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2018版:幕墻設計知識大全技術貼 | 從幕墻設計,規避安全問題

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  建筑幕墻在我國獲得到長足的發展,一些系統達到或超越國外的水平,涌現出一大批精品工程和高科技含量的工程,但是同時也有很多工程出現問題,甚至是不可諒解的安全性問題。

  經過近些年的工程檢測、實驗室檢驗以及技術會議的討論,發現幕墻的這些問題可以通過設計手段加以避免。

石材幕墻設計要點

龍骨全焊接

  在JGJ133《金屬與石材幕墻工程技術規范》中,橫梁和立柱應采用螺栓連接,是強制性條文,不允許焊接,但工程中經常采用全部焊接的構造。在技術層面:焊接是可行的;在法律層面:焊接是必須禁止的。從技術角度出發,橫梁一端焊接,另一端螺栓連接是比較好的方案。

面板與龍骨無橫向定位

  與單元幕墻掛點一樣,石材面板的掛接也應遵循一定的規則,四點之中應該有一點與龍骨相對規定,其余三點能夠吸收溫度變形,承受垂直幕墻表面的荷載。

短橫梁

  短橫梁可以節省幕墻的材料用量,尤其對面板比較小的工程,效果比較明顯,特別適合與輕質面板,如瓷板、陶板和千思板等,在石材幕墻的應用中,不值得推薦,會存在間隙調整困難,平面度差等問題,盡可能不用。

伸縮縫不能傳遞彎矩

  采用角鋼或槽鋼制作的立柱,在伸縮縫部位應進行專門設計,否則不能傳遞彎矩。

跨間短槽(斜鉤)支承

  無論是相向還是相反的跨間短槽連接均不可靠,應避免使用。

SE掛件傳力途徑應明確

  SE掛件是比較成熟的掛接系統,但應設計好傳力途徑,否則仍然會出問題。一般應采用下部兩點,即S形掛件作為承載點,F形掛件不承受重力荷載,僅承受風載。設計時應留有足夠的間隙,即使石材面板發生沉降,F形掛件仍然不承受重力荷載。

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。但在安裝完成后形成大片連續不可錯動墻面,一方面維修更換困難,另一方面抗風振、抗地震性能較差,在汶川地震中也有失敗的報道。在GB/T21086-2007《建筑幕墻》中,已經明確“不宜采用”。在振動臺抗震試驗中,也發現該類掛件的存在缺陷。北京已將該類掛件列為強制淘汰產品。

h形掛件的保護套設計

  h形掛件是比較簡單的一種掛件,在瓷板幕墻中有較為廣泛的應用,一些設計為了防止滑動時產生噪音,并避免鋼鋁直接接觸產生雙金屬接觸腐蝕,在其搭接部位設置U形襯墊,由于設計不當,導致掛件承載部分壁厚大大削弱,存在安全隱患。

板塊粘接

  石材面板不能采用粘接,應該采用機械連接,確保其耐久性和可靠性。北京某工程粘接石材出現斷裂現象,還有工程出現開膠現象。

使用朝天縫、錯縫

  由于污染和曝曬等原因的影響,朝天縫更容易失效,除非建筑師強烈要求,盡量避免使用朝天縫。錯縫連接對石材面板的幾何尺寸要求較高,同時掛接難度高,一般盡量不用。

開放石材懸空保溫系統無抗風壓能力

  由于石材面板間膠縫可能會對石材造成污染(硅油污染或吸灰污染),使一些建筑師寧愿設計開縫式石材系統。如果按照JGJ133《金屬與石材幕墻工程技術規范》的規定,保溫材料與主體結構之間應留有50mm的空間,即保溫材料懸空布置。由于外層石材面板為開縫式系統,風壓會部分地作用在保溫材料上,即要求保溫層應具有抗風壓性能。

大面石材幕墻層間封堵問題

  2009年,TVCC大火給幕墻行業帶來巨大的震動。根據公安部、住房和城鄉建設部聯合發布的《民用建筑外保溫系統及外墻裝飾防火暫行規定》(公通字[2009]46號)的文件精神:

