規(guī)范點(diǎn)式全玻璃幕墻設(shè)計(jì)與施工

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點(diǎn)式全玻璃幕墻在我國使用已有多年歷史，2001年大約使用了50萬平方米，一個(gè)工程使用幾萬平方米也有若干個(gè)，使用的地區(qū)從大城市向中小城鎮(zhèn)，甚至邊遠(yuǎn)地區(qū)發(fā)展，從事點(diǎn)式全玻璃幕墻設(shè)計(jì)、施工的單位從為數(shù)不多的專業(yè)點(diǎn)式幕墻企業(yè)向一般幕墻企業(yè)拓展，甚至一些個(gè)體戶也在從事點(diǎn)式全玻璃幕墻的設(shè)計(jì)、制作、安裝。
　　由于《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》(JGJl02)沒有點(diǎn)式全玻璃幕墻的內(nèi)容，生產(chǎn)許可證也未明確規(guī)定那些企業(yè)可從事點(diǎn)式全玻璃幕墻設(shè)計(jì)、制作、安裝。雖然個(gè)別地方將某個(gè)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為推薦標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，有的協(xié)會(huì)發(fā)布了推薦標(biāo)準(zhǔn)，由于這些標(biāo)準(zhǔn)尚不完善(對(duì)點(diǎn)式全玻璃幕墻的關(guān)鍵技術(shù)問題沒有明確，具體，可操作性的規(guī)定)和缺少權(quán)威性。在點(diǎn)式全玻璃幕墻大發(fā)展中，很多企業(yè)對(duì)點(diǎn)式全玻璃幕墻技術(shù)缺少全面了解，在設(shè)計(jì)、制作上有很大盲目性。這樣就形成一些隱患，現(xiàn)在如不及時(shí)對(duì)點(diǎn)式全玻璃幕墻進(jìn)行規(guī)范化管理，就有可能出現(xiàn)重大事故，一旦出現(xiàn)此類問題，就會(huì)引起人們對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的質(zhì)疑，也會(huì)有個(gè)別媒體(人)乘機(jī)炒作，甚至一些管理部門弄不清是非曲折而出臺(tái)禁用的規(guī)定，這將斷送點(diǎn)式全玻璃幕墻的發(fā)展前景。為了保證點(diǎn)式全玻璃幕墻的安全使用，不出重大事故，使它健康發(fā)展，提出下面幾個(gè)規(guī)范點(diǎn)式全玻璃幕墻技術(shù)的問題進(jìn)行討論。
　　1、索桁架與主體結(jié)構(gòu)依存、制約和影響的關(guān)系。索桁架是柔性張拉結(jié)構(gòu)，只有懸掛在主體結(jié)構(gòu)上進(jìn)行張拉，使索繃緊，才能形成有固定形狀和穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)。在承受設(shè)計(jì)最大水平作用后，索桁架對(duì)主體結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生很大的反推力(拉力)，這個(gè)反推力有時(shí)還可能比主體結(jié)構(gòu)的使用荷載大得多，如若主體結(jié)構(gòu)在承受使用荷載后不能承受索桁架的反推力，一旦索桁架受荷載后產(chǎn)生的反推力傳給主體結(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)失效，索桁架也就不復(fù)存在。深圳一展示廳拉索式點(diǎn)式全玻璃幕墻，由于主體結(jié)構(gòu)未考慮索桁架的反推力，索桁架加荷后，主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大撓曲，索桁架索松弛，并隨之大變形(變形達(dá)到1/70左右)；還有的單位將索桁架錨墩設(shè)在樓板上，一施加預(yù)應(yīng)力樓板鼓起，不得不在樓板下加設(shè)鋼梁(鋼梁固定在柱上)，在樓板上開孔穿索錨固在鋼梁上；也有的單位在預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)就將預(yù)埋件拉出，不得不重新加固預(yù)埋件；有一個(gè)工程E設(shè)計(jì)預(yù)埋件時(shí)，只考慮正風(fēng)壓的效應(yīng)，誤將正風(fēng)壓時(shí)穩(wěn)定索錨固用預(yù)埋件設(shè)計(jì)得很小，在審查設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)(負(fù)風(fēng)壓時(shí)穩(wěn)定索變?yōu)槌辛λ鲿r(shí)反推力很大)，不得不停工更換預(yù)埋件；還有一個(gè)工程采用橫向索桁架，轉(zhuǎn)角邊柱設(shè)計(jì)成單桿，一張拉單桿彎曲，立即停止張拉，將單桿改為三角形空腹桁架，如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，一旦遇上大風(fēng)，極有可能由于邊柱破壞而使整個(gè)建筑倒塌。上述種種情況發(fā)生，可以看出很多人對(duì)索桁架與主體結(jié)構(gòu)組成的結(jié)構(gòu)體系是鍵式系統(tǒng)缺少全面了解，這個(gè)系統(tǒng)中任一個(gè)環(huán)節(jié)(鏈)出了問題，整個(gè)結(jié)構(gòu)體系就會(huì)破壞，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)，按其受(傳)力的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算校核。
