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【摘 要】 铝塑板幕墙有着其独特的优点，在建筑中被广泛的应用。然而铝塑板折边处一直是最脆弱的地方，影响其使用寿命。本文主要分析了铝塑板幕墙的基本结构，对其折边处的强度进行了研究，最后探讨了其疲劳问题，并提出了一些提高疲劳寿命的对策，希望能为大家提供借鉴。
【关键词】 幕墙铝塑板；折边强度；疲劳问题
一、铝塑板幕墙基本构造
（一）铝塑板幕墙是众多金属幕墙种类其中之一，它是由下列部分组成：金属框架；铝塑板。它主要是应用在高度小于150米的民用建筑物中，这是由于其不承受主体载荷所决定的。
（二）中间是聚乙烯或者不燃材料，厚度在2到5mm左右，而内外的两层都是由铝合金板构成的，这个铝合金板的厚度都是0.5mm。因为板面是用氟碳树脂涂的，所以会形成一个比较稳定且坚韧的膜层，具有很强的附着力，而且持久性很好，同时可以用很多的颜色，它的背面是聚酯漆，这样能够防止腐蚀。
二、折边处强度分析
为了使计算的过程简单明了，我们的分析和探讨都是参照CECS231：2007《铝塑复合板幕墙工程施工及验收规程》中附录C的铝塑板折边处疲劳试验原理图。
V型槽、U型槽等都是铝塑复合板能够开的槽。在对复合板进行剪裁时，一定要考虑到折边处加放的尺寸，一般都是在折边处加放25mm左右。裁好的复合板需要四边刨槽，即切去一定宽度的内层铝板和塑料层，开槽深度必须严格控制在正面铝板后至少保留0.3mm厚的塑料芯材，以保证铝塑复合板有足够的韧性，防止折边处铝皮断裂，然后折边成90°阳角，这样板面自重和幕墙随时都会受到的正负风荷载压力均由四个边0.5mm铝板承受，因此，开槽折边处是铝塑复合板面板的最薄弱环节，也是风荷载作用下最先破坏的部位。
（一）正风压下折边处的强度
从分析图1中，我们可以看到，A端承受的压力是最大的，但是，B端需要承受最大的切应力。
我们首先对A截面的压应力进行计算。曲板仅仅只有0.5mm，虽然是很薄，不过由于具有较长的弧，中面的弧长达到了3mm，也就是开槽时候的槽底宽度，因而计算A截面压应力时，既要考虑FAy，还要考虑MA。与FAy对应的压应σ“在截面上均匀分布（如图2（a）所示），其值为：
（二）负风压下折边处的强度分析
前面我们对正风压下幕墙塑铝板的强度进行了分析，接下来我们还要对负风压下的进行分析，采用一样的方法。不过，在一般情况下，正风压是要大于负风压的绝对值的，因此负风压下的折边处产生的应力是比正风压下产生的压力要小的。
三、折边处疲劳问题
（一）实际情况中，正风压不可能长时间的作用在幕墙塑铝板上的，而是在正风压和负风压交变作用下的。所以，在折边处便有了交变应力，从而能够发生疲劳破坏。在发生疲劳破坏时，它的最大的工作应力很可能远远低于材料本身的强度极限，在破坏之前，也没有特别明显的塑性变形。因此强度极限等指标已不能作为疲劳强度的指标。国家建筑材料测试中心铝塑部的同志曾模拟风荷载，对不同牌号铝材的铝塑板，做过不同振动频率循环变形条件下的折边寿命试验，得出了一些宝贵的数据和结论，对铝塑板行业做出了重要的贡献。从试验结果来看，铝塑部试验的所有铝塑板均属于低周疲劳（通常将疲劳破坏时循环次数小于104—105的疲劳称为低周疲劳，而将循环次数大于106—107的疲劳称为高周疲劳）。因此是不可逆的塑性变形才是真正产生疲劳破坏的原因，从而劳破坏时的循环次数会非常的高的。
（二）折边处的CF破坏
