玻璃面板屬于易碎品,合理選擇玻璃面板的面積以及玻璃種類是設(shè)計的重點之一;玻璃面板使用前的邊部處理以及安裝時裝配應(yīng)力的避免等多方面的因素也是必須考慮的。各種幕墻所用各種玻璃各有其力學(xué)計算方法,茲不一一贅述。其中全玻幕墻的面板玻璃通過膠縫與玻璃肋相連結(jié)時,面板可作為支承于玻璃肋的單向簡支板設(shè)計。其應(yīng)力與撓度可按框支承幕墻的方法計算。
石材面板的強度相對較低,且
天然石材種類很多,如巖漿巖(花崗巖、玄武巖等)、沉積巖(砂巖、石灰?guī)r等)和變質(zhì)巖(大理巖、片麻巖等)等,其各自的連接方式及要求也有較大差別,如背部連接、背卡連接、背槽連接及背栓連接等連接方式;另一方面,石材面板的質(zhì)量較大,這必然影響面板尺寸的選擇。
幕墻用石材應(yīng)進行抗彎設(shè)計,所得的最大彎曲應(yīng)力設(shè)計值不應(yīng)超過
石板的
抗彎強度設(shè)計值。其中短槽支承、通槽支承以及四邊金屬框支承的石板構(gòu)件,有不同的設(shè)計計算方法。由鋼銷在石板中產(chǎn)生的剪應(yīng)力應(yīng)進行校核。
對于金屬面板,其主要問題有面板與鋼龍骨的連接與接觸、根據(jù)面板尺寸對加肋與否的選擇及內(nèi)力分析和強度校核等。當(dāng)進行板的撓度計算時,也應(yīng)考慮大撓度的影響,按小撓度公式計算的撓度也應(yīng)乘以折減系數(shù)。
面板設(shè)計、選擇以及加工安裝等各環(huán)節(jié)作為關(guān)鍵因素,只有全面考慮到位,才能保證幕墻的可靠性。
3.2 材料
建筑幕墻是由多種材料按一定的結(jié)構(gòu)組成的。按照材料成分分類,有金屬材料(鋁合金、鋼)、玻璃、天然石材、
人造板材、
密封材料(
硅酮結(jié)構(gòu)膠、
密封膠)、橡膠材料(
膠條)等。
按照材料在幕墻結(jié)構(gòu)中所起的作用分類,有
連接件材料、框架(或桿索)體系材料、粘結(jié)材料、板材、配件、輔件等。
一般所說的“建筑幕墻可靠性的檢測”,是針對作為一種獨立產(chǎn)品或工程的建筑幕墻的。但在進行幕墻整體的可靠性檢測時,必須準(zhǔn)確掌握各主要材料和重要輔、配件的基本情況,尤其是事關(guān)結(jié)構(gòu)安全和主要性能的情況。框架材料的斷面規(guī)格、各種板材的厚度等關(guān)鍵因素,應(yīng)屬于設(shè)計和加工的控制范圍。
與可靠性有關(guān)的材料問題,是材料本身的特性與質(zhì)量(如鋁合金材質(zhì)、玻璃的鋼化程度、石材的抗彎強度、結(jié)構(gòu)膠的產(chǎn)品性能),以及有些在設(shè)計中一般不會特別提及的配件、輔件選擇(如用于框架連接的螺栓、石材掛件或背栓、窗執(zhí)手種類、單元板塊所用的
密封膠條)。其中一些特別關(guān)鍵的材料性能,如玻璃的鋼化程度,
五金配件的
承載力等,在有必要獲取第一手材料時應(yīng)進行直接測試。
3.3 加工與安裝
由于建筑幕墻既有產(chǎn)品的性質(zhì)又有工程特征,故其完成過程既有生產(chǎn)(加工)階段,又有施工(安裝)階段。對某些幕墻(如框架式幕墻),這兩階段并未截然分開,在施工(安裝)階段也常有加工工作,如支座定位的鉆孔、石材開槽。通過了審核與驗證的幕墻設(shè)計方案能否逐步落實,在材料確定之后,生產(chǎn)與施工便是決定建筑幕墻可靠性的關(guān)鍵因素。
1 材料進廠
建筑幕墻所使用的材料,多數(shù)是與可靠性密切相關(guān)的,工程中必須進行嚴格的把關(guān)。一般,材料的進廠檢驗由
幕墻企業(yè)直接把關(guān)。但對于關(guān)鍵材料,需要監(jiān)理單位或第三方機構(gòu)進行檢驗把關(guān)。
在工程檢驗中,材料、配件、附件的質(zhì)量保證文件的核對和規(guī)格、性狀的符合性檢驗是很重要的,對所有材料和配件均應(yīng)進行。
2 構(gòu)件加工
包括
型材加工(開模、切割、鉆孔)、板材加工(切割,玻璃倒棱倒角、點支承玻璃開孔、鋼化,金屬板折邊與加強筋肋配置,石材開槽開孔)、附框與板材的粘結(jié)(注結(jié)構(gòu)膠)、單元板塊加工等。每一項工作質(zhì)量都關(guān)系到幕墻的安全與可靠性,如玻璃倒棱倒角可減少應(yīng)力集中所導(dǎo)致的破裂,鋼化程度決定了玻璃能否達到
安全玻璃的標(biāo)準(zhǔn),石材切割、開槽后若出現(xiàn)崩裂、損壞會造成強度降低,開啟扇板塊加工誤差過大導(dǎo)致板塊過大無法入框或板塊過小、開啟縫隙太大。
許多加工工序都是由專業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)廠家(如
鋁型材廠、玻璃廠)而不是由幕墻企業(yè)承擔(dān)的,作為用戶的幕墻企業(yè)若采購驗證工作不落實,不符合要求的產(chǎn)品就有可能用于幕墻,這在幕墻業(yè)內(nèi)并不罕見。可靠性檢測包括對試件(樣本)的核對、檢查工作,目的之一正是為了發(fā)現(xiàn)與避免此類隱患。
