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幕墻設(shè)計(jì) 基礎(chǔ)知識

2020-10-23
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建筑幕墻在我國獲得到長足的發(fā)展,一些系統(tǒng)達(dá)到或超越國外的水平,涌現(xiàn)出一大批精品工程和高科技含量的工程,但是同時也有很多工程出現(xiàn)問題,甚至是不可諒解的安全性問題。

經(jīng)過近些年的工程檢測、實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)以及技術(shù)會議的討論,發(fā)現(xiàn)幕墻的這些問題可以通過設(shè)計(jì)手段加以避免。本文希望對我國幕墻行業(yè)設(shè)計(jì)水平的提高能有所幫助。

玻璃幕墻

幕墻設(shè)計(jì) 基礎(chǔ)知識

  • 玻璃幕墻是應(yīng)用比較廣泛的外墻系統(tǒng)。在建筑外墻中的主導(dǎo)地位不可動搖,先后出現(xiàn)了很多精品工程。
  • 氟碳涂層與結(jié)構(gòu)膠直接粘接
    一些結(jié)構(gòu)密封膠和氟碳涂層的粘接是達(dá)不到幕墻要求的,因此隱框幕墻玻璃組件的副框和玻璃之間、氟碳涂層面板間接縫部位的密封應(yīng)采取措施,提高粘接力。有多種措施可供選擇:(a)涂底漆,然后再打注結(jié)構(gòu)膠,但一些專家認(rèn)為這種方法并不可靠,屬于“兩層皮”,也沒有比較有說服力的正面報道證明這種方法確實(shí)有效,因此尚需進(jìn)一步觀察、研究;(b)采用組合型材構(gòu)造,直接粘接結(jié)構(gòu)膠部分與型材其他部分開,直接粘接結(jié)構(gòu)膠部分采用陽極氧化處理;(c)氟碳噴涂過程中,對待粘接部位進(jìn)行遮擋,保持其表面仍為陽極氧化;(d)采取補(bǔ)救措施,用砂紙等將待粘接表面的涂層去掉,靠自然氧化(大約5μm)。
  • 自攻釘連接
    自攻釘連接是一般的連接或定位連接,作為結(jié)構(gòu)連接,其可靠性較差。
  • 鋼鋁型材混合使用(鋁包鋼)
    方鋼管內(nèi)表面不易實(shí)現(xiàn)噴丸處理,熱鍍鋅時容易出現(xiàn)質(zhì)量問題,導(dǎo)致抗腐蝕性能低下;鋼鋁配合間隙應(yīng)比較嚴(yán)密,否則不能達(dá)到共同受力,給防止出現(xiàn)雙金屬電化學(xué)腐蝕造成困難。
  • 短壓蓋
    明框幕墻采用壓蓋壓接,一方面便于實(shí)現(xiàn)等壓腔,另一方面可以與扣蓋實(shí)現(xiàn)卡接。采用不連續(xù)的壓蓋(短壓蓋),雖然可以降低成本,但會出現(xiàn)玻璃不平、等壓腔無法形成等問題。
  • 橫梁立柱間連接件采用兩點(diǎn)連接
    幕墻橫梁常常會出現(xiàn)“耷拉頭”現(xiàn)象,其原因可能有:(1)橫梁承載力不滿足要求;(2)橫梁和立柱的連接比較薄弱,比如橫梁立柱間的連接件采用兩個螺栓(釘)連接,由于其抗扭性能比較差,導(dǎo)致幕墻橫梁發(fā)生扭轉(zhuǎn)。
  • 大截面裝飾條無滴水線
    大截面裝飾條上表面會有積灰,如果不設(shè)置滴水線,會造成幕墻表面出現(xiàn)較多流痕。如果在裝飾條前端設(shè)置滴水線,能有效避免水和灰塵混合流到幕墻表面。
  • 裝飾蓋與活卡口配合
    裝飾蓋應(yīng)與擠壓型材的卡口相連接,這種卡口尺寸固定、精度較高,能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的連接。通過螺釘連接后形成的卡口精度達(dá)不到要求,連接不可靠。
  • 開啟腔未設(shè)置熱密線
