幕墙工程铝单板变形分析

某某幕墙工程，年末开始铝单板安装，2004年2月，大部分铝单板安装就位。2004年4月检查发现，安装时基本平整的铝单板不同程度地出现表面隆起现象。根据公司领导指示，设计部有关人员深入施工现场，在项目经理参与下，对本公司安装的铝单板进行了检查，对相邻其他公司安装的铝单板进行了对比观察。本次检查发现铝单板隆起现象在铝单板幕墙（无论是本公司，或是其他公司施工的幕墙）中普遍存在，只因安装时间长短，幕墙受太阳照射强度大小，以及材料品牌不同而有所差异。据项目经理反映，有些板到货时不十分平整。经观察，本工程也存在个别龙骨不平导致幕墙局部凸凹现象。

我们认为，影响幕墙铝单板变形的主要原因是温差和面板与龙骨两种不同线膨胀系数材料的相互作用。合金铝的线膨胀系数α=2.35×10-5/ 0C ， 钢材（龙骨）的线膨胀系数α=1.20×10-5 / 0C，铝材变形比钢材大。在温差作用下，钢龙骨约束铝单板边框变形，以及铝单板在弯折制作过程中外表面存在拉应力，从而迫使板中向上隆起。当前气温与安装时温差约为300C，边长为945mm的铝单板计算伸长0.326mm，板中计算隆起（凹陷）高度达12.4mm。实际工程中，铝单板直接受阳光照射，铝单板与其后的龙骨亦存在相对温差，板中隆起高度相对加大。相反，在外力作用下可位移的脚码在一定程度上可以减小钢龙骨对铝单板边框的约束，缓解铝单板中部的隆起变形。铝单板安装时气温越接近年最高气温，板面隆起越小。现场实况表明气温转暖后安装的铝单板平整度比严冬时安装的要好。虽然气温下降可能导致板边向中间收缩，但不会明显影响板面平整度。如果龙骨采用与面板相同的铝材，在相同温差作用下，变形相同，板面不会隆起。FAB—4东侧铝方管龙骨铝单板幕墙证实了这一点。

板中加肋对减少垂直面板的风荷载和地震荷载作用导致的变形效果明显，对抑制温差作用引起的板面隆起作用不大。前者与肋距的立方成正比，后者与肋距无关。铝单板按构造间距加肋可以提高板的刚度，满足变形的构造要求。
铝合金板材在轧制和装饰板制作过程中会产生不均匀应力，在时效作用下，应力逐渐得到释放，铝单板出现松弛徐变，产生变形。

铝单板岩棉保温内衬对铝单板变形基本没有影响。岩棉轻且疏松，它的重量和内部连接力不致通过细软的PVC固定钉使面板产生可见变形。

综上分析，可以得出如下结论：
1.幕墙铝单板中部隆起是不同材料的面板或龙骨在温差作用下的必然结果。为防止温差变形，铝单板幕墙尽量在一年中气温最高时安装。
2.铝板材时效徐变造成的变形不可避免，因此，铝单板不是非常好的外墙面材料。
3.铝单板变形受材质,形状,肋距,保温内衬等因素影响相对较小。