　　2．索桁架的穩(wěn)定是索桁架最關(guān)鍵的技術(shù)。索桁架索的強(qiáng)度只要配備一定截面的索就能滿足，即使索的截面足夠大，如果預(yù)應(yīng)力控制不到位，索桁架也會(huì)失穩(wěn)。廣東省對(duì)一拉索式點(diǎn)連接玻璃幕墻進(jìn)行檢測時(shí)，當(dāng)穩(wěn)定索一出現(xiàn)松弛，連系桿(撐桿)就搖擺抖動(dòng)，如抖動(dòng)頻率大且持續(xù)一定時(shí)間，桿與索連接處由于桿與索磨擦導(dǎo)致鋼索斷絲。因此必須樹立索桁架穩(wěn)定設(shè)計(jì)概念，即任一根索不能發(fā)生松弛，要求索截面設(shè)計(jì)最大應(yīng)力值不得大于索強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，索截面保持一定的張力儲(chǔ)備(索截面應(yīng)力不能等于零)。要達(dá)到此目的，不要選擇恰當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力值，并認(rèn)真預(yù)估預(yù)應(yīng)力損失值，使索在始態(tài)的有效預(yù)應(yīng)力達(dá)到預(yù)期的值。有些單位在設(shè)計(jì)時(shí)不區(qū)別預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力值和有效預(yù)應(yīng)力值時(shí)，不預(yù)估預(yù)應(yīng)力損失值。要知道預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力值與有效預(yù)應(yīng)力值兩者雖然密切相關(guān)，實(shí)際上是互相依存的，但嚴(yán)格區(qū)分，兩者并非同義語，而有不同的內(nèi)函。鋼索在張拉時(shí)所建立的預(yù)應(yīng)力(預(yù)應(yīng)力張拉控制值應(yīng)力值)，從構(gòu)件開始制作直到安裝、使用各個(gè)過程不斷降低，實(shí)際上這種應(yīng)力損失就是由于鋼索回縮變形引起的，所有預(yù)估的預(yù)應(yīng)力損失發(fā)生后，鋼索截面應(yīng)力降低到最低值，就是有效預(yù)應(yīng)力值。因此選用適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力值，并結(jié)合每個(gè)工程所使用的材料和工藝認(rèn)真預(yù)估預(yù)應(yīng)力損失值，始態(tài)時(shí)保持索中有效預(yù)應(yīng)力達(dá)到預(yù)期值是實(shí)現(xiàn)索桁架穩(wěn)定的關(guān)鍵措施。
　　3．拉索式點(diǎn)連接全玻璃幕墻的施工和設(shè)計(jì)兩者之間關(guān)系十分密切，設(shè)計(jì)時(shí)必須先考慮施工步驟，而在施工組織設(shè)計(jì)中必須將設(shè)計(jì)中對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉的規(guī)定做為一項(xiàng)最重要的內(nèi)容，并建立預(yù)應(yīng)力張拉通知單，由技術(shù)負(fù)責(zé)人簽發(fā)，在施工過程中建立預(yù)應(yīng)力張拉紀(jì)錄和預(yù)應(yīng)力張拉紀(jì)錄匯總表。現(xiàn)在很多單位設(shè)計(jì)與施工脫節(jié)，在設(shè)計(jì)中采用的預(yù)應(yīng)力參數(shù)施工人員不明白，施工人員憑個(gè)人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，這樣索桁架的預(yù)應(yīng)力控制就帶有很多不確定性。例如帶可調(diào)節(jié)索頭的鋼索在計(jì)算中未考慮錨具變形預(yù)應(yīng)損失(σL1)，錨固在同一根主梁上的索桁架后一榀張拉，梁撓曲使前面已錨固索桁產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失(σL3)。它要求在施工中張拉結(jié)束錨固后要進(jìn)行補(bǔ)充張拉，后一榀桁架張拉錨固后要求對(duì)先前已錨固桁架補(bǔ)充張拉，使鋼索中預(yù)應(yīng)力保持預(yù)期值，這就要在施工組織設(shè)計(jì)中對(duì)補(bǔ)充張拉時(shí)間及張拉控制應(yīng)力值作出明確規(guī)定。施工組織設(shè)計(jì)中沒有明確規(guī)定，施工人員不補(bǔ)充張拉，如果預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力值又很小，施工過程中預(yù)應(yīng)力就可能損失得差不多了，一旦受荷索桁架就會(huì)失穩(wěn)。