    熱密線在節(jié)能鋁合金窗的設(shè)計(jì)中有較廣泛的應(yīng)用,但在建筑幕墻的開啟腔內(nèi)應(yīng)用較少,導(dǎo)致幕墻開啟部位節(jié)能效果低下。
  • 隱框幕墻采用非定距壓板
    隱框幕墻和半隱框幕墻通常采用壓板(壓塊)傳力,其間距一般不大于300mm,有定距和非定距壓板兩種。定距壓板通過連接螺栓緊固后其壓接間隙比較固定,對玻璃面板副框的壓緊力比較一致,便于吸收結(jié)構(gòu)和溫度等變形,減少摩擦噪音,并且能夠避免因壓塊壓得不均造成玻璃面板出現(xiàn)影像畸變現(xiàn)象。
  • 假明框隱框未按隱框幕墻進(jìn)行設(shè)計(jì)
    假明框通常在隱框幕墻的接縫處加裝一個裝飾條,起到明框幕墻的裝飾效果。這種結(jié)構(gòu)應(yīng)采用隱框幕墻的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)中空玻璃和結(jié)構(gòu)膠,即第二道密封膠應(yīng)采用硅酮結(jié)構(gòu)膠密封。如果采用聚硫膠作為中空玻璃的第二道密封,盡管不一定在紫外線照射下破壞,仍然存在不安全的因素。
  • 隱框中空玻璃下部無托板
    中空玻璃結(jié)構(gòu)膠長期承受剪力,對結(jié)構(gòu)膠使用壽命不利,因此JGJ02中要求在玻璃下部應(yīng)設(shè)置托板。該托板與橫梁直接連接比較合理,可以設(shè)計(jì)成卡接或螺栓連接;采用螺栓與玻璃組件的副框連接可能會影響結(jié)構(gòu)膠的打注,存在質(zhì)量缺陷,建議慎用。
  • 隔熱條承受剪力
    隔熱條在隔熱型材中起到結(jié)構(gòu)傳力、降低熱量傳遞的作用,被幕墻型材廣泛采用。穿條式結(jié)構(gòu)形式,采用復(fù)合生產(chǎn)線將隔熱條和鋁合金型材強(qiáng)制壓合。因此在隔熱條與鋁合金型材壓合部位有冷作硬化現(xiàn)象,甚至存在一些微觀裂紋缺陷。如果幕墻的橫梁采用隔熱型材,應(yīng)采取構(gòu)造措施,避免隔熱條承受剪力,防止隔熱條與鋁合金型材連接部位發(fā)生破壞。一般采用托板或采用較強(qiáng)一側(cè)鋁合金型材承受玻璃重量。
  • 掛鉤式開啟扇掛接處防脫設(shè)計(jì)存在缺陷
    幕墻開啟窗通常采用上懸結(jié)構(gòu),但因?yàn)樵O(shè)計(jì)存在缺陷,工程中經(jīng)常出現(xiàn)掉扇現(xiàn)象,個別工程在關(guān)閉狀態(tài)下掉落的幾率更高。主要原因是這些工程沒有防脫設(shè)計(jì),或掛鉤防脫設(shè)計(jì)不合理,或掛鉤的搭接深度不夠,或掛接處型材壁厚太薄。
  • 鈍角部位未采用弧型壓接
    采用傳統(tǒng)的定距壓板不能滿足壓接需要,應(yīng)采用角度可調(diào)的連接構(gòu)造。
  • 不可變玻璃槽口
    型材設(shè)計(jì)時,要考慮施工時的可操作性,采用可變槽口能夠進(jìn)行微調(diào),且安裝方便,因此盡可能不采用固定式玻璃槽口。
  • 開縫小單元水平無限位
    小單元面板掛接形式應(yīng)用較廣,其插接深度應(yīng)達(dá)到要求,工程中時有掉扇的事故發(fā)生,對于開縫小單元,由于沒有密封膠定位,應(yīng)采取構(gòu)造措施進(jìn)行定位,否則框扇間插接可能失效,存在安全隱患。
  • 邊部外漏的中空玻璃二道密封膠未用結(jié)構(gòu)膠
    中空玻璃應(yīng)采用雙道密封膠密封,隱框、半隱框、假明框和點(diǎn)支承中空玻璃面板的二道密封膠應(yīng)采用硅酮結(jié)構(gòu)膠密封,以便能夠可靠傳力、提高中空玻璃抗紫外線照射能力,其寬度應(yīng)通過結(jié)構(gòu)計(jì)算確定。聚硫膠抗紫外線照射能力較差,因此采用聚硫膠進(jìn)行第二道密封的中空玻璃,不能用于上述中空玻璃。一些工程由于將聚硫膠作為第二道密封材料,發(fā)生大批量外片玻璃掉落現(xiàn)象,成為幕墻工程嚴(yán)重的安全隱患。
