铝板外墙设计说明.doc

目 录1. 工程概况11.1. 工程简介11.2. 外装设计概述11.3. 外装设计原则12. 设计依据12.1. 幕墙用建筑标准、规范12.2. 幕墙用结构标准、规范12.3. 建筑幕墙及其相关标准、规范22.4. 建筑门窗及其相关标准、规范22.5. 钢材及其相关标准、规范22.6. 铝合金材料及其相关标准、规范22.7. 粘结与密封材料及其相关标准、规范22.8. 连接紧固件及其相关标准、规范22.9. 其它材料及其相关标准、规范33. 外装饰方案说明33.1. 铝塑板幕墙系统34. 工程材料34.1. 铝塑板34.2. 钢件34.3. 结构胶和密封胶44.4. 密封垫和密封胶条44.5. 不锈钢件45. 幕墙的物理性能等级与性能设计45.1. 风压变形性能45.2. 空气渗透性能55.3. 雨水渗透性能55.4. 空气隔声性能55.5. 幕墙平面内变形性能和抗震要求55.6. 耐撞击性能65.7. 光学性能65.8. 承重力性能65.9. 防雷设计65.10. 防结露设计65.11. 防腐设计75.12. 幕墙环保节能设计76. 结构设计原则76.1. 风压作用76.2. 幕墙构件重力荷载76.3. 地震作用76.4. 温度作用71. 工程概况1.1. 工程简介1.1.1. 项目名称：天津仁泰聚苯乙烯一期工程综合楼外檐门窗幕墙工程1.1.2. 项目内容：天津仁泰聚苯乙烯一期工程综合楼外檐门窗幕墙工程 设计内容：铝塑板幕墙系统、铝合金百叶、不锈钢地簧门、塑钢窗、断桥铝合金门、隐框玻璃幕墙、后置埋件等1.1.3. 建筑耐火等级：二级1.1.4. 结构设计使用年限：50 年1.1.5. 基本风压： 0.55kN/m21.1.6. 地面粗糙度类别：A 类1.1.7. 抗震设防烈度：7 度（0.15g）1.2. 外装设计概述建筑幕墙方案的主要项目的介绍： 1.2.1. 铝塑板幕墙系统：铝板幕墙龙骨采用80*40*4钢龙骨， 横梁采用40*4钢方管，表面均作热镀锌处理。面材选用4mm厚铝塑板材，铝箔厚度采用30丝。1.2.2. 塑钢窗系统：采用70系列塑钢窗型材，内衬钢衬，以保证构件安全稳定性。1.2.3. 隐框玻璃幕墙系统：采用120系列铝合金型材，玻璃采用6+12A+6中空钢化LOW-E玻璃。1.3. 外装设计原则选择幕墙结构时，,在满足外视效果的同时也要考虑幕墙的经济性、施工组织的合理性，紧紧围绕安全、环保、美观、可拆卸、维护方便、经济、合理这一原则而展开设计。1.3.1. 安全可靠原则: 作为大型建筑，安全是首要考虑的因素。针对本工程的特点，必须充分考虑风荷载、雪荷载、温度应力和地震作用等对幕墙的影响，设计安全系数完全满足国家规定及本工程的要求。1.3.2. 造型美观原则：在效果设计上，认真分析图纸，采用最合理可行的结构完成设计师的创意及构思。1.3.3. 环保节能原则：根据公共建筑节能设计标准GB50189-2005 标准，使用环保性材料，减少对建筑本身及周围环境产生的影响，降低噪声污染和光污染、减少能量损耗。1.3.4. 可拆卸更换、维修方便原则：在幕墙的功能、结构不受影响的前提下，幕墙板块能进行拆卸更换，并且要很方便，不能影响幕墙的正常使用。1.3.5. 经济性原则：在确保满足国家规范的基础上，要充分考虑幕墙的经济性、效益性，合理地使用材料，提高幕墙的性价比。2. 设计依据2.1. 幕墙用建筑标准、规范公共建筑节能设计标准GB50189-2005 民用建筑热工设计规范GB50176-1993 建筑构件和建筑单元 热阻和传热系数计算方法GB/T20311-2006 民用建筑设计通则GB50352-2005 建筑设计防火规范GB50016-2006 高层民用建筑设计防火规范(2005 版) GB50045-95 建筑采光设计标准GB/T50033-2001 民用建筑隔声设计规范GBJ118-1998 建筑物防雷设计规范(2000 年版) GB50057-1994 2.2. 