彩板幕墙技术研究及其应用

幕墙是一种悬挂式结构体系。幕墙结构设计除要计算风压、地震力、自重等荷载外，还要充分考虑幕墙各种内在应力的作用，既要强度，又要满足刚度的要求。

幕墙可定义为“非承重外墙”，不承受主结构的荷载，但要承受水平方向荷载(如风载)和自重等。幕墙结构设计时，首先要幕墙受力构件在重力荷载与风荷载共同作用下有足够的强度。对高层建筑的幕墙，风振振幅比较大，应特别注意幕墙结构的疲劳问题。

陶板幕墙的变形(包括静位移和振动振幅)过大，会使结构产生附加应力，使结构和非结构构件破损、结构产生过大的变形，从而使幕墙破坏。控制变形的原则，是幕墙结构抗风设计中的一项重大内容，尤其是高层建筑的幕墙，变形将成为抗风设计的控制因素。

幕墙结构中自身的各种应力，如幕墙装配不当时所产生的应力，温差造成各种材料的伸缩而产生的应力等等都应当重视。

幕墙结构的抗风设计是否适用、与幕墙本身的结构体系和建筑物的外形有很大关系。合理地选择幕墙的结构体系，对减少风荷载、风振、增强结构强度和刚度均有明显的效果。

地震对建筑物的破坏作用，主要是由于地震力在土层中传播，引起强烈的地面运动所造成的。这种地面运动使地基基础发生变形，上部结构发生振动。当结构的振动超过它的许可限度时，结构就会造成破坏，甚至倒塌。

对于幕墙的设计而言，较关心的是地面运动的水平分量和垂直分量。地震的强弱以震级来表示，它取决于一次地震中所释放出的能量的大小。地震的烈度则是用以描述某一地区地面和建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。

幕墙的设计，依据《建筑设计规范》进行。幕墙设防的三项水准要求是：

a.当遭受低于本地区基本烈度的多遇地震影响时，幕墙(包括框格体系和玻璃)不损坏，部分接缝宽度增大，但不需修理或加密封胶修补后仍可恢复原设计性能和要求。

b.当遭受本地区基本烈度的地震影响时，幕墙框格体系(包括与建筑物的连接)允许轻微破坏，镶嵌物(玻璃)有少量损坏，经修理后即可继续使用。

c.当遭受大于本地区基本烈度的预估罕遇地震影响时，幕墙及其框格体系可有中等以上程度的破坏，玻璃破裂，但幕墙的骨架(指立柱和横梁)不掉落和倒塌。

地震荷载与风荷载一样，会使幕墙产生水平位移，在幕墙结构的设计中，应充分考虑地震荷载对幕墙所造成的变形。

阻止雨水渗漏是幕墙的基本功能之一雨水通过幕墙缝隙渗人室内，污染室内地面和墙面及陈放物件，不仅影响了室内的正常活动而且使人们心理对幕墙产生不感.渗入幕墙内的雨水如不及时排除掉，将会很快腐蚀幕墙的金属构件，缩短幕墙的使用寿命。

形成幕墙雨水渗漏一般具有三要素：即缝原、雨水量和风压.因此，幕墙框格与嵌入体的缝隙以及幕墙上开启的外窗的缝隙和暴露状况、雨量的大小、幕墙内外压差的高低对幕墙的雨水渗漏都有直接的影响。在幕墙的结构和构造设计时，要特别注重上述因素及幕墙体系的排水功能的设计。

彩板型材(ColourPrecoatedSteeiProfiles)具有的力学性能，抗拉压的，型材断面较小，幕墙有较大的空间视野；其热稳定性好，膨胀系数小，幕墙构件设计时无须考虑长度的变化，这些都是彩板型材的优点.但单一采用彩板型材作为幕墙结构体系中的所有构件是难以实现的。彩板幕墙是将脆性材料的玻璃、低弹性模量的铝型材和模量的钢材三种不同力学性能和不同线膨胀系数的材料合理地组合在一起，集各种材料的优点为一体，形成一个共同的结构体系，承受外界和内部产生的各种应力，具有良好的力学性能。

在彩板幕墙的结构体系中，彩板型材的研究设计至关重要.为此，我们将彩板型材的横梁和立柱设计成开口的几何断面形状.由于横梁或立柱与玻璃的结合部位的受力较为集中，因此将横梁和立柱断面设计成形，在其顶部将彩板折弯重叠，以加强其刚度和强度；在其底部设计成开口形状，主要是吸收由于外荷载作用而产生的变形余量.横梁和立柱的板厚有2.Omm和2.5mm二种，立柱的断面高度有120mm和140mm二种，以供不同要求的幕墙使用。