所谓的腐蚀疲劳（Corrosion Fatigue，缩写为CF）指的是，当材料受到腐蚀介质或者是循环载荷的作用下时所发生的破坏。它的发生不需要特定的电化学腐蚀电位或者是其它的特殊条件，所以，它的破坏更具有广泛性和严重性。严格说来，只有在真空或隋性气氛中才不发生CF破坏。有人在铝合金的疲劳断口上发现，在真空中并不形成，而只有在空气中试验才会出现的疲劳条纹，可见，空气确实是一种腐蚀介质。在大气环境下，铝塑板若未采用规定的防锈铝材，开槽过深，未留塑料层或伤及铝材，正面涂层开裂甚至脱落；或虽按规定用材了，但环境恶劣，都会发生CF破坏。通常，纯机械疲劳有一个疲劳极限（亦称持久极限），而CF破坏则没有明确的疲劳极限，具有更大的危险性。环境的腐蚀性越强，CF破坏越大。工业大气和海洋大气会加重铝塑板折边处的CF破坏。
塑铝板所经常采用的合金是Al-Mn和Al-Mg，这种铝合金具有较好的耐腐蚀性，不过当其中Mg的含量超过5%的时候，它的耐腐蚀性将会大大的降低。迄今为止，除纯铝、Al-Mn合金，Al-Mg-Si合金尚未发现应力腐蚀（腐蚀疲劳可以看做是应力腐蚀的一种特殊形式，即应力是交变的）开裂现象外，其它铝合金都有不同程度的应力腐蚀开裂敏感性，而且强度愈高，应力腐蚀开裂敏感倾向愈大。
四、提高折边处疲劳寿命的对策
鉴于前面的分析，建议采取以下措施来提供其折边处的疲劳寿命。
（一）坚持按照规范的要求，幕墙铝塑板采用3×××（Al-Mn）、5×××（Al-Mg）系列，或者是采用其它具有更好的耐腐蚀性的铝合金。在进行选材的时候，要贯彻实施全面综合选择的原则，摒弃单一的追求强度的原则。如宁可选择强度低点，但塑性好的半硬状态（如H24、H26状态），也不选用强度高而塑性差的H18状态（当然了，H18状态经涂漆时加热固化性能也会发生变化：强度降低，塑性有所提高）。型材按规范要求，采用6061、6063、6063A等铝合金（此三种牌号系Al–Mg-Si合金）。
（二）要按照相关的规范要求进行开槽，所保留的塑料层厚度要大于0.3mm，同时要保证不能破坏到面铝折边后装饰面的棱角处涂层不能有损伤。
（三）采用铝合金型材料做为变肋时，虽然能够很大程度上改变它的受力状况，但是，一定要注意的是，在型材和铝塑板的背面，要用强度大的结构胶或者是3M胶带牢固结实。否则，在正风压下折边处的受力方向改变且力值被杠杆原理增大。在相同试验条件下，疲劳破坏时的循环次数，固定于铝角上的约10000次，而固定于铝方管上的约5000次，相差一半，可能就是前者作用于折边处的力未被增大，而后者增大了的缘故。
（四）折边后，特别是没有边肋的时候，缝隙应用结构胶密封。从计算结果可以看出，max中，FAy和MA所产生的应力分别为ql/b和22.8ql/b，可见弯矩MA产生的应力所占比例很大，起主要作用。因此，折边后，缝隙一定要用结构胶密封，以增大截面面积，降低弯曲应力，提高抗腐蚀疲劳能力。
（五）确定垂直板面的荷载，设计合理的板区格的尺寸，要按照规范要求控制面板的挠度，防止发生这种不可逆的塑性变形。
（六）對肋及连接件要进行加强巩固，如果是采用非铝的金属，必须要采用合理的绝缘手段，杜绝电偶腐蚀的发生。
五、结束语
铝塑板幕墙有着经济性能强、施工方便、色彩多样、防火性强等优点，被广泛的应用到建筑中。但是在实际的施工，我们必须要加强铝塑板幕墙折边处的施工工艺与技术，并要采取有效的措施提高其疲劳寿命，从而使铝塑板幕墙的优点能够更充分的发挥。
参考文献：
[1]金耿阳，周莉丹施昊范倩雯.对铝塑板幕墙施工技术要点探讨[J].建筑工程技术与设计，2014，（5）.
