幕墻檢測施工與質(zhì)量安全管理的必要性
幕墻檢測是懸掛或支承在主體結構上的外墻,幕墻構件主要起圍護作用,它是不分擔主體結構荷載作用的受力構件。常用的幕墻有鋼筋混凝土預制掛板幕墻、玻璃幕墻和金屬幕墻,目前國內(nèi)以鋁塑板幕墻和玻璃幕墻為主,也有部分采用石材板幕墻。
幕墻j檢測是比較復雜的結構體系,對其設計、施工有嚴格的要求,承包幕墻工程設計和施工安裝的企業(yè),必須有相應的幕墻工程承包資質(zhì),而且必須按規(guī)范進行精心設計和施工,負責主體結構設計的單位要認真審查其設計計算書和施工圖;監(jiān)理公司從材料、制作、安裝、施工幾個方面要全過程監(jiān)督;最后質(zhì)檢部門要會同各方,對工程進行嚴格的竣工驗收,只有這樣才能確保幕墻工程的質(zhì)量與安全。
幕墻在風荷載作用下或地震應力作用下?lián)p壞的例子是非常多的,因此幕墻檢測的合理設計對 于防止災害發(fā)生、減少經(jīng)濟損失、保障生命安全是至關重要的。
一、地震破壞荷載的影響
由于玻璃、石材是脆性材料,變形能力較小,再加上連接節(jié)點設計和施工不當,往往在地震中易發(fā)生震害。
(一)地震破壞類型
其主要破壞類型是:
(1)幕墻板與主體結構采用了剛性連接(如焊接等),限制或約束了墻體與主體結構的相對位移,幕墻墻板被迫跟隨主體結構變形,造成墻板破壞成脫落。
(2)由于外幕墻墻板之間間隙過小,幕墻墻板之間擠壓碰撞而破壞。
(3)連接方式不妥,可動連接布置不合理,也會產(chǎn)生變形后幕墻墻板相互擠壓和碰撞。
(4)幕墻板材本身抗風、抗震承載力不足,在水平力作用下破壞。
(5)連接件設計不當,各部件、焊縫的承載力過低。
(二)防止地震破壞的措施
要防止幕墻在風和地震作用下的破壞,主要從以下幾個方面著手:
(1)保證幕墻墻板本身有足夠的承載力。
(2)保證連接件有足夠的承載力。
(3)合理布置幕墻墻板,選用合理的支承與連接方式,保證具有足夠的強度和剛度。
二、風荷載破壞影響
玻璃幕墻檢測的剛度和承載力都較低,在風力和地震作用下,常常發(fā)生破壞和脫落,因此玻璃幕墻無論抗風壓設計和抗震設計,都是很重要的問題。尤其是近年來玻璃幕墻采用面積越來越大的玻璃,使抗風和抗震的要求更高。廣州白天鵝賓館、北京長富宮中心等,都用了一層高(按設計要求)、寬2m以上的連接布置大玻璃幕墻,只有一些玻璃肋條支承,形成大面積的全玻璃幕墻。上海錦江飯店旋轉(zhuǎn)餐廳的玻璃達1370cm×609cm,厚22mm,而且風壓設計值達4. 6kN每平方米。
三、幕墻工程破壞案例
(一)國外案例工程
國外玻璃幕墻破損的事例常常發(fā)生0 1 97 1年完工的波士頓約翰·漢考克大廈( JohnHancock Tower,60層)于1 972年夏天窗玻璃在大風作用下開始破損,到1 973年已有1 6個窗玻璃破損,49個嚴重破壞,1 00個開裂,已對街道行人構成嚴重威脅,也大大損害了承造商的聲譽,結果不得不全部更換所有的10346塊玻璃板。更換方案是將原來厚6~ 9mm雙層中涂層玻璃全部改為厚12. 7mm的單層鋼化玻璃,費用達700萬美元。在美國,已有數(shù)十幢高層建筑發(fā)生過程度不同的玻璃幕墻損壞事件。
所以,玻璃幕墻應當進行抗風、抗震和溫度應力驗算,使其產(chǎn)生的內(nèi)力不超過幕墻檢測的承載能力,并且也不產(chǎn)生過大的變形。
1995年1月1 7日發(fā)生的日本阪神地震中不少建筑物的玻璃幕墻毀壞。例如神戶三菱銀行支店,六層鋼結構建筑在地震作用下幕墻骨架全部壓曲,玻璃全部粉碎脫落,顯示出在強烈地震中幕墻的承受能力較弱。
