既有建筑幕墻安全檢查鑒定典型問題分析

　　1　前言

　　既有建筑幕墻的安全性是近年來的研究熱點，JGJ 102-2003《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》規(guī)定“玻璃幕墻在正常使用時，每隔5年應(yīng)進(jìn)行一次全面檢查”。然而，國內(nèi)外現(xiàn)有的研究成果及研究工作大多集中于框架式幕墻的研究，且研究成果尚不完善，目前也僅有部分地方性的既有建筑幕墻可靠性鑒定技術(shù)規(guī)程。

　　針對既有建筑幕墻安全性檢測評估，國內(nèi)也進(jìn)行了大量研究，集中于幕墻結(jié)構(gòu)安全性評估、檢測技術(shù)等方面。結(jié)構(gòu)安全性評估方面，先后提出了模糊綜合評判方法、區(qū)間數(shù)模糊綜合評判方法、集對分析方法等方法;檢測技術(shù)方面，先后提出了建筑幕墻安全性能評估技術(shù)、玻璃面板失效檢測技術(shù)、結(jié)構(gòu)膠的檢測技術(shù)等。

　　研究這些成果不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的針對既有幕墻的檢測評估技術(shù)要么針對幕墻結(jié)構(gòu)安全進(jìn)行評定，要么針對某個項目進(jìn)行檢測技術(shù)研發(fā)，缺乏對既有建筑幕墻進(jìn)行全面評估，部分標(biāo)準(zhǔn)中給出安全性等級評定也僅適用于幕墻結(jié)構(gòu)的安全性評定。實際上，幕墻的安全性與設(shè)計、選材、施工和使用環(huán)節(jié)密切相關(guān)，既有建筑幕墻安全性檢查鑒定應(yīng)包含設(shè)計、施工和使用等全部環(huán)節(jié)。

　　在既有建筑幕墻安全性檢查鑒定過程中，按檢查鑒定對象以及工作量大致可劃分為竣工資料檢查、計算書檢查與結(jié)構(gòu)承載能力復(fù)核、竣工圖檢查及現(xiàn)場檢查檢測四大部分內(nèi)容。論文在結(jié)合日常檢查鑒定經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，歸納整理了幕墻檢查鑒定中的典型問題，對部分問題的原因進(jìn)行了簡單分析并提出了相應(yīng)處理建議，對既有建筑幕墻安全性檢查鑒定以及典型問題的處理具有重要參考意義。

　　2　竣工驗收資料檢查常見問題分析

　　竣工驗收資料檢查包括資料完整性和技術(shù)性檢查。資料完整性問題常見的有：(1)缺少設(shè)計類文件，如設(shè)計說明、計算書、竣工圖等;(2)缺材料類文件，如型材、玻璃、錨固緊固件密封材料的合格證、性能檢測報告、進(jìn)場驗收記錄、結(jié)構(gòu)膠相容性試驗報告等;(3)缺少物理性能檢測報告或其他必要檢測報告(如采用后置埋件時需要有的物理性能試驗報告);(4)缺少施工記錄，尤其是埋件、龍骨安裝、防雷防火等隱蔽工程驗收記錄。

　　資料的技術(shù)性審查中設(shè)計類文件單獨審查，常見問題見“3.1結(jié)構(gòu)計算書檢查常見問題 ”和“4 竣工圖檢查常見問題分析”;材料類、施工記錄類文件齊全時，一般問題不大;常見的問題有：

　　(1)物理性能指標(biāo)確定不合理，或物理性能檢測報告未達(dá)到設(shè)計指標(biāo)要求。某工程經(jīng)檢查，試驗報告給出的級別未達(dá)到設(shè)計說明中給出的指標(biāo)，典型案例見表1。

　　表1建筑幕墻物理性能試驗報告審核典型案例

　　(2)部分材料與合同約定廠家、品牌信息不符。某工程玻璃出現(xiàn)大面積鋼化玻璃破裂現(xiàn)象，經(jīng)資料檢查，發(fā)現(xiàn)該工程所用40000m2玻璃中僅有約20000m2為合同約定廠家的供應(yīng)商供應(yīng)，其余玻璃來源不明。

