中文 En 繁体

Oops ! Our English website is under development, we expect the development to be over by June , We highly regret the inconvenience caused.
Kindly bear with us and for enquiries please contact mail@kinlong.com .

×
新闻动态
  关于我们 > 行业新闻

行业新闻 News Center

玻璃幕墙的安全问题分析与建议

2017/04/19

      幕墙玻璃的挠曲变形还和玻璃安装的边界条件有关。幕墙玻璃安装在框架槽口内,幕墙的框架是通过连接件组合在一起的,幕墙竖框是单向受弯杆件,只在水平风荷载方向发生挠曲变形,而幕墙横框是双向受弯杆件,在重力方向和水平风荷载方向都产生挠曲变形,竖框和横框在变形后,玻璃面板的边缘就不会在同一平面内,而是呈扭曲状态,尤其是在横框与竖框的连接采用自由度较大的连接方式时(比如钢销式连接),横竖框的相对扭曲会更大,在极端气候条件下,玻璃面板就会因受力不均而破碎。


  在幕墙玻璃面板保持完整的前提下,幕墙的抗风压性能最终是由幕墙的框架杆件决定的。只有幕墙杆件刚度足够,幕墙的抗风压强度才能满足要求。


  幕墙结构设计是采用钢结构设计中的近似概率极限状态设计法,概率极限状态设计法是指在设计基准期(一般50年)内,满足结构的功能要求:即安全性,适用性,耐久性。


  安全性:满足特定的与建筑物功能相适应的承载力极限状态


  适用性:保证结构在日常使用中满足要求


  耐久性:保证结构的承载力的持续时间与环境适应度


  结构的极限状态包括承载力极限状态与正常使用极限状态。承载能力(词条“承载能力”由行业大百科提供)极限状态是结构或构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形。整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡,结构构件或连接因超过材料强度而破坏;正常使用极限状态是结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定值,影响正常使用或外观的变形,或者耐久性能的局部损坏。


  承载力极限状态与正常使用极限状态相比,前者可能导致人身伤亡和大量的财产损失,而后者对生命的危害则较小,主要是引起人们的不适。


  作为幕墙结构的极限状态设计应该要求受力构件不超过正常使用极限状态,也就是说必须要保证足够的安全度,绝不应该趋近于承载力极限状态设计。而现实的幕墙施工设计中却有很多都采用承载力极限值,存在着很多不安全的因素。


  一方面,许多建筑师都在追求大跨度、大分格的立面设计效果,同时又要求幕墙杆件足够纤细;另一方面,一些开发商采取高成本低造价的中标方式,将幕墙施工单位的利润空间挤压殆尽。为了达到建筑师的要求,同时又要获得微薄的利润,幕墙施工单位就不得不在幕墙材料上动脑筋——最大程度的减小幕墙龙骨的截面尺寸,挠度最大限度地趋近极限值,应力比趋于最大。幕墙杆件的荷载力多数都接近极限状态,一旦遇到极限恶劣的天气,就难免酿成大祸。


  2016年8月7日下午,四川省成都市遭遇了一阵狂风暴雨加冰雹,位于成都高新南区天府大道北段的“环球中心”天堂洲际大饭店的大堂玻璃幕墙遭到破坏,100平方左右玻璃掉落。


  从图7~9中看到爪件已经扭曲变形,推测应该是瞬间的风荷载超过了爪件的承载力,不锈钢驳接爪丧失了支撑能力而变形,从而导致玻璃的破碎。


  2016年9月15日凌晨,第14号台风“莫兰蒂”在厦门翔安以强台风级别登陆,登陆时最大阵风17级以上,中心最大风力达15级,48米/秒、中心气压945帕,为建国以来厦门遭遇的最强级别台风。台风过后行业内专家对厦门的幕墙、门窗受损情况进行了考察,大部分的幕墙、门窗在这次强台风中表现良好,没有结构受损情况发生,只有少数门窗幕墙的玻璃出现局部受损现象,极个别项目处于风口位置的落地门窗受损较为严重。


