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摘要：幕墙工程技术规范中有关垫块的规定，适用于常规构造和正常支承条件下的幕墙系统。在特定的幕墙构造条件下，需对幕墙的构造和承载方式进行具体分析，对幕墙板块的支承方式、定位和垫块种类进行正确设计和选用，才能满足实际工程设计的需要。本文对特殊条件下的垫块设计演化进行简略的归纳，并对活铰支承块、可调垫块、模块化可调垫块、无级可调垫块、重载微调垫块等进行了介绍。
关键词：幕墙、垫块、支承块、定位块。
1 前言
垫块是幕墙系统中的一个小附件，在很多人眼里是幕墙最不起眼的部件之一。在GB∕T34327-2017《建筑幕墙术语》中垫块归入“5.3 其他零件”的“支承块”和“定位块”;但是从定义看，还是局限于面板(尤其是玻璃)的周边镶嵌垫块。在JGJ 113-2015 《建筑玻璃应用技术规程》中，有关支承块和定位块的材质(第4.2.2、4.2.3条)，规格(第12.2.2、12.2.3条)，安装位置(第12.2.4条);等，有明确的规定，并有相应图示。另，第12.2.5、12.2.6里提到的“弹性止动片”，一般视作定位块的一种特殊形式，应用较少。严格来说，在现行的规范中提到的垫块主要是指玻璃垫块，不同垫块的标准做法，大部分常规幕墙工程可依照规范执行。但在某些特殊条件下，有些垫块并不是直接用于玻璃的支承或定位，则需要按照垫块所处的位置和作用及受力状况做相应的调整，本文就一些特殊条件下的垫块设计做一个介绍。
2 玻璃支承块和定位块的设置
相关规范中有关玻璃垫块的位置设置有明确的规定，“采用固定安装方式时，支承块和定位块的安装位置应距离槽角为(1/10)～(1/4)边长位置之间;”，所以玻璃幕墙通常会在玻璃底边两侧设置垫块。但在实际工程中，由于特定幕墙构造的需要，玻璃垫块的设置无法达到规范中的规定，应采取特殊的处理方法。
2.1支承块靠玻璃边角
当横梁或横梁的连接出现横梁抗重力方向很弱(如：扁窄形横梁);横梁抗重力偏心扭转能力不足(如：角钢（词条“角钢”由行业大百科提供）横梁);横梁连接支座抗扭剪能力不足(如：横梁支座连接螺钉间距较小)等情况时(图1)，玻璃面板的重力通常需考虑支承在立柱上，导致玻璃支承块只能置于玻璃的边角部位。包括采用无横梁设计的幕墙系统(图2)，更是只能把支承块连接固定在立柱上，否则就需要采用点式驳接的方式才能承托玻璃的重量。实际上，非穿孔夹板式点支承玻璃幕墙的支承块也是位于玻璃角部的夹具内。
当支承块靠玻璃边角布置时，支承块长度往往也不能完全满足规范要求，需对局部压应力（词条“压应力”由行业大百科提供）进行验算分析。且玻璃角部需进行倒角圆角处理，避免应力过度集中，验算安全系数应适当提高。另外，此类设计玻璃局部应力往往偏大，玻璃应尽量采用钢化，半钢化很难实现设计要求。
2.2支承块设置在玻璃侧边
当幕墙玻璃不是矩形，如平行四边形，玻璃重心有可能偏离底边(图3)，此时其中一个玻璃支承块需设置在侧边，才能防止玻璃侧翻。此种设置在倒置三角形的玻璃板块的支承中也是常见。侧边设置的支承块需要考虑机械固定，才能避免移位。
2.3支承块设置在玻璃底边中点
图4为一结构特殊的玻璃幕墙样板，幕墙板块两侧立柱的安装方式，一侧为上端吊挂连接，一侧为落地固定连接，立柱受温度作用产生热胀冷缩时沿长度方向会出现反的变化，极端条件下，横梁会出现左右不等高的情况。如采用传统的两边垫块形式，玻璃会出现平面内转动，可能与幕墙框架发生挤碰。为此，可采用多垫块设计来控制玻璃的平面内转动及防止玻璃板块与立柱间的碰撞。横梁上的支承块可设置在中点，支承块最好采用活铰结构，以便适应横梁的倾斜。两侧边设置定位块，防止玻璃侧翻。活铰如果是分离式的，上部需与玻璃粘接，下部也尽量与横梁固定。定位块也需要固定在立柱上，在保证玻璃与定位块可以相互移动的条件下，定位块不得逐渐滑落(图5)。
2.4活动板块定位块的设置
玻璃幕墙的开启扇属于活动板块，其垫块的设置可以按照JGJ113-2015《建筑玻璃应用技术规程》中第12.2.4条“2)采用可开启安装方式时，支承块和定位块的安装位置距槽角不应小于 30mm 。当安装在窗框架上的饺链位于槽角部30mm和距槽角1/4边长点之间时，支承块和定位块的安装位置应与铰链安装的位置一致;”执行。除了玻璃幕墙开启扇外，活动板块还包括带玻璃运输安装的的窗、窗墙单元、PC集成墙和单元幕墙等，在现场的按照和运输过程中，均应考虑定位块的设置问题。对于周边或对边施作硅酮密封胶胶进行密封或结构装配固定的活动板块，固化后的胶也能部分起到防止玻璃与框架发生相对位移的作用。
