建筑幕墙工程检测培训教材(DOC 121页)

1、目 录第一章概述21.1幕墙的定义21.2幕墙的特点31.3建筑幕墙的基本组成41.4建筑幕墙的分类101.5幕墙的发展16思考题24第二章 建筑幕墙物理性能252.1建筑幕墙物理性能试验发展历史及现状252.2建筑幕墙物理性能36思考题56第三章 建筑幕墙“四性”检测573.1术语573.2气密性能检测583.3水密性能检测663.4抗风压性能检测80思考题96第四章 结构胶相容性试验974.1结构装配系统用附件同密封胶相容性试验方法974.2实际工程用基材同密封胶粘结性试验方法100第五章 建筑幕墙检测实例1015.1玻璃幕墙检测实例1015.2金属及石材幕墙检测1105.3框架式幕墙非单元式框支承玻璃铝板幕墙1185.4点支承全玻璃幕墙1205.5全玻璃幕墙121 / 第六篇 建筑幕墙工程检测第1章 概述1.1 幕墙的定义什么是幕墙？有人将它比喻成建筑的衣衫,有人将它比喻成建筑的皮肤。衣衫是强调幕墙对于建筑物的装饰效果,而皮肤则注重幕墙的使用效用,它为我们过滤及隔离外界环境的同时又使我们与外面世界相通。因此,对建筑物而言,幕墙不是简单的装饰,也不限于挡风避雨、保温隔热、通风换气,

2、它让室内的人和室外的自然融为一体,做到我中有你、你中有我,成为古板的建筑与生动的自然交流的桥梁。 欧洲标准建筑幕墙术语Curtain walling Terminology（EN 131192007）中幕墙（curtain walling）被定义为：external building Curtain Wall produced with framing made mainly of metal, timber or PVC-U, usually consisting of vertical and horizontal structural members, connected together and anchored to the supporting structure of the building, which provides, by itself or in conjunction with the building construction, all the normal functions of an external wall, but does not contr

3、ibute to the load bearing characteristics of the building structure。可翻译如下：建筑幕墙是指具有横梁和立柱的建筑外立面,其中横梁和立柱可以为金属、木材或PVC-U材料,这些受力杆件与幕墙面板一起组成幕墙外皮并通过预埋系统固定在主体结构上,具有外墙的常规效用（如防风、避雨、保温等）,但幕墙系统仅作为附加体系承担局部荷载,而不分担主体结构的荷载作用。我国标准玻璃幕墙工程技术规范（JGJ 102-2003）将建筑幕墙定义为：由支承结构体系与面板组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰性结构。金属与石材幕墙工程技术规范（JGJ 133-2001）、建筑幕墙（GB/T 21086-2007）基本上也采用了类似的定义。JGJ 102-2003的幕墙定义是非常科学和完善的,把幕墙的组成、效用尤其是与主体结构的区别作了精练而准确的叙述。最早出现的玻璃幕墙是在1917年美国旧金山的哈里德大厦,而真正意义上的玻璃幕墙是上世纪五十年代初建成的纽约利华大厦和联合国总部大厦（见图1.1-1和图1.1-2

4、）,我国第一个采用玻璃幕墙的工程是1984年建造的北京长城饭店。 1950年纽约（New York） 1953年纽约（New York） 图1.1-1 利华大厦 图1.1-2 联合国总部大厦1.1 幕墙的特点建筑幕墙大量应用于现在的大众建筑,如商场、宾馆、写字楼、体育馆、电视塔以及雕塑、纪念碑等。建筑幕墙主要包括玻璃幕墙、石材幕墙、铝板幕墙、及其他人造板幕墙。建筑幕墙在其构造和效用方面有如下特点：1.1.1 具有完整的构造体系建筑幕墙通常是由支承结构、面板和连接体系组成。支承结构可以是铝框架（框式玻璃幕墙）,钢框架（常用的金属与石材幕墙）,而型式各异的钢结构体系则用于点式玻璃幕墙的支承结构,如：钢桁架、索桁架、平面索网、单索体系等；面板可以是玻璃、石材、铝板以及其他人造板材,如：陶瓷板、陶土板等。整个建筑幕墙体系通过连接体系,包括预埋件或化学锚栓安装在建筑主体结构上。1.1.2 围护结构的受力模式建筑幕墙应能承受自身局部荷载,如风荷载、地震荷载和温差作用,并将它们传递到主体结构上。但同时,建筑幕墙一般不分担主体结构所承受的荷载和作用。不过对于一些钢结构建筑,如北京植物园温室,钢结构既是

