专利名称：一种幕墙开启扇用挂钩及应用该挂钩的钩挂式幕墙分体开启扇的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种幕墙开启扇用挂钩及应用该挂钩的钩挂式幕墙分体开启扇。
背景技术：
现有技术中的建筑幕墙的设计中，基本上都设置幕墙开启窗。开启窗的设计应满足其使用功能，并且要保证立面效果。特别是，其抗风压、气密、水密、保温、隔声等性能的要求给幕墙设计带来了一定的难度。其实，一套好的幕墙玻璃开启系统，是完全能够满足目前各种性能要求的。为了提高幕墙的气密性，在开启窗周边采用三元乙丙橡胶或聚丁橡胶密封胶条，双道密封。为了防止雨水大面积进入开启窗周边胶缝，在开启窗上上边，有的左右设置披水胶条，披水胶条不会完全防止雨水渗入，加上可能出现冷凝水现象，设计时在开启窗扇铝料上设置流水槽等导排构造措施。披水胶条的设置往往与钩挂式开启窗的安装带来一定的困难。在保证开启窗的性能要求的同时，也要考虑开启扇施工安装方便、可靠性。从安装方式上分，目前常用的幕墙开启窗有四连杆铰链、钩挂、电动开启多种形式。由于电动开启窗成本较高，电动开启器传动系统在室内占据空间，影响室内外观效果、妨碍室内空间的利用而用的很少。四连杆需要额外配装，属于单独的系统，增加幕墙开启扇的成本。而上钩挂式开启窗具有其独特的优点，在建筑幕墙中应用越来越广泛。钩挂式开启窗主要是在开启窗铝框和铝扇材料上采用球面钩与槽相配合旋转完成幕墙玻璃窗的开启与关闭。和目前常用的四连杆铰链相比较，具有以下特点2. 1钩挂式开启窗的不是靠五金件开启系统完成开启窗扇的旋转，节省四连杆铰链。同时克服四连杆变形对开启窗的影响。2. 2钩挂式开启窗在开启、闭合操作过程中，以弧形柱面旋转，开启关闭过程中省力，运动平稳。2. 3四连杆使用一段时间后，连接螺丝容易松动，窜位、脱落。因其存在固定的连接位置，刚换后还是原有位置，螺栓孔破坏后，安装维修受到一定的影响。2.4开启扇采用挂接结构形式比较多，在重力作用下开启扇保持垂直稳定状态，并且在上部一般设有披水胶条，看上去比较完整、可靠。但工程案例证明，仅靠重力作用并不可靠，仍会有滑脱的可能，因此钩挂开启扇为了防止向上窜动而造成开启扇脱落，需要在开启扇(框)上设置限位。2. 5开启扇的左右窜动，会造成开启扇关闭后左右错位，影响整体密封效果与美观效果。一种幕墙开启扇采用上挂钩式连接，即开启扇上扇挂钩与上横梁挂接，并在挂钩上端安装有防脱装置，开启扇横梁挂轨与上开启扇料挂钩之间安装有防噪音胶条，安全可靠，连接强度高。通常幕墙开启扇采用分离式设计，扇框材料采用铝型材表面喷涂或氧化处理，与玻璃面板之间采用结构胶粘接(粘接处铝型材表面氧化处理)。幕墙开启扇的开启扇都一般采用闭合腔体设计，在其角部安装有组角码或组角钢片，增强了角部连接和角部的平整度。幕墙开启扇采用双道密封胶，扇与框之间用多点锁锁紧，提高了幕墙开启扇的气密性、水密性。幕墙开启扇具有隔热性能好，连接强度高，不易松动，受力均勻，面材不易损坏等优点。现在幕墙开启扇很多都设计得比较大，从安全角度和使用角度上来看，觉得用钩挂开启扇比较安全，并且减小了工程完工后的维护工作量.钩挂式玻璃幕墙开启扇在设计过程中，出来要考虑系统功能外，还要考虑密封、脱钩、左右窜动等问题。例如公开号为CN101059006A的中国发明专利申请公开了一种可任意拆卸、安装与更换的幕墙系统。所述幕墙系统包括立梃组件、固定单元组件、开启单元组件和密封开启单元组件的横梁。所述立梃上带有挂杆；固定单元上设有挂钩及限位装置；开启单元上面设密封横梁。固定单元挂在立梃上，压挤立梃密封胶条实现密封，固定单元横框相互插接、压挤密封胶条实现密封；开启单元上面的横梁与立梃、固定单元上横框共同形成开启窗框。