　　此外，部分采用后置埋件的工程還應(yīng)對提供的后置埋件試驗報告審核。典型的后置錨栓抗拉檢測值與設(shè)計值檢查案例見表2。

　　表2 典型的后置錨栓抗拉檢測值與設(shè)計值比較檢查案例

　　3　結(jié)構(gòu)計算書檢查常見問題及結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)核

　　3.1 結(jié)構(gòu)計算書檢查常見問題

　　計算書審查的主要內(nèi)容有：荷載取值、計算模型、項目完整與否、取值判定等;如無問題，則給出結(jié)論;如有問題，則重新計算校核。

　　幕墻結(jié)構(gòu)計算書審核過程中常見的問題有：(1)風(fēng)荷載取值有誤。某工程計算書所有風(fēng)荷載體型系數(shù)均取為1.2，而根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，此處應(yīng)取1.2(墻面區(qū))和2.0(墻角區(qū))。(2)計算模型選取有誤。某計算書選取雙跨梁進(jìn)行計算，而設(shè)計圖紙中給出節(jié)點在層間位置僅有一個支點，應(yīng)按單跨梁計算。(3)計算標(biāo)高選取有誤。某計算書選取計算標(biāo)高為60m，而設(shè)計圖紙幕墻最高點為88.7m。(4)構(gòu)件信息有誤。某計算書取計算規(guī)格為8mm鋼化玻璃+12A+6mm普通浮法玻璃，而設(shè)計說明、竣工圖紙均為6mm鋼化玻璃+12A+6mm鋼化玻璃。(5)計算項目不全。某些工程忽略了連接螺釘、焊縫的計算校核。

　　3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計校核

　　在原計算書計算有誤的情況下，需要對主要構(gòu)件的承載力進(jìn)行校核。結(jié)構(gòu)設(shè)計校核主要內(nèi)容有：玻璃的強(qiáng)度(應(yīng)力)、剛度(撓度);橫梁立柱的強(qiáng)度(應(yīng)力)、剛度(撓度);結(jié)構(gòu)膠(隱框)、橫梁立柱連接、立柱與埋件連接、埋件計算等連接強(qiáng)度校核。某工程玻璃幕墻結(jié)構(gòu)計算校核項目及結(jié)果示例見表3。

　　表3 某工程玻璃幕墻結(jié)構(gòu)計算校核項目及結(jié)果示例

　　3

　　4　竣工圖檢查常見問題分析

　　竣工圖審查的主要內(nèi)容有：(1)玻璃類型與安裝構(gòu)造：明框、隱框等;(2)開啟扇設(shè)計：掛鉤式或鉸鏈?zhǔn)健⒉ＡА?a target="_blank" style="color: rgb(0, 155, 220);">五金等構(gòu)造;(3)連接構(gòu)造：三維抗震調(diào)節(jié)、橫梁立柱連接、立柱與主體結(jié)構(gòu)連接;(3)防火節(jié)點：材料、構(gòu)造;(4)防雷節(jié)點：避雷針、均壓環(huán)、立柱與均壓環(huán)連接;(6)排水構(gòu)造：排水構(gòu)造、采光頂角度及天溝構(gòu)造。

　　其中最常見的問題是隱框玻璃連接構(gòu)造不合理，見圖1。主要問題有：(1)隱框玻璃與橫豎龍骨連接設(shè)計不合理;(2)中空玻璃開啟窗設(shè)計不合理;(3)隱框玻璃中空層結(jié)構(gòu)膠與附框粘結(jié)結(jié)構(gòu)膠不對縫。圖1a)中隱框玻璃采用無附框設(shè)計，現(xiàn)場打注結(jié)構(gòu)膠，打膠質(zhì)量無法保證，不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

　　a) 隱框玻璃與橫豎龍骨連接設(shè)計不合理

　　b)開啟扇外片與附框無有效粘結(jié) c)隱框玻璃中空層結(jié)構(gòu)膠與附框粘結(jié)結(jié)構(gòu)膠不對縫

　　圖1 隱框玻璃粘結(jié)常見問題

　　隱框玻璃結(jié)構(gòu)膠不對縫問題，即中空玻璃內(nèi)外片粘結(jié)結(jié)構(gòu)膠和中空玻璃與附框粘結(jié)的結(jié)構(gòu)膠膠縫不對應(yīng)，常常在某一片鋼化玻璃破裂后導(dǎo)致另一片玻璃與附框無有效粘結(jié)。

