六個(gè)在幕墻設(shè)計(jì)中常見的安全問題需要引起重視

1、Word文檔 六個(gè)在幕墻設(shè)計(jì)中常見的安全問題，需要引起重視！ 提要：幕墻設(shè)計(jì)中涉及平安方面的問題較多，本文中闡述的幾個(gè)常見的平安問題，往往簡(jiǎn)單被忽視或者被誤會(huì)，需引起幕墻設(shè)計(jì)人員重視。 1 前言 在幕墻設(shè)計(jì)過程中，常常會(huì)遇到一些常見的平安問題，而有些問題，往往簡(jiǎn)單被設(shè)計(jì)人員忽視或誤會(huì)，這些平安問題主要以下： 1) 開口橫梁的連接角碼抗扭; 2) 臨空欄桿立柱計(jì)算; 3) 超白鋼化玻璃自爆率; 4) 幕墻防火層設(shè)計(jì); 5) 玻璃幕墻室內(nèi)護(hù)欄; 6) 石材幕墻的掛件設(shè)計(jì)。 下面分別對(duì)以上這幾個(gè)常見的平安問題進(jìn)行闡述。 2 開口橫梁的連接角碼抗扭 開口橫梁是一種常見的幕墻構(gòu)造形式，橫梁通過開口腔內(nèi)的

2、連接角碼固定在立柱上，早年的玻璃幕墻主要是單層玻璃，自重不大，現(xiàn)在主要采納中空甚至中空夾層玻璃，玻璃的自重最少增加一倍，但設(shè)計(jì)時(shí)卻往往簡(jiǎn)單忽視連接角碼的抗扭強(qiáng)度計(jì)算，造成橫梁外傾嚴(yán)峻，甚至角碼消失剪切破壞。下面通過一個(gè)示例來簡(jiǎn)潔計(jì)算一下，連接角碼在僅考慮玻璃自重的狀況下的最大剪應(yīng)力，計(jì)算參數(shù)詳見圖1。 1) 基本參數(shù)： 玻璃幕墻分格假設(shè)為1200(寬)x1800(高)mm，玻璃采納6+12A+6mm中空玻璃; 角碼采納6063-T6，抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為85MPa，受扭截面為54x4mm; 玻璃偏心矩離 e為51mm; 角碼固定在立柱上的豎邊厚度對(duì)開口橫梁的抗扭有利，但考慮到加工及安裝誤差的影響，

3、角碼豎邊與開口橫梁的搭接量有限，并且計(jì)算簡(jiǎn)單，為簡(jiǎn)化計(jì)算，故未考慮。 從以上計(jì)算結(jié)果可知，在僅考慮純扭作用下產(chǎn)生的剪應(yīng)力的前提下，當(dāng)玻璃配置為6+12A+6mm，分格為1.2x1.8米的中空玻璃時(shí)，連接角碼應(yīng)采納材質(zhì)6063-T6鋁型材，橫梁連接角碼基本滿意計(jì)算要求。 僅考慮玻璃自重的前提下，表1匯總了常見玻璃配置下橫梁角碼承受的玻璃最大面積臨界表，表中數(shù)據(jù)僅供參考，實(shí)際計(jì)算中應(yīng)考慮水平風(fēng)荷載偏心作用下的扭矩，以及在風(fēng)荷載和自重作用下的橫梁角碼承受的剪力等因素。如相應(yīng)的玻璃配置超過最大面積臨界值時(shí)，應(yīng)采納牢靠的橫梁固定方式，如C形槽或閉口連接型材，以避開橫梁外傾下墜甚至可能造成連接角碼破壞。

4、3 臨空欄桿立柱計(jì)算 作為重要的建筑幕墻危急源之一，臨空欄桿的立柱計(jì)算尤為重要，但設(shè)計(jì)人員在計(jì)算欄桿立柱時(shí)，通常只是單獨(dú)考慮風(fēng)荷載和欄桿頂部的水平荷載，在兩者中取大值，但國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2021第5.5.3條明確欄桿荷載的組合值系數(shù)應(yīng)取0.7，即應(yīng)考慮兩種荷載組合工況： 由此可見，深圳地區(qū)欄桿立柱如采納Q235鋼板，則最小截面應(yīng)不小于100 x10mm厚，否則不滿意結(jié)構(gòu)計(jì)算要求。如采納不銹鋼板，依據(jù)計(jì)算則最小截面應(yīng)不小于110 x10mm厚。當(dāng)然，欄桿立柱根部與主體結(jié)構(gòu)的連接至關(guān)重要，也應(yīng)重點(diǎn)計(jì)算。 表2中匯總了在不同風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下，采納Q235鋼板和不銹鋼板的欄桿

