玻璃幕墻安全性能現(xiàn)場檢測評(píng)估技術(shù)探討

　　1 前言

　　玻璃幕墻由金屬構(gòu)件和墻面板（詞條“面板”由行業(yè)大百科提供）塊玻璃等材料組成,是懸掛在主體結(jié)構(gòu)上的連續(xù)的非承重外圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系。玻璃幕墻結(jié)構(gòu)體系的主要功能是建筑外裝飾、防風(fēng)雨、抗風(fēng)、采光、隔熱保溫、隔聲等, 其主要優(yōu)點(diǎn)是建筑效果具有現(xiàn)代感、自重輕、施工簡便且工期較短、維護(hù)方便、能適應(yīng)舊建筑物立面更新的需要等,其缺點(diǎn)是玻璃幕墻造價(jià)較高、抗震性能較弱、能耗較大及隱藏安全問題等。

　　2 玻璃幕墻發(fā)展?fàn)顩r

　　廿世紀(jì)八九十年代, 建筑幕墻得到了迅速發(fā)展, 由于當(dāng)時(shí)有關(guān)建筑幕墻工程管理措施、幕墻工程技術(shù)規(guī)程尚未出臺(tái),造成竣工的幕墻工程質(zhì)量與以后頒發(fā)的國家規(guī)范要求有較大差異。

　　(1)據(jù)不完全統(tǒng)計(jì), 上海市有近50 個(gè)竣工的玻璃幕墻工程在使用過程中曾經(jīng)出現(xiàn)玻璃破碎情況。破碎原因主要有構(gòu)造設(shè)置不合理、采用非安全玻璃、鋼化玻璃自爆、溫度應(yīng)力作用等,有相當(dāng)多的玻璃破碎事件無法查明確切原因。

　　(2)根據(jù)調(diào)研, 硅酮結(jié)構(gòu)膠（詞條“硅酮結(jié)構(gòu)膠”由行業(yè)大百科提供）使用中存在的問題主要有:假冒產(chǎn)品影響;施工中使用超過保質(zhì)期的結(jié)構(gòu)膠;打膠質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求;打膠環(huán)境達(dá)不到要求;在施工現(xiàn)場打硅酮結(jié)構(gòu)膠;未進(jìn)行相容性試驗(yàn);結(jié)構(gòu)膠本身存在老化問題等。

　　(3)國內(nèi)幕墻工程采用開啟窗較多, 國產(chǎn)的開啟窗配套五金產(chǎn)品質(zhì)量普遍不高, 對(duì)建筑五金產(chǎn)品也未納入嚴(yán)格的質(zhì)量管理軌道。上海也出現(xiàn)過幕墻工程開啟窗墜落的安全事故。

　　(4)隱框(半隱框)幕墻施工中, 有將玻璃的鋁合金（詞條“鋁合金”由行業(yè)大百科提供）副框采用壓碼固定在幕墻框架上, 然后用耐候膠加以密封隱蔽,而實(shí)際施工中對(duì)壓碼的數(shù)量、安裝質(zhì)量均缺少必要的驗(yàn)收和檢驗(yàn)。在室內(nèi)三性測試中也發(fā)現(xiàn)有鋁合金副框固定強(qiáng)度達(dá)不到要求的情況。

　　(5)1997 年以前不少幕墻工程的主要受力桿件的壁厚達(dá)不到3 mm 的最低要求, 不僅影響框架的強(qiáng)度和剛度, 而且會(huì)造成螺絲固定處局部強(qiáng)度達(dá)不到要求。而且1997 年以前的幕墻工程很少進(jìn)行三性檢測, 缺少施工前設(shè)計(jì)質(zhì)量的檢驗(yàn), 尤其是風(fēng)壓變形性能、安全性能的檢驗(yàn)。

　　(6)1997 年以前幕墻與主體結(jié)構(gòu)的連接, 采用非預(yù)埋形式的工程較多。非預(yù)埋形式的連接件（詞條“連接件”由行業(yè)大百科提供）, 通常采用化學(xué)或機(jī)械膨脹螺栓固定在主體結(jié)構(gòu)上, 化學(xué)或機(jī)械膨脹螺栓（詞條“螺栓”由行業(yè)大百科提供）的固定質(zhì)量, 常常取決于施工人員的操作質(zhì)量。如施工質(zhì)量達(dá)不到要求,則嚴(yán)重影響建筑幕墻框架與主體結(jié)構(gòu)連接的安全性能。

　　另有不少工程的質(zhì)量保證資料(如幕墻物理性能檢測報(bào)告、原材料檢測報(bào)告等)缺失, 以及缺乏現(xiàn)場檢測手段, 造成無法正確判斷幕墻工程質(zhì)量的好壞, 特別是無法確定工程是否存在結(jié)構(gòu)安全問題, 無法確定工程是否滿足正常使用功能。

　　3 玻璃幕墻檢測狀況

　　目前中國只有玻璃幕墻實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)的相應(yīng)方法和標(biāo)準(zhǔn),尚沒有制定現(xiàn)場檢測方法。由于實(shí)驗(yàn)室檢測方法難以用于現(xiàn)場測試, 故必須研究制定科學(xué)的現(xiàn)場檢測方法,研制適用于現(xiàn)場檢測的儀器設(shè)備,建立科學(xué)的評(píng)估體系, 以確定使用中的玻璃幕墻使用性能, 尤其是安全性能是否達(dá)到使用要求。

