幕墻設計中常見問題及預防

            來源:安全管理網 
          評論:  更新日期:2019年07月16日

          建筑幕墻是建筑物外圍護結構是懸掛于主體結構上而相對主體可活動的完整的結構體系,其裝飾、功能、質量、環保、耐火性能、安全等為人們所關注,現將近年從事幕墻設計審查見到的錯誤作一歸納整理,并對錯誤預防發表一些看法,供建筑設計師、幕墻設計師和幕墻企業借鑒和參考。?
          一、幕墻設計易遺漏的問題:?
            1.在設計說明中未寫明抗震設防烈度,?這是荷載組合重要條件之一。?
            2.在設計說明中未寫明結構的設計使用年限。?
            3.在設計說明中只寫了鋼材的牌號,未寫明質量等級。?
            4.在設計說明中未說明焊條型號、焊縫形式和焊縫質量等級。?
            5.在設計說明中未說明或圖示明埋于土中或地下的鋼柱腳需用砼裹。?
            6.在設計說明中未寫在全隱框、半隱框、全玻璃幕墻和點支式玻璃幕墻都必須采用中性硅酮結構膠,而不應采用酸性硅酮結構膠,采用鍍膜玻璃時更為重要。?
            7.在設計說明中未寫明硅酮結構膠和耐候密封膠必須在有效期內用。?
            8.在設計說明中未寫明硅酮結構膠相容性試驗和復驗的內容要求,不合格不得使用。?
            9.在設計說明中未寫明除全玻幕墻外,不應在現場填注硅酮結構膠。?
            10.在設計說明中未寫明幕墻玻璃應采用安全玻璃:?哪些要夾膠?哪些要鋼化片??
            11.在設計說明中未給出立柱、橫梁型材截面圖重要尺寸及重要部位最小壁厚。
            12.在設計說明中未寫明花崗石板材的彎曲強度應經檢測機構實測結果其值不應小于8Mpa。?
            13.在設計說明中未寫明同一幕墻應采用同一品牌的單、雙組分硅酮結構膠,并有保質年限的質保書。用于石材幕墻的膠還應有無污染的試驗報告和供方提供試驗報告。?
            14.在設計說明中未寫明同一幕墻應采用同一品牌的硅酮結構密封膠和硅酮耐候膠相容性可配套使用報告。?
            15.設計節點圖中幕墻立柱、芯子與連接件螺栓直徑小于M10,有的螺栓不對穿,有的螺栓數量少于2個,要嚴格審查螺栓強度計算書。?
          二、幕墻節能安全設計方面的問題?
            1.熱工節能設計是強制性條款必需落實?
            有的建筑采用很薄的6mm單層玻璃的幕墻面積過大。1000多平米的立面全是大面積的6mm的單玻;有的幼兒園孩子和老師的用房三面外墻全是6mm的單玻;夏熱冬冷,熱工節能性能很差,一定要謹重合同甲方k值的確定與設計保證及衡量撿定依據什么?否則要設計審查階段很難糾正和扯皮造成經濟損失錢難要。?
            2.防火安全?
            有的設計層間水平防火帶在豎向的位置有誤,它不應與幕墻橫梁處于同一高度。有的設計1.5mm厚的鍍鋅鋼板承托與主體結構和玻璃間的縫隙未打注防火密封膠,防火玻璃帶如何處理好千萬不可不謹重。
            3.防雷安全?
            有的防雷節點圖中缺下立柱與連接件的防雷跨越線,未形成電氣通路;有的幕墻邊立柱未設置防雷線。?
            4.立面防水、防污?
            幕墻的檐口、立面裝飾線條、窗臺等懸挑部位的下表面未設計排水坡度或排水扳,造成爬水、污染建筑物立面。?
          三、幕墻鋼結構防護設計方面的問題?