  二、须提高安全意识


  在上述两例事件中,无论是沿海城市厦门还是内陆城市成都,从现场的情况看,幕墙门窗玻璃破碎的原因都是杆件承载力不足以抵抗风荷载,产生变形后导致玻璃破碎掉落。这足以警示我们提高对结构设计安全度的重视。


  结构设计方法经历了从容许应力法、破坏阶段设计法、极限状态设计法到概率极限状态设计法的发展过程。建筑幕墙的设计源于钢结构设计,也是按近似概率理论的极限状态设计法,设计满足功能要求的结构,也就是把外界作用对结构的效应与结构本身的抵抗力来加以比较,以达到结构设计既安全又经济的目的。具体的说也就是在预定的作用及材料性能条件下,确定结构构件按功能要求的截面尺寸和满足构造要求。但是,极限状态设计并不意味着幕墙构件的承载力设计都趋于极限值。


  玻璃幕墙作为建筑外围护结构,应遵守三个基本的原则:安全性、适用性和经济性。安全是第一位的,适用、合理的结构是必须的。构件的极限状态不仅包括承载力的极限状态,而且包括挠度(变形)的极限状态,这其中就已经包含了安全性和适用性的一些概念。


  安全性即是要求幕墙杆件要在安全的承载力状态和稳定性,而不是在极限状态。极限状态是杆件处于失效状态的临界状态,倘若设计时取用极限承载力状态,也就把幕墙构件置于危险的边缘。一旦有短时极端气候条件出现,风力过大就会导致杆件失稳,扭曲变形从而造成幕墙破损,可能导致人身伤亡和大量的财产损失。


  适用性是指构件在正常使用条件下具有良好的工作性能,对于幕墙而言,应该还包括幕墙构造与主体结构的匹配性。当今的幕墙设计都是根据具体的建筑结构量身定做,一些好的幕墙设计项目在其本身结构上是适合的,用到其他建筑结构上就未必适用,应该根据实际情况具体分析、综合考虑。


  结构的可靠性是结构的安全性、适用性和耐久性这三者的总称,我们在幕墙设计中要综合考虑这三个要素。我们提倡大胆创新,只有创新,才有发展。但是创新不等于蛮干。正如行业内一位老专家所言:建筑设计的创新,要由合乎逻辑的结构设计来成全,大胆不可妄为;经不住自然风暴突袭就大面积散落,绝不等同于意外破碎散落肇事;在安全面前不慎不周的设计与施工,必将酿成难以收拾的灾祸。


  结语


  建筑幕墙是建筑的外围护结构,是属于建筑设计的一部分,首先也应遵循《建筑结构可靠度设计统一标准》(GBJ68-1984)。作为幕墙设计师要有责任意识,在幕墙设计中要提高安全意识,构件设计必须保留足够的安全度,以确保在出现极端气候条件时幕墙构件有足够的承载力,不因失效而出现安全事故。在追求利润,降低成本的同时要优先考虑安全,既要大胆创新,更要小心求证;我们不反对借鉴,借鉴也是学习的过程,但是要理性的、有分析、有鉴别的借鉴,选择适合自身结构特点的构造,绝不可以生搬硬套。要充分兼顾幕墙结构的安全性、适用性和耐久性。


  幕墙结构的可靠度是我们每一个幕墙设计师必需坚守的底线。


  参考文献


  【1】《玻璃工艺学》赵彦钊、殷海荣主编,化学工业出版社


  【2】《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003


  【3】《钢结构-原理与设计》沈德洪,同济大学


  【4】《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001


 (来源:中国幕墙网)

返回列表

上一条:中国房地产之父孟晓苏:门窗行业离春天不远了
下一条:节能政策进展加快 新型环保门窗市场潜力大

Copyright 2016 网页百家乐    粤ICP备10017183号-4

关于我们 | 投资者关系 | 人力资源 | 联系我们

在线咨询 0755/83739159 提交需求