上海市人民政府于 1996 年 10 月 30 號發布第 35 號政府令《上海市建筑物使用安全玻璃規定》指出“幕墻必須使用安全玻璃”。以上所有國家標準、規范和政府規定都強調幕墻必須使用安全玻璃,并且對安全玻璃進行界定:鋼化玻璃和夾層玻璃。并強調:若沒有使用安全玻璃的,要采用措施使其達到安全玻璃的技術要求。
鋼化玻璃是法定的安全玻璃。但鋼化玻璃自爆時有發生,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,不會危及生命安全,但是在人流車流密度大的鬧市繁華地區,當大量小顆粒“玻璃雨”從天而降時,仍會使人員和財物遭遇擊打,受到驚嚇,造成一定的危害,對環境安全產生不良影響。
在有條件的情況下,可更換成更為安全的夾膠玻璃;對暫不能更換的情況下,可設置綠化隔離帶或設置安全圍蓬,予以解決。對新建玻璃幕墻采用鋼化玻璃一定要嚴控磨邊精度;嚴控鋼化工藝,盡可能做到鋼化玻璃的熱浸處理(即二次熱處理),并確保均質處理的恒溫時間。
(2)隱框玻璃幕墻環節的重點是硅酮結構膠質量問題
國家行業標準JGJ102《玻璃幕墻工程技術規范》關于硅酮結構密封膠的論述全部是強制性條文,因此都必須嚴格執行。
在第3 章材料中3.6.2 黑體字論述:“硅酮結構密封膠使用前,應經國家認可的檢測機構進行與其接觸的材料的相容性和剝離粘結性試驗,并應對邵氏硬度、標準狀態拉伸粘結性進行復檢,檢驗不合格的產品不得使用。”在此強制性條文中提出兩個試驗:相容性和剝離粘結性試驗;提出了兩個復檢:邵氏硬度、標準狀態拉伸粘結性能復檢。而且都必須在國家認可的檢測機構進行試驗。相容性試驗必須做,而且必須合格。如果出現不相容的情況將會導致結構膠的粘結強度和其他粘結性能的下降或喪失,留下很大的安全隱患。邵氏硬度是決定硅酮結構密封膠使用壽命的重要指標。邵氏硬度真實反映硅酮結構密封膠在大氣層環境里紫外線作用下的老化進程。
在第 5 章“結構設計的基本規定”的 5.6.2“硅酮結構密封膠應根據不同的受力情況進行承載力極限狀態的驗算”。硅酮結構密封膠承受荷載和作用產生的應力大小,關系到幕墻構件的安全。對結構膠必須進行承載力驗算,并保證最小的粘結寬度和厚度,寬度一般應大于其厚度。在風荷載或地震作用下,硅酮結構密封膠的安全系數不得小于 4。可見硅酮結構密封膠的粘結性能之重要。
硅酮結構密封膠是影響玻璃幕墻的安全的重要因素。國家在 1997 年頒布國家標準 GB16776-1997 規定了最基本要求。2002 年國家根據近幾年的使用情況,對國標 GB16776 重新進行修訂,增加了彈性模量和最大強度時伸長率的要求。隱框玻璃幕墻在嚴格控制結構膠的質量和施工工藝的前提下,其安全性是絕對有保證的。其壽命甚至長于明框幕墻,在發生地震的情況下,其安全性甚至優于明框幕墻。這在多地震的日本已得到證明。因此,優質的隱框玻璃幕墻絕對不是城市上空的“定時炸彈”。
(3)全玻幕墻的安全性有二項關鍵點
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與周圍結構面和裝飾面留有足夠的空隙,以適應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裂。
其二,平面外穩定問題”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,容易出現平面外的穩定問題,且玻璃表明容易變形,影響美觀。所以全玻幕墻超過 4 米,應采取吊掛的方案,使面板和肋所受的軸向力為拉力。而上面接受吊掛的鋼結構,必須有足夠的抗彎剛度和抗扭剛度,防止幕墻下垂和轉角過大,以免變形受限,而使玻璃破損。跨度很大(高度>8m)的玻璃肋,在設計時應考慮其側向穩定性,進行穩定性驗算,并采取橫向支撐或拉結措施。
(4)點玻幕墻安全問題有三項關鍵點
其一,點支承幕墻面板采用開孔來安裝支承裝置時,在孔邊會產生較高的壓力集中。為了防止出現破壞:應嚴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,否則會使支承處玻璃應力迅速增大;當面板尺寸大時,宜采用可轉動的球鉸活動支承,通過爪件三維調整,確保爪件表面與玻璃板面平行,減少應力集中。
其二,對施加預拉力的拉桿或拉索結構點玻幕墻,施加預拉力的大小對支承結構的安全性及外形的準確性至關重要,因此必須嚴格控制,必須符合設計要求。還應進行現場檢測或隱蔽檢測,并在竣工后定期檢測和不定期(遇強風或地震后)檢測。確保預控力符合設計要求。
其三,點支承玻璃幕墻,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,并嚴禁焊接,索抗拉力設計值安全系數為 2.5。桿必須是奧氏體不銹鋼,如是帶螺紋的桿,必須根據螺紋根部的凈截面計算應力。
(5)石材幕墻的安全性有二項關鍵點
其一,石材幕墻板材的彎曲強度不應小于8.0MPa。這是由于石材為天然材料,其均勻性差,彎曲強度離散性大,屬脆性材料。另一方面在生產,開采,加工過程中難免產生一些不易發現的輕微內傷。在自重、風載、地震和溫度等因素造成的荷載的作用下,會產生嚴重后果,因此,提高彎曲強度的要求是合理的。所以石材幕墻的適用建筑高度不大于 100 米,地震設計防烈度不大 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,吸入過多水份,在寒冷冬季,氣溫遠低于 0℃時,極易產生凍脹破裂,造成大面積面板破損。
(6)金屬幕墻安全問題在于:
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