            1.幕墻鋼結構未采用熱浸鍍鋅或耐候結構鋼Q235或Q345。?
            2.忽視鋼材或鋼結構的表面處理,不能完整地寫出構件的除銹方法、除銹等級、底面配套涂料名稱及道數、涂膜總厚度等,工程實施中除銹等級與除銹方法不符,達不到除銹等級和除銹質量的要求。鋼結構的表面處理應選用熱浸鍍鋅或噴丸除銹,盡量不選用手工除銹和半機械化除銹。?
            3.防護涂料的選擇未區分外界的侵蝕作用等級,如室內構件一般屬于弱侵蝕性或無侵蝕性,可以選用中等的防腐涂料,而室內的游泳館或室外的天溝應屬于中等侵蝕性,除表面處理應選用熱浸鍍鋅或噴丸外,涂料應選用高耐候性的底、面配套涂料。室外天溝材料宜選用不銹鋼。?
            4.未寫明幕墻的螺栓、螺釘、螺母等連接件應為正規廠家的合格產品,材料應采用奧氏體不銹鋼或表面應經熱浸鍍鋅處理,應有鋼材的材質報告、復驗報告和產品合格證書。?
            5.未寫明閉口鋼構件沿全長和端部應焊接封閉。?
          四、幕墻計算方面的問題?
            1.幕墻風荷載計算,《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ102-2003(以下稱新規范),已規定按《建筑結構荷載規范》GB50009-2001采用,其陣風系數βZ應按公式計算,不是原2.25;風載體型系數μS墻面區為1.2,墻角區為2.0,不是原都用1.5。有的工程仍按老規范取值,風荷載取值偏大。?
            2.新規范規定玻璃和結構膠的強度計算不考慮溫度作用,但許多工程仍在計算溫度應力。?
            3.框支玻璃幕墻、全玻幕墻、鋁板幕墻板的強度和撓度計算未考慮折減系數η。?
            4.計算幕墻構件的撓度時,新規范規定不考慮地震荷載和控制原撓度絕對值20mm(對鋁合金型材)、15mm(對于鋼型材);計算橫梁撓度時,水平荷載與豎直荷載分開計算,不進行撓度組合。但有的工程仍按老規范計算。?
            5.當幕墻采用后置予埋板與主體結構連接且幕墻懸挑較大時,忽略了對錨栓抗撥力的計算,有的設計人員憑自己想出來的錯誤公式計算錨栓的撥力,致使計算結果錯誤。當錨栓總數為4個時,單個錨栓所受拉力的公式為:?
            N設=[(N/2+M/Z)/n]?β≤N撥/2.0?
            其中:N——水平力設計值;?M——豎向彎矩設計值;?
            Z——上、下兩行錨栓的距離;?n——錨栓的豎向列數;?
            β——錨栓應力調整系數,當錨栓總數為4時,取1.25。?
          五、框支玻璃幕墻設計問題?
            1.隱框或半隱框玻璃幕墻未注出結構膠厚寬的尺寸,有的設計膠縫尺寸偏小,未考慮幕墻邊緣板塊與立柱固定變差等不利因素。?
            2.未注明中空玻璃為雙道密封。?
            3.未注明鍍膜玻璃安裝時鍍膜面應朝向室內,中空玻朝內和在外片還是內片。?
            4.未寫明橫梁與立柱之間采用柔性墊片或留1~2mm縫隙注膠防止溫度伸縮產生噪音。?
            5.未注明連接螺栓、膨脹螺栓、化學螺栓的防松措施,螺母下未加彈簧墊圈等。?
          六、石材幕墻、鋁板幕墻設計問題?
            1.花崗石板材,特別是檐口或立面裝飾線條部分的小塊花崗石板材的掛鉤數量偏少,?應另外增加掛件數量等有效措施。?
