工厂里组装，在施工现场将组装好的板块安装到与主体结构连接的主要构件上，从而完成幕墙的安装。
                • 特点
                  • 立柱+分片单元组合幕墙
      • 构造
        • 竖梃和横档
          • 通过连接件固定在楼板上、与楼板之间应该留有100mm左右的间距，方便施工安装调整。竖梃间距不宜超过1.5米，横档间距不宜超过2米
        • 玻璃分类
          • 节能玻璃
            • 热反射镀膜玻璃（透光率可任意调整具有良好遮阳和防紫外线效果隔热性能好）
            • 中空绝热玻璃（玻璃之间留10mm距离形成干燥空气层填充惰性气体）
            • 低辐射镀膜玻璃（low-e）——具有高透射性和绝热性能
          • 安全玻璃
            • 钢化玻璃、夹层玻璃（透光隔热隔湿耐寒耐火耐久隔声等优点）、防火玻璃（耐火极限1.5小时左右、炸裂后碎片不掉落，隔断火焰）
          • 型材玻璃
            • u型玻璃（槽型玻璃）
              • 透光不透视，保温隔热隔声性能
        • 玻璃固定
          • 由垫块支撑、空腔可以防止雨水因毛细现象进入室内，泡沫垫杆具有隔离缓冲作用，减少由于金属框变形引起的密封层变形，密封层采用硅酮耐候密封胶。
        • 细部构造
          • 内衬墙
            • 玻璃幕墙面积过大、对于防火隔声不利，所以玻璃幕墙背面应该根据要求设计一道内衬墙，以改善玻璃幕墙热工性能和隔声性能
          • 防火
            • 玻璃幕墙与各层楼板和隔墙之间的间隙必须采用耐火极限不低于1h的防火材料，同一幕墙单元不宜穿过两个防火分区，可采用防火玻璃设置。
            • 不设置内衬墙时，在每层楼板外沿设置耐火极限不小于1h，高度不小于0.8米的防火墙裙。
            • 玻璃幕墙内侧每层设置自动喷淋系统，喷头间距不宜大于2米
          • 排冷凝水
            • 可以将幕墙的横档做成排水槽沟，设置滴水孔排走。
    • 点支撑玻璃幕墙
      • 概念
        • 又称点式玻璃幕墙、点式无框玻璃幕墙
        • 第三代点支撑玻璃幕墙为铰接螺栓连接固定方式
      • 组成
        • 玻璃面板
          • 要点
            • 玻璃必须采用钢化玻璃，玻璃单片的厚度应不小于8mm。
        • 点支承装置
          • 螺栓
            • 活动式
              • 浮头式
              • 沉头式
            • 固定式
              • 浮头式
              • 沉头式
          • 钢爪
            • 单点爪、两点爪、三点、四点、多点等
        • 支承结构
          • 钢结构
            • 杆件体系
            • 索杆体系
          • 玻璃肋
            • 只应用于高度和跨度较小的点支撑玻璃幕墙
          • 主体混凝土也可以是支承结构的一部分
      • 钢结构分类
        • 杆件体系
          • 结构组成
            • 刚性构件
          • 常见的杆件体系有
            • 钢立柱
              • 对主体结构要求不高
              • 形式分类
                • 单杆件
                  • 适用于空间高度较小
            • 钢桁架
              • 有较大刚度和强度，适合高大空间
              • 形式分类
                • 空腹桁架
                  • 适用于空间高度较大
                • 鱼腹桁架
                  • 适用于空间高度较大
            • 画图
        • 索杆体系
          • 结构组成
            • 拉索
            • 拉杆
            • 刚性构件
          • 常见的索杆体系
            • 钢拉索
              • 轻巧，纤细，强度高，实现较大跨度
            • 钢拉杆
              • 轻巧光亮
            • 自平衡索桁架
              • 杆件受理合理，外形新颖
            • 画图
    • 全玻璃幕墙
      • 肋玻璃
        • 玻璃肋起结构支承作用，代替金属立框，又称结构玻璃幕墙
        • 全玻璃为了增强玻璃的刚度，每隔一定距离用条形玻璃板做加强肋板，垂直于玻璃幕墙表面设置，称肋玻璃。并用硅酮耐候密封胶粘紧。
      • 固定方式
        • 当全玻璃幕墙的高度大于4米时，采用上部悬挂式（吊挂式），减轻因玻璃自重引起的变形。高度不高于4米时采用下部支撑式（落地式）。
        • 吊挂式
          • 可以提高结构抗震性能
          • 如单片玻璃高度超过十几米时，宽度一般小于2m，厚度在12-25mm之间。
        • 落地式
          • 玻璃肋宜采用夹层玻璃。用金属件连接的玻璃肋应用钢化或者半钢化夹层玻璃
      • 框支承玻璃幕墙可以现场组装，也可预制装配，而全玻璃幕墙和点支撑玻璃幕墙只能现场组装
    • 双层玻璃幕墙
      • 高层建筑缺点
        • 体形系数大，能耗高
        • 自然通风受限
        • 日常维护清洗困难
        • 外墙面积大，单调呆板
      • 概念
        • 由内外两层玻璃组成，形成一个室内外之间的空气缓冲层，内层一般具有开启窗扇和检修通道。利用气压差、热压差和烟囱效应的原理，提高幕墙的保温隔热性能。
      • 分类
        • 外循环式双层幕墙
          • 概念
            • 内外幕墙之间形成一个相对封闭的空间。外幕墙上下部设有可控制的进风口、有排风口、遮阳百叶等，可控制空气在其间流动状态。外层一般采用单层玻璃幕墙，内层采用中空玻璃。
            • 冬季关闭通风层两端的进排风口，换气层形成一个温室，减少建筑采暖费用
            • 夏季打开换气层的进排风口，在阳光照射下温度升高而且形成自上而下的空气对流，利用烟囱效应带走通道内的热量，同时利用中部遮阳百叶防止日晒。减少制冷费用
            • 舒适季节通风口可以完全打开，内层幕墙窗开启，以利于自然空气流入室内
          • 缺点
            • 在夜晚室外温度低于室内温度时双层幕墙不利散热
            • 冬天进入房间的太阳辐射比单层幕墙少
            • 烟囱效应对防火不利
            • 清洁工作增加
            • 不可使用的建筑面积增加
            • 造价增加
        • 内循环式双层幕墙
          • 概念
            • 外层幕墙封闭，利用机械通风，空气从楼板或者地下的风口进入通道，经上部排放口进入顶棚流动。其进风为室内空气，对采暖地区更为有利。
            • 外层幕墙采用热工性能较好的封闭式中空玻璃幕墙，内层为单层玻璃幕墙（或者可开启的门窗）
          • 缺点
            • 内通风需要机械设备和活动遮阳系统，有较高技术要求和费用
      • u型玻璃幕墙
        • u型玻璃垂直时可做墙体、斜放时可做屋面材料
  • 设计要求
    • 玻璃幕墙开启面积不宜大于玻璃面积的15%
    • 幕墙超过50米时，设置外墙清洗设备
    • 外倾斜式幕墙不应该采用隐框式玻璃幕墙
    • 满足幕墙抗风压、平面内变形、水密性（水密性设计两种方式，填缝方式和压力平衡———等压腔原理）、气密性（幕墙开启部分的密闭性）、保温性（中空玻璃，空气层厚度不小于6mm一般为10mm）、隔声性（夹层玻璃，保温玻璃）、耐撞击性能
• 详见装修构造