如前所述,一些種類的幕墻(如框架式幕墻)在施工(安裝)階段也常有些加工工作,但要特別指出:對于隱框、半隱框幕墻,板塊是依靠
硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的結(jié)構(gòu)粘結(jié)作用與
框架結(jié)構(gòu)相維系的。為確保結(jié)構(gòu)膠的結(jié)構(gòu)粘結(jié)作用,在結(jié)構(gòu)膠未固化時不應(yīng)承受剪切或拉伸荷載。而若直接在框架上注結(jié)構(gòu)膠并將板塊粘貼上去,未固化的結(jié)構(gòu)膠就要承受剪切(板塊重力)與拉伸荷載(自然界風(fēng)荷載)。況且工地現(xiàn)場的環(huán)境也很難符合打注硅酮結(jié)構(gòu)密封膠所要求的“潔凈、通風(fēng)、環(huán)境溫濕度適宜”等條件。這也就是規(guī)范規(guī)定“除全玻幕墻外,不應(yīng)在現(xiàn)場打注硅酮結(jié)構(gòu)密封膠”(強制性條文)的原因。附框的作用就是使注膠工序能在專設(shè)的注膠車間完成,使注膠構(gòu)件能在滿足要求的環(huán)境中養(yǎng)護至膠固化。
3 施工安裝
施工安裝是建筑幕墻走向成品、走向竣工的最后一程。之前各環(huán)節(jié)均已確保、各階段均已完成,最后要靠安裝環(huán)節(jié)來匯總實現(xiàn)。若安裝質(zhì)量有失,幕墻的可靠性也會化為烏有。
不同類型建筑幕墻的安裝有其各自的特點或關(guān)鍵點:
1)框支承幕墻
框支承幕墻的結(jié)構(gòu)內(nèi)連接在安裝階段完成,栓接、插接或焊接質(zhì)量是關(guān)鍵。
隱框、半隱框幕墻多以間斷點形式固定板塊,安裝時必須遵循設(shè)計要求,確保壓(勾)碼或掛件的材質(zhì)、固定連接件的種類(不采用
自攻螺釘)、固定點的間距等要素。
明框幕墻的安裝要點在于板塊嵌入量的控制與避免剛性接觸的措施。某大廈采用了明框幕墻,使用中玻璃墜落。經(jīng)我機構(gòu)現(xiàn)場檢查,發(fā)現(xiàn)玻璃嵌入量僅6-10mm,遠低于標(biāo)準(zhǔn)要求的15mm;加上玻璃分格較大而撓度較高,在彎曲到一定程度時脫出框架就不奇怪了。
框支承幕墻還有一個可開部分安裝的工作,拼縫與螺孔密封質(zhì)量,窗扇窗框間的壓緊膠條裝配,靠滑撐懸掛的開啟扇之滑撐定位,窗鎖點的布置、安裝與必要的調(diào)節(jié),無不事關(guān)密封性能、事關(guān)抗風(fēng)壓性能。幕墻日常使用中,可開部分漏水問題最為用戶所詬病,檢測中窗扇的功能障礙和損壞也時有發(fā)生。
2)點支承幕墻
張拉桿索的預(yù)拉力必須按設(shè)計要求施加,且采用測力計測定(每次使用前都要校準(zhǔn));拉桿、拉索的預(yù)拉力應(yīng)分次、分批對稱張拉,并注意過程中的隨時調(diào)整。預(yù)拉力施加,決定著張拉桿索體系結(jié)構(gòu)能否成立。個別桿索預(yù)拉不當(dāng)可能造成承受荷載時結(jié)構(gòu)不穩(wěn)、玻璃扭曲破碎。
支承裝置的安裝應(yīng)符合設(shè)計對偏差的要求,以免玻璃產(chǎn)生不利的附加應(yīng)力。
3)全玻幕墻
以單塊或駁接成的玻璃作支撐,一定要避免它在荷載作用下與支座U型鋼槽發(fā)生剛性接觸,尤其要考慮在幕墻面法線方向上的風(fēng)荷載作用下產(chǎn)生位移的情況。因此玻璃與槽側(cè)壁應(yīng)留足夠空隙,應(yīng)在槽內(nèi)各面設(shè)置硬質(zhì)橡膠墊塊后再以密封膠注滿。
玻璃肋應(yīng)選用安全玻璃,安全玻璃中的
鋼化玻璃最忌局部應(yīng)力集中,一旦剛性接觸,可能在瞬間發(fā)生破碎。面板和肋玻璃的垂直度和水平度也與安全相關(guān)。
由此足見安裝環(huán)節(jié)是要害所在,精心選購的上等材料,耗巨資設(shè)計、興建的幕墻,就有可能在這些隱蔽戰(zhàn)線的漏洞上付諸東流。
4 小結(jié)
在掌握幕墻可靠性各環(huán)節(jié)后,才能了解幕墻可靠性的薄弱點,才能在幕墻設(shè)計、施工、檢測中把握全面、突出重點。一些工作未能從總體上把握建筑幕墻可靠性的概念與體系,造成只知走程序、簡單下結(jié)論,而對出現(xiàn)的問題不知其原因,正是由于忽略了這一重要工作。
參考文獻
[1] 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003
[2] 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《
金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ133-2001
[3] 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T139-2001
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