            2.鋼結構立柱與主體結構焊接連接,幕墻相對于主體結構不許轉動,可采用矩形鋼管立柱和U型連接件等措施。?
            3.鋁板幕墻,當分格較大需要加加勁肋加強面板剛度時,在工藝施工單中要畫出加勁肋位置、截面規格及連接方法。?
          七、玻璃采光頂、玻璃雨篷方面的設計問題?
            1.有的采光頂玻璃面積過大,玻璃太薄,如有的大到1.3~1.4平方米,層高又不高,夏熱,冬天冷,熱工性能差,又不節能。?
            2.采光頂普遍通風不良,未設通風窗,衛生和熱工條件差。?
            3.采光頂的鋼結構縱橫構件布置不當,施工工藝性不好,難于保證工程質量;構件截面選型不當,?應采用有限元計算分析去進行,管形構件未注明全長和端部要求焊接封閉。?
            4.采光頂鋼結構計算錯誤,或不計算,構件承載力不夠,采用有限元計算分析去。?
            5.采光頂鋼結構節點設計深度不夠,未標明焊接形式和焊縫質量等級,應該增加加勁板的未增加。?
            6.玻璃雨篷防腐設計不當,不銹鋼套管內的圓鋼拉桿、兩端的連接耳板、銷軸等屬于室外構件和中等侵蝕性,未經熱浸鍍鋅處理,日后流黃銹污染建筑立面;雨篷的天溝采有鋼質時未作熱浸鍍鋅或噴丸除銹處理,未采用高耐候性底、面配套涂料;玻璃下的鋼架等構件伸出玻璃范圍以外,常常淋雨生銹等。?
          八、設計表達和深度方面的問題?
            1.有的設計照搬投標時的說明,設計說明長,重點不突出,工人難于掌握要點。?
            2.很多設計未畫出幕墻框架布置圖。?
            3.鋼架施工圖缺節點構造圖。?
            4.有的設計缺必要的施工要求和注意事項,如幕墻的玻璃應進行磨邊處理;鍍膜玻璃安裝鍍膜面應朝向室內;焊接鋼結構造型或采光頂鋼結構的焊工須考試合格和應在所焊焊縫旁打焊工的鋼印編號等。?
            5.有的土建結構圖中圈梁截面未留出幕墻立柱的位置尺寸。?
            6.計算書和設計圖紙未畫出立柱型材的截面圖或未標注截面尺寸、厚度等,可能造成結構的重大不安全隱患。?
            九、幕墻設計出錯的預防?
            1.建議設計人員在寫設計說明前,先閱讀幾本幕墻規范中的強制性條文,最好先擬好設計說明初稿,在具體工程設計時適當修改后使用。?
            2.建筑設計單位在建施圖中應寫明玻璃幕墻或采光頂采用單層玻璃、中空玻璃還是夾膠玻璃以及對通風窗數量和位置設計的要求,以控制玻璃幕墻和采光頂的設計標準和設計質量。?
            3.幕墻設計人員要學習和掌握相關設計規范,如《建筑結構荷載規范》、《鋼結構設計規范》、《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》,要學習和掌握鋼結構和薄鋼結構的設計理論和技術。?
            4.幕墻和采光頂結構的計算和設計應統一,設計人員一定要深刻理解結構的受力情況和變形情況,正確地解決結構和節點的設計問題。?
            5.建議國家制定公共建筑的節能設計標準規范,使設計有規范可尊,如何檢驗有數可據,?要解決設計計算機軟件工具檢定檢測工作的認定。?
            6.提倡建筑、結構、幕墻設計人員常參加各類幕墻學習班和學術活動,幕墻設計人員開展技術交流,開闊眼界,溝通信息,加強學習,提高理論水平和設計水平---必需撐握和具備現代三專業計算機計算軟件:?門窗、幕墻、有限元計算分析工具的操作和應用,?否則不是一位稱職的幕墻結構設計師。