(二)國內(nèi)案例工程
國內(nèi)幕墻出現(xiàn)的較大事故,多發(fā)生于玻璃的破裂,其原因往往是綜合性的,其中又以設計不當和施工錯誤為主要因素。
1998年北京某賓館大堂8m高的全玻璃幕墻吊掛玻璃大部分開裂,其圭要原因是:吊架不在同一個平面內(nèi),玻璃平面外受力;周邊裝修材料頂緊玻璃,限制了玻璃的位移,后來玻璃全部拆卸更換,才保持幕墻的正常使用功能。
汕頭某海濱度假村的大玻璃幕墻,安裝后無臺風、無襲擊、無地震作用,三次開裂,三次更換,經(jīng)現(xiàn)場觀察分析是柱子的開縫過于狹窄,玻璃兩側(cè)嵌入后,在溫度應力作用下無法自由變形,被約束而開裂。此原因不消除,雖更換玻璃也無法防止。后來采取措施加以解決。
1998年,海口新建美蘭機場大樓3000rri2采光頂玻璃50070開裂,裂縫集中于四角錐屋頂?shù)臇|、西、南三側(cè),顯然是由于海南的強烈日光照射產(chǎn)生過大溫度應力,而夾膠玻璃未磨邊,邊緣缺陷太多,加之玻璃下方橡膠墊塊過薄,玻璃無法自由伸長而受到很大的邊緣應力。
珠海市某大酒店為海濱五星級旅館,客房安裝有2. Im×2.Im大型觀景玻璃窗,1 999年初,使用不到半年,400間客房已有超過1 00間玻璃窗開裂,裂縫形狀多樣而無規(guī)律。其主要原因是采用了6mm非鋼化鍍膜玻璃+0.76mmPVB膠片+lOmm鋼化玻璃,這樣,外、內(nèi)玻璃厚度與強度相差懸殊,承載力相差10倍,外側(cè)6mm非鋼化玻璃在微小外界作用下非常容易破裂,加之窗臺板木裝修頂兀了玻璃邊緣,毫無活動余地,開裂是很容易發(fā)生的。因此,只有全部予以更換。
北京首都機場新候機樓雨篷,面積2000 rri2,采用2. 4m×2.7m熱彎夾膠玻璃,6mm非鋼化玻璃+0. 76mmPVB灰色膠膜+6mm非鋼化玻璃,1999年建成后不少玻璃陸續(xù)開裂。其主要原因是非鋼化玻璃強度太低,而玻璃分格太大,玻璃運輸過程中邊緣碰損嚴重,加之玻璃下邊緣橡膠墊片過薄,局部明顯受壓。
從上述例子可見,對幕墻的安全與質(zhì)量問題,必須充分重視并采用更有效的監(jiān)管措施。但目前國內(nèi)的工程往往只有施工企業(yè)自己設計,設計單位未進行審核,因此存在一些隱患。實際上,沿海城市已多次發(fā)生幕墻玻璃在臺風中破壞的現(xiàn)象。一些有名的建筑其幕墻玻璃也因溫度變化而破碎,這種無先兆預告而隨時發(fā)生的碎裂,給周圍行人帶來了不安全感,而且長期修補也比較麻煩。最近,還發(fā)生了在7、8級風力作用下玻璃幕墻脫落產(chǎn)生人身傷亡的重大事故。
對此,有關安檢部門曾多次對幕墻的質(zhì)量問題和安全問題做過相應的指示,指示中提出:鑒于近年來,各地特別是沿海城市新建了大批選用建筑幕墻做外圍護結構的建筑,對提高建筑品質(zhì)、豐富城市景觀起到了積極的作用。但在部分幕墻工程中也程度不同地存在著一些問題:幕墻設計方責任不清,設計達不到標準或缺乏嚴格的設計審核;加工制作與施工安裝中存在標準不清、材質(zhì)低劣現(xiàn)象和偷工減料、弄虛作假等行為,從而造成了嚴重的工程隱患,致使幕墻玻璃開裂、脫落等工程事故時有發(fā)生;還有的使用后出現(xiàn)空氣滲透、雨水滲漏,風壓變形大、保溫性能差、光環(huán)境污染等方面的缺陷,不同程度地影響了建筑物的使用功能.嚴重的不得不拆除重建。有的工程項目大批量使用玻璃幕墻,造成了大量資金浪費。