理论教育 卡扣连接:建筑构造技术发展演变中的关键

卡扣连接:建筑构造技术发展演变中的关键

时间:2023-10-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:卡扣构造本身也是铝合金面板与龙骨连接的一种方式,如吊顶产品,轻型龙骨既是面板的支撑结构,又具有定位功能,铝合金面板与附着在龙骨上的卡扣件进行卡扣连接,高效而精确。不过,点式的卡扣连接要求与型材预先连接的卡扣构件位置必须非常准确,如果第一块墙板的位置误差较大,累积到最后,安装误差就有可能超过设计的容许值。

卡扣连接:建筑构造技术发展演变中的关键

卡扣构造本身也是铝合金面板与龙骨连接的一种方式,如吊顶产品,轻型龙骨既是面板的支撑结构,又具有定位功能,铝合金面板与附着在龙骨上的卡扣件进行卡扣连接,高效而精确。在铝合金可移动建筑中,框架结构型材就是围护体组件的支撑结构,但是由于围护体组件的尺寸与质量都大大超过铝单板,因此原有的通过铝板边缘与卡扣件连接的方式在各方面的关键要素上都不能满足新的构件连接需求,因此,卡扣件需要重新设计。卡扣的关键要求包括强度、约束、协调性和容许度(表F5)。

表F5 卡扣连接的关键要求及相关设计

资料来源:姜蕾.卡扣连接构造应用初探——应急建造及其连接构造问题研究[D].南京:东南大学,2009

卡扣构件的强度根据墙板的重量来决定,在可移动铝合金集装箱房产品中,由于墙板采用了铝板复合泡沫混凝土的工艺,重量较大,因此卡扣构件采用了2mm厚的铝板。在南京陶吴镇台创园的可移动铝合金办公建筑的墙板中,采用的是铝板复合聚氨酯保温材料的工艺,重量有了明显下降,卡扣构件的厚度也减小到1mm。在约束性方面,墙板的安装方式决定了卡扣构件的定位以及运动方向的限制。不仅如此,为了更好地引导卡扣的装配运动,卡扣构件的卡口处做了斜角放大处理,起到了导向增强的作用,提高了装配的协调性。同时,扣缝的尺寸也比卡扣构件的厚度略大,增加了连接的容许度(图F35)。

图F35 铝合金集装箱房产品中墙板、屋面板与型材连接的卡扣构造设计

资料来源:铝合金可移动建筑设计团队提供,作者编辑;自摄(www.daowen.com)

卡扣构造使得墙板组件在安装过程中只需要简单的滑动运动就能定位和固定,具有比栓接更高的安装效率。不过,点式的卡扣连接要求与型材预先连接的卡扣构件位置必须非常准确,如果第一块墙板的位置误差较大,累积到最后,安装误差就有可能超过设计的容许值。为了有效控制误差,在实际的操作过程中,建造者不得不逐个安装卡扣构件,在确认墙板位置无误后再进行下一块墙板的定位与安装,这样与预想的先把所有卡扣构件安装在型材上,然后一起进行墙板装配的工序并不吻合,反复调整卡扣定位件的位置也增加了装配时间。于是,在后续的设计中,为提高装配效率对卡扣构件进行了优化调整设计:通过将与型材连接的单个卡扣构件替换成了带有均匀连续开口的条形卡扣构件,这样,精确定位的工序就被具有更大安装容许度的公差设计取代了,新的组合卡扣构件的装配协调性有了显著提高,卡扣构造连接的高效得到了真正体现(图F36)。

图F36 铝合金办公建筑产品中改进的卡扣构造

资料来源:自绘、自摄

在保证建筑整体安全性与稳定性的情况下,在设计中尽量多地使用栓接和卡扣连接组件与模块,可以最大限度地提高现场装配的效率,并实现可移动建筑的反复拆卸与安装。虽然由栓接和卡扣组成的可变连接构造可以解决可移动建筑产品的大部分装配需求,但作为铝合金可移动产品系列中的一种特殊类型,灵活大空间的组合需求产生了单元模块连接的一种特殊装配构造——滑动构造。

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