幕墙用结构标准、规范建筑结构荷载规范2006 年版GB50009-2001 建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001 钢结构设计规范GB50017-2003 高层民用钢结构技术规程JGJ99-1998 建筑钢结构焊接技术规程GBJ81-2002 建筑抗震设计规范GB50011-2001 地震震级的规定GB/T17740-1999 中国地震烈度表GB/T17742-1999 混凝土结构后锚固技术规程JGJ145-2004 2.3. 建筑幕墙及其相关标准、规范幕墙工程技术规范JGJ102-2003 建筑幕墙GB/T21086-2007 建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2003 幕墙工程质量检验标准JGJ/T139-2001 建筑幕墙空气渗透性能测试方法GB/T15226-1994 建筑幕墙风压变形性能测试方法GB/T15227-1994 建筑幕墙雨水渗透性能测试方法GB/T15228-1994 幕墙光学性能GB/T18091-2000 建筑幕墙平面内变形性能检测方法GB/T18250-2000 建筑幕墙抗震性能振动台试验方法 GB/T18575-20012.4. 建筑门窗及其相关标准、规范 铝合金门GB/T8478-2003铝合金窗GB/T8479-2003建筑安全玻璃管理规定20032116 号建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法GB/T7106-2008建筑外窗气密性能分级及检测方法GB/T7107-2002建筑外窗水密性能分级及检测方法GB/T7108-2002建筑外窗保温性能分级及检测方法GB/T8484-2002建筑外窗空气隔声性能分级及检测方法GB/T8485-2002建筑外窗采光性能分级及检测方法GB/T11976-20022.5. 钢材及其相关标准、规范 碳素结构钢GB/T700-2006优质碳素结构钢GB/T699-1999结构用无缝钢管GB/T8162-1999碳钢焊条GB/T5117-1999金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层技术要求及试验方法GB/T13912-2002不锈钢棒GB/T1220-1992不锈钢冷加工钢棒GB/T4226-1984 不锈钢冷轧钢板GB/T3280-2007 不锈钢热轧钢板GB/T4237-1984 2.6. 铝合金材料及其相关标准、规范铝合金建筑型材基材GB5237.1-2004 铝合金建筑型材阳极氧化、着色型材GB/T5237.2-2004 铝合金建筑型材电泳涂漆型材GB/T5237.3-2004 铝合金建筑型材粉末喷涂型材GB/T5237.4-2004 铝合金建筑型材氟碳漆喷涂型材GB/T5237.5-2004 铝及铝合金阳极氧化、阳极氧化膜的总规范GB8013-1987 铝及铝合金轧制板材GB3380-1997 铝幕墙板板基YS/T429.1-2000 铝幕墙板氟碳喷涂铝单板YS/T429.2-2000 铝塑复合板GB/T17748-1999 铝塑复合板用铝带YS/T432-2000 2.7. 粘结与密封材料及其相关标准、规范建筑用硅酮结构密封胶GB16776-2005 中空玻璃用弹性密封胶JC/T486-2001 中空玻璃用丁基热熔密封胶JC/T914-2003 幕墙玻璃接缝用密封胶JC/T882-2001 建筑密封材料试验方法GB/T13477-2002 2.8. 