5、立柱截面尺寸分別見下表，欄桿分格為常用的1200mm(水平分格)x1150mm(高)。另外，表中/前面的尺寸為Q235鋼板，/后面的尺寸為不銹鋼板，表中尺寸僅供參考，從表中可以看出，不銹鋼板截面高度需比Q235鋼板大10mm。 4 超白鋼化玻璃自爆率 十年前，超白鋼化玻璃一度成為超低自爆率的神話故事，萬分之一的自爆率經(jīng)國(guó)內(nèi)一些聞名的玻璃廠家炒作后，成為了掌握鋼化玻璃自爆的一個(gè)重要手段，在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ 102修編版中明確玻璃幕墻的面板，除夾層玻璃外應(yīng)選用鋼化超白浮法玻璃、均質(zhì)鋼化玻璃及其制品，將超白鋼化與均質(zhì)鋼化處理并列使用。當(dāng)時(shí)最聞名的依據(jù)是一般玻璃約每48噸存在一粒Ni

6、S，而超白玻璃約每600800噸才存在一粒NiS，所以，超白鋼化玻璃的自爆概率成幾何數(shù)量級(jí)下降。 但是，經(jīng)過大量的工程實(shí)踐發(fā)覺，目前國(guó)內(nèi)的超白鋼化玻璃在外觀上的確較一般鋼化玻璃透亮許多，而自爆率卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有玻璃廠家宣揚(yáng)的那樣優(yōu)秀。深圳某幕墻工程原設(shè)計(jì)采納的一般鋼化玻璃，建設(shè)單位認(rèn)為鋼化玻璃的自爆數(shù)量比較高，且有平安隱患，在聽取了超白鋼化玻璃的相關(guān)介紹后，將原鋼化玻璃全部更換為國(guó)內(nèi)一線品牌的超白鋼化玻璃，并沒有再進(jìn)行均質(zhì)處理，以為可以解決絕大部分問題了，極個(gè)別鋼化玻璃再自爆也就認(rèn)了，不曾想完成超白鋼化玻璃的更換后，經(jīng)物業(yè)幾年的統(tǒng)計(jì)，超白鋼化玻璃的自爆數(shù)量與鋼化玻璃基本相同，甚至還超過了鋼化玻璃的自

7、爆數(shù)量。同期，其它幾個(gè)幕墻工程也間續(xù)發(fā)覺了相同的狀況，涉及國(guó)內(nèi)絕大部分的一線玻璃品牌。通過這些幕墻工程實(shí)踐總結(jié)，才真正意識(shí)到超白鋼化玻璃的自爆概率遠(yuǎn)沒有以前傳奇中的那樣低。 依據(jù)國(guó)內(nèi)一線品牌玻璃廠家供應(yīng)的超白鋼化玻璃在做均質(zhì)處理時(shí)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，也從另一個(gè)方面驗(yàn)證了這一點(diǎn)，表中對(duì)5家國(guó)內(nèi)一線品牌玻璃生產(chǎn)廠家的超白鋼化玻璃均質(zhì)熱浸處理過程中，對(duì)鋼化玻璃自爆進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間跟蹤的統(tǒng)計(jì)匯總，不過，支持表中數(shù)據(jù)的相關(guān)信息如玻璃厚度、玻璃面積等均缺失，因些僅供參考。詳細(xì)見表3。 通常，玻璃行業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)可鋼化玻璃自爆率的正常水平一般為3，當(dāng)然，這只是籠統(tǒng)的進(jìn)行比較，并不科學(xué)，但從表3可以看，統(tǒng)計(jì)樣板中超白鋼化玻璃的

8、平均自爆率基本與鋼化玻璃相近，只有一個(gè)玻璃廠家的超白鋼化玻璃的自爆率較低，但也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到萬分之一的水平，而按標(biāo)準(zhǔn)要求經(jīng)過均質(zhì)處理的鋼化玻璃是能夠達(dá)到萬分之一自爆率的水平。 從以上分析可以得出，目前以國(guó)內(nèi)現(xiàn)有原片、工藝生產(chǎn)的絕大部分超白鋼化玻璃并不能解決降低自爆率的問題，只有通過均質(zhì)處理的鋼化玻璃才能真正實(shí)現(xiàn)大大降低自爆率。國(guó)外幕墻工程通常都是采納均質(zhì)處理的玻璃作為鋼化玻璃降低自爆率的唯一的技術(shù)要求，而不是也可采納超白玻璃。 所以，降低鋼化玻璃的自爆率，以目前的行業(yè)狀況，只能實(shí)行均質(zhì)處理的鋼化玻璃，而不是選用超白的鋼化玻璃，當(dāng)然，前提是均質(zhì)熱浸處理的鋼化玻璃必需嚴(yán)格根據(jù)國(guó)標(biāo)建筑用平安玻璃第四部分