开启单元通过铰链与立梃连接，窗锁锁紧压挤密封胶条实现密封，打开实现开窗通气。整个幕墙系统通过立梃与单元组件的相互作用，实现整个幕墙的密封与排水功能。该幕墙系统能实现在室内室外任意拆卸、安装与更换幕墙组件。但其挂钩的形式为简单的“Z”字形，在使用过程中通过螺钉固定，长期使用或数次更换后即易于出现脱钩和左右窜动等问题。一般的挂钩圆弧凸柱都是与幕墙铝合金横梁或开启窗框为一体，开启窗扇为钩状，安装时开启窗扇挂在圆弧凸柱上安装。图1即为我们在幕墙设计时采用的一种钩挂式开启扇形式，所述开启扇6通过挂钩2安装在幕墙横梁上，并通过限位螺钉进行固定，在所述开启扇6上还安装有披水铝材4和披水胶条5。从图1中可以看出，由于与上下、左右玻璃胶缝一致，开启扇间隙为16mm，在此空间内完成披水胶条和开启扇防脱限位块的安装，操作空间小，实施困难。同时当幕墙采用双层玻璃时，用一般挂钩式的开启扇的开启角度也受到一定的限制。往往有的设计时，加大开启扇上边的间隙，有的达到20mm以上，这样破坏了建筑幕墙外观线条的一致性，视觉不流畅。开启扇的粗大黑边影响幕墙的整体效果。在设计时，往往把安装披水胶条铝型材与开启扇上限位块做成一体，与幕墙横梁连接。在图1中，在限位块相应位铣槽，以能通过其连接的螺钉。而其连接必须在开启扇安装后实施。操作难度较大，在施工中，工人因安装困难而不按要求安装的情况，时有发生，带来安全隐患。其实，钩挂式开启扇和其它连接开启方式比较，需要解决的问题就是安全稳定的可靠性，也就是通常经常遇到的脱钩、窜动、水密性等常见问题。
实用新型内容为解决现有技术中的上述技术问题，本实用新型提供一种幕墙开启扇用挂钩及应用该挂钩的钩挂式幕墙分体开启扇。本实用新型所采用的技术方案是一种幕墙开启扇用挂钩，所述挂钩包括固定侧和挂钩侧，通过至少一个连接部件将所述固定侧与需要安装开启扇的部件进行固定连接，所述挂钩侧具有与所述固定侧垂直的臂部，并在所述臂部远离所述固定侧的端部具有一挂钩，以便在开启扇的安装过程中使用该挂钩将所述开启扇套在挂钩内。本实用新型所提供的幕墙开启扇用挂钩，其中所述的连接部件包括连接螺栓。本实用新型所提供的幕墙开启扇用挂钩，其中所述的挂钩的材质为铝合金。本实用新型所提供的幕墙开启扇用挂钩，其中所述挂钩与所述开启扇单独分体安装，挂钩在开启扇组合时，与开启扇组合一起，然后通过螺栓连接固定在幕墙横梁上。本实用新型所提供的幕墙开启扇用挂钩，可将挂钩加工豁口或在挂钩端部安装2个限位螺钉，以便防止开启扇左右窜动。本实用新型所提供的幕墙开启扇用挂钩，其中所述挂钩可分段加工与安装。本实用新型还提供一种应用该挂钩的钩挂式幕墙分体开启扇。本实用新型所提供的幕墙开启扇，其中，在安装开启扇和挂钩后安装披水铝材披水胶条，在所述披水铝材与固定玻璃副框挂接后，与玻璃间隙塞填胶垫，以便防止玻璃与铝材的硬性接触和披水铝材披水胶条的脱落。
图1为现有技术中采用的一种钩挂式开启扇及所用挂钩的示意图。图2为本实用新型改进的挂钩的示意图。图3为采用本实用新型的挂钩进行分段加工与安装时所述开启扇的轴侧示意图。图4为采用本实用新型的挂钩的钩挂式开启扇的示意图。图5为采用本实用新型的挂钩进行分段加工与安装时挠度计算的示意图。
具体实施方式