2.5多个支承块或连续支承
玻璃幕墙板块安装设置两个支承块的原因，是基于工程实际中难于保证三点共线的原因，设置两点支承能较好的实现承重点的有效性。这种设置适用于玻璃垂直安装，玻璃垂直方向刚性较大，且忽略支承块间距的影响。当玻璃处于水平(采光顶)或倾斜安装时(倾斜幕墙)，在重力影响下，玻璃就会产生较大的平面外变形（词条“变形”由行业大百科提供）。较大跨距（词条“跨距”由行业大百科提供）的支撑，不利于控制玻璃平整度。可适当增加支承点的数量，支撑点间距一般不宜大于700mm，并按相应支承条件进行玻璃平面外变形的验算。如按JG∕T 231-2018《建筑玻璃采光顶技术要求》“5.3 玻璃采光顶用玻璃面板面积应不大于2.5m²，长边边长宜不大于2m。”控制了玻璃幅面，或玻璃周边采用连续胶条的连续支承来代替支承块，即可以忽略有关支撑间距的影响。
随着超大、超宽、超重玻璃板块越来越多的应用，即使玻璃是垂直安装，但由于底边太长，玻璃太重，也需要考虑多支承块设计。也可采用连续支承设计来支承玻璃面板，一般是在工厂内将玻璃与钢靴采用硅酮结构胶固化，通过钢靴转换，使得玻璃不承受集中力。隐框玻璃幕墙（词条“隐框玻璃幕墙”由行业大百科提供）当硅酮结构胶承载设计不承载重力所产生的剪力时，玻璃的支承构件应采用连续支承构件并与幕墙支承构件可靠连接。
2.6多向支承块的设置
对于斜幕墙，支承块需要在玻璃底部端面和玻璃边缘两个方向同时设置支承块，两侧边缘支承块的设置可参考采光顶的设计要求。
3 其他垫块设计
除了玻璃需要设置支承块外，实际上还有其他部件有设置类似于支撑块的要求，特别是用于幕墙安装时的调整垫块。由于主体结构的施工误差，幕墙安装经常使用大量的调整垫块来调整幕墙的位置，以便保证幕墙安装的精度。目前，国内对工程安装用调整垫块不太重视，功能和规格千差万别，极不规范，给幕墙施工质量带来很大的影响，急需产品的标准化和施工的规范化。
3.1模块化可调垫块
模块化垫块一般是工程塑料产品，外形基本上是采用马鞍型U形垫片，方便插入，避开连接螺栓。垫块由不同厚度的板块组成，可以组合，满足现场实际厚度的需要。一般不同厚度会采用不同颜色以方便快速分辨取用。图6为国外常用模块化垫块。
3.2无级可调垫块
无级可调垫块如图7所示，它由两块三角锲形垫块相互咬合组成，其特点是在相互接触的斜坡面上设置了锯齿面，所以两垫块在相互接触后会“咬合”在一起不产生滑动。锲形垫块与U型垫块有很多相似之处，垫片的中间均为开放式U新条孔设计。锲形垫块开放式条孔的一端未设有锁定螺杆的突起造型，主要是因为可以靠两对垫块相互咬合后自然形成的闭合长圆孔来将自身定位。无级可调垫块适用于微量调节，通过两三角形垫块带齿条面间的相对滑动，无级可调垫块的整体厚度可在一定的范围内不断变化。不同厚度的锲形垫块其可调整的厚度范围是不同的。
无级可调垫块具有多种尺寸系列产品以适应不同公称直径的螺杆和调节厚度的要求，表1为常用无级可调垫块规格表。
从侧面看，锲形垫片与周边结构相接触的平面上带有特殊凹槽造型，见图中虚线框中的放大图，此处的特殊造型主要是考虑在和U型垫片配合使用时用来限制垫片间相对滑动的。
3.3带有螺旋的重载微调垫块
超大落地玻璃板块的设计，如苹果店外立面玻璃，底部支承力很大，普通的垫块是无法满足要求的。一般都需要厂内预制（词条“预制”由行业大百科提供）钢靴加螺旋可调垫块，才能满足现场安装调整的要求。基本做法见图8。通过刚性夹持、钢制楔形可滑动垫块、螺杆等一套装置来实现微调。
4 结语
幕墙垫块的设计需要适应实际工程需要，由于幕墙方案的多变形，需要配合实际情况进行变通。
1) 玻璃垫块可能不止两个，玻璃垫块位置可能不在底部;
2) 垫块设置应考虑搬运、安装、活动、变形等实际情况;
3) 特殊位置定位块需考虑机械固定;
4) 特殊位置垫块应进行验算，尤其注意集中应力对玻璃的影响;
5) 模块化、可调化的垫块更适应现场实际需要。
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准，建筑幕墙术语 GB∕T 34327-2017,[S]
[2]中华人民共和国行业标准，建筑玻璃应用技术规程JGJ 113-2015，[S]
[3]中华人民共和国建筑工业行业标准，建筑玻璃采光顶技术要求JG∕T 231-2018，[S]
[4]杜继予.一种外插式可调垫片[P].中国专利：ZL 2009 2 0154144.7，2010-3-10。
作者单位：深圳市新山幕墙技术咨询有限公司