9、：均質(zhì)鋼化玻璃GB15763.4-2021的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，并且嚴(yán)格掌握升溫速度和爐內(nèi)溫度的勻稱性。另外，假如國(guó)內(nèi)鋼化玻璃的標(biāo)準(zhǔn)能象國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)那樣，將鋼化玻璃的表面應(yīng)力降到69MPa，我想能解決很大一部分鋼化玻璃自爆的問題。 5 幕墻防火層設(shè)計(jì) 幕墻防火層關(guān)系到幕墻結(jié)構(gòu)乃至整個(gè)建筑的平安，但在幕墻防火層設(shè)計(jì)中，一些設(shè)計(jì)人員往往對(duì)幕墻防火層的設(shè)計(jì)原理理解不清，導(dǎo)致構(gòu)造設(shè)計(jì)存在平安隱患。如圖2所示，某幕墻項(xiàng)目的防火層節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)就具有較普遍的代表性，主要有以下幾個(gè)方面的問題： 1) 梁底部防火層黃色部位的局部防火層厚度小于100mm，局部應(yīng)進(jìn)行加厚; 2) 如樓板部位不設(shè)計(jì)防火封堵層，一旦層間梁位置的幕墻

10、玻璃面板受熱炸裂后，下層的煙火將沿著箭頭方向竄到上一層樓面，除非層間梁位置的背板也采納鍍鋅鋼板加100mm厚防火巖棉。所以，幕墻防火設(shè)計(jì)應(yīng)設(shè)置兩道防火封堵層，確保幕墻防火平安。 3) 懸挑超過300mm以上的防火層，如支撐在鋁合金橫梁上，一旦橫梁患病火災(zāi)軟化失效，將直接導(dǎo)致梁底部防火層垮塌。所以，梁底部防火層應(yīng)設(shè)置單獨(dú)的支承結(jié)構(gòu)，并直接與主體結(jié)構(gòu)連接固定。 4) 當(dāng)主體結(jié)構(gòu)不燃燒墻體高度小于800mm時(shí)，幕墻防火層底部至結(jié)構(gòu)頂面的有效高度應(yīng)不小于800mm，同時(shí)，幕墻防火層構(gòu)件系統(tǒng)的耐火極限應(yīng)不低于1小時(shí)。幕墻防火層構(gòu)件可采納國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50016-2021附錄中的附表1各類非

11、木結(jié)構(gòu)構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限非承重墻部分供應(yīng)的構(gòu)件，如采納兩塊8mm厚硅酸鈣板中間填厚度為75mm以上，容重為100kg/m3的巖棉等，也可采納經(jīng)國(guó)家級(jí)相關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)可的其它防火構(gòu)件。 所以，當(dāng)主體結(jié)構(gòu)不燃燒墻體高度大于800mm時(shí)，且防火層懸挑距離小于300mm時(shí)，幕墻宜設(shè)置兩道防火封堵層;當(dāng)主體結(jié)構(gòu)不燃燒墻體高度小于800mm時(shí)，且防火層懸挑距離大于300mm時(shí)，幕墻應(yīng)設(shè)置兩道防火層，防火層構(gòu)件系統(tǒng)的耐火極限應(yīng)滿意不小于1小時(shí)要求。 6 玻璃幕墻室內(nèi)平安護(hù)欄 在玻璃幕墻設(shè)計(jì)中，建筑師往往要求玻璃幕墻應(yīng)設(shè)置室內(nèi)平安護(hù)欄，設(shè)置的依據(jù)是民用建筑設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50352-2021、住宅設(shè)計(jì)規(guī)范

12、GB50096-2021以及建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JGJ113-2021等，這些標(biāo)準(zhǔn)里是否有要求設(shè)置室內(nèi)平安護(hù)欄的相關(guān)規(guī)定呢?下面主要針對(duì)這三部標(biāo)準(zhǔn)分別進(jìn)行解讀。 1) 民用建筑設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)里關(guān)于欄桿的內(nèi)容主要是在第6.7.3條、第6.11.6條和第6.12.4條。6.7.3條陽臺(tái)、外廊、室內(nèi)回廊、內(nèi)天井、上人屋面及室外樓梯等臨空處應(yīng)設(shè)置防護(hù)欄桿，這條指的是臨空處的欄桿，明顯與幕墻室內(nèi)護(hù)欄無關(guān);6.12.4條建筑幕墻設(shè)置的防護(hù)設(shè)施應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第6.11.6條的規(guī)定，所以主要看6.11.6條;6.11.6條窗的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：3公共建筑臨空外窗的窗臺(tái)距樓地面凈高不得低于0.8m，否則應(yīng)設(shè)置防護(hù)

