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幕墙设计的几点疑问

来源:福建天正建筑工程施工图审查公司  作者:龚昌基  日期:2005-12-9
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    这里有三点比较含糊,容易引起误解:

    1、“变形能力很小”是指“玻璃面板”呢,还是指“金属框架”?相对于钢筋砼主体结构来说,玻璃可说是变形能力很小;而铝合金等“金属框架”的变形能力就不能说是“很小”了。

    2、“弹塑性层间位移角限值为1/70”,是指罕遇地震下的变形限值。按建筑抗震“三个水准”来说,这已是第三水准了,这时候对主体结构的要求也只是“大震不倒”,而不要求“可修”了,难道还能要求玻璃幕墙不损坏吗?

    3、“使幕墙构件与立柱、横梁之间有活动的余地”里的“立柱、横梁”指的是幕墙本身的立柱、横梁呢,还是指主体结构的框架柱、梁?若是前者,则玻璃与骨架之间的胶缝,以及各层铝合金立柱间的伸缩缝,可以解决这类问题;若是后者,则对于只能悬挂在主体结构上的框支承玻璃幕墙来说,是不现实的。因为我们无法使幕墙摆脱主体结构而独立存在。这个问题笔者在文章[3]中已做过较详细的分析,这里就不再重复了。

    现在有的业内人士还把上述“相对于主体结构的位移能力”和立柱安装时必要的调整余地混为一谈,并把老规范[2]的图6.2.8所示固定支座的调整范围视为“活动连接”,其实,该图的调整范围只是用于安装时调整,规范[1]第10.3.1-3条就是说得很清楚:“立柱安装就位、调整后应及时紧固”。可以设想,若不切实紧固,幕墙让风刮动了而无法自动复位,将是什么后果!

    总之,笔者以为,至少是对于由铝合金边框材料支承的玻璃幕墙而言,不应把“相对于主体结构的位移能力”理解为幕墙可以不随着主体结构的侧移而侧移;但若采取措施使幕墙支座成为铰接支座,则可改善幕墙立柱的受力状况。

    三、有关幕墙的地震作用问题

    有人认为,按规范[1]计算得出的地震作用力虽然很小,但只是幕墙自重产生的地震作用效应,只是问题的一个方面;而另一方面,由主体结构的地震效应产生的位移撞击,才是造成玻璃幕墙震害的主要因素。因此得出结论:必须在幕墙和主体结构之间设置活动连接件。

    其实这也是一种似是而非的说法。

    众所周知,地震作用是一种惯性力,它取决于物体质量与地震加速度的乘积;地震过程中的撞击则是由于两个物体间的相对加速度引起的,如果两个物体紧密连接而没有相对运动,则不会发生撞击。幕墙是依附于主体结构的围护构件,它不可能离开主体结构而独立存在,只要连接牢靠,便不会出现撞击问题。即使因连接松动而出现撞击,其撞击力也只与幕墙自重及相对加速度有关。所以说,按规范[3]公式(5.3.4)算出的地震作用是全面的。由于幕墙自重很轻,在7度抗震时,地震作用力与风荷载相比,要小一个数量级上,不起控制作用。

    四、关于幕墙预埋件设计的问题

目前玻璃幕墙的设计工作大都是靠幕墙施工单位完成,而幕墙施工招投标工作又往往滞后于主体结构,以致幕墙预埋件无法在主体结构砼施工    时埋入;而大量采用“化学螺栓”,既增加造价,又带来锚固深度较浅及粘合剂可能老化等问题。有的业主注意到这个问题,便在浇注砼时,在有幕墙的部位,每层边梁侧面都埋上了通长的扁钢,以备安装幕墙连接件之用,他们说这样做虽然多花几吨钢材,但还比用化学螺栓省钱,而且避免了在已做好的砼梁、柱上钻孔打洞。笔者认为,这样的业主是很有见地的。但从建设管理的角度看,还可以做得更好。因为主体设计单位完全有条件把幕墙预埋件设计出来——幕墙玻璃的分格是他们定的,哪些柱、梁可以作为幕墙的支座,他们也最清楚,至于预埋件的详图,则可套用国家标准图集(可参照国标97SJ103《铝合金玻璃幕墙》第255页)。这样既避免了浪费,又可保证工程质量。而多出一份幕墙预埋件布置图,对于主体设计单位来说,只是举手之劳,应是责无旁贷的。不过,这只是个人的鄙见和呼吁,不知能否为当事者所重视?

    参考文献:

    [1]玻璃幕墙工程技术规范JGJ 102-2003.

    [2]玻璃幕墙工程技术规范JGJ 102-96.

    [3]龚昌基:玻璃幕墙结构设计若干问题的探讨,《建筑结构》 2000.2.

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