  • 中空玻璃大小片
    中空玻璃采用大小片構(gòu)造,在一些應(yīng)用中具有一些優(yōu)勢,尤其可以為型材的設(shè)計(jì)提供更多的空間,但也存在很多不足:(1)不便采用機(jī)械注膠;(2)傳力途徑不合理,甚至可能導(dǎo)致玻璃間發(fā)生相對位移,最終導(dǎo)致中空玻璃漏氣失效;(3)還有一些工程大小片中空玻璃間層部位未用結(jié)構(gòu)膠。關(guān)于大小片的計(jì)算也存在一些爭議,主要是在荷載分配方面,設(shè)計(jì)時應(yīng)多加注意。
  • 開啟扇中空玻璃“大蓋帽”
    “大蓋帽”是大小片中空玻璃的極端形式,在一些開啟扇的設(shè)計(jì)中有所應(yīng)用,這種設(shè)計(jì)大片玻璃一旦破裂會導(dǎo)致小片玻璃失去連接而脫落。
  • 中空玻璃中空層不合理,出現(xiàn)貼服、干涉等現(xiàn)象
    面積較大中空玻璃,采用9mm中空層可能會出現(xiàn)吸附現(xiàn)象,因此中空層的尺寸應(yīng)根據(jù)構(gòu)造要求和熱工要求綜合確定。
  • 鋼化玻璃磨砂處理
    經(jīng)過磨砂處理的鋼化玻璃,不管在鋼化之前還是之后,均會破壞玻璃表面的應(yīng)力分布,極易誘發(fā)玻璃的自曝,經(jīng)磨砂處理的點(diǎn)支承玻璃危險性更大。狹長玻璃不宜采用短邊支承。
  • 玻璃強(qiáng)迫安裝
    玻璃的彎曲強(qiáng)度會隨著時間的推移而下降,原因是玻璃表面的微裂紋會持續(xù)擴(kuò)展,因此幕墻設(shè)計(jì)時,應(yīng)使玻璃在自由的狀態(tài)下工作。但實(shí)際工程中,確有玻璃在不必要的永久荷載作用下工作,例如強(qiáng)迫安裝、壓接密封等。北京某工程即采用壓接密封的結(jié)構(gòu),玻璃破裂概率較高,值得吸取教訓(xùn)。
  • 變形縫設(shè)計(jì)不合理
    變形縫設(shè)計(jì)是一個難點(diǎn),建筑師不能接受發(fā)生變形后有些構(gòu)件或面板可以破壞的設(shè)計(jì)原則,因此變形縫應(yīng)能夠吸收變形(包括支承結(jié)構(gòu)的變形、荷載作用、溫度作用和地震作用),并且不能降低該部位的物理性能,如氣密性、水密性、抗風(fēng)壓和保溫性能等性能。
  • 無擦窗機(jī)連接設(shè)計(jì)
    建筑物清洗需要擦窗機(jī),但遺憾的是很多工程的擦窗機(jī)并沒有真正的發(fā)揮作用,一方面可能是管理問題,畢竟請專業(yè)的隊(duì)伍清洗幕墻更為省事,另一方面擦窗機(jī)存在一定的風(fēng)險,尤其在風(fēng)比較大的時候,無法與幕墻相對固定,即沒有擦窗機(jī)連接設(shè)計(jì)。在我國第一個幕墻工程長城飯店,有永久的燕尾槽供擦窗機(jī)使用,即安全又便捷。
  • 落地式幕墻樓板上800mm以下未采用夾膠玻璃
    《民用建筑設(shè)計(jì)通則》GB50352和《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50096對臨空窗如何采用欄桿作出了規(guī)定,針對幕墻,一般采用在800mm位置處設(shè)置橫梁,該橫梁和樓面間采用夾層玻璃可以通過審查。
  • 層間防火與玻璃直接密封
    在GB50210《建筑裝飾裝修工程驗(yàn)收規(guī)范》、JGJ/T139《玻璃幕墻檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中對幕墻的防火封堵有明確規(guī)定,當(dāng)玻璃跨越層間封堵時,會有層間防火封堵與玻璃直接接觸的設(shè)計(jì),規(guī)范不允許,實(shí)際也存在問題。玻璃在250℃左右可能會炸裂,火焰直接對上一層幕墻構(gòu)成威脅。因此設(shè)計(jì)時應(yīng)避免玻璃跨越層間封堵,要確保玻璃炸裂,火焰上不去;封堵應(yīng)嚴(yán)密,并防止串煙。