[2]李正江.浅谈铝塑板幕墙施工技术的应用[J].安徽建筑，2014，（2）.
[3]陈国新，赵雷.概述铝塑板幕墙施工技术要点[J].建筑遗产，2013，（10）.
【关键词】 幕墙铝塑板；折边强度；疲劳问题
一、铝塑板幕墙基本构造
（一）铝塑板幕墙是众多金属幕墙种类其中之一，它是由下列部分组成：金属框架；铝塑板。它主要是应用在高度小于150米的民用建筑物中，这是由于其不承受主体载荷所决定的。
（二）中间是聚乙烯或者不燃材料，厚度在2到5mm左右，而内外的两层都是由铝合金板构成的，这个铝合金板的厚度都是0.5mm。因为板面是用氟碳树脂涂的，所以会形成一个比较稳定且坚韧的膜层，具有很强的附着力，而且持久性很好，同时可以用很多的颜色，它的背面是聚酯漆，这样能够防止腐蚀。
二、折边处强度分析
为了使计算的过程简单明了，我们的分析和探讨都是参照CECS231：2007《铝塑复合板幕墙工程施工及验收规程》中附录C的铝塑板折边处疲劳试验原理图。
V型槽、U型槽等都是铝塑复合板能够开的槽。在对复合板进行剪裁时，一定要考虑到折边处加放的尺寸，一般都是在折边处加放25mm左右。裁好的复合板需要四边刨槽，即切去一定宽度的内层铝板和塑料层，开槽深度必须严格控制在正面铝板后至少保留0.3mm厚的塑料芯材，以保证铝塑复合板有足够的韧性，防止折边处铝皮断裂，然后折边成90°阳角，这样板面自重和幕墙随时都会受到的正负风荷载压力均由四个边0.5mm铝板承受，因此，开槽折边处是铝塑复合板面板的最薄弱环节，也是风荷载作用下最先破坏的部位。
（一）正风压下折边处的强度
从分析图1中，我们可以看到，A端承受的压力是最大的，但是，B端需要承受最大的切应力。
我们首先对A截面的压应力进行计算。曲板仅仅只有0.5mm，虽然是很薄，不过由于具有较长的弧，中面的弧长达到了3mm，也就是开槽时候的槽底宽度，因而计算A截面压应力时，既要考虑FAy，还要考虑MA。与FAy对应的压应σ“在截面上均匀分布（如图2（a）所示），其值为：
（二）负风压下折边处的强度分析
前面我们对正风压下幕墙塑铝板的强度进行了分析，接下来我们还要对负风压下的进行分析，采用一样的方法。不过，在一般情况下，正风压是要大于负风压的绝对值的，因此负风压下的折边处产生的应力是比正风压下产生的压力要小的。
三、折边处疲劳问题
（一）实际情况中，正风压不可能长时间的作用在幕墙塑铝板上的，而是在正风压和负风压交变作用下的。所以，在折边处便有了交变应力，从而能够发生疲劳破坏。在发生疲劳破坏时，它的最大的工作应力很可能远远低于材料本身的强度极限，在破坏之前，也没有特别明显的塑性变形。因此强度极限等指标已不能作为疲劳强度的指标。国家建筑材料测试中心铝塑部的同志曾模拟风荷载，对不同牌号铝材的铝塑板，做过不同振动频率循环变形条件下的折边寿命试验，得出了一些宝贵的数据和结论，对铝塑板行业做出了重要的贡献。从试验结果来看，铝塑部试验的所有铝塑板均属于低周疲劳（通常将疲劳破坏时循环次数小于104—105的疲劳称为低周疲劳，而将循环次数大于106—107的疲劳称为高周疲劳）。因此是不可逆的塑性变形才是真正产生疲劳破坏的原因，从而劳破坏时的循环次数会非常的高的。
（二）折边处的CF破坏