连接紧固件及其相关标准、规范紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱GB/T3098.1-2000 紧固件机械性能螺母粗牙螺纹GB/T3098.2-2000 紧固件机械性能螺母细牙螺纹GB/T3098.4-2000 紧固件机械性能自攻螺钉GB/T3098.5-2000 紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱GB/T3098.6-2000 紧固件机械性能不锈钢螺母GB/T3098.15-2000 紧固件机械性能抽芯铆钉GB/T3098.19-2004 紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母GB/T3103.1-2002 2.9. 其它材料及其相关标准、规范绝热用岩棉、矿渣棉及其制品GB/T11835-1998 绝热用玻璃棉及其制品GB/T13350-2000 绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）GB/T10801.2-2002 高处作业吊蓝GBL19155-2003 3. 外装饰方案说明 针对本工程具体特点，现针对本工程方案设计中所涉及到的以下主要产品的特性分别进行介绍。 铝塑板幕墙系统；3.1. 铝塑板幕墙系统本工程铝塑板幕墙部位其基本结构如下: 3.1.1. 立面效果：本工程铝塑板外观应整洁，涂层不得有漏涂或穿透涂层厚度的损伤。铝塑板正反面不得有塑料外露。铝塑板装饰面不得有明显压痕和凹凸等残迹。3.1.2. 龙骨：主龙骨及次龙骨分别采用80*40*4与40*4钢方管，热浸镀锌钢材，耐腐蚀。3.1.3. 连接系统：铝塑板幕墙立柱与结构间是通过连接件相连，能吸收一定的建筑误差，防止变形产生应力。3.1.4. 防电化腐蚀措施：不同金属的接触面都使用尼龙垫片以防止电化腐蚀。3.1.5. 密封方法：保证幕墙的水密性和气密性。4. 工程材料4.1. 铝塑板4.1.1本工程采用4mm厚铝塑板(铝箔厚度30丝),其物理力学性能如下项目外墙板技术要求涂层厚度(m)25光泽度偏差光泽度70时，极限值的误差5光泽度70时，极限值的误差10弯曲强度（Mpa）100弯曲弹性模量2.0*104贯穿阻力（kn）9.0剪切强度（Mpa）28180剥离强度（N/mm）7热膨胀系数（C）4.00*10(-5)热变形温度（C）1054.2. 钢件 4.2.1. 石材及铝板幕墙用龙骨采用国产优质碳素结构钢，表面采用热浸镀锌防锈处理；预埋件和钢转接件选用国产Q235-B 碳素结构钢，表面为热浸镀锌防腐蚀处理，镀锌层厚度不小于70m。 4.2.2. 主要机械性能指标如下：序号结构钢抗拉强度(N/mm2) 屈服强度(N/mm2) 弹性模量(N/mm2) 1 Q235-B 370 235 206000 2 A270 520 275 206000 4.3. 结构胶和密封胶 4.3.1. 选用结构胶及耐候胶的种类，符合国标GB16776 性能标准。4.3.2. 建筑幕墙使用的结构密封胶采用常温固化双组份结构胶，耐候硅酮密封胶为中性固化胶，不得使用已过期的产品。4.3.3. 在使用密封胶时，一定要严格遵守材料制造商关于产品使用及接缝尺寸限制的书面说明。4.3.4. 密封胶的颜色需要事先经建筑师同意方可采购。4.3.5. 结构胶与耐候胶与相接触的材料应有相容性试验报告。4.3.6. 硅酮结构密封胶应符合以下性能要求：项目技术指标邵氏硬度3435 度极限粘结拉伸强度 0.7N/mm2延伸率（哑铃型）100%粘结破坏（H 型） 不允许凝聚力（母材）破坏率100%剥离强度（与玻璃、铝）5.68.7N/mm 单组份撕裂强度（B 模）4.7N/mm抗臭氧及紫外线拉伸强度 不变耐热型 150热失重 10%流淌性2.5mm完全固化后的变位承受能力 12.5%50%4.3.7. 