幕墻節(jié)點設計技術探討

　　關鍵字：幕墻節(jié)點設計物理性能安全 

 

　　一、前言 

　　在國內幕墻正在被大量的應用到建筑上，但是幕墻的技術水平、設計理念及幕墻的品質與國際先進水平還有一些差距，原因很多，一方面幕墻技術的發(fā)展受市場接受程度的制約，許多新技術、新材料、新概念的應用必須被建筑市場所接受，才會得到廣泛的應用和發(fā)展；另方面與企業(yè)在科研方面的投入相關，企業(yè)的設計人員為了應付繁重的工程任務，很難投入精力來研究幕墻節(jié)點的設計問題，且沒有有條件的實驗室，往往設計理論與實際脫節(jié)；第三方面幕墻的造價問題往往起到?jīng)Q定性的作用，企業(yè)在激烈的市場競爭中不得不展開價格戰(zhàn)，結果使幕墻整體技術發(fā)展緩慢； 

　　從幕墻行業(yè)的整體來看，目前國內建筑幕墻的應用規(guī)模已遠遠超出國外，無論是在結構形式、造型、各種材料應用上都有出現(xiàn)，但是在細節(jié)上的處理還是不盡如人意，我們雖然做到了大而全，但是沒做到精而細。 

　　二、幕墻設計存在的問題 

　　1、玻璃爆裂的的問題 

　　玻璃在使用過程中的爆裂會引起很大的安全事故，尤其是超高層建筑，所以幕墻玻璃的設計和選用過程中一定要盡量避免玻璃爆裂的發(fā)生。一般引起玻璃爆裂的原因有三點。 

　　一是強迫安裝或設計間隙太小，玻璃的彎曲強度會隨著時間的推移而下降，原因是玻璃表面的微裂紋會持續(xù)擴展，因此幕墻設計時，應使玻璃在自由的狀態(tài)下工作。但實際工程中，確有玻璃處于不必要的永久荷載作用下工作，例如強迫安裝、間隙太小限制變形，引起玻璃的突然碎裂。所以在設計玻璃連構造是必須根據(jù)計算保證玻璃在外力作用下足夠的位移自由度。二是玻璃自爆，玻璃自爆是普通鋼化玻璃固有缺點，由于表面應力遇上局部材料缺陷造成自爆，它的特點是無預兆無規(guī)律。 

　　明框幕墻短壓蓋問題 

　　明框幕墻采用壓蓋壓接，一方面便于實現(xiàn)等壓腔，另一方面可以與扣蓋實現(xiàn)卡接，一些設計為了降低工程成本，采用不連續(xù)的壓蓋（短壓蓋），造成玻璃平整度無法保證、等壓腔無法形成等問題 ，幕墻的水密性、氣密性及保溫性能都無法保證。 

　　邊部外漏中空玻璃未用結構膠問題 

　　一般中空玻璃采用雙道密封膠密封，一些工程幕墻用二道密封膠沒采用硅酮結構膠密封，而是采用聚硫密封膠，由于聚硫密封膠抗紫外線能力很差，而隱框、半隱框、點支式玻璃幕墻中空玻璃二道密封直接接觸太陽光的照射，造成聚硫密封膠老化失效，發(fā)生大批量掉外片玻璃的現(xiàn)象，成為幕墻工程的安全隱患。同時中空玻璃二道密封還有傳遞結構力的作用，聚硫密封膠沒有結構性能，不能很好的傳遞結構力。所以幕墻用玻璃必須采用結構密封膠作為中空玻璃的二道密封 

　　石材幕墻大量用T型掛件和蝴蝶扣掛件 

　　 

　　這兩種掛件在市場上的占有率比較高，價格便宜，平整度好。但是安裝完成后形成大片連續(xù)不可錯動墻面，一方面維修更換困難，另一方面抗風振、抗地震性能較差，并且在振動臺抗震試驗中，也發(fā)現(xiàn)該類掛件吸收變形的能力較差，容易引起石材的局部爆裂脫落。 

