上海市人民政府于 1996 年 10 月 30 號(hào)發(fā)布第 35 號(hào)政府令《上海市建筑物使用安全玻璃規(guī)定》指出“幕墻必須使用安全玻璃”。以上所有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和政府規(guī)定都強(qiáng)調(diào)幕墻必須使用安全玻璃,并且對(duì)安全玻璃進(jìn)行界定:鋼化玻璃和夾層玻璃。并強(qiáng)調(diào):若沒(méi)有使用安全玻璃的,要采用措施使其達(dá)到安全玻璃的技術(shù)要求。
鋼化玻璃是法定的安全玻璃。但鋼化玻璃自爆時(shí)有發(fā)生,防范其危害的措施已日益引起各方重視。雖然鋼化玻璃自爆概率很低,而且自爆后呈粉碎狀的小顆粒,不會(huì)危及生命安全,但是在人流車流密度大的鬧市繁華地區(qū),當(dāng)大量小顆粒“玻璃雨”從天而降時(shí),仍會(huì)使人員和財(cái)物遭遇擊打,受到驚嚇,造成一定的危害,對(duì)環(huán)境安全產(chǎn)生不良影響。
在有條件的情況下,可更換成更為安全的夾膠玻璃;對(duì)暫不能更換的情況下,可設(shè)置綠化隔離帶或設(shè)置安全圍蓬,予以解決。對(duì)新建玻璃幕墻采用鋼化玻璃一定要嚴(yán)控磨邊精度;嚴(yán)控鋼化工藝,盡可能做到鋼化玻璃的熱浸處理(即二次熱處理),并確保均質(zhì)處理的恒溫時(shí)間。
(2)隱框玻璃幕墻環(huán)節(jié)的重點(diǎn)是硅酮結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量問(wèn)題
國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ102《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》關(guān)于硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的論述全部是強(qiáng)制性條文,因此都必須嚴(yán)格執(zhí)行。
在第3 章材料中3.6.2 黑體字論述:“硅酮結(jié)構(gòu)密封膠使用前,應(yīng)經(jīng)國(guó)家認(rèn)可的檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行與其接觸的材料的相容性和剝離粘結(jié)性試驗(yàn),并應(yīng)對(duì)邵氏硬度、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)拉伸粘結(jié)性進(jìn)行復(fù)檢,檢驗(yàn)不合格的產(chǎn)品不得使用!痹诖藦(qiáng)制性條文中提出兩個(gè)試驗(yàn):相容性和剝離粘結(jié)性試驗(yàn);提出了兩個(gè)復(fù)檢:邵氏硬度、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)拉伸粘結(jié)性能復(fù)檢。而且都必須在國(guó)家認(rèn)可的檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)。相容性試驗(yàn)必須做,而且必須合格。如果出現(xiàn)不相容的情況將會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)強(qiáng)度和其他粘結(jié)性能的下降或喪失,留下很大的安全隱患。邵氏硬度是決定硅酮結(jié)構(gòu)密封膠使用壽命的重要指標(biāo)。邵氏硬度真實(shí)反映硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在大氣層環(huán)境里紫外線作用下的老化進(jìn)程。
在第 5 章“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本規(guī)定”的 5.6.2“硅酮結(jié)構(gòu)密封膠應(yīng)根據(jù)不同的受力情況進(jìn)行承載力極限狀態(tài)的驗(yàn)算”。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠承受荷載和作用產(chǎn)生的應(yīng)力大小,關(guān)系到幕墻構(gòu)件的安全。對(duì)結(jié)構(gòu)膠必須進(jìn)行承載力驗(yàn)算,并保證最小的粘結(jié)寬度和厚度,寬度一般應(yīng)大于其厚度。在風(fēng)荷載或地震作用下,硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的安全系數(shù)不得小于 4?梢(jiàn)硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的粘結(jié)性能之重要。