硅酮耐候密封胶应符合以下性能要求： 项目技术指标项目技术指标密度1.50.1g/cm3 挤出性80ml/min 适用时间3h 表干时间6h 完全固化时间14 天下垂度（N 型）0mm 低温柔性-30 邵氏硬度26 度极限粘结拉伸强度1.4N/mm2 撕裂强度1.4N/mm2 定伸粘结性（定伸160%）粘结和内聚破坏面积5% 热水循环后定伸粘结性（定伸160%）粘结和内聚破坏面积5% 紫外线照射后定伸粘结性（定伸160%）粘结和内聚破坏面积5% 4.4. 密封垫和密封胶条4.4.1. 密封垫和密封胶条均采用国产黑色高密度三元乙丙（EPDM）橡胶制品。4.4.2. 密封垫挤压成块，密封条挤压成条。其硬度应根据胶垫和胶条使用部位的具体情况确定，密封条需具有20%35% 的压缩度。4.4.3. 密封垫和密封条应符合现行国家标准建筑橡胶密封垫预制成实芯硫化的结构密封垫用材料（GB10711 ）的有关规定。4.5. 不锈钢件本工程选用的不锈钢螺栓、机制螺钉及自攻钉均采用奥氏体不锈钢A2-70 。每一螺母和螺栓均配备不锈钢弹簧垫圈。5. 幕墙的物理性能等级与性能设计5.1. 风压变形性能风压变形性能系指建筑幕墙在与其相垂直的风压作用下，保持正常性能不发生任何损坏的能力。本工程按照幕墙工程技术规范及建筑结构荷载规范对风荷载标准值进行了计算，标高49.6米处按国家规范将幕墙性能分级确定在1级。为了确保幕墙的风压变形性能，并满足该工程地域的要求，在计算时， 风荷载按50 年一遇设计，以确保荷载满足工程设计要求。同时，在具体计算时，幕墙所使用的铝型材龙骨，均使其满足相对挠度L/180 （L 为计算跨度）。铝板幕墙所使用的钢龙骨，均使其满足相对挠度2.52.5qL1.51.5qL0.5qL0.5建筑幕墙整体气密性能分级分级代号1234分级指标值qA/ m3/.h4.0qA2.02.0qA1.21.2qA0.5qA0.5在幕墙中，采用耐候密封胶及胶条形成多道环形密封，即在10Pa的空气压力差的情况下,固定部分空气渗透量不大于0.05m3/m*h.。本工程空气渗透性能为 3 级 。5.3. 雨水渗透性能 根据幕墙工程技术规范(JGJ102-2003) 第4.2.5 条. 雨水渗透性能系指在风雨同时作用下，透过雨水的能力。按照规范要求水密性达到二级。建筑幕墙雨水渗透性能分级值(kN/m2 )： 分级代号12345分级指标值P/Pa固定部 分500P700700P10001000P15001500P2000P2000可开启部分250P350350P500500P700700P1000P10005.4. 空气隔声性能幕墙的隔声性能系指通过空气传到建筑幕墙外表的噪声，影响幕墙的隔声性能的因素是多方面的，须通过综合性设计来满足其分级指标RW。幕墙部分隔声性能分级值为2级。分级代号12345分级指标值Rw/dB25Rw3030Rw3535Rw4040Rw45Rw45注：5级时需同时标注Rw测试值。5.5. 幕墙平面内变形性能和抗震要求幕墙的平面内变形性能系指建筑幕墙在地震和大风作用下，建筑物各层之间产生相对位移时，幕墙构件产生水平方向的强制变形后，应予保持的性能。作为分级依据的相对位移量用不导致构件损坏的位移量与幕墙层高之比（角变位值） 表示；由于在验算材料强度时，以按标准取用风荷载和地震的组合效应，幕墙平面内变形性能的选用与烈度无关，而只与结构有关。建筑幕墙平面内变形性能以建筑幕墙层间位移角为性能指标。在非抗震设计时，指标值应不小于主体结构弹性层间位移角控制值；在抗震设计时，指标值应不小于主体结构弹性层间位移角控制值的3倍。