　　目前吸收位移能和抗震性能比較好的石材連接形式有兩種，一種是鋁合金短槽掛件，另一種是鋁合金掛件背栓連接，這兩種形式都有較好的吸收位移能力和抗震性能，并能方便的實現(xiàn)維修和跟換。 

　　采光頂?shù)姆琅潘�設計 

　　一些幕墻工程在做采光頂時采用的型材和幕墻構造形式完全參照普通玻璃幕墻，由于采光的有其自身的特殊性，所以照搬普通玻璃幕墻的形式就會造成采光的的漏水隱患。 

　　采光頂應有冷凝水排放構造，尤其在嚴寒和寒冷地區(qū)，排水構造可以有組織的把冷凝水和少量的漏水排到室外。同時采光頂要有合理的排水坡度，避免因面板變形造成的積水和積灰。 

　　 

　　三、目前比較流行的設計理念 

　　1、“環(huán)保施工”，現(xiàn)場不打密封膠，不進行結構件的焊接 

　　所謂的環(huán)保施工，有兩方面的含義，現(xiàn)場不打膠、不焊接，由于現(xiàn)場施工條件差，并且施工質量容易受到工人責任心和情緒的影響，因此要更看重結構設計本身的重要性，很多節(jié)點采用結構化防水，不依靠密封膠被動防水設計理念，使幕墻的整體性能提高到一個新的層次。 

　　 

　　現(xiàn)場焊接，包括預埋件的焊接在施工中會有很多的隱患，包括結構安全隱患和防火隱患，應該多采用設計本身完成轉接件的最后定為，如采用齒嚙合長孔、齒嚙合角板和訪滑動螺母等技術設計轉接件，避免焊接帶來的諸多缺陷。 

　　2、幕墻的可拆卸性 

　　絕大部分幕墻采用幕墻采用室外安裝和拆卸，一旦部分板塊破損，維修將變的相當困難。 

　　采用小單元方式是目前比較流行的處理方式，幕墻橫料和豎料之間不用螺栓等禁錮件連接，采用鋼柱叉接，并且在鋼柱外包保護套，使橫料和豎料之間可自由伸縮，并且不會產(chǎn)生噪音。橫料叉接采用定位銷定位，需要拆卸時將定位銷推到橫梁內部即可分離，實現(xiàn)任意拆卸。3、幕墻平面度的可調節(jié)性 

　　轉接件的三維可調性，幕墻要強調人和自然地融合，幕墻即不能反光。又不能發(fā)生較大的影像畸變，所以設計要特別注意幕墻平面度的調整問題，轉接件通過自身的構造設計，實現(xiàn)三維調節(jié)、局部釋放、單項固定的功能。 

　　中空玻璃增設均壓孔，由于中空玻璃合片地點和幕墻的施工地點可能會有大氣壓、空氣溫度、空氣密度和海拔高度等方面的差異，如果采用一次性封死，就有可能造成中空玻璃的“外凸”或“內凹”現(xiàn)象，不可避免地發(fā)生較大影像畸變。因此在設計時要考慮中空玻璃合片時預留防塵良好的均壓孔，在安裝完成后密封，可以保證幕墻玻璃有良好的自身平整度。 

　　4、重視高科技的應用 

　　采用光電技術、太陽能綜合利用技術、智能化雙層幕墻技術等高新技術，并注意新材料的應用，如自潔玻璃、SGP夾層玻璃、超白玻璃、真空玻璃、多功能復合膠條等，讓幕墻設計和應用向更安全、更低碳環(huán)保的方向發(fā)展。 

　　參考文獻： 

　　1、《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》 JGJ 133-2001 

　　2、《建筑幕墻與采光頂設計施工手冊》 張芹 

　　3、《Glass And Aluminum CuitainWall Systems》 Rick Quirouette