　　防雷防火節(jié)點核查。防火節(jié)點設(shè)計未采用1.5mm厚鍍鋅鋼板承托，或防火巖棉厚度不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

　　5　現(xiàn)場檢查常見問題分析

　　現(xiàn)場檢查檢測的主要內(nèi)容有：(1)材料檢查：玻璃、型材、五金、密封材料;(2)開啟扇設(shè)計：掛鉤式防脫限位裝置;(3)連接構(gòu)造：面板連接構(gòu)造、橫梁立柱連接、立柱與主體結(jié)構(gòu)連接;(4)防火節(jié)點：材料、構(gòu)造;(5)防雷節(jié)點：避雷針、均壓環(huán)、立柱與均壓環(huán)連接;(6)排水構(gòu)造：排水構(gòu)造、采光頂角度及天溝構(gòu)造。材料檢查應(yīng)對典型材料的品牌、規(guī)格、型號、數(shù)量、外觀、表面處理等進(jìn)行檢查。

　　5.1 玻璃幕墻常見問題分析

　　(1)玻璃破裂。非鋼化玻璃破裂表現(xiàn)為一或多道裂紋，見圖4a。裂紋的數(shù)量與玻璃的應(yīng)力有關(guān)：裂紋為一道時，玻璃應(yīng)力不超過10MPa;多道時，玻璃應(yīng)力偏高。鋼化玻璃破裂的主要表現(xiàn)為具有明顯的“蝴蝶斑”特征，碎裂成無數(shù)的小塊，見圖4b。鋼化玻璃“自爆”時，起爆點處有肉眼可見的雜質(zhì)顆粒。

　　(2)中空玻璃失效。中空玻璃密封失效主要表現(xiàn)形式為中空玻璃內(nèi)部進(jìn)水汽，玻璃內(nèi)部“結(jié)露”、玻璃侵蝕形成“虹彩膜”，嚴(yán)重者中空玻璃內(nèi)部大量積水，見圖5。

　　(3)玻璃更換方式不合理。玻璃整體更換，現(xiàn)場打結(jié)構(gòu)膠安裝固定，見圖6a;僅更換外片破碎玻璃，現(xiàn)場打結(jié)構(gòu)膠，見圖6b。

　　(4)開啟扇脫落。正常設(shè)計、施工情況下，每個開啟扇頂部應(yīng)有兩個防脫限位壓塊。典型問題為防脫限位裝置失效導(dǎo)致掛鉤式開啟扇脫落，見圖7。

　　(5)隱框玻璃底部無托板。隱框玻璃幕墻結(jié)構(gòu)中，玻璃板塊采用結(jié)構(gòu)膠與附框粘結(jié)，但結(jié)構(gòu)膠不宜長期承受剪力，因此設(shè)計時要求隱框玻璃底部應(yīng)有2個托板承受玻璃板塊重力。檢查中發(fā)現(xiàn)的主要問題為隱框形式的固定玻璃板塊底部無托板和開啟扇隱框中空玻璃底部無托板，見圖8。

　　(6)外片玻璃脫落。外片玻璃脫落主要存在于隱框開啟扇，見圖9。某工程存在嚴(yán)重的外片脫落現(xiàn)象，共脫落20余片。經(jīng)檢查，該工程用外片玻璃為熱反射鍍膜玻璃，且邊部與結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)處未作除膜處理，結(jié)構(gòu)膠與外片鍍膜層為粘結(jié)層破壞;內(nèi)片玻璃有明顯的密封失效形成的“虹彩膜”;開啟扇底部無托板，或外片無有效承托，結(jié)構(gòu)膠長期承受剪力。

　　(7)五金件松動失效。五金件松動失效主要表現(xiàn)為鎖座脫落、螺釘松動、鉸鏈松動脫落及啟閉困難，見圖10。鎖點失效導(dǎo)致有效受力點減少，增加了開啟扇在關(guān)閉狀態(tài)下的安全隱患，在風(fēng)壓作用下容易脫落。

　　(8)連接構(gòu)造不符合設(shè)計要求。預(yù)埋板施工位置偏差過大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)接件僅有部分邊緣與埋板有效焊接;橫梁立柱連接角碼應(yīng)有至少3個不在一條直線上的螺釘固定，見圖11。

　　(9)防雷防火節(jié)點不符合設(shè)計要求。防火要求在層間位置由1.5mm鍍鋅鋼板承托至少100mm的巖棉板，檢查中發(fā)現(xiàn)的典型問題見圖12。