13、設(shè)施，防護(hù)設(shè)施的高度由地面起算不應(yīng)低于0.8m。4居住建筑臨空外窗的窗臺(tái)距樓地面凈高不得低于0.9m，否則應(yīng)設(shè)置防護(hù)設(shè)施，防護(hù)設(shè)施的高度由地面起算不應(yīng)低于0.9m，從這條可以看出，應(yīng)設(shè)置防護(hù)設(shè)施的前期條件是臨空外窗，也就是說只有幕墻上設(shè)置了可開啟外窗的部位且防護(hù)高度不滿意標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，才需要設(shè)置防護(hù)設(shè)施，而不是全部玻璃幕墻都必需設(shè)置室內(nèi)平安護(hù)欄作為平安設(shè)施。 2) 住宅設(shè)計(jì)規(guī)范的6.1節(jié)窗臺(tái)、欄桿和臺(tái)階里也有與民用建筑設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)類似的規(guī)定，但都是指外窗部分。 3) 建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程第7.3.2條規(guī)定依據(jù)易發(fā)生碰撞的建筑玻璃所處的詳細(xì)部位，可釆取在視線高度設(shè)醒目標(biāo)志或設(shè)置護(hù)欄等防碰撞措施。碰

14、撞后可能發(fā)生高處人體或玻璃墜落的，應(yīng)采納牢靠護(hù)欄。首先在易發(fā)生碰撞的建筑玻璃的部位，是可釆取醒目標(biāo)志或設(shè)置護(hù)欄，可是嚴(yán)格程度最低的用詞，換句話說就是也可不采納，或采納醒目標(biāo)志，不肯定非要設(shè)置護(hù)欄;其次，玻璃幕墻的可碰撞部位的玻璃都為雙層，甚至三層玻璃，即使撞碎室內(nèi)側(cè)玻璃，可能發(fā)生高處人體或玻璃墜落的概率也極低，所以也沒有要求必需采納平安護(hù)欄。 其它標(biāo)準(zhǔn)尚未找到相關(guān)要求，所以，玻璃幕墻應(yīng)在室內(nèi)設(shè)置平安護(hù)欄的要求沒有標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，但可能發(fā)生碰撞的玻璃應(yīng)嚴(yán)格按建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程第7章建筑玻璃防人體沖擊規(guī)定中平安玻璃最大許用面積的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 7 石材幕墻的掛件設(shè)計(jì) 石材幕墻采納背栓連接方式是常用做法

15、，石材通過背栓與鋁型材掛件連接，詳見圖4。鋁型材掛件一般分為雙掛勾和單掛勾，雙掛勾由于上下兩個(gè)掛勾與鋁型材轉(zhuǎn)接件掛接，故能反抗正、負(fù)風(fēng)壓下的作用，而單掛勾只與鋁型材角碼上部進(jìn)行掛接，在石材承受負(fù)風(fēng)壓時(shí)，掛件A截面會(huì)產(chǎn)生肯定的彎矩，需對(duì)該截面進(jìn)行強(qiáng)度校核。 下面通過示例來簡(jiǎn)潔計(jì)算一下鋁型材掛件在負(fù)風(fēng)壓作用下的A截面的受力狀況。 所以，石材幕墻采納單掛勾進(jìn)行掛接時(shí)，往往簡(jiǎn)單忽視A截面處的強(qiáng)度計(jì)算，在風(fēng)荷載不大的條件下，通過上述計(jì)算可以看出，單掛勾掛件存在肯定的平安隱患，需依據(jù)石材分格、風(fēng)荷載以及掛件的厚度、偏心距等的詳細(xì)狀況進(jìn)行強(qiáng)度復(fù)核，避開消失設(shè)計(jì)平安問題。當(dāng)然，其它人造板幕墻如采納相同的構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，也同樣應(yīng)引起重視。 8 結(jié)束語 住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、國(guó)家平安監(jiān)管總局聯(lián)合發(fā)布的關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)玻璃幕墻平安防護(hù)工作的通知建標(biāo)202138號(hào)中規(guī)定新建玻璃幕墻應(yīng)依據(jù)國(guó)家法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，加強(qiáng)方案設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)和施工方案的平安技術(shù)論證，并在竣工前進(jìn)行專項(xiàng)驗(yàn)收，對(duì)玻璃幕墻在方案設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)都提出了應(yīng)進(jìn)行平安技術(shù)論證的要求，就是盼望加強(qiáng)事前掌握，加強(qiáng)在