　　國外尤其是美國使用建筑玻璃幕墻的工程較多, 美國已開展對(duì)幕墻工程使用壽命方面的研究, 已制定頒發(fā)了有關(guān)硅酮結(jié)構(gòu)膠強(qiáng)度性能、老化性能的現(xiàn)場檢測方法,其適用范圍主要是用于玻璃非正常原因的破碎、物業(yè)的變更、遭遇災(zāi)害、功能性障礙等情況,并根據(jù)政府有關(guān)安全性的核驗(yàn)要求開展定期檢查。

　　我國玻璃幕墻技術(shù)政策雖然出臺(tái)較晚, 但針對(duì)在用玻璃幕墻工程早已有技術(shù)法規(guī)要求。

　　(1)根據(jù)上海市1996 年35 號(hào)市長令, 對(duì)建成使用已8年以上的幕墻玻璃, 應(yīng)由建設(shè)行政主管部門指定的、具有資質(zhì)的檢測機(jī)構(gòu)對(duì)玻璃幕墻使用安全情況進(jìn)行現(xiàn)場勘察,以后每年勘察一次,不符合安全要求的必須采取相應(yīng)的措施進(jìn)行整改。

　　(2)根據(jù)《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ 102 —96 第8 .2 .4 條規(guī)定,玻璃幕墻在正常使用時(shí)每隔5 年應(yīng)進(jìn)行一次全面檢查。

　　(3)根據(jù)建設(shè)部“建建(1997)167 號(hào)《加強(qiáng)建筑幕墻工程管理的暫行規(guī)定》”要求, 玻璃幕墻建筑至少每5 年進(jìn)行一次質(zhì)量安全性檢測。

　　4 現(xiàn)場檢測評(píng)估技術(shù)和實(shí)例簡介

　　上海市建筑科學(xué)研究院根據(jù)玻璃幕墻工程的發(fā)展現(xiàn)狀,對(duì)上海市約800 多項(xiàng)玻璃幕墻工程進(jìn)行了調(diào)研, 并開展了玻璃幕墻安全使用性能檢測評(píng)估技術(shù)的研究。主要研究內(nèi)容包括玻璃品種鑒定、玻璃結(jié)構(gòu)性能、硅酮結(jié)構(gòu)膠的長期性能和相容性定量現(xiàn)場檢測、主要受力框架結(jié)構(gòu)（詞條“框架結(jié)構(gòu)”由行業(yè)大百科提供）性能檢測等內(nèi)容,同時(shí)對(duì)數(shù)十項(xiàng)使用中的玻璃幕墻工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全性能的檢測評(píng)估工作, 并編制了有關(guān)玻璃幕墻安全性能檢測評(píng)估規(guī)程, 有關(guān)課題研究工作和規(guī)程編寫工作基本完成。現(xiàn)將有關(guān)玻璃幕墻結(jié)構(gòu)安全性能檢測評(píng)估的工程實(shí)例介紹如下:

　　4 .1 玻璃幕墻結(jié)構(gòu)安全性能評(píng)估實(shí)例

　　4 .1 .1 工程概況

　　某貿(mào)易中心位于云南省昆明市, 建筑物高度約24 m , 主體結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),建筑物采用玻璃幕墻作為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)。該玻璃幕墻工程于1993 年竣工, 使用已滿8年。該工程風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為1 .072 kN/m2 。

　　4 .1 .2 現(xiàn)場集中加載檢測結(jié)果

　　按有限元方法計(jì)算, 測點(diǎn)1 處計(jì)算得等效集中荷載為777 N ,硅酮結(jié)構(gòu)膠位移值為0 .57 mm ;測點(diǎn)2 處計(jì)算得等效集中荷載為703 N , 硅酮結(jié)構(gòu)膠位移值為0 .56 mm ;測點(diǎn)3處計(jì)算得等效集中荷載為1465 N , 硅酮結(jié)構(gòu)膠位移值為0 .89 mm 。經(jīng)計(jì)算分析, 各測點(diǎn)的變形未超過理論計(jì)算值(結(jié)果見表1), 故硅酮結(jié)構(gòu)膠與鋁材、玻璃粘結(jié)良好。

　　4 .1 .3 邵氏硬度檢測結(jié)果

　　按《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》第5 .2 條規(guī)定, 硅酮結(jié)構(gòu)膠邵氏硬度指標(biāo)值為30 ～60 。通常硅酮結(jié)構(gòu)膠邵氏硬度在35 ～ 40 , 本工程鍍膜隱框幕墻的硅酮結(jié)構(gòu)膠邵氏硬度值偏大,已接近規(guī)范允許臨界值。

　　硅酮結(jié)構(gòu)膠切片中有肉眼可見的點(diǎn)狀白色物質(zhì), 而正常膠體內(nèi)無點(diǎn)狀白色物質(zhì)。

　　(2)硅酮結(jié)構(gòu)膠(鍍膜隱框幕墻處)拉伸（詞條“拉伸”由行業(yè)大百科提供）粘結(jié)強(qiáng)度檢測結(jié)果,見表3

　　按《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》第5 .2 條規(guī)定, 硅酮結(jié)構(gòu)膠拉伸粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)不小于0 .45 M Pa 。通常硅酮結(jié)構(gòu)膠延伸率較大,結(jié)構(gòu)膠破壞時(shí)伸長度大于100 %,且在制樣過程中不應(yīng)發(fā)生斷裂（詞條“斷裂”由行業(yè)大百科提供）現(xiàn)象,而表3 中有1 件樣品拉伸粘結(jié)強(qiáng)度不符合規(guī)范要求;2 件樣品在制樣過程中斷裂,經(jīng)檢測結(jié)果證明樣品的伸長量較小。這表明該鍍膜隱框幕墻處的硅酮結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量較差。

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