　　(10)漏水問題。幕墻及其與周邊構(gòu)件連接處的漏水問題是工程中常見的典型問題，見圖13。幕墻及其與周邊連接部位漏水會造成室內(nèi)裝飾面破壞。

　　(11)熱舒適性差。玻璃幕墻工程多存在夏季室內(nèi)溫度過高、空調(diào)能耗大，導(dǎo)致熱舒適性差的問題;部分工程存在冬季漏風(fēng)、漏氣導(dǎo)致的室內(nèi)溫度過低問題。

　　5.2 石材幕墻常見問題分析

　　(1)石材面板破裂脫落。石材面板的破裂主要包括掛件處的石材破裂，最典型的是采用T型掛件的幕墻石材面板由于掛件受力不一致及銹蝕膨脹而在掛件處出現(xiàn)破裂，見圖14。

　　(2)掛件設(shè)計不合理。石材掛件設(shè)計不合理，主要為形狀設(shè)計和材質(zhì)選擇。掛件形式選擇角度來講，目前可獨立更換的“SE”掛件逐漸成為主流。

　　材質(zhì)角度來講，目前檢查的大多數(shù)工程采用鍍鋅鋼材質(zhì)的掛件，在工程中存在嚴(yán)重銹蝕，甚至出現(xiàn)掛件銹脹導(dǎo)致的石材脫落事故，建議掛件采用鋁合金或316不銹鋼材質(zhì)。

　　5.3 鋁板幕墻常見問題分析

　　金屬板幕墻主要為鋁板幕墻，日常檢查過程中反映問題較少，常出現(xiàn)的問題是鋁板脫落和部分密封膠老化開裂，見圖16。

　　6　結(jié)論及建議

　　綜上所述，既有建筑幕墻安全性檢查鑒定常見問題分析的主要結(jié)論如下：

　　(1)既有建筑幕墻安全性是近年來研究熱點，目前研究工作尚不完善。既有建筑幕墻安全檢測評估已有研究工作多集中于幕墻結(jié)構(gòu)的安全性評估或單項檢測技術(shù)研究，片面的檢查鑒定內(nèi)容和方法難以得到全面、科學(xué)的評估結(jié)果，亟需對既有建筑幕墻安全性檢查鑒定進(jìn)行全面研究和總結(jié);

　　(2)論文針對總結(jié)出的竣工資料檢查、計算書檢查與結(jié)構(gòu)承載能力復(fù)核、竣工圖檢查及現(xiàn)場檢查檢測四大部分內(nèi)容，歸納整理了既有建筑幕墻檢查鑒定時常遇到的典型問題;

　　(3)既有建筑幕墻的安全性與設(shè)計、選材、施工和使用環(huán)節(jié)密切相關(guān)，應(yīng)針對各個環(huán)節(jié)采用資料審查校核或現(xiàn)場檢查的形式綜合判定幕墻的安全性。竣工資料檢查常見問題為資料缺失、性能報告不符合設(shè)計要求以及材料與合同約定不符等;結(jié)構(gòu)計算書檢查常見問題為荷載、模型、試件信息有誤或項目不全，結(jié)構(gòu)設(shè)計校核應(yīng)包括玻璃、橫梁立柱、埋件和各類連接節(jié)點的計算;竣工圖常見問題有玻璃構(gòu)造設(shè)計、橫梁立柱連接設(shè)計、與主體結(jié)構(gòu)連接設(shè)計及防雷防火節(jié)點設(shè)計不合理;現(xiàn)場檢查常見問題為材料選用不合理(如石材掛件選用鍍鋅鋼易銹蝕)、面板失效(如玻璃、石材面板破裂等)、開啟扇脫落、五金松動、連接構(gòu)造不合理、防雷防火施工不規(guī)范等問題。

　　(4)既有建筑幕墻檢查鑒定除應(yīng)上述內(nèi)容進(jìn)行全面檢查鑒定外，還應(yīng)針對典型問題進(jìn)行專題研究分析，輔以必要的實驗室檢測、模擬計算等手段。以中空玻璃外片脫落為例，應(yīng)綜合分析玻璃邊緣金屬膜是否去除、邊部密封膠種類、密封膠尺寸等因素，并針對鑒定原因提出處理建議。