二级结构专业辅导：台风袭击幕墙的调查和启示

二级结构专业辅导：台风袭击幕墙的调查和启示一）台风产生在热带海洋上、具有突发性强、破坏力大的特点，是世界上最严峻的自然灾难之一。台风的破坏力主要由强风、暴雨和风暴潮三个因素引起。

1、强风台风是一个巨大的能量库，其风速都在17米/秒以上，甚至在60米/秒以上。据测，当风力到达12级时，垂直于风向平面上每平方米风压可达230公斤。

2、暴雨台风是特别强的降雨系统。一次台风登陆，降雨中心一天之中可降下100-300毫米的大暴雨，甚至可达500-800毫米。台风暴雨造成的洪涝灾难，是危急性的灾难。台风暴雨强度大，洪水消失频率高，涉及范围广，来势凶狠，破坏性极大。

3、风暴潮所谓风暴潮，就是当台风移向陆地时，由于台风的强风和低气压的作用，使海水向海岸方向强力积累，潮位猛涨，水浪排山倒海般向海岸压去。强台风的风暴潮能使沿海水位上升5-6米。风暴潮与天文大潮高潮位相遇，产生高频率的潮位，导致潮水漫溢，海堤溃决，冲垮房屋和各类建筑设施，沉没城镇和农田，造成大量人员伤亡和财产损失。风暴潮还会造成海岸侵蚀，海水倒灌造成土地盐渍化等灾难

二）“卡努”对浙江省台州市建筑幕墙造成的损坏初步调查：

2022年9月12日，台风“卡努”在浙江有台卅市登陆，台风在登陆时的中心气压为945百帕，台风登陆时的风速超过12级，其中，风速为大陈岛观测到的59.5m/s，超过去年“云娜”登陆时的58.7m/s。台风给台卅市造成巨大损失，也对以风荷载为主要荷载的建筑幕墙造成肯定的损坏。台风过后，我们对市区的局部2022年9月12日，台风“卡努”在我市登陆，此次台风在登陆时的中心气压为945百帕，在台风登陆时的风速超过12级，其中，风速为大陈岛观测到的59.5m/s，超过去年“云娜”登陆时的58.7m/s。台风给我市造成巨大损失，台风过后，对市区的局部建筑幕墙造成的损坏作了初步调查：

一、幕墙板块破坏状况

1、以破坏幕墙类型划分：在台风中各种类型的幕墙均有不同程度的破坏。

石材幕墙：总体状况良好，除极个别工程的个别板块有脱落外（见照片1），没有发生大面积石材板块脱落或因石材抗弯强度缺乏而产生的裂开现象。目前台州二个高层建筑的石材幕墙均完好无损（建筑高度分别为：78米与65米，采纳了背栓与蝴蝶扣的安装方法）。

金属幕墙：台州市区目前的金属幕墙主要为铝塑板与纯铝板为主。在台风中，发觉不少的铝塑板板块变形明显，呈现出板块向中间凹陷现象，变形后已明显影响建筑立面观感。除一个工程的纯铝板由于设计上的先天缺乏而在此次台风中局部板块脱落外，其余纯铝板幕墙未见明显变形与损坏，包括目前台州市区的纯铝板幕墙（建筑高度为120m）。

玻璃幕墙：去年的“云娜”与今年的“卡努”台风中，市区的玻璃幕墙均有破坏，除一个工程消失板块脱落外，其余破坏主要表现为玻璃板块裂开、开启扇破坏等。最为普遍的是板块的强度破坏，且表现为破坏集中，即该工程除非板块完好无损，假如产生破坏，往往是某一部位的几块玻璃板块均发生破坏

2、以幕墙的破坏部位来看，发觉绝大局部的破坏部位均为明显的受风荷载较大部位。由于台风的旋转特性，造成台风登陆前后的台州市区的风速时的风向为东南风或东北风，也即正风压部位应为建筑的东立面与东北立面。同时，在筑平面为凹形布置时的凹形内转角处，幕墙发生的破坏明显高于建筑物的其他部位。其中檐口部位主要表现为负风压破坏，而凹形内转角处幕墙的破坏主要表现为正风压破坏。

