幕墙设计中的一些问题（专家讲座） 1.ppt
幕墙设计中的一些问题,*2009.11,设计一般规定,设 计 标 准 规 范,标准在不断更新 玻璃幕墙工程技术规范JGJ 102-2003已经执行三年。积累了丰富的工程经验。金属与石材幕墙工程技术规范JGJ133-2001已经修订，目前在送审、报批。玻璃幕墙工程技术规范JGJ102新修订已立项，修订工作已开始。规范标准总是轮流修改，轮流颁布，不断更新。不可能大家同时修改，同时颁布。,正确理解和执行标准规范,一 规范标准是成熟经验的总结，不是对新技术的 展望。规范并不限制新技术的应用。二 规范分强制性和推荐性，GB和 GB/T是不同的。条文有强制性（黑体字）和非强制性（宋体字）。三 条文规定有松严程度不同，不是一律执行。应，不应；宜，不宜；可，可不。四 规范标准的从新原则：同一版本以新版为准；不 同规范中对同一事物的规定以最新规定为准。五 规范的适用范围不等同于该技术的适用范围。,尺 寸,幕墙规范中的尺寸除另有说明者外，都指标准的、公称的、理论的尺寸。在国标和行标中规定有允许偏差的尺寸，在正负偏差范围内都是合格品。实测尺寸应正负偏差都有机会出现，不会全是负偏差。全部负偏差虽然可算合格，但这是打檫边球，不应鼓励。,设 计 使 用 年 限,目前只有结构设计明确规定了设计使用年限，建筑设计没有明确规定。幕墙属于可更换结构，结构设计使用年限取不小于25年。预埋件不容易更换，宜按50年考虑。大跨度、大型支承钢结构的结构设计使用年限宜按主体结构考虑。,材 料,铝 板,单层铝板 1，铝板的材质 除0XXX、3XXX系列外，还有5XXX系列铝板。2，铝板的最小厚度 屈服强度(N/mm2)150 最小厚度（mm)3.0 2.5 2.0,石 材,一、石材的种类 花岗石（GXXXX）包括全部岩浆岩、变质岩中的 片麻岩 大理石（MXXXX）包括大理岩、石灰岩、白云岩 板 石（SXXXX）只用砂岩、凝灰岩二、应无软弱层、软弱矿脉。条纹石板无软弱条纹。三、弯曲强度：花岗石 平均不小于 10N/mm2，最小 8N/mm2;其他石材 平均不小于 5 N/mm2，最小 4N/mm2。,四、石板最小厚度：花岗石（强度标准值8N/mm2）25mm;其他石材（强度标准值8N/mm2）35mm;（强度标准值48N/mm2）40mm。五、吸水率大于1%时，要做防水处理，处理后吸水 率不应大于1%。六、非花岗石板背面宜做玻璃布防坠落层。,后 加 锚 栓,一、可采用机械锚栓或化学锚栓。二、化学锚栓要防止焊接引起升温，只可做定位点焊，不可进行连续焊接。三、通过拉拔实验决定承载力标准值Nk,以Nk/k2作为 承载力设计值N。四、安全系数：风和地震 K=3.0 k2=2.15;自重 K=3.5 k2=2.5。,建 筑 设 计,建 筑 设 计,防 火 和 隔 烟一、层间不燃烧墙体：耐火1小时，高800mm。实体 墙、楼面梁板、耐火材料组合墙、防火玻璃可计入。二、防火墙两侧，宽度1m，作法相同。三、层间隔烟封堵，可用岩棉（厚度100mm）、防火玻璃等。四、实体墙面可不每层封堵，但门窗洞口周边应用 100mm厚岩棉封堵。,不能把层间800mm全堵死,用防火岩棉做层间防烟封堵，可以只做一道，也可以在楼面梁上下各做一道。每道的厚度为100mm.岩棉要充填密实，不能透烟。充填密实，不是把板后面的空间全部填满。而是在100mm的厚度（高度）范围内不留空隙，不透烟。如果把板后空间全堵死，没有了空气层，容易结露，降低保温性能。如果前面是玻璃板，阳光下特别容易积聚热量，使玻璃破裂。,玻璃的安全选用,玻璃的安全选用是幕墙建筑设计和结构设计的一个关键问题。