  • 超高層幕墻無室內(nèi)拆裝設(shè)計(jì)
    由于鋼化玻璃不可避免的自曝,會使得更換玻璃的現(xiàn)象更為普遍。但對于超高層建筑或很難進(jìn)行更換作業(yè)的建筑,按常規(guī)作業(yè)方法很難實(shí)施更換。如果在幕墻構(gòu)造設(shè)計(jì)時采用室內(nèi)即可更換面板的構(gòu)造,無疑會提高更換作業(yè)的安全性,更能確保幕墻的質(zhì)量。
  • 后置埋件焊接作業(yè)
    在化學(xué)栓附近進(jìn)行焊接作業(yè),會較大幅度削弱化學(xué)栓的承載力,因此應(yīng)盡量避免焊接作業(yè)或采取適當(dāng)?shù)暮附庸に嚤苊鈱瘜W(xué)栓造成較大的影響。
  • 內(nèi)通風(fēng)雙層幕墻強(qiáng)排風(fēng)與空調(diào)不協(xié)調(diào)
    內(nèi)通風(fēng)雙層幕墻設(shè)有獨(dú)立的強(qiáng)制排風(fēng)系統(tǒng),應(yīng)該與中央空調(diào)等結(jié)合設(shè)計(jì),如果出現(xiàn)不協(xié)調(diào)的情況,將很難處理,當(dāng)然更不能用空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)取代強(qiáng)制排風(fēng)系統(tǒng)。
  • 雙層幕墻氣流短路
    外通風(fēng)雙層幕墻的通風(fēng)方式很多,但不能出現(xiàn)氣流短路現(xiàn)象,即下一個熱通道排出的氣流不應(yīng)直接進(jìn)入上一個熱通道。
  • 雙層幕墻未設(shè)過濾裝置或防蟲網(wǎng)
    雙層幕墻的主要特征之一是具有熱通道,通過合理設(shè)計(jì)熱通道內(nèi)空氣的有序流動實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的熱工性能。為保證空氣的清潔,內(nèi)通風(fēng)雙層幕墻應(yīng)設(shè)置海綿過濾網(wǎng),外通風(fēng)幕墻應(yīng)設(shè)置防蟲網(wǎng)。
  • 外遮陽系統(tǒng)的誤用
    外遮陽不適用于風(fēng)沙較大地區(qū)。
  • 中空玻璃內(nèi)置光伏組件
    在陽光照射下,中空玻璃內(nèi)溫度能夠達(dá)到80℃,光伏組件尤其是晶硅光伏組件,在80℃以上環(huán)境中發(fā)電效率會大大降低。
  • 光伏系統(tǒng)在玻璃組件間的膠縫內(nèi)走線
    光伏組件導(dǎo)線連接應(yīng)按建筑電氣工程相關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行敷設(shè),并應(yīng)便于維護(hù)和維修,不可在膠縫內(nèi)走線。
  • 光伏系統(tǒng)標(biāo)志要求不清
    光伏組件、接線箱、逆變器、蓄能器和并網(wǎng)設(shè)備等附件、設(shè)備沒有帶電警示標(biāo)志,不符合標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制性規(guī)定。
  • 普通EVA的誤用
    EVA熱變形較大,耐久性較差,在幕墻中應(yīng)避免使用,目前在一些光伏組件內(nèi)有一定應(yīng)用。但是幕墻玻璃組件與其他非建筑用玻璃組件不同,幕墻對耐久性的要求更高,因此應(yīng)避免在幕墻玻璃組件中使用EVA。