4．點(diǎn)式全玻璃幕墻材料和配件選用不當(dāng)，影響索桁架質(zhì)量。點(diǎn)式全玻璃幕墻的鋼爪及連接件應(yīng)選用不銹鋼件。我們對(duì)不銹鋼的耐腐性能要有正確的認(rèn)識(shí)，不銹鋼是不易腐蝕的金屬，但并不是不銹蝕的金屬，現(xiàn)實(shí)中存在著各種各樣的腐蝕，不銹鋼也有許多品種，不同類型的不銹鋼對(duì)不同類型的腐蝕和耐蝕性能是很不相同的，因此根據(jù)腐蝕的具體類型來判斷不銹鋼的耐腐蝕性是十分重要的?，F(xiàn)在有些工程投入使用才二、三年就出現(xiàn)鋼爪上有金黃色銹斑，因?yàn)槭褂昧藘r(jià)格較低的1Crl8Ni9(302)不銹鋼，一般位于室內(nèi)的構(gòu)件要選用0Crl9Ni9(304)不銹鋼，位于室外的構(gòu)件要選用時(shí)0Crl7Nil7MO2(316)不銹鋼。無錫一工程竟用碳鋼鍍鋅件，時(shí)間不長就出現(xiàn)銹蝕。更為可怕的是連接件采用普通鑄鋼件(應(yīng)采用精密鑄件)，不僅銹蝕嚴(yán)重，而且鑄件精度很差，表面不光滑，安裝后連接件沉頭與玻璃孔邊坡口有2mm左右間隙，嚴(yán)重滲水。還有的不銹鋼拉桿未按等強(qiáng)設(shè)計(jì)，每一根拉桿都有連接頭，要求連接頭孔邊截面應(yīng)和桿中截面等強(qiáng)，連接鋼銷的抗剪能力要和桿截面抗拉強(qiáng)度等強(qiáng)，否則桿就會(huì)在薄弱截面首先破壞。
　　5，有些人對(duì)梭形自平衡索桁架沒有全面認(rèn)識(shí)，認(rèn)為自平衡桁架在始態(tài)兩根索施加的預(yù)應(yīng)力由撐桿平衡，撐桿為軸心受壓構(gòu)件。殊不知在終態(tài)(承受設(shè)計(jì)最大水平作用時(shí))由于水平作用，撐桿成了偏心受壓構(gòu)件。在試驗(yàn)中9m跨度桁架(主壓桿μ76mm*6mm、支撐桿μ50mm*5mm、索μ17mm、矢高600mm*2)，在節(jié)點(diǎn)集中力P＝8KN作用下u＝31.9mm u/L＝l/282，在端頭偏心彎距M＝10KN*0．6＝6KN．m用下，端節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角α＝1．720，主壓桿端部應(yīng)力達(dá)到253N/mm2，超過的屈服強(qiáng)度(而在始態(tài)每根索施加預(yù)應(yīng)力2T，撐桿應(yīng)力僅為31．3N/MM2)。因此對(duì)梭形自平衡索桁架不僅要校核始態(tài)的平衡，還要校核終態(tài)的平衡。上述梭形自平衡索桁架主撐桿改用μ102mm*6mm后，在P＝28KN作用下，u＝29mm　 u/L＝l/310。在端頭偏心彎距M＝10KN*0．6m＝6KN．m時(shí)，端節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角α＝0．74°，主壓桿端部應(yīng)力σ＝134．5N/mm2＜215N/mm2。如果我們只考慮梭形自平衡索桁架的始態(tài)的平衡，忽視了終態(tài)的平衡就可能釀成大禍。
　　根據(jù)以上分析，規(guī)范點(diǎn)式幕墻設(shè)計(jì)與施工是非常迫切的任務(wù)，首先要有一個(gè)完善的技術(shù)規(guī)范，這個(gè)規(guī)范對(duì)點(diǎn)式全玻璃幕墻(合索桁架)的關(guān)鍵技術(shù)問題應(yīng)有明確、具體、可操作性的規(guī)定；其次要對(duì)幕墻生產(chǎn)單位按照生產(chǎn)許可證審查辦法，確定那些單位具備了生產(chǎn)點(diǎn)式全玻璃幕墻的能力，列入生產(chǎn)許可證，只有生產(chǎn)許可證上注明有點(diǎn)式全玻璃幕墻生產(chǎn)資質(zhì)的企業(yè)才能承接點(diǎn)式全玻璃幕墻的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)任務(wù)。同時(shí)要對(duì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、監(jiān)理單位人員進(jìn)行培訓(xùn)，使他們?nèi)嬲莆者@門技術(shù)，并在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、監(jiān)理、驗(yàn)收各環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格管理，這樣才能保證點(diǎn)式全玻璃幕墻技術(shù)健康、穩(wěn)步發(fā)展。