  (1)建筑高度大于等于24m時,保溫材料的燃燒性能應為A級。

  (2)建筑高度小于24m時,保溫材料的燃燒性能應為A級或B1級。其中,當采用B1級保溫材料時,每層應設置水平防火隔離帶。

  (3)保溫材料應采用不燃材料作防護層。防護層應將保溫材料完全覆蓋。防護層厚度不應小于3mm。”,大面石材幕墻采用B1級保溫材料時,層間應進行封堵。

8MPa以下石材無加強構造

  在GB/T21086-2007《建筑幕墻》中規定:彎曲強度標準值小于8.0MPa的石材面板,應采取附加構造措施保證面板的可靠性。

面板厚度不滿足標準要求

  花崗巖面板厚度至少為25mm,其他石材GB21086有明確的規定。一些業外人士開發的幕墻板材系統,在15mm厚的石材后部附加一些保溫材料,或一些可靠性不高的支承構造,面板仍然為主要受力構件。這種系統工程應用后,由于沒有標準支持,無法進行驗收,造成大量的浪費。實踐中,石材厚度不滿足要求的工程,有些出現安全問題。例如北京某工程采用20mm的紅色洞石,還沒有通過驗收即破裂脫落;廣州某工程30厚紅砂巖風化嚴重,出現破裂。

  石材幕墻在設計上注意的要點繁多,稍不謹慎就可能造成不可挽回的安全問題。

  如何能在幕墻設計上減少后顧之憂呢?尋根溯源,可以從幕墻的選材,解決部分安全問題。

  唯格2cm石英磚,還原石材、超越石材的性能,在幕墻應用上展現出眾多優勢。

石英磚幕墻優勢

  1、安全

  石英磚的破壞強度(EN 14411)達9000N,斷裂模數高達45MPa,具有不開裂、不炸裂、不剝落、不掉落的特性,并通過“建筑幕墻性能分級的最高級別”安全檢測。運用在戶外幕墻干掛,凸顯石英磚的安全性能。

 
 

▲韓國濟州島酒店石英磚幕墻

  2、可降低20-30%施工造價

  (1)材料價格:石材資源限采,價格日益攀升

  (2)運輸成本:石英磚與石材密度、重量相近,性能更高,相同面積重量的運輸成本只有石材的一半左右

  (3)干掛成本:石英磚較輕,可降低干掛龍骨規格,樓體總負載減少也可降低成本

  (4)施工成本:施工前不需做六面防護處理;懸空鋪貼簡易;施工效率提高,人工成本大幅下降

  3、幕墻干掛簡便

  (1)h型掛件

  h型掛件配套雙向調節螺絲,安裝時可以自由調節,使用簡單,易于安裝,但是咬合力較小,咬合深度稍嫌不足,h型掛件更適合和背栓搭配在瓷板以及20MM以下的石材,掛件成本相對便宜

 
 

  (2)R型掛件(耳掛)

  R型掛件又分平耳掛和凹耳掛,平耳掛適合與敲擊式、齊平式背栓搭配使用,凹耳掛適合與旋進式和間距式背栓搭配使用。R型掛件安裝簡單,咬合力比h型掛件好,適用于唯格2cm瓷板,已廣泛使用于各種厚度的石材,掛件成本適中。

 
 

  (3)C型掛件(子母掛)

  C型掛件由兩片鋁合金主體以及調節螺栓組成,一部分和背栓相連固定在面板上,另一部分固定在龍骨上,安裝的時候兩部分緊密咬合在一起。C型掛件比h型掛件和R型掛件可承載更大的作用力,適用于各種厚度面板的干掛,安全性能最好,掛件成本相對h型掛件和R型掛件要高一點。

 
 

  2cm石英磚幕墻案例

  福建廈門泰地海西中心

 

  揚州景誠國際飯店

 

  廣州路勁天雋峰

 
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