3、建筑物所处的位置看，明显呈现出处于风口、山口部位。

4、处于市区密集建筑群的幕墙发生破坏不多，但处于郊区、开发区内或处市区密集建筑群边缘但建筑的东南或东北方向为空旷地的幕墙，发生的破坏明显多。

5、从建筑的施工时间来看，1996年前在幕墙标准出台前施工的幕墙发生大面积破坏的较多，而1996年后施工的幕墙除极个别工程由于设计缘由外，均未见大面积破坏现象，而主要表现为个别板块的破坏。

二、幕墙渗水状况

台风中发觉绝大局部的幕墙（90%以上）存在渗水现象，主要集中在开启扇、不同材料的板块相交处及女儿墙幕墙的收口处。调查中发觉局部幕墙的开启扇渗漏严峻至需脸盆接水的程度。并发觉，在台风风速时，玻璃幕墙开启扇上的水甚至可以在风压力的作用下沿着玻璃，往上漫延400mm左右。大量的明框幕墙的原防水构造在台风中根本起不到作用，常常消失排水孔处的水在风压的作用下无法排水现象，局部隐框幕墙的开启扇设计置了二道防水胶条但仍无法彻底解决防渗漏问题，同时防水百页在台风中根本起不到防水作用。幕墙的渗水直接影响到建筑的使用功能，已成为沿海地区仅次于节能的幕墙关注焦点。

三、板块破坏主要缘由分析

1、石材幕墙石材幕墙的破坏主要表现在个别板块的脱落。在此次台风中破坏的石材幕墙采纳了钢针式连接，施工时间较早，破坏部位在檐口的收口位置。破坏缘由经分析是连接破坏，即施工缘由是造成破坏的主要缘由，再加上檐口部位风荷载较大，造成连接失效。

2、玻璃幕墙

玻璃幕墙的破坏主要表现为板块的脱落与板块的裂开，主要缘由是连接强度缺乏与板块本身强度缺乏造成。连接强度缺乏是指构造胶宽度缺乏或未采纳螺栓固定副框或用自攻钉固定副框但间距过大型材壁厚缺乏。同时不排解个别工程的构造胶由于老化断裂造成连接强度缺乏。

板块的强度缺乏是指玻璃强度未经计算或计算不正确造成板块的抗弯强度缺乏或未采纳钢化玻璃，材料本身强度不符要求（主要是指96年前施工的幕墙，大局部采纳了半钢化玻璃）板块强度缺乏是本次台风中玻璃幕墙破坏的主要缘由。

3、铝塑板幕墙

铝塑板幕墙的板块破坏主要表现在板块变形严峻，主要缘由与铝塑板本身构造有关。由于铝塑板开槽折边后铝塑板四周折边处材料强度损伤较大，即使四周加肋，也形成不了有效约束，再加上局部铝塑板幕墙在施工时四周未加肋。因此台风中铝塑板产生严峻变形也就在情理之中。

四、典型案例分析

1、某玻璃幕墙开启扇渗水缘由分析及解决方法

某高层建筑建筑高度为120m，该工程施工完成后即遇今年的二次台风考验。在台风中，发觉该开启扇上部渗水非常严峻，经分析后认为缘由如下：

A、型材选用不当。原设计单位为节省本钱，未选用与立柱相配套的开启扇构造。所选用的为50系列平开窗型材。窗扇的外框与幕墙立柱的刚度差异极大，易产生变形差，即使在立柱与外框之间加了耐候胶，幕墙在风荷载作用下产生的变形差易使耐候胶密封失效，形成明缝。

最关键的是开启扇的上口的设计存在先天缺乏，该开启扇未按等压原理进展设计，仅依靠胶条防水。台风中，雨水在风压作用下极易进入到副框的内腔，而副框内未考虑任何排水措施，导致进来的水不能准时排解，最终不断渗入到室内。

B、胶条截面过小。在设计中，由于胶条截面尺寸过小，与型材形成的有效搭接微小。因此，尽管从图上看是设置了二道防水胶条，但形成的有效防水作用微小，再加铰链安装时假如稍不留意，就会造成胶条与横梁、副框之间的搭接形成不了，反而形成了明缝，其防水效果也是可想而知的。