主体结构楼层最大弹性层间位移角控制值可按下表的规定执行。主体结构楼层最大弹性层间位移角结构类型建筑高度H/mH150150H250H250钢筋混凝土结构框架1/550板柱-剪力墙1/800框架-剪力墙、柜架-核心筒1/800线性插值筒中筒1/1000线性插值1/500剪力墙1/1000线性插值框支层1/1000多、高层钢结构1/300注1：表中弹性层间位移角=/h，为最大弹性层间位移量，h为层高。注2：线性插值系指建筑高度在150m250m间， 层间位移角取1/800(1/1000)与1/500线性插值。幕墙平面内变形性能满足设计要求。建筑幕墙平面内变形性能分级值：分级代号12345分级指标值1/3001/3001/2001/2001/1501/150900-降落高度H/mm150020002000-室外侧撞击能量E/(N.m)300500800800降落高度H/mm700110018001800注1：性能标注时应按：室内侧定级值/室外侧定级值。例如：2/3为室内2级，室外3级。注2：当室内侧定值为3级时标注撞击能量实际测试值，当室外侧定级值为4级时标注撞击能量实际侧试值。例如：1200/1900室内1200 N.m，室外1900 N.m.5.7. 光学性能有采光功能要求的幕墙，其透光折减系数不应低于0.45.有辨色要求的幕墙，其颜色透视指数不宜低于Ra80。建筑幕墙采光性能分级分级代号12345分级指标值Tt0.2Tt0.30.3Tt0.40.4Tt0.50.5Tt0.6Tt0.6注：5级时需同时标注Tt的测试值。本工程幕墙采光性能采用4级。5.8. 承重力性能幕墙应能承受自重和设计时规定的各种附件的重量，并能可靠地传递到主体结构。在自重标准值作用下，水平受力构件在单块面板两端跨距内的最大挠度不应超过该面板两端跨距的1/500，且不应超过3mm。5.9. 防雷设计幕墙系统形成自身的防雷体系，并与主体结构可靠连接，共同形成防雷体系。按照建筑防雷设计规范要求，建筑物防雷设计，不仅考虑顶层雷击，还要考虑侧向雷击。幕墙防雷设计达到二级防雷标准的要求。5.10. 防结露设计防结露设计是幕墙设计中需要重点考虑的问题之一，结露的产生是因为在一定的温度下，维护结构内表面温度低于室内空气露点温度。在材料的选择和应用上，避免了结露问题的产生。5.11. 防腐设计幕墙的腐蚀有三个方面：幕墙材料本身的腐蚀；现场焊接处的腐蚀；两种不同金属接触面的电化腐蚀。针对上述三种情况，要分别进行了处理，从根本上杜绝电化腐蚀的可能性。5.12. 幕墙环保节能设计幕墙环保设计是城市建设的组成部分，外装饰又是工程的重要组成部分，防止对幕墙及环境的污染，同时降低建筑物的能量损耗，从此意义上提高幕墙的环保性能。6. 结构设计原则构件式幕墙在结构设计上采用刚度分配法，此计算方法符合国际通用的计算法，同时更接近实际情况。立柱的力学模型采用简支梁，对面材板块的下横梁进行重力变形校核。系统受力考虑以下荷载及其组合，通过镀锌钢转接件及后置埋板与结构钢筋混凝土圈梁可靠连接，焊缝高度及连接方式参照施工节点图： 6.1. 风压作用 Wk: 作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)Wk=gzzslW0W0: 天津地区50 年一遇十分钟平均最大风压为0.55 KN/m2gz: 高度z 处的风振系数;s: 局部风压体型系数；雨篷取-2.0z: 风压高度变化系数(按地面粗糙度类型为A 类计算):最大计算高度为16.5米；6.2. 幕墙构件重力荷载 幕墙构件的平均重力荷载标准值根据幕墙的用料实际计算采用； 6.3. 地震作用抗震设计烈度取为7 度，地震影响系数取为0.15 ，层间弹性角变位值取为1/800。6.4. 温度作用 年温度变化取为80 摄氏度。