二级结构:台风袭击幕墙的调查和启示
来源:优易学  2011-9-1 9:24:31   【优易学:中国教育考试门户网】   资料下载   建筑书店

 

  四、典型案例分析
    1、某玻璃幕墙开启扇渗水原因分析及解决方法
    某高层建筑建筑高度为120m,该工程施工完成后即遇今年的二次台风考验。在台风中,发现该开启扇上部渗水十分严重,经分析后认为原因如下: 
    A、型材选用不当。原设计单位为节约成本,未选用与立柱相配套的开启扇结构。所选用的为50系列平开窗型材。窗扇的外框与幕墙立柱的刚度差异极大,易产生变形差,即使在立柱与外框之间加了耐候胶,幕墙在风荷载作用下产生的变形差易使耐候胶密封失效,形成明缝。
    最关键的是开启扇的上口的设计存在先天不足,该开启扇未按等压原理进行设计,仅依靠胶条防水。台风中,雨水在风压作用下极易进入到副框的内腔,而副框内未考虑任何排水措施,导致进来的水不能及时排除,最终不断渗入到室内。
    B、胶条截面过小。在设计中,由于胶条截面尺寸过小,与型材形成的有效搭接极小。因此,尽管从图上看是设置了二道防水胶条,但形成的有效防水作用极小,再加铰链安装时如果稍不注意,就会造成胶条与横梁、副框之间的搭接形成不了,反而形成了明缝,其防水效果也是可想而知的。
    建议采取的措施:
    由于该开启扇数量极多,且在二次台风及幕墙的三性检测中均未出现安全问题,故从经济角度出发,认为不宜作拆除更换,而宜采取改进措施。
    A、全面调整铰链。由于结构原因,如果开启扇两侧的铰链安装位置不准确,就会直接影响到开启扇闭合后胶条未被压缩到位,胶条与型材间形成明缝或暗缝,直接影响到防水。因此,建议施工单位全面调整铰链位置,确保所有铰链位置准确,保证胶条与型材间不产生明缝。
    B、在开启扇上口外侧增设挡水披条。由于该开启扇在今年的“卡努”台风前的一次“麦莎”台风中已出现明显渗漏,经以上原因分析后并结合台州当地实际气候条件与工程的实际情况,施工单位在我们的建议下在离上口一定位置(尽量近但不能影响到开启扇的开启)增设了铝合金披条(建议用胶条,施工单位为施工方便,采用了铝合金披条)。并对铰链进行调整后,在此次台风中发现渗水现象明显好转,相当多的开启扇在“卡努”台风中未出现渗漏现象。经实际台风检验,在开启扇上口增设披水可明显减少水穿过胶条,能有效起到减少渗漏现象。同时,由于开启扇上口的胶条较粗,因此,即使加了披条后,对建筑立面影响极小。
    C、在窗扇内框增加副框,增加一道防水措施。通过以上的调整后,发现虽然能基本解决防渗漏问题,但仍不彻底,距离建设单位的要求尚有距离。经讨论后认为在窗扇内框附加一道副框,形成多道防水。同时,在原先开启扇上口的挡水披条采用加胶条方法,在窗扇自由开启的前提下,保证开启扇关闭时,胶条可恢复至被部分压缩状态,可以大量减少进入到副框内的雨水。
    经以上措施后,该开启扇的防水问题得到彻底解决。
    2、某明框幕墙破坏原因分析
    某工程为明框幕墙,建筑层数为6层,层高为 3.2m ,板块分格尺寸为 1200mmX700mm,采用 5mm普通玻璃。在本次台风中发现大量的玻璃破坏,经分析主要原因如下:
    A、建筑物所处位置不利。由于台州台风时最大风速风向为东南风与东北风,此建筑玻璃幕墙正处于东南方向,同时,由于两侧密集的高层建筑与小山的存在,东南方向在实际上形成了理论的山口(台州本地人俗称为风口)。因此,从建筑物本身所处的环境来看,其外围护结构设计计算时如采用常规公式参照城市密集建筑群选D类的地面粗糙度是极不合适的。 
B、建筑平面布置不利于外围护结构。该建筑平面图呈现内凹,对正对风口的幕墙围护结构设计是极不利的,除非设计计算时就已充分考虑到诸多的不利因素,否则在计算大面正负压作用时,仅按规范中的大面取为1.0是不合适的,而应适当提高。
    C、由于建筑施工最早,该幕墙无完善的设计计算书(当时国内尚无规范可言)。现场实际采用了普通玻璃,其破坏主要表现为正风压作用下玻璃的弯曲破坏,其主要原因是玻璃本身的强度不足。
    总体而言,未经按照实际情况进行严格设计计算选用强度不足的材料是此明框幕墙破坏的主要原因。
    3、某隐框幕墙破坏原因分析
    某高层建筑的玻璃幕墙,建筑高度为102m,标准层层高为3.3m,板块分格尺寸为 1600mmX1190mm ,采用6mm厚钢化玻璃。在去年的“云娜”台风中,该幕墙工程发生个别板块脱落现象,在此次“卡努”台风中,发现部分板块脱落,部分板块破坏。经分析主要原因如下:  
    A、设计计算时所选用的基本参数正确。但在结构胶宽度计算时,未按照规范要求,采用风荷载设计值进行结构胶宽度计算,而是采用了风荷截标准值进行计算,两者相差1.4的分项系数,最终导致结构胶宽度也相差1.4倍;在玻璃强度计算时未按照规范要求选用最大荷载组合进行最大强度计算,导致最大玻璃应力值相差1.4倍。
    B、该项目用于固定副框的采用了自攻钉,且自攻钉间隔普遍过大,是造成板块整块脱落的主要原因。在规范中,对用于主要部位的连接如果采用螺纹连接,则需保证型材厚度大于螺钉的公称直径。在该项目中根本无法满足此要求。
    C、玻璃采用了6mm的钢化玻璃,采用风荷载标准值计算玻璃强度时,玻璃最大应力为79Mpa(基本风压取0.75 KN/m2),富裕系数不大,但实际风荷载要远远超过设计值,这也是造成板块破坏的原因之一。设计计算的失误是造成此玻璃幕墙破坏的主要原因。 结构工程师站点加入收藏夹吧!

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责任编辑:伊Ⅴ依

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