建议实行的措施：

由于该开启扇数量极多，且在二次台风及幕墙的三性检测中均未消失安全问题，故从经济角度动身，认为不宜作撤除更换，而宜实行改良措施。

A、全面调整铰链。由于构造缘由，假如开启扇两侧的铰链安装位置不精确，就会直接影响到开启扇闭合后胶条未被压缩到位，胶条与型材间形成明缝或暗缝，直接影响到防水。因此，建议施工单位全面调整铰链位置，确保全部铰链位置精确，保证胶条与型材间不产生明缝。

B、在开启扇上口外侧增设挡水披条。由于该开启扇在今年的“卡努”台风前的一次“麦莎”台风中已消失明显渗漏，经以上缘由分析后并结合台州当地实际气候条件与工程的实际状况，施工单位在我们的建议下在离上口肯定位置（尽量近但不能影响到开启扇的开启）增设了铝合金披条（建议用胶条，施工单位为施工便利，采纳了铝合金披条）。并对铰链进展调整后，在此次台风中发觉渗水现象明显好转，相当多的开启扇在“卡努”台风中未消失渗漏现象。经实际台风检验，在开启扇上口增设披水可明显削减水穿过胶条，能有效起到削减渗漏现象。同时，由于开启扇上口的胶条较粗，因此，即使加了披条后，对建筑立面影响微小。

C、在窗扇内框增加副框，增加一道防水措施。通过以上的调整后，发觉虽然能根本解决防渗漏问题，但仍不彻底，距离建立单位的要求尚有距离。经争论后认为在窗扇内框附加一道副框，形成多道防水。同时，在原先开启扇上口的挡水披条采纳加胶条方法，在窗扇自由开启的前提下，保证开启扇关闭时，胶条可恢复至被局部压缩状态，可以大量削减进入到副框内的雨水。

经以上措施后，该开启扇的防水问题得到彻底解决。

2、某明框幕墙破坏缘由分析

某工程为明框幕墙，建筑层数为6层，层高为3.2m，板块分格尺寸为1200mmX700mm，采纳5mm一般玻璃。在本次台风中发觉大量的玻璃破坏，经分析主要缘由如下：

A、建筑物所处位置不利。由于台州台风时风速风向为东南风与东北风，此建筑玻璃幕墙正处于东南方向，同时，由于两侧密集的高层建筑与小山的存在，东南方向在实际上形成了理论的山口（台州本地人俗称为风口）。因此，从建筑物本身所处的环境来看，其外围护构造设计计算时如采纳常规公式参照城市密集建筑群选D类的地面粗糙度是极不适宜的。

B、建筑平面布置不利于外围护构造。该建筑平面图呈现内凹，对正对风口的幕墙围护构造设计是极不利的，除非设计计算时就已充分考虑到诸多的不利因素，否则在计算大面正负压作用时，仅按标准中的大面取为1.0是不适宜的，而应适当提高。

C、由于建筑施工最早，该幕墙无完善的设计计算书（当时国内尚无标准可言）。现场实际采纳了一般玻璃，其破坏主要表现为正风压作用下玻璃的弯曲破坏，其主要缘由是玻璃本身的强度缺乏。

总体而言，未经根据实际状况进展严格设计计算选用强度缺乏的材料是此明框幕墙破坏的主要缘由。

3、某隐框幕墙破坏缘由分析

某高层建筑的玻璃幕墙，建筑高度为102m,标准层层高为3.3m,板块分格尺寸为1600mmX1190mm，采纳6mm厚钢化玻璃。在去年的“云娜”台风中，该幕墙工程发生个别板块脱落现象，在此次“卡努”台风中，发觉局部板块脱落，局部板块破坏。经分析主要缘由如下：

A、设计计算时所选用的根本参数正确。但在构造胶宽度计算时，未根据标准要求，采纳风荷载设计值进展构造胶宽度计算，而是采纳了风荷截标准值进展计算，两者相差1.4的分项系数，最终导致构造胶宽度也相差1.4倍；在玻璃强度计算时未根据标准要求选用荷载组合进展强度计算，导致玻璃应力值相差