單元幕墻
幕墻設(shè)計(jì) 基礎(chǔ)知識

  • 掛點(diǎn)無水平定位
    單元幕墻掛點(diǎn)是幕墻結(jié)構(gòu)傳力的基礎(chǔ),因此不能掉以輕心。通常存在三種設(shè)計(jì)缺陷:(1)掛點(diǎn)強(qiáng)度設(shè)計(jì)差,尤其是抗負(fù)風(fēng)壓承載力不能滿足需要。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),一些掛件在負(fù)風(fēng)壓下發(fā)生破斷,承載力達(dá)不到要求;(2)全部掛點(diǎn)可滑動,整個單元無橫向定位;(3)掛接深度不夠,有出槽危險。關(guān)于掛點(diǎn)應(yīng)掌握的設(shè)計(jì)原則:(1)掛接強(qiáng)度應(yīng)能滿足傳力要求;(2)能進(jìn)行三維調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)后將一個點(diǎn)與主體結(jié)構(gòu)相對固定,另一個點(diǎn)可以水平滑動,這樣即有準(zhǔn)確的定位,又可以通過滑動伸縮吸收結(jié)構(gòu)、溫度等原因引起的變形;(3)調(diào)整量應(yīng)足夠,各個方向上不小于20mm;(4)掛接深度一般不小于15mm;(5)能有效吸收正常工作時的變形,并不產(chǎn)生噪音
  • 氣密線不共面
    單元式幕墻采用等壓原理(雨幕原理或雨屏原理)進(jìn)行設(shè)計(jì),在氣密線與水密線之間有空腔,稱為等壓腔。對一個單元來說,其四周的等壓腔可能是相通的,個別橫滑結(jié)構(gòu),采用打膠的辦法按單元橫向密封,那么至少有三邊的等壓腔是相通的。氣密線是最后的防線,如果斷開會造成滲漏,因此,如果單元的橫向和縱向型材的氣密線不共面,將會存在永久的孔洞,是造成水和氣滲漏的隱患。
  • 單元板塊內(nèi)部面板與框架直接采用結(jié)構(gòu)膠粘接
    “不能現(xiàn)場打注硅酮結(jié)構(gòu)膠”是大家的共識,也是規(guī)范的強(qiáng)制規(guī)定,單元板塊內(nèi)部面板與框架直接采用結(jié)構(gòu)膠粘接可以在具備條件的室內(nèi)打膠環(huán)境中完成,沒有問題??墒侨绻こ讨胁AО鍓K需要更換,這種結(jié)構(gòu)就必須在現(xiàn)場打注結(jié)構(gòu)膠,如果溫度、濕度等環(huán)境條件不具備,膠縫質(zhì)量無法得到保證,因此需要從構(gòu)造設(shè)計(jì)上解決這個問題。
  • 氣密線、水密線采用對接膠條
    采用膠條對接、膠條插接進(jìn)行密封的單元幕墻系統(tǒng),密封效果欠佳,這類系統(tǒng)對幕墻施工質(zhì)量要求較高:(1)需要安裝時比較精確;(2)對接部位需要壓緊,否則如果壓力不夠或土建施工誤差偏大,將無法實(shí)現(xiàn)密封;而插接膠條應(yīng)當(dāng)居中,否則也會導(dǎo)致滲漏問題;(3)需要設(shè)置獨(dú)立的傳力構(gòu)件傳遞荷載。試驗(yàn)表明這類結(jié)構(gòu)的幕墻滲漏可能性較大,工程中慎用。
  • 水密線全封閉
    除非采用豎料實(shí)現(xiàn)內(nèi)部排水,水密線不得全部密封,應(yīng)設(shè)置排水孔,且排水孔部位應(yīng)采用海綿等封堵,防止雨水倒灌。
  • 大跨距型材采用開口斷面
    開口薄壁型材在掛點(diǎn)的安裝方面比較方便,相對來說,也比較經(jīng)濟(jì),但其安裝時精度也不宜得到保證,承載力也不如箱型斷面。
  • 封邊、收邊部位未形成等壓腔
    單元幕墻通常四邊等壓腔是連通的,至少有三邊是連通的。封邊未形成等壓腔將導(dǎo)致:(1)型材端口將不密封;(2)結(jié)構(gòu)傳力將會受到影響,沒有公料、母料相配,使得型材總斷面變小,且無法插接傳力。
  • 圓弧插接和單膠條插接
    單元幕墻采用圓弧插接方式,能比較好的滿足建筑立面要求,但設(shè)計(jì)不好,可能會造成滲漏。單膠條插接比較常見,密封效果稍差,盡量采用雙膠條。