5、主体结构又是幕墙支承结构,钢结构既起到主体结构的作用,又充当围护结构。1.1.3 较好的变形能力建筑幕墙应能承受较大的自身平面内的变形,并具有相对于主体结构较大的变位能力。主体结构在地震荷载、风荷载作用下,产生层间变位,并把这种变形通过幕墙的连接件、支承体系传递到幕墙面板上,因此建筑幕墙系统平面内变形的能力主要包括以下两个方面：1）幕墙面板系统与主体结构的连接体系对层间变位的释放能力；2）幕墙面板系统对平面内变形作用的抵抗能力。另外,当外界温度变化时,建筑外围护结构随着环境温度的变化发生热胀冷缩,围护结构受温度影响比较敏感,主体结构的温度变化则比较均衡和平稳,这种建筑内部与外部温度变化的差异导致幕墙体系产生附加温度应力,结果会把承载能力相对较差的幕墙体系或连接部位损坏。所以建筑幕墙的立柱（竖龙骨）需要设置竖向温度变形缝等措施。1.1.4 自重轻建筑幕墙属于轻质墙体,有利于减轻建筑的自重,因此大量应用于高层建筑。玻璃幕墙的重量只相对于传统砖墙的1/10,相当于混凝土墙板的1/7,铝单板幕墙更轻,370mm砖墙760kg/m2,而玻璃幕墙只有3540kg/m2,铝单板幕墙只有2025kg/

6、m2。极大地减少了主体结构的材料用量,也减轻了基础的荷载,节约了基础和主体结构的造价。1.1.5 装饰效果好建筑幕墙依据不同的面板材料可以产生实体墙无法达到的建筑效果,如色彩艳丽、多变,充满动感；建筑造型轻巧、灵活；虚实结合,内外交融,具有现代化建筑的特征。1.1.6 安装工艺简单、高效清洁幕墙由钢型材、铝型材、拉索和各种面板材料组成,这些型材和板材都能工业化生产,安装方法简便,特别是单元式幕墙,其主要的制作安装工作都是在工厂完成的,现场施工安装工作工序非常少,因此安装速度快,施工周期短。同时,幕墙安装无扬尘,实现了高效清洁的安装方式。1.1.7 维修更换方便建筑幕墙构造规格统一,面板材料单一、轻质,安装工艺简便,因此维修更换十分方便。特别是对那些可独立更换单元板块和单元幕墙的构造,维修更换更是简单易行。1.1.8 特别适用于既有建筑的改造由于建筑幕墙是挂在主体结构外侧,因此可用于旧建筑的更新改造,在不改动主体结构的前提下,通过外挂幕墙,内部重新装修,则可比较简便地完成旧建筑的改造更新。改造后的建筑如同新建筑一样,充满着现代化气息,光彩照人,不留任何陈旧的痕迹。1.1.9 效用化系统要