硅酮結(jié)構(gòu)密封膠是影響玻璃幕墻的安全的重要因素。國(guó)家在 1997 年頒布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB16776-1997 規(guī)定了最基本要求。2002 年國(guó)家根據(jù)近幾年的使用情況,對(duì)國(guó)標(biāo) GB16776 重新進(jìn)行修訂,增加了彈性模量和最大強(qiáng)度時(shí)伸長(zhǎng)率的要求。隱框玻璃幕墻在嚴(yán)格控制結(jié)構(gòu)膠的質(zhì)量和施工工藝的前提下,其安全性是絕對(duì)有保證的。其壽命甚至長(zhǎng)于明框幕墻,在發(fā)生地震的情況下,其安全性甚至優(yōu)于明框幕墻。這在多地震的日本已得到證明。因此,優(yōu)質(zhì)的隱框玻璃幕墻絕對(duì)不是城市上空的“定時(shí)炸彈”。
(3)全玻幕墻的安全性有二項(xiàng)關(guān)鍵點(diǎn)
其一, 全玻幕墻的面板不得與其他剛性材料直接接觸”。全玻幕墻的玻璃表面均應(yīng)與周圍結(jié)構(gòu)面和裝飾面留有足夠的空隙,以適應(yīng)玻璃的溫度變形和其他受力變形,防止因變形受限而使玻璃開(kāi)裂。
其二,平面外穩(wěn)定問(wèn)題”全玻幕墻的面板和玻璃肋的厚度較小,一般僅12~19mm 左右。如果采用下部支承,則在自重的作用下,面板和肋部都處于偏心受壓狀態(tài),容易出現(xiàn)平面外的穩(wěn)定問(wèn)題,且玻璃表明容易變形,影響美觀。所以全玻幕墻超過(guò) 4 米,應(yīng)采取吊掛的方案,使面板和肋所受的軸向力為拉力。而上面接受吊掛的鋼結(jié)構(gòu),必須有足夠的抗彎剛度和抗扭剛度,防止幕墻下垂和轉(zhuǎn)角過(guò)大,以免變形受限,而使玻璃破損?缍群艽(高度>8m)的玻璃肋,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮其側(cè)向穩(wěn)定性,進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算,并采取橫向支撐或拉結(jié)措施。
(4)點(diǎn)玻幕墻安全問(wèn)題有三項(xiàng)關(guān)鍵點(diǎn)
其一,點(diǎn)支承幕墻面板采用開(kāi)孔來(lái)安裝支承裝置時(shí),在孔邊會(huì)產(chǎn)生較高的壓力集中。為了防止出現(xiàn)破壞:應(yīng)嚴(yán)格控制孔洞與板邊之距離;玻璃板塊的厚度得小于 6mm;爪件處的墊片厚度不得小于 1mm,否則會(huì)使支承處玻璃應(yīng)力迅速增大;當(dāng)面板尺寸大時(shí),宜采用可轉(zhuǎn)動(dòng)的球鉸活動(dòng)支承,通過(guò)爪件三維調(diào)整,確保爪件表面與玻璃板面平行,減少應(yīng)力集中。
其二,對(duì)施加預(yù)拉力的拉桿或拉索結(jié)構(gòu)點(diǎn)玻幕墻,施加預(yù)拉力的大小對(duì)支承結(jié)構(gòu)的安全性及外形的準(zhǔn)確性至關(guān)重要,因此必須嚴(yán)格控制,必須符合設(shè)計(jì)要求。還應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)或隱蔽檢測(cè),并在竣工后定期檢測(cè)和不定期(遇強(qiáng)風(fēng)或地震后)檢測(cè)。確保預(yù)控力符合設(shè)計(jì)要求。
其三,點(diǎn)支承玻璃幕墻,面板玻璃采用鋼化玻璃,玻璃肋采用鋼化夾層玻璃。索必須采用低松弛不銹鋼絲繩,并嚴(yán)禁焊接,索抗拉力設(shè)計(jì)值安全系數(shù)為 2.5。桿必須是奧氏體不銹鋼,如是帶螺紋的桿,必須根據(jù)螺紋根部的凈截面計(jì)算應(yīng)力。
(5)石材幕墻的安全性有二項(xiàng)關(guān)鍵點(diǎn)
其一,石材幕墻板材的彎曲強(qiáng)度不應(yīng)小于8.0MPa。這是由于石材為天然材料,其均勻性差,彎曲強(qiáng)度離散性大,屬脆性材料。另一方面在生產(chǎn),開(kāi)采,加工過(guò)程中難免產(chǎn)生一些不易發(fā)現(xiàn)的輕微內(nèi)傷。在自重、風(fēng)載、地震和溫度等因素造成的荷載的作用下,會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果,因此,提高彎曲強(qiáng)度的要求是合理的。所以石材幕墻的適用建筑高度不大于 100 米,地震設(shè)計(jì)防烈度不大 8 度,石材的厚度不得小于 25mm。
其二,石材面板的吸水率不得高于 0.8%。這是由于吸水率偏高,吸入過(guò)多水份,在寒冷冬季,氣溫遠(yuǎn)低于 0℃時(shí),極易產(chǎn)生凍脹破裂,造成大面積面板破損。
(6)金屬幕墻安全問(wèn)題在于:
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