點(diǎn)支撐式幕墻與全玻璃幕墻
幕墻設(shè)計(jì) 基礎(chǔ)知識

  • 索結(jié)構(gòu)未采用拉力保護(hù)器
    通常采用點(diǎn)式幕墻實(shí)現(xiàn)不同基礎(chǔ)的建筑物之間的聯(lián)系,形成連續(xù)的美學(xué)概念;近年來,單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也逐漸廣泛。這類結(jié)構(gòu)中的拉索軸向剛度較大,如果結(jié)構(gòu)或支座發(fā)生較大位移,其內(nèi)力會有很大升高,甚至?xí)斐衫髌茢啵虼诵枰捎帽Wo(hù)器(彈簧補(bǔ)償器)進(jìn)行補(bǔ)償,以便吸收支座在常規(guī)條件產(chǎn)生的變形;在地震等極端條件下,如果變形很大,保護(hù)器內(nèi)預(yù)設(shè)的構(gòu)件可以發(fā)生斷裂破壞,但是仍然要發(fā)揮作用,保證系統(tǒng)不至于坍塌崩潰,具有剩余強(qiáng)度。
  • 大跨屋面與立面幕墻未采用柔性連接縫
    大跨屋面可能會產(chǎn)生較大的變形,采用通常的構(gòu)造一般無法滿足要求,一般有以下方案:(1)采用連桿機(jī)構(gòu)傳力和吸收變形,采用風(fēng)琴橡膠板進(jìn)行密封;(2)采用長圓孔,但調(diào)節(jié)量有限。
  • 支承點(diǎn)的熱橋問題
    四角支承、邊部點(diǎn)支承的構(gòu)件是點(diǎn)支承幕墻的主要傳力構(gòu)件,也是該類幕墻的熱橋,處理不當(dāng)會出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象,采應(yīng)取構(gòu)造措施予以避免。
  • 玻璃肋與面板對縫
    這種設(shè)計(jì)方法將玻璃肋與面板的薄弱部位放在同一平面,更容易出現(xiàn)問題,如果錯開,能起到相互的補(bǔ)償作用。并且玻璃肋拼接的螺栓數(shù)量為每端兩個為宜,超過兩個可能帶來其他問題。
  • 點(diǎn)支承用玻璃肋不夾膠
    點(diǎn)支承玻璃肋是結(jié)構(gòu)構(gòu)件,目前積累的經(jīng)驗(yàn)不多,在GB/T21086-2007《建筑幕墻》中,沒有給出玻璃肋撓度限值要求。但在實(shí)際應(yīng)用中,常有玻璃肋不夾膠的設(shè)計(jì),作為玻璃結(jié)構(gòu),必須具有可靠性,因此必須采用夾層玻璃。在采光頂中即玻璃梁,也是采光頂工程設(shè)計(jì)的難點(diǎn),在已經(jīng)報批的《采光頂與金屬屋面工程技術(shù)規(guī)程》中也未對玻璃梁做出規(guī)定,幕墻設(shè)計(jì)時應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎。
  • 正負(fù)風(fēng)壓承載力相差較大的支承結(jié)構(gòu)
    建筑幕墻的支承結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受正負(fù)風(fēng)壓作用,一些結(jié)構(gòu)可能正壓方向承載力較好,負(fù)風(fēng)壓方向則較差,工程中盡量避免采用,尤其在負(fù)風(fēng)壓起控制作用的部位。如果采用預(yù)應(yīng)力的方法能夠獲得可靠的結(jié)構(gòu)體系,也應(yīng)定期進(jìn)行檢查,避免出現(xiàn)安全問題。
  • 平面桁架無平面外支承
    大跨度平面桁架在幕墻中有較多應(yīng)用,對這些結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行側(cè)向失穩(wěn)驗(yàn)算,必要時增加側(cè)向支承,避免側(cè)向失穩(wěn),提高結(jié)構(gòu)的可靠性。
  • 重力索缺失
    重力索在點(diǎn)支承幕墻中有較多應(yīng)用,近年來的設(shè)計(jì)趨于廢掉重力索,這是個誤區(qū)。一些結(jié)構(gòu)采用重力索,不僅滿足系統(tǒng)的傳力要求,還有利用于固定面板的位置,減少連接點(diǎn)附近的面板所受的彎矩作用,從而提高了系統(tǒng)的可靠性。
  • 玻璃肋側(cè)向失穩(wěn)
    玻璃肋側(cè)向易失穩(wěn),對跨度較大的工程應(yīng)采取構(gòu)造措施進(jìn)行加固,避免失穩(wěn)。
  • 吊掛高度不合理
    吊掛玻璃是玻璃重力傳遞比較合理的構(gòu)造,因此一般工程均可采用,但會帶來成本上的提高。根據(jù)GB50210規(guī)定,玻璃高度超過4m時即要采用吊掛結(jié)構(gòu),過于苛刻。
  • 吊掛玻璃重力傳遞不合理
    吊掛玻璃時,下部應(yīng)懸空設(shè)計(jì),以便吸收玻璃因結(jié)構(gòu)、溫度等原因產(chǎn)生伸長或縮短變形,不能采用墊塊墊死。
  • 吊掛全玻幕墻上下封口不傳力
    全玻幕墻主要靠面板和玻璃肋傳遞荷載,因此玻璃肋上下兩端應(yīng)該固定,大面玻璃上下也要有相應(yīng)構(gòu)造處理,以便傳遞水平荷載。

