单元式幕墙挂件系统选择和设计原则

单元式幕墙挂件系统选择和设计原则

王怀颖

深圳市广田方特幕墙科技有限公司 广东深圳 518000

摘要：随着单元式幕墙在现今的广泛应用，我们对单元式幕墙的设计和施工经验也越来越丰富，为了帮助大能够选择合适的单元挂件系统，并在挂件系统的深化设计中少走弯路，对挂件系统的选择和设计做大概的总结，希望能为从业者带来一定启发意义。

关键词：单元式幕墙；挂件系统；选择；原则

单元式幕墙的挂件系统是单元式幕墙安装是否顺利的关键，一个好的挂件系统,必须具有三维调节能力，能够满足单元板块上下、左右、前后的调节，能够适应主体结构的安装误差。现有的单元幕墙挂件系统主要有面埋和侧埋两大类。根据采用的材料不同，又可分为铝挂件系统、钢挂件系统、钢铝混合挂件系统。每种系统都有自己的适应条件，在幕墙设计时应根据对应的建筑预留条件选择合适的挂件系统。

根据每种挂件系统的优缺点，在条件允许的情况下，我们优先选在面埋挂件系统。主要有以下几个原因：1、采用面埋挂件系统安装方便，便于调节。2、采用面埋系统对槽式埋件产生的反力以剪力为主，拉力小，对埋件受力要求低。3、采用面埋，幕墙立柱后端距离楼板边线之间的距离调节能力较大。鉴于面埋的巨大优点，我们会优先选用面埋作为单元式幕墙挂件系统。

虽然面埋系统优点众多，但在一些特定的情况下，无法采用面埋安装，我们就只能采用侧埋系统来解决问题。一般采用侧埋系统有以下几种情况：1、在结构柱同楼板平齐，且幕墙分格刚好在结构柱位置时，无法采用面埋，只能采用侧埋；2、在剪力墙位置，只能采用侧埋；3、为了立柱挠度更容易计算通过，采用侧埋增加立柱悬挑距离；4、单元板顶横梁距离楼板边线过小。在以上情况下，只能采用侧埋来满足项目需要。

一个项目，一般都会只选用一种挂件系统来统一使用，这样能更便于设计下单和安装，但由于面埋挂件系统对结构的要求比较高，很难全部挂件系统都采用面埋，由于面埋的优点更突出，更多的时候是面埋和侧埋混合使用。一旦无法采用面埋系统，就只能全部采用侧埋系统。

挂件系统的材质选择一般按照优先选用铝型材，其次选用钢材。采用铝型材挂件系统有以下优点：1、铝型材可以根据项目实际需要灵活调整外观尺寸，易于适应多种结构形式。2、铝型材的安装采用螺栓连接，便于施工和调节。3、铝型材挤压成型，易于加工成型，加工成本低。4、同采用钢材系统相比，采用铝型材系统不用焊接，可降低现场焊接产生的火花，或者刚挂件切割调整产生的火花造成的材料损伤和起火风险。鉴于以上原因，一般单元挂件系统都会尽量要求采用铝合金挂件系统。

但铝合金挂件系统也存在以下缺点：1、需要开模，且开模费用较高，一旦一个项目结构多变，需要开多套型材模具来适应结构变化，成本会增加很多，采用铝合金挂件系统会不经济。2、铝型材焊接不方便，对于复杂结构位置，需要特别处理的位置，无法采用铝型材挂件系统。3、对于主体结构是钢结构的位置，采用刚挂件可以直接同主体结构焊接，比采用铝合金挂件系统更有优势。鉴于铝合金挂件系统的缺点，在采用铝合金挂件系统不占优势的位置，建议采用钢挂件系统。

钢铝结合的挂件系统，由于钢材同铝型材之间会产生电化学反应，要增加隔离垫片，增加了系统的复杂性。施工时，经常会出现工人漏装，或者不装现象。鉴于这个原因，不建议在大批量施工时采用钢铝结合，只在少量的收口位置，主体结构局部出现偏差较大，铝合金挂座无法安装时，才会采用钢铝结合的模式。

我们在设计挂件系统的时候，除了挂件系统的适应性外，还要考虑采用该种挂件系统是否经济，是否能够降低项目整体的成本。

采用面埋挂件系统，由于挂件的安装施工在楼板上进行，不需要额外增加施工措施，在楼层内直接施工，施工简单安全，费用低，可以降低项目的施工费用，在立柱受力足够的情况下，采用面埋可以降低项目的施工成本。

采用侧埋挂件系统，虽然安装措施费用增加，安装费用增加，但立柱上挑部分增加，采用单跨连续梁模型计算，立柱挠度更容易计算通过，能够减少立柱型材的用量。甚至部分项目，为了立柱挠度计算通过采用双夸连续梁，可以优化为埋件下移采用侧埋的单块连续梁。这样就可以节约大量的材料费用和安装费用。

采用铝挂件系统的最大优势就是加工方便，型材在工厂经过切割钻孔即可加工成型，加工简单，效果高，加工费低。虽然铝型材的价格比钢材高的多，而且还需要开模费用，但由于铝型材的密度是钢材的三分之一，当铝型材用量足够多时，采用铝型材成本会比采用钢挂件有优势。