根据目前幕墙开启扇存在的问题，我们把开启扇挂钩进行了改进。下面参照图2进行说明。首先，我们将挂钩的形式改变为单侧带钩的L形，即所述挂钩包括固定侧和挂钩侧，所述固定侧可通过连接螺栓等连接件与幕墙横梁等需要安装开启扇的部件固定连接，所述挂钩侧具有与所述固定侧垂直的臂部，并在所述臂部远离所述固定侧的一端具有一挂钩，以便在开启扇的安装过程中使用该挂钩将所述开启扇套在挂钩内。图4为采用本实用新型的挂钩的钩挂式开启扇的示意图。在图4中，开启扇6通过本实用新型的挂钩2固定。在所述挂钩2的固定侧通过连接螺栓与幕墙横梁固定连接，而所述开启扇6则套在所述挂钩内。结合图3的开启扇的轴侧示意图可看出，在采用本实用新型的挂钩进行分段加工与安装时，在所述挂钩侧臂部的单侧或双侧，可通过限定螺钉3进一步固定以便防止开启扇6左右窜动。这种系统的特点就是挂钩单独分体的安装方式，挂钩在开启扇组合时，与开启扇组合一起，然后与幕墙横梁螺栓连接固定。这样，开启扇被套在挂钩内，只要挂钩与连接螺栓不出现破坏性的问题，就永远不会脱钩。为防止开启扇左右窜动，我们将挂钩加工豁口或在挂钩端部安装2个限位螺钉。为了防止大量的雨水进入开启扇与开启窗框之间腔体内，我们在安装开启扇6和挂钩2后，安装披水铝材4和披水胶条5。披水铝材4与固定玻璃副框挂接后，与玻璃间隙塞填胶垫，这样及防止玻璃与铝材的硬性接触，又克服披水胶条铝材4的脱落。当有少量雨水进入后，将会沿着玻璃与铝材的空间流到开启扇两侧边，从下边排出窗外。为了安装方便，可以将挂钩分段加工与安装。分段尺寸可经过设计计算来确定。见图3轴侧示意图。挂钩分段后，不但节约材料，安装方便，而且便于开启扇的调整，保持开启扇处于自由状态，不会因为铝料的变形而造成安装应力，使开启扇安装后不会产生变形或有变形趋势。同时保证挂钩处于大面积接触，保证开启自如。在开启扇安装过程中，通过以下方法来计算钩挂式开启扇挂钩的强度。1、挂钩计算北京C类地区，建筑高度100. Om ；开启扇分格取最大1200mmX 1800mm,中空玻璃6+12A+6 ；挂钩连接螺栓M6-25;挂钩分段长度100mm。(1)风荷载标准值Wk=^ gzX μ ζΧ μ si XffO=1. 60X1. 70X1. 200X0. 450=1. 72 kN/m2(2)地震作用标准值EAk=5 X α max X GAK=5X0. 160X600. 000/1000=0. 48kN/m2[0051 ]玻璃板块开启扇自重GAK取GAK=O. 60 kN/m2荷载组合标准值垂直于幕墙的水平方向荷载组合标准值=风荷载组合标准值+垂直于幕墙的水平地震作用组合标准值qxk= ffk+0. 6XEAk=1. 72+0. 6X0. 48=2. 01kN/m2平行于幕墙的竖直方向荷载组合标准值=玻璃开启扇自重+平行于幕墙的竖直地震作用组合标准值qzk= GAK+EAk=0. 60+0. 48=1. 08kN/m2荷载组合设计值垂直于幕墙的水平方向荷载组合设计值qx=l. 4 X qxk=1. 4X2. 01=2. 814kN/m2平行于幕墙的竖直方向荷载组合设计值qz= 1.4 Xqz=1. 4X1. 080070]=1. 512kN/m2
0071]开启扇单元板块外力设计值
0072]垂直于开启扇外力设计值
0073]Nx= qxXBXH
0074]=2. 814X1. 2X1. 8
0075]=6. 08kN
0076]平行于开启扇外力设计值
0077]Nz= qzXBXH
0078]=1. 08X1. 2X1. 8
0079]=2. 33kN
0080]开启扇螺栓强度计算
0081]每个开启扇固定需要4个螺栓
0082]螺栓拉力Nl= NxX Z/h
0083]=6. 08X15/8
0084]=11. 40kN
0085]螺栓应力计算中径Φ 5. 0，面积19. 6mm2。
0086]螺栓拉应力6 X=Il. 40X1000/ (19.6X4)
0087]=145. 40 (N/ mm2)
