幕墙设计中的一些问题（专家讲座） .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。,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