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幕墻設計的幾點疑問

來源:福建天正建筑工程施工圖審查公司  作者:龔昌基  日期:2005-12-9
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    這里有三點比較含糊,容易引起誤解:

    1、“變形能力很小”是指“玻璃面板”呢,還是指“金屬框架”?相對于鋼筋砼主體結構來說,玻璃可說是變形能力很;而鋁合金等“金屬框架”的變形能力就不能說是“很小”了。

    2、“彈塑性層間位移角限值為1/70”,是指罕遇地震下的變形限值。按建筑抗震“三個水準”來說,這已是第三水準了,這時候對主體結構的要求也只是“大震不倒”,而不要求“可修”了,難道還能要求玻璃幕墻不損壞嗎?

    3、“使幕墻構件與立柱、橫梁之間有活動的余地”里的“立柱、橫梁”指的是幕墻本身的立柱、橫梁呢,還是指主體結構的框架柱、梁?若是前者,則玻璃與骨架之間的膠縫,以及各層鋁合金立柱間的伸縮縫,可以解決這類問題;若是后者,則對于只能懸掛在主體結構上的框支承玻璃幕墻來說,是不現實的。因為我們無法使幕墻擺脫主體結構而獨立存在。這個問題筆者在文章[3]中已做過較詳細的分析,這里就不再重復了。

    現在有的業內人士還把上述“相對于主體結構的位移能力”和立柱安裝時必要的調整余地混為一談,并把老規范[2]的圖6.2.8所示固定支座的調整范圍視為“活動連接”,其實,該圖的調整范圍只是用于安裝時調整,規范[1]第10.3.1-3條就是說得很清楚:“立柱安裝就位、調整后應及時緊固”?梢栽O想,若不切實緊固,幕墻讓風刮動了而無法自動復位,將是什么后果!

    總之,筆者以為,至少是對于由鋁合金邊框材料支承的玻璃幕墻而言,不應把“相對于主體結構的位移能力”理解為幕墻可以不隨著主體結構的側移而側移;但若采取措施使幕墻支座成為鉸接支座,則可改善幕墻立柱的受力狀況。

    三、有關幕墻的地震作用問題

    有人認為,按規范[1]計算得出的地震作用力雖然很小,但只是幕墻自重產生的地震作用效應,只是問題的一個方面;而另一方面,由主體結構的地震效應產生的位移撞擊,才是造成玻璃幕墻震害的主要因素。因此得出結論:必須在幕墻和主體結構之間設置活動連接件。

    其實這也是一種似是而非的說法。

    眾所周知,地震作用是一種慣性力,它取決于物體質量與地震加速度的乘積;地震過程中的撞擊則是由于兩個物體間的相對加速度引起的,如果兩個物體緊密連接而沒有相對運動,則不會發生撞擊。幕墻是依附于主體結構的圍護構件,它不可能離開主體結構而獨立存在,只要連接牢靠,便不會出現撞擊問題。即使因連接松動而出現撞擊,其撞擊力也只與幕墻自重及相對加速度有關。所以說,按規范[3]公式(5.3.4)算出的地震作用是全面的。由于幕墻自重很輕,在7度抗震時,地震作用力與風荷載相比,要小一個數量級上,不起控制作用。

    四、關于幕墻預埋件設計的問題

目前玻璃幕墻的設計工作大都是靠幕墻施工單位完成,而幕墻施工招投標工作又往往滯后于主體結構,以致幕墻預埋件無法在主體結構砼施工    時埋入;而大量采用“化學螺栓”,既增加造價,又帶來錨固深度較淺及粘合劑可能老化等問題。有的業主注意到這個問題,便在澆注砼時,在有幕墻的部位,每層邊梁側面都埋上了通長的扁鋼,以備安裝幕墻連接件之用,他們說這樣做雖然多花幾噸鋼材,但還比用化學螺栓省錢,而且避免了在已做好的砼梁、柱上鉆孔打洞。筆者認為,這樣的業主是很有見地的。但從建設管理的角度看,還可以做得更好。因為主體設計單位完全有條件把幕墻預埋件設計出來——幕墻玻璃的分格是他們定的,哪些柱、梁可以作為幕墻的支座,他們也最清楚,至于預埋件的詳圖,則可套用國家標準圖集(可參照國標97SJ103《鋁合金玻璃幕墻》第255頁)。這樣既避免了浪費,又可保證工程質量。而多出一份幕墻預埋件布置圖,對于主體設計單位來說,只是舉手之勞,應是責無旁貸的。不過,這只是個人的鄙見和呼吁,不知能否為當事者所重視?

    參考文獻:

    [1]玻璃幕墻工程技術規范JGJ 102-2003.

    [2]玻璃幕墻工程技術規范JGJ 102-96.

    [3]龔昌基:玻璃幕墻結構設計若干問題的探討,《建筑結構》 2000.2.

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