石材幕墻
幕墻設(shè)計(jì) 基礎(chǔ)知識

  • 龍骨全焊接
    在JGJ133《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》中,橫梁和立柱應(yīng)采用螺栓連接,是強(qiáng)制性條文,不允許焊接,但工程中經(jīng)常采用全部焊接的構(gòu)造。在技術(shù)層面:焊接是可行的;在法律層面:焊接是必須禁止的。從技術(shù)角度出發(fā),橫梁一端焊接,另一端螺栓連接是比較好的方案。
  • T型掛件和蝴蝶扣掛件
    這兩種掛件在市場上的占有率比較高,價格便宜,平整度好。但在安裝完成后形成大片連續(xù)不可錯動墻面,一方面維修更換困難,另一方面抗風(fēng)振、抗地震性能較差,在汶川地震中也有失敗的報道。在GB/T21086-2007《建筑幕墻》中,已經(jīng)明確“不宜采用”。在振動臺抗震試驗(yàn)中,也發(fā)現(xiàn)該類掛件的存在缺陷。北京已將該類掛件列為強(qiáng)制淘汰產(chǎn)品。
  • 開放石材懸空保溫系統(tǒng)無抗風(fēng)壓能力
    由于石材面板間膠縫可能會對石材造成污染(硅油污染或吸灰污染),使一些建筑師寧愿設(shè)計(jì)開縫式石材系統(tǒng)。如果按照J(rèn)GJ133《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定,保溫材料與主體結(jié)構(gòu)之間應(yīng)留有50mm的空間,即保溫材料懸空布置。由于外層石材面板為開縫式系統(tǒng),風(fēng)壓會部分地作用在保溫材料上,即要求保溫層應(yīng)具有抗風(fēng)壓性能。
  • 8MPa以下石材無加強(qiáng)構(gòu)造
    在GB/T21086-2007《建筑幕墻》中規(guī)定:彎曲強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值小于8.0MPa的石材面板,應(yīng)采取附加構(gòu)造措施保證面板的可靠性。
  • 板塊粘接
    石材面板不能采用粘接,應(yīng)該采用機(jī)械連接,確保其耐久性和可靠性。北京某工程粘接石材出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象,還有工程出現(xiàn)開膠現(xiàn)象。
  • 使用朝天縫、錯縫
    由于污染和曝曬等原因的影響,朝天縫更容易失效,除非建筑師強(qiáng)烈要求,盡量避免使用朝天縫。錯縫連接對石材面板的幾何尺寸要求較高,同時掛接難度高,一般盡量不用。
  • SE掛件傳力途徑應(yīng)明確
    SE掛件是比較成熟的掛接系統(tǒng),但應(yīng)設(shè)計(jì)好傳力途徑,否則仍然會出問題。一般應(yīng)采用下部兩點(diǎn),即S形掛件作為承載點(diǎn),F(xiàn)形掛件不承受重力荷載,僅承受風(fēng)載。設(shè)計(jì)時應(yīng)留有足夠的間隙,即使石材面板發(fā)生沉降,F(xiàn)形掛件仍然不承受重力荷載。
  • 短橫梁
    短橫梁可以節(jié)省幕墻的材料用量,尤其對面板比較小的工程,效果比較明顯,特別適合與輕質(zhì)面板,如瓷板、陶板和千思板等,在石材幕墻的應(yīng)用中,不值得推薦,會存在間隙調(diào)整困難,平面度差等問題,盡可能不用。
  • 大面石材幕墻層間封堵問題
    2009年,TVCC大火給幕墻行業(yè)帶來巨大的震動。根據(jù)公安部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合發(fā)布的《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》(公通字[2009]46號)的文件精神:“(1)建筑高度大于等于24m時,保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A級。(2)建筑高度小于24m時,保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A級或B1級。其中,當(dāng)采用B1級保溫材料時,每層應(yīng)設(shè)置水平防火隔離帶。(3)保溫材料應(yīng)采用不燃材料作防護(hù)層。防護(hù)層應(yīng)將保溫材料完全覆蓋。防護(hù)層厚度不應(yīng)小于3mm?!?,大面石材幕墻采用B1級保溫材料時,層間應(yīng)進(jìn)行封堵。
  • 跨間短槽(斜鉤)支承
    無論是相向還是相反的跨間短槽連接均不可靠,應(yīng)避免使用。
  • 面板與龍骨無橫向定位
    與單元幕墻掛點(diǎn)一樣,石材面板的掛接也應(yīng)遵循一定的規(guī)則,四點(diǎn)之中應(yīng)該有一點(diǎn)與龍骨相對規(guī)定,其余三點(diǎn)能夠吸收溫度變形,承受垂直幕墻表面的荷載。
  • 面板厚度不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求
    花崗巖面板厚度至少為25,其他石材GB21086有明確的規(guī)定,見表2。一些業(yè)外人士開發(fā)的幕墻板材系統(tǒng),在15mm厚的石材后部附加一些保溫材料,或一些可靠性不高的支承構(gòu)造,面板仍然為主要受力構(gòu)件。這種系統(tǒng)工程應(yīng)用后,由于沒有標(biāo)準(zhǔn)支持,無法進(jìn)行驗(yàn)收,造成大量的浪費(fèi)。實(shí)踐中,石材厚度不滿足要求的工程,有些出現(xiàn)安全問題。例如北京某工程采用20mm的紅色洞石,還沒有通過驗(yàn)收即破裂脫落;廣州某工程30厚紅砂巖風(fēng)化嚴(yán)重,出現(xiàn)破裂。
  • 伸縮縫不能傳遞彎矩
    采用角鋼或槽鋼制作的立柱,在伸縮縫部位應(yīng)進(jìn)行專門設(shè)計(jì),否則不能傳遞彎矩。
  • h形掛件的保護(hù)套設(shè)計(jì)
    h形掛件是比較簡單的一種掛件,在瓷板幕墻中有較為廣泛的應(yīng)用,一些設(shè)計(jì)為了防止滑動時產(chǎn)生噪音,并避免鋼鋁直接接觸產(chǎn)生雙金屬接觸腐蝕,在其搭接部位設(shè)置U形襯墊,由于設(shè)計(jì)不當(dāng),導(dǎo)致掛件承載部分壁厚大大削弱,存在安全隱患。