0088]6 χ < f a=215. 0N/mm2
0089]螺栓剪力N2=^feXX/h
0090]=2. 33X25/8
0091]=7. 28 kN
0092]螺栓剪应力τ =7. ^XlOOO/ (19. 6X4)
0093]=92. 87 (N/ mm2)
0094]τ < τ a=125. 0N/mm2
0095]剪应力
0096]挂钩截面面积S=IOO X 3=300 mm2
0097]挂钩剪力 N2=^feXX/h
0098]=2. 33X25/8
0099]=7. 28 kN
0100]铝挂钩剪应力τ =7. 28X1000/ (300X2)
0101]=12. 13 (N/ mm2)
0102]τ < τ a=49. 6N/mm2
0103]2个铝合金挂钩抗剪强度满足要求
0104]挂钩挠度计算
0105]竖直方向荷载组合标准值
0106]qzk=l. 08 kN/m2
0107]qz=l. 08X 1. 2X1. 8
0108]=2. 33 (kN) =2330 N[0109]每个挂钩受力N=1165 N挂钩的惯性矩I=ab3/12=100X33/12=225mm4挠度f=N a3/(3EI)=1165X253/(3X7X 104X225)=0. 38mm。挠度0.38mm，开启扇的挠度变形，不会影响开启扇的工作开启状态。在幕墙设计中，在保证建筑幕墙开启扇的工作状态下，例如需要保证适当的开启角度和开启距离，还要合理设计安装系统。上述安装方式不仅解决幕墙开启扇的可靠连接问题，防止开启扇脱落、窜动、进水等现象，而且，采用挂钩分体连接，还保证开启扇自身变形(例如加工安装应力，热变形，地震作用等)对开启扇的扭曲、下沉的影响，保证开启扇尽可能地处于完好的工作状态。
权利要求1.一种幕墙开启扇用挂钩，所述挂钩包括固定侧和挂钩侧，通过至少一个连接部件将所述固定侧与需要安装开启扇的部件进行固定连接，其特征在于，所述挂钩侧具有与所述固定侧垂直的臂部，并在所述臂部远离所述固定侧的端部具有一挂钩，以便在开启扇的安装过程中使用该挂钩将所述开启扇套在挂钩内。
2.如权利要求1所述的幕墙开启扇用挂钩，其中所述的连接部件包括连接螺栓。
3.如权利要求1所述的幕墙开启扇用挂钩，其中所述的挂钩的材质为铝合金。
4.如权利要求1所述的幕墙开启扇用挂钩，其中所述挂钩与所述开启扇单独分体安装，挂钩在开启扇组合时，与开启扇组合一起，然后通过螺栓连接固定在幕墙横梁上。
5.如权利要求1所述的幕墙开启扇用挂钩，将挂钩加工豁口或在挂钩端部安装2个限位螺钉，以便防止开启扇左右窜动。
6.如权利要求1所述的幕墙开启扇用挂钩，所述挂钩可分段加工与安装。
7.一种幕墙开启扇，所述开启扇应用权利要求1-6之一所述的挂钩安装在幕墙上。
8.如权利要求7所述的幕墙开启扇，其中，在安装开启扇和挂钩后安装披水铝材披水胶条，在所述披水铝材与固定玻璃副框挂接后，与玻璃间隙塞填胶垫，以便防止玻璃与铝材的硬性接触和披水铝材披水胶条的脱落。
专利摘要本实用新型涉及一种幕墙开启扇用挂钩，所述挂钩包括固定侧和挂钩侧，通过至少一个连接部件将所述固定侧与需要安装开启扇的部件进行固定连接，所述挂钩侧具有与所述固定侧垂直的臂部，并在所述臂部远离所述固定侧的端部具有一挂钩，以便在开启扇的安装过程中使用该挂钩将所述开启扇套在挂钩内。本实用新型还涉及一种应用该挂钩的钩挂式幕墙分体开启扇。
文档编号E06B3/38GK202324277SQ20112042496
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日
发明者姜军辉 申请人:福建凤凰山装饰工程有限公司