安全玻璃种类不同，性能也不相同，应根据各个部位的不同要求选用不同的玻璃，不能简单一句话：幕墙要用安全玻璃。,合理选用玻璃，争取更大安全,没有绝对安全的玻璃，玻璃的安全总是相对的，应根据不同的部位合理选用玻璃，争取最大限度的使用安全。笼统规定幕墙一定要使用安全玻璃（一般指钢化玻璃或夹层玻璃）不一定恰当。幕墙情况千变万化，不能一刀切。某些部位用单片钢化玻璃反而危险。整座建筑全用夹层玻璃则会变成火的牢笼。,防 坠 落,玻璃拦板，楼梯板，地板以及容易受到撞击的墙面，宜采用夹层玻璃。单片钢化玻璃虽然也算安全玻璃，但它可能自爆，又是飞散玻璃，一旦破坏，无遮无挡，形成大洞，人员随即坠落，十分危险。,采光顶玻璃,采光顶用钢化玻璃还是夹层玻璃目前有不同意见。当高度不大于5m时，可采用钢化玻璃，其他情况下宜采用夹层玻璃。为防止夹层玻璃整体坠落，玻璃分格不宜过大，边框夹持深度不宜小于25mm。可优先采用半钢化玻璃或浮法玻璃制作夹层玻璃。,公共建筑慎用单片钢化玻璃,公共建筑人流密集处，钢化玻璃一旦自爆，飞散的不会是玻璃雨，而是可怕的玻璃冰雹，劈头盖脑，伤人毁物。业内人士知道自爆是钢化玻璃的天性，见多不怪。但外界马上会媒体炒作，领导惊动，业主压款，厂家有口难辩。厂家应告知业主在人流密集处采用单片钢化玻璃的可能后果，留下文字记录。,采取防自爆的安全措施,不得不采用单片钢化玻璃时，应进行二次热处理。幕墙下面设置隔离带，不安排吸引 行人和观众停留的设施，室内靠墙不设展位和休息餐饮位置。停车位要离开墙根。人流上空设金属安全网。钢化玻璃贴防爆膜。,玻璃肋 玻璃梁,玻璃肋和玻璃梁支承着玻璃面板，一旦自爆飞散，幕墙和采光顶马上坠落，非常危险。所以不应采用单片钢化玻璃。宜采用夹层玻璃。外置玻璃肋应采用夹层玻璃。玻璃肋过长无法夹胶时，两害求其轻，宁可用普通浮法玻璃，浮法玻璃不自爆，破裂后 留在原地，不会飞散，来得及抢修。,不要让房子变成火的牢笼,夹层玻璃虽然是安全玻璃，可是如果整座建筑都用夹层玻璃，就会变成可怕的安全隐患。一旦发生火灾，消防人员无法击碎玻璃，难以施救；里面的人无法逃生，绝路 一条。必须部分采用单片玻璃作为紧急出口，作出明显标记。,点支承玻璃,点支承幕墙的玻璃在支承处会产生很大的局部应力，普通玻璃强度低，难以承受。应采用强度高的钢化玻璃及其制品。要特别注意孔边的边缘处理。,防 火 玻 璃,玻璃幕墙和采光顶的防火玻璃应采用单片双钢化铯钾玻璃。有透光要求的层间水平防火带和竖向防火带可采用防火玻璃。透明防火隔断可采用防火玻璃。连层内天井可用防火玻璃包封。防火玻璃的支承结构应采用钢结构。,敏感部位要用 防爆玻璃,为防止意外和恐怖袭击，重要建筑的敏感部位要采用防爆玻璃。防爆玻璃是多层高钢化夹胶玻璃，爆炸发生时不破坏，不飞散，玻璃会开裂，但保持完整。防爆玻璃减少了次生灾害。央视大楼的下部楼层将采用防爆玻璃。,民用建筑一般不用夹丝 玻璃,夹丝玻璃虽然也可算作安全玻璃，但民用建筑一般不采用，因为：夹丝玻璃破碎后还有可能飞散出碎片 用了夹丝玻璃，看起来像厂房，仓库，不美观。断口处金属丝会生锈，污染玻璃。,防止光反射干扰,幕墙用的镀膜玻璃，其反射率不应大于30%。机场建筑不宜采用镀膜反射玻璃，宜采用本体着色玻璃。机场附近避免采用可能反射雷达波的玻璃。,玻璃要作边缘处理,玻璃切割后，边缘存在大量微缺陷，引发应力集中使玻璃破坏，影响安全。玻璃板边和孔边应进行边缘处理，消除缺陷。一般幕墙玻璃板要倒棱和细磨磨边。点支幕墙和全玻幕墙的玻璃应精磨磨边，磨孔。倒棱不小于1mm。,结 构 设 计,钢结构可以焊接,焊接是钢结构最可靠的连接方式之一，大型、厚壁、重载、高压、振动、冲击等最不利受力，都是用焊接。