金屬板與人造板材幕墻
幕墻設(shè)計(jì) 基礎(chǔ)知識

  • 中間肋與邊肋不生根
    加勁肋應(yīng)與面板可靠連結(jié),金屬平板中起支承邊作用的中肋應(yīng)與邊肋或單層鋁板的折邊可靠連結(jié)。支承金屬面板區(qū)格的中肋與其相交中肋的連結(jié)應(yīng)滿足傳力要求。
    金屬板較薄,必要時應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)肋增加其剛度并保持板面平整。作為面板的支承邊時,加強(qiáng)肋是面板區(qū)格的不動支座,所以應(yīng)保證中肋與邊肋、中肋與中肋的可靠連結(jié),滿足傳力要求。一些工程中,中肋只考慮用作保證面板平整度,不作為面板支承邊,此時,中肋只與面板連結(jié),不與邊肋或單層鋁板的板邊連結(jié),中肋處于無支座的浮動狀態(tài),無法作為區(qū)格面板的支承邊,此時,面板計(jì)算時不宜考慮中肋的支承邊作用。
  • 角片連接
    金屬板的連接常見的有角片連接、定距壓板連接和掛接等,角片連接構(gòu)造比較簡單,但不利于吸收溫度變形,極易造成金屬面板起拱或“塌腰”,影響建筑物外觀。因此盡量減少使用角片連接方式。
  • 鋁塑復(fù)合板無折邊
    鋁塑復(fù)合板邊部不得直接暴露于室外,否則會出現(xiàn)脫膠現(xiàn)象。
  • 面板保溫存在熱橋
    幕墻的保溫通常有三種做法:附墻保溫、附板保溫和懸空保溫。目前附墻保溫應(yīng)用最多,效果最好,懸空保溫除在開縫系統(tǒng)中應(yīng)用需要加強(qiáng)外,也是不錯的選擇。附板保溫由于存在熱橋,應(yīng)用不夠理想,一般在單元式幕墻中較多采用。
  • 大面板宜采用平整度較高的材料
    單層鋁板是材料,復(fù)合鋁板等為板材結(jié)構(gòu),因此為提高板材的承載力、提高表面平整度、降低板材成本,通常采用復(fù)合板、蜂窩板。
  • 陶板豎縫內(nèi)未設(shè)置定位構(gòu)件
    陶板板材為擠壓板,連接用槽口為通槽,不具備橫向定位能力,掛件通常也是橫向自由滑動,因此陶板幕墻需要采用豎向線條的板縫進(jìn)行面板橫向定位,比較可靠、實(shí)用。掛件與板材之間不宜采用膠粘定位。
  • 掛接搭接量過小
    目前國內(nèi)應(yīng)用的陶板掛接系統(tǒng),基本上模仿歐洲系統(tǒng),其掛接的搭接量一般較小,地震方面考慮較少,而我國地震較多,因此應(yīng)對這些系統(tǒng)予以改造,以便提高抗震能力,適應(yīng)中國環(huán)境。
  • GRC面板采用全焊接方式
    GRC板具有很強(qiáng)的造型能力,板材技術(shù)上比較成熟,但作為外墻板應(yīng)用,還處在初級階段,主要原因是沒有實(shí)現(xiàn)掛接,而是全部采用焊接

織物幕墻
幕墻設(shè)計(jì) 基礎(chǔ)知識
本文轉(zhuǎn)載自:城市幕墻

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