所谓的腐蚀疲劳（Corrosion Fatigue，缩写为CF）指的是，当材料受到腐蚀介质或者是循环载荷的作用下时所发生的破坏。它的发生不需要特定的电化学腐蚀电位或者是其它的特殊条件，所以，它的破坏更具有广泛性和严重性。严格说来，只有在真空或隋性气氛中才不发生CF破坏。有人在铝合金的疲劳断口上发现，在真空中并不形成，而只有在空气中试验才会出现的疲劳条纹，可见，空气确实是一种腐蚀介质。在大气环境下，铝塑板若未采用规定的防锈铝材，开槽过深，未留塑料层或伤及铝材，正面涂层开裂甚至脱落；或虽按规定用材了，但环境恶劣，都会发生CF破坏。通常，纯机械疲劳有一个疲劳极限（亦称持久极限），而CF破坏则没有明确的疲劳极限，具有更大的危险性。环境的腐蚀性越强，CF破坏越大。工业大气和海洋大气会加重铝塑板折边处的CF破坏。
塑铝板所经常采用的合金是Al-Mn和Al-Mg，这种铝合金具有较好的耐腐蚀性，不过当其中Mg的含量超过5%的时候，它的耐腐蚀性将会大大的降低。迄今为止，除纯铝、Al-Mn合金，Al-Mg-Si合金尚未发现应力腐蚀（腐蚀疲劳可以看做是应力腐蚀的一种特殊形式，即应力是交变的）开裂现象外，其它铝合金都有不同程度的应力腐蚀开裂敏感性，而且强度愈高，应力腐蚀开裂敏感倾向愈大。
四、提高折边处疲劳寿命的对策
鉴于前面的分析，建议采取以下措施来提供其折边处的疲劳寿命。
（一）坚持按照规范的要求，幕墙铝塑板采用3×××（Al-Mn）、5×××（Al-Mg）系列，或者是采用其它具有更好的耐腐蚀性的铝合金。在进行选材的时候，要贯彻实施全面综合选择的原则，摒弃单一的追求强度的原则。如宁可选择强度低点，但塑性好的半硬状态（如H24、H26状态），也不选用强度高而塑性差的H18状态（当然了，H18状态经涂漆时加热固化性能也会发生变化：强度降低，塑性有所提高）。型材按规范要求，采用6061、6063、6063A等铝合金（此三种牌号系Al–Mg-Si合金）。
（二）要按照相关的规范要求进行开槽，所保留的塑料层厚度要大于0.3mm，同时要保证不能破坏到面铝折边后装饰面的棱角处涂层不能有损伤。
（三）采用铝合金型材料做为变肋时，虽然能够很大程度上改变它的受力状况，但是，一定要注意的是，在型材和铝塑板的背面，要用强度大的结构胶或者是3M胶带牢固结实。否则，在正风压下折边处的受力方向改变且力值被杠杆原理增大。在相同试验条件下，疲劳破坏时的循环次数，固定于铝角上的约10000次，而固定于铝方管上的约5000次，相差一半，可能就是前者作用于折边处的力未被增大，而后者增大了的缘故。
（四）折边后，特别是没有边肋的时候，缝隙应用结构胶密封。从计算结果可以看出，max中，FAy和MA所产生的应力分别为ql/b和22.8ql/b，可见弯矩MA产生的应力所占比例很大，起主要作用。因此，折边后，缝隙一定要用结构胶密封，以增大截面面积，降低弯曲应力，提高抗腐蚀疲劳能力。
（五）确定垂直板面的荷载，设计合理的板区格的尺寸，要按照规范要求控制面板的挠度，防止发生这种不可逆的塑性变形。
（六）對肋及连接件要进行加强巩固，如果是采用非铝的金属，必须要采用合理的绝缘手段，杜绝电偶腐蚀的发生。
五、结束语
铝塑板幕墙有着经济性能强、施工方便、色彩多样、防火性强等优点，被广泛的应用到建筑中。但是在实际的施工，我们必须要加强铝塑板幕墙折边处的施工工艺与技术，并要采取有效的措施提高其疲劳寿命，从而使铝塑板幕墙的优点能够更充分的发挥。
参考文献：
[1]金耿阳，周莉丹施昊范倩雯.对铝塑板幕墙施工技术要点探讨[J].建筑工程技术与设计，2014，（5）.
[2]李正江.浅谈铝塑板幕墙施工技术的应用[J].安徽建筑，2014，（2）.
[3]陈国新，赵雷.概述铝塑板幕墙施工技术要点[J].建筑遗产，2013，（10）.