7、求,易与新技术新材料结合建筑幕墙无论是玻璃幕墙还是金属与石材幕墙都是效用化系统的集成,因此建筑幕墙的设计应考虑以下性能：结构安全性（抗震防灾、抗风压性能）、节能性能（保温、遮阳、抗结露）、密封性能（空气渗透性能和防水、排水性能）、防火、防雷、光学（采光、照明及对周边环境的影响（如：眩光）、隔声与降噪、机械性能（启闭灵活）、耐久性等。同时建筑幕墙总是易与新技术结合,越来越多的人造板材幕墙以及不断改进的板块挂装工艺就是幕墙与新材料、新技术的结晶。典型建筑幕墙的标志性建筑如香港的金融中心（见图1.2-1）和上海的环球金融中心与金茂大厦（见图1.2-2）。 图1.2-1 香港的金融中心 图1.2-2 上海的环球金融中心与金茂大厦1.2 建筑幕墙的基本组成幕墙体系的组成,总体上包括以下三大部分：幕墙面板、支承结构体系、连接构造体系（图1.3-1）。图1.3-1 幕墙结构体系的组成 对于常见的框式玻璃幕墙来说,其支承体系则由横梁、立柱组成,而其连接体系则包括固定支座,结构胶粘结系统（SSGS structural sealant glazed system）,周边密封系统（perimeter se

8、al）等（见图1.3-2）。上框 周边密封 立柱 边框 擦窗机轨道 横梁固定支座 面板 下框图 1.3-2 框架式幕墙的常见组成1.2.1 面板幕墙的面板是组成幕墙外观的主要部分,承受局部水平风荷载和自重荷载,发挥幕墙挡风避雨的效用。常用的幕墙面板有：玻璃面板（图1.3-3）、天然石材面板（图1.3-4）、金属面板（图1.3-5）和其他人造板材。对于绝大多数金属和石材幕墙、隐框玻璃幕墙、点式玻璃幕墙而言,面板材料就是整个幕墙的外观。 图1.3-3 玻璃 图1.3-4 石材 图1.3-5 金属板1.2.2 支承结构体系支承结构体系是指在幕墙面板和主体结构之间并把面板上的荷载传递到主体结构的结构体系,如：框架式幕墙（明框或隐框幕墙）的框架梁柱（见图1.3-6）,点支承幕墙的支承钢结构梁柱、钢桁架、索桁架、索杆体系、索网体系,全玻幕墙的支承玻璃肋梁、肋柱,石材幕墙的横梁、立柱（见图1.3-7）等。 图1.3-6 某单元体玻璃幕墙支承体系 图1.3-7 某石材幕墙支承体系目前,柔性结构在幕墙及其采光顶工程中大量应用,这类结构都属于预应力钢结构,通常统称为张力结构,其刚度由预应力提供,如：索桁架

9、、索杆体系、索网体系等。以北京世纪财富中心（见图1.3-8和图1.3-9）为例：（1）支承结构为预应力单层索网结构,玻璃面板荷载通过高强度钢绞线组成的单层索网结构传给主体结构；（2）结构基于网球拍原理,索网通过施加的预应力产生抵抗平面外荷载的刚度；（3）单索结构幕墙由于需要钢绞线产生的较大变形来抵抗风压,因此索网的挠度一般控制在l/50,较一般幕墙大。 图1.3-8 北京世纪财富中心点式幕墙 图1.3-9 应力检测1.2.3 连接构造体系连接构造体系主要解决幕墙各构件、部件之间的可靠连接和协同工作,主要包括玻璃面板与支承结构的连接、支承结构构件之间的连接以及支承结构与主体结构之间的连接（主要形式之一是与主体结构的预埋件连接）等。1.1.1.1 明框幕墙连接明框玻璃幕墙属于元件式幕墙,将玻璃板用铝框镶嵌,形成四边有铝框的幕墙元件（见图1.3-10）；硬性接触处采用弹性连接,幕墙的隔音效果好；能够实现建筑上的平面幕墙和曲面幕墙效果；拆卸方便,易于更换,便于维护。 图1.3-10 明框幕墙1.1.1.2 隐框幕墙连接隐框幕墙采用硅酮结构密封胶连接玻璃与型材（见图1.3-11）。这里也包括两个内容：一是普通幕墙用结构密封胶,用于粘结玻璃与支承框架；二是中空玻璃用结构密封胶,用于粘结内外片玻璃。中空玻璃结构胶不同于一般结构胶,其变位能力一般为5左右,能保证中空玻璃两片玻璃的相对位置不变；而一般结构胶的变位能力为25%50%。 图1.3-11 隐框幕墙隐框玻璃幕墙的玻璃是

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