采用钢挂件系统的优势是灵活多变，由于钢材的易于焊接加工，采用钢挂件系统可以适用各种结构变化，以及收口特殊位置。由于这些位置用量少，变化多，采用铝型材的话，开模量大，开模费用高，仅仅开模费用分摊到每个挂件就会是很高的价格。因此在这些位置，采用刚挂件系统会更合理和经济。

采用哪种挂件系统，除了同挂件的适用性有关外，还同项目的规模、项目的类型和甲方的要求有直接关系。

对于不同规模的项目，选择挂件系统，一般按照以下规则：1、项目规模较小，一般来说单元面积在5000平方米以下的项目，如果没有现成的铝挂件系统可用的，建议采用钢挂件系统。在这样的项目，如果采用铝挂件系统，开模费用占的比例会比较高，由于项目小，挂件系统的总数量少，这样开模费用分摊到每个挂件系统的成本就会比较高，采用钢挂件系统，反而会更经济。2、中等规模的项目，一般5千平方到3万平方左右的项目，建议采用一套铝合金挂件系统，一般来说会采用面埋。在结构出现偏差位置的后补挂件系统可以采用钢铝结合做法。在收口位置或者死墙位置采用钢挂件系统。3、在大规模的项目中，一般3万平方米以上的项目，由于板块数量众多，结构形式多变，采用两套以上的铝挂件系统。一般来说，为了按照方便，在能够才用面埋的地方，采用一套面埋的铝挂件系统；在能死墙结构柱位置，采用一套侧埋的挂件系统；如果项目足够大，在转角位置也会单独出一套转角铝合金挂件系统。4、如果一个项目是复杂多变的，很难有大批量统一的挂座，那么这个项目应该采用钢挂件系统。

以上我们讲述了挂件系统的分类和选用原则，下面我们继续讨论挂件系统的设计原则。不管采用哪种预埋方式，采用哪种材料，在我们设计应遵从以下原则进行设计。

一、挂件系统应该有足够的误差调剂空间。

我们的主体结构都存在较大的偏差，在我们设计挂件系统的上下左右前后的调节能力时，应充分考虑结构的偏差。正常情况下，偏差的调节能力主要来自于以下几点，1、槽式埋件沿着卡槽方向的调节能力，这个调节能力同槽式埋件的长度和要固定的T型螺栓之间的间距有关，一般在埋设偏差正常的情况下槽式埋件的调节能力时足够大的。足够满足左右调节正负25mm以上的能力。调节时，T型螺栓可以沿着埋件槽滑动，移动到位后锁紧T型螺栓的螺母固定埋件，依靠锁紧产生的摩擦力来让挂座固定。一般来说，幕墙没有大的竖向装饰线条情况下，可以不考虑埋件抵抗侧向位置的能力。一旦有大的竖向线条，就要考增加固定措施。2、在挂座上开垂直板块的长条孔，用来满足前后方向的调节能力，挂件系统前后调节能力也要在正负25mm左右。对于铝型材挂件系统来说，采用齿形垫片配合螺栓组来完成调节能力。对于钢挂件系统，主要采用螺栓加钢垫片调整到位后焊接钢垫片固定。3、高度方向的调节主要依靠调节螺栓。调节螺栓有两种类型，一种挂钩活动的调节螺栓，该种挂件的调节螺栓高度方向调节范围大，一般可以超过正负30mm，便于施工，这种调节方式多用于铝合金挂件系统。还有一种是挂钩固定的，该种调节方式需要调节卡口深度来调节，由于受力需要，卡口必须保持一定深度，调节范围较小，一般只用来做小范围微调，需要在挂座安装是做好初步调节，该种做法多用于钢挂件系统。

二、挂件系统应充分考虑单元板块安装时的空间需求。

对于面埋系统，对地面完成面到建筑完成面之间的空间需求较大，需要有足够的安装空间，一般在办公楼架空地板项目结构完成面到室内建筑完成面有100mm以上的空间可以使用顶埋系统，但这也不是绝对，如果建筑师要求室内完成面同单元板块的上表面平齐，如果想采用面埋系统，一般就需要将楼板边部做下沉处理才能满足面埋的要求。如果结构不愿意将边部楼板做下沉处理，那么就需要做侧埋来满足安装要求。由于侧埋件安装主要是利用了单元板块立柱两侧的空间，在设计侧埋挂件系统时，应考虑预留足够的单元板块安装空间，由于单元板块公母立柱之间相互插接，至少要预留大于公母立柱安装完成后插接的宽度做为预留安装空间。在侧埋挂件系统设计时，还应充分考虑各个部件之间的干涉，一旦出现相互干涉，最初考虑的调节空间将无法达到。

三、挂件系统设计时，应尽量简单以便于加工安装和调节和受力合理。

越复杂的挂件系统，成本越高，安装偏差越大，安装调节会越困难。在挂件系统设计时，大批量应优先选用铝合金挂件系统，少量非标准位置采用钢挂件系统。在设计挂件系统的传力方式应尽量合理有效。应该尽量避免风荷载传递过程中产生的偏心，一旦产生偏心，会对挂座产生弯矩，该弯矩会对埋件产生额外的拉力。这个额外增加的拉力会对埋件受力提出更高的要求，增加埋件成本。

结束语： 单元板块挂件系统的选择和设计对单元系统幕墙工程来说是至关重要的。只有根据现有的建筑条件，选择合理的挂件系统，并结合项目的实际情况，对挂件系统合理的设计，才能更好的保证项目的顺利实施。