幕墙从面板到主体结构，中间有许多环节可以提供位移和变形，其中一些环节用焊接是完全可以的。振动台实验和平面内变形 实验表明，焊接的幕墙 可承受达1/50的面内变形。许多焊接的幕墙经历了12级以上台风的多次吹袭，没有问题。理论和实践都表明，不许焊接没有道理。国外也有许多幕墙用焊接，并非全用螺栓。欧美多用螺栓是因为焊工费用太高，用不起。,上 下 柱 的 连 接,上下柱并不是必须连接 上下柱之间并不是非连接不可，连接与否、连接方式完全取决于设计考虑和采用的计算简图。通常采用多跨铰接梁的计算模式，上下柱之间是铰接点，要保证上下位移一致，可传递剪力，应连接。如果设计按简支考虑，按简支梁计算，则可以不连接，只须留出间隙。实体墙上的幕墙可以按分段设置横梁和立柱，各自单独计算，各自单独受力，这时各段之间也可不连接。,芯柱连接主要用于铝型材,JGJ133-2001中关于型材用芯柱连接的规定是针对铝型材的。该规范是在19962000年间编制的，当时幕墙基本上只用铝型材，一般不考虑用钢型材。铝型材开模方便，又是高精度和超高精度产品，可以做到紧密滑动配合。因此用芯柱是恰当的。2000年以后，钢型材大量使用，JGJ133-2001的规定就不适应钢型材了。钢型材大量是开口断面，无法插芯；钢型材不能随便定尺寸，轧辊不能随便改，无法紧密配合；精度做不到高精级，滑动不了，或者空隙很大，芯柱晃动。,新问题要有新办法,对钢型材还照搬老规定，还硬要按JGJ133-2001的规定执行，必定 要出问题。钢型材有钢型材的特点，要针对具体情况具体 选用连接方式。只要达到两个要求就可以了：保证上下柱位移一致；能传递剪力。通常，可采用型钢或钢板作为连接板，一端焊接或用圆孔螺栓；另一端用长圆孔 螺栓。当然，如果能做到配合良好，管材也可以用芯管连接。修订后的新JGJ133将采用上述规定。,冷成型薄壁型钢的应用,原规范只涉及热轧型钢，目前冷成型薄壁型钢已在幕墙中应用。冷成型薄壁型钢构件的设计，可按冷弯薄壁型钢技术规范 GB50018执行。截面最小壁厚：梁：不应小于 2.0mm；柱：不宜小于2.5mm；不应小于2.0mm。,背部连接的石材面板,采用背栓、背卡、背槽连接的石材面板，应通过试验决定其连接承载力和设计计算方法。背栓和背卡应采用规范规定牌号的不锈钢，背槽应采用规范规定牌号的铝合金型材。背卡和背槽在开缝和开槽处应灌注环氧胶粘剂（JC887)；多孔石材上用背栓，宜灌注环氧胶粘剂。背部连接件试验中应为石材破坏或连接件拉断，不应出现连接件拔出，拔出意味失败。,背部连接石板设计,面板设计1 面板按多点支承外挑弹性板设计。2 可以用有限元计算，也可以查计算用表。连接件设计1 连接件的承载力标准值取承载力试验平均值减去 1.645倍标准差，但不小于试验的最小值。试验数量 较少时可取试验最小值。2 连接件承载力设计值取承载力标准值除以系数2.15 后采用。相当于总安全系数约为3.0。,连接件设计,3 抗拉压设计时，每一个连接件平均拉压力应 乘以受力不均匀系数1.25，其设计值不应大 于连接件拉压承载力设计值。4 进行自重下的抗剪设计时，应按构造情况决 定承受自重的连接件数量。每一个连接件的 平均剪力设计值应乘以受力不均匀系数1.25，且重力荷载的分项系数应取1.35。连接件的 剪力设计值不应大于抗剪承载力设计值。,开 放 式 板 缝,幕墙采用开放式板缝，应考虑以下要求：1 应采取措施排除板后的积水；2 应保持背后空间的通风；3 背部要有连续密封的防水板，可用铝板、镀 锌薄钢板；4 防水板应进行抗风设计。,结束，谢谢大家。,
