建筑幕墙在四川大地震中的优良表现

　　今年发生的5.12四川大地震，已造成650万间房屋倒塌，2300多万间房屋损坏。地震的重灾区“都江堰市”烈度为九度，建筑物受损情况统计，大约有90%建筑物受损，其中20%的建筑物倒塌，70%的建筑物变成危楼……

倒塌的都江堰居民楼

都江堰居民小区

都江堰第二人民医院

都江堰著名古迹----二王庙

　　我们在和都江堰市城建局同志的交谈中得知：这次地震灾难中，都江堰市的建筑玻璃幕墙工程相对完好，玻璃无一掉落或破损，并未出现某些人担心的“玻璃雨”现象！


　　一、不同形式的建筑维护结构，在大地震中的表现差异很大：
　　在幕墙建筑与其他建筑在地震中的表现对比：

都江堰建设大厦

都江堰水利大厦

都江堰缔都大厦

都江堰华峰大厦

都江堰烟草公司

　　从这些照片中，可以清楚地看出：
　　从这些照片中，可以清楚地看出：框架结构的建筑物，采用砖墙填充墙作为建筑外围护结构的，损毁严重；而采用各种幕墙作为外围护结构的，几乎完好无损。采用玻璃幕墙作为外围护结构的建筑物，幕墙玻璃板块无一掉落或破损，并未出现人们担心的“玻璃雨”现象！另外，1995年日本阪神大地震、1999年台湾集集大地震，震中烈度都在11度左右，砌体填充墙、常规玻璃窗大量破坏，而各种建筑幕墙，即使是玻璃幕墙，也很少有震害的报告，震后大多保存完好。这些建筑幕墙的表观是一致的。


　　二、建筑幕墙工程在大地震中表现优良的原因:
　　建筑幕墙通常由面板（玻璃、铝板、石板、陶瓷板等）和幕墙的支承结构（铝横梁立柱、钢结构、玻璃肋等等）组成。这个外墙系统支承在主体结构上，通常包封主体结构。采用各种幕墙作为外围护结构的建筑物，一般都是主体框架结构的建筑物，在幕墙结构设计中，幕墙的支承结构（龙骨）和主体框架结构之间，通常采用角铁等钢性连接；而支承结构和幕墙面板板块之间，通常采用硅酮结构胶等柔性连接。由于面板之间有较宽的伸缩缝，面板与横梁立柱的连接有活动能力，所以幕墙在平面内，可以承受1/100的大变形。幕墙支承结构如果采用螺栓、摇臂、弹簧机构与主体结构连接，则可以在两者之间产生更大的相对位移，甚至当主体结构侧移达到1/60时，幕墙也不会破坏。而砌体（如空心砖、实心砖等）填充墙在1/1000位移时开裂，1/300位移时破坏，即使在小地震下也会产生破损，中震下会严重破坏。其原因是填充墙在自身平面内变形能力很差，又被填充在主体结构内，不能有相对的位移，被强迫一起振动，最终导致破坏。常规玻璃窗大体上也差不多。因此在地震中震害非常严重。由此可以看出，建筑幕墙完全不同于填充墙，它具有以下的特点：

　　幕墙不同于填充墙，具有以下的特点：
　　1.幕墙是由面板和支承结构组成的完整的围护结构系统；

　　2.幕墙在自身平面内可以承受较大的变形或者相对于主体结构可以有足够的位移能力；

　　3.幕墙是不分担主体结构所受的荷载和作用的围护结构。

　　事实上，在此次5.12四川大地震中，建筑幕墙的性能优势，得到了充分的展示和体现。　
　　干挂石材幕墙，用一般的环氧类石材干挂胶，地震时也有点问题。由于石材、干挂胶、钢挂件都是钢性材料，它们各自的热膨胀系数都不一样，造成石材开槽处被涨裂（一般是比较细小的裂痕）。建筑物震动时，也完全将应力传递给石材面板，由于石材本身的脆性，受力点很容易被震裂。如果采用弹性干挂胶，在石材和挂件同时发生不同程度的膨胀或收缩时，以及发生地震震动时，弹性的干挂胶就可以吸收这两种材料之间的变位应力，避免石材开裂现象的发生。目前国内有硅宝等少数厂家已生产销售“弹性石材干挂胶”，使用效果不错。

　　日本是个地震多发的国家，他们开发出“建筑用抗震橡胶”，具有很高的耐压强度、卓越的耐老化性能，主要是硅橡胶。“抗震硅橡胶”是用在高层建筑的地基上，在建筑物的结构柱的下端与建筑基础之间，采用一层钢板一层胶的方式，多层次地填充这种“抗震硅橡胶”。相当于将建筑物放在橡胶垫子上面！在地震发生时，由于抗震硅橡胶的弹性，能够吸收一定的地震波的能量，有效地减缓建筑物的上下震动和摇摆的幅度。1995年日本阪神大地震后，抗震硅橡胶已经在日本建筑业得到应用。目前在国内未见这方面的报道。


　　三、硅酮密封胶对玻璃幕墙抗震性能，起到了关键作用
　　建筑幕墙的支承结构和幕墙面板板块之间，采用硅酮结构胶等柔性连接，使面板板块与横梁立柱的连接有一定的活动能力。这些硅酮结构胶不但能将幕墙玻璃面板牢固持久地粘结在铝框料上，而且在地震等偶发因素引起建筑物震动严重变形时，能够被拉伸或压缩20%以上而不被损坏；硅酮结构胶是弹性体，还能有效的减小幕墙面板的震动强度和频率。幕墙面板之间有较宽的伸缩缝，缝隙采用硅酮耐候密封胶填充密封。硅酮耐候密封胶是很好的弹性建筑密封材料，不但具有良好的防水性、优异的耐高低温性能和卓越的耐老化等性能，而且具有极佳的弹性，能够被拉伸60%或压缩20%以上，完全能够承受幕墙板块间的位移，能够吸收震动位移产生的能量，对幕墙起到了很好的缓冲保护作用。

　　建筑幕墙设计的抗震烈度越大，或者幕墙的面板板块面积越大，需要设计的板块间伸缩缝就要越宽，就需要选用模量更低、弹性更好的硅酮密封胶。建筑采光顶或索结构幕墙，幕墙板块震动和位移更大，需要选用低模量高弹性的采光顶专用硅酮密封胶。


　　四、结 论
　　玻璃幕墙建筑在这次5.12四川大地震中的优良表现，以及1995年日本阪神大地震、1999年台湾集集大地震，震中烈度都在11度左右，砌体填充墙、常规玻璃窗大量破坏，而各种建筑幕墙，即使是玻璃幕墙，也很少有震害的报告，震后大多保存完好。可以概括为一句话：主体不倒，幕墙完好！

　　这些事实都无可辩驳地证明：建筑幕墙，尤其是玻璃幕墙是现代建筑的最优良的外围结构。硅酮结构胶和硅酮耐候密封胶，是保证玻璃幕墙抗震性能的关键材料，玻璃幕墙建筑不存在“空中定时炸弹”之説。

　　在目前的技术条件下，建筑幕墙还具有艺术美观、重量轻、节约资源等优点，高楼大厦还得采用建筑幕墙，其它填充墙体难以代替。建筑幕墙是建筑结构安全的一个重要保障。


　　•感谢《为什么高楼大厦需要建筑幕墙?》的作者<<<<点击查看；感谢提供照片的硅宝工作人员；

　　•衷心感谢各界同仁对四川灾区和硅宝公司的关心和支持！

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