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          幕墻設計中的問題及分析(二)

            2.3 石材面板的分類和名稱
            石材面板的分類和名稱可按兩個系統予以界定。
            2.3.1巖石的地質學分類(GB/T13890)
            石材的容重、吸水率、放射性水平等物理性能,取決于巖石的地質學分類,可按國家標準《天然飾面石材術語》GB/T13890規定(表4)。規范中,按此種分類時均稱為“巖”
            表4 構成石材面板的巖石

          分類

          巖漿巖

          沉積巖

          變質巖

          噴出巖

          淺成巖

          深成巖

          鈣鎂質

          硅質

          鈣鎂質

          硅質

          巖石名稱

          玄武巖

          輝綠巖

          花崗巖 橄欖巖 輝長巖 閃長巖

          石灰巖 白云巖 凝灰巖 頁巖

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          2.3.2石材面板的商品分類(GB/T17670)
            在石材市場上,習慣了一種商品分類、編號的辦法,它按國家標準《天然石材統一編號》GB/T17670進行,這種分類將晶粒相似、花紋相似的石材,以其外觀感覺歸并為一類,不管其巖石的形成過程和化學成分。這種分類方法便于幕墻設計選用商品石材。按這種分類時,規范中稱之為“石”或“XX石類型”(表5)。
            表5工作常用幕墻石材面板的類型

          商業類型

          花崗石

          大理石

          板石

          編號

          GXXXX

          MXXXX

          SXXXX

          類型中包括的 巖石

          巖漿巖全部 變質巖中的片麻巖

          沉積巖中的石灰巖、白云巖,變質巖中的大理巖

          頁巖、板巖、砂巖、凝灰巖等

          2.4 石材防水劑的選用
            表面防水處理材料可采用有機硅材料或有機氟材料。有機硅材料防水性能好,抗氧化、抗靜電,但常偏堿性;有機氟材料抗氧化、防水、抗油、防污,且多為中性,但價格稍高,防水性能稍遜于有機硅防水材料。有些工程兩者兼用,各刷一層。
            除非建筑上有特別要求,一般應選用透氣的、不成膜的防水材料,防水材料不應改變石材的顏色和表面光澤。
            防水劑目前耐久性約為5年,應要求廠家提供使用壽命檢驗證明。防水劑應有可再涂刷性能,以便日后補涂。
          3.建筑設計
            3.1 防火、隔煙設計
            3.1.1水平和豎向耐火帶
            1. 水平耐火帶
            樓面外緣應有耐火時間不低于1.0小時、高度不小于800mm的水平耐火帶。水平耐火帶的位置可在樓面標高之上、跨越樓面標高或在樓面標高之下。可以計入這個耐火帶高度的部件有:不燃燒的實體裙墻;樓面邊緣的鋼筋混凝土梁板;由耐火材料組成的防火裙墻;防火玻璃板。
            2. 豎向耐火帶
            室內防火隔墻(防火隔斷)到樓面邊緣處與幕墻相交,兩側應有耐火極限不低于1.0小時,寬度不小于1.0m的豎向耐火帶。可計入這豎向耐火帶寬度的部件有:實體混凝土墻或砌體墻;玻璃幕墻的防火玻璃面板;石材幕墻的天然石板、微晶玻璃面板。
            3.1.2層間的防煙封堵
            樓層是防火單元,層間防煙封堵主要作用是在幕墻被燒壞之前,防止煙霧從下一樓層通過幕墻與主體結構之間的空隙向上一層竄入。幕墻本身由鋁型材、玻璃、鋁板組成,不具備耐火能力,火災后很快被燒毀,所以只要求防煙封堵在幕墻燒毀前的0.5~1.0小時內起防煙作用。幕墻燒毀后,防煙封堵不再起作用,所以防煙封堵有1.0小時的耐火極限已經足夠。
            防煙封堵做法可以有許多種,并不局限于采用防火巖棉,例如還可以采用8mm或10mm的單層防火玻璃,只要達到1.0小時的防火要求,密實而不讓煙霧穿過即可。防煙封堵要求每層一道,有些設計做兩道也是可以的。

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