既有建筑幕墙安全检查鉴定典型问题分析

　　1　前言

　　既有建筑幕墙的安全性是近年来的研究热点，JGJ 102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》规定“玻璃幕墙在正常使用时，每隔5年应进行一次全面检查”。然而，国内外现有的研究成果及研究工作大多集中于框架式幕墙的研究，且研究成果尚不完善，目前也仅有部分地方性的既有建筑幕墙可靠性鉴定技术规程。

　　针对既有建筑幕墙安全性检测评估，国内也进行了大量研究，集中于幕墙结构安全性评估、检测技术等方面。结构安全性评估方面，先后提出了模糊综合评判方法、区间数模糊综合评判方法、集对分析方法等方法;检测技术方面，先后提出了建筑幕墙安全性能评估技术、玻璃面板失效检测技术、结构胶的检测技术等。

　　研究这些成果不难发现，现有的针对既有幕墙的检测评估技术要么针对幕墙结构安全进行评定，要么针对某个项目进行检测技术研发，缺乏对既有建筑幕墙进行全面评估，部分标准中给出安全性等级评定也仅适用于幕墙结构的安全性评定。实际上，幕墙的安全性与设计、选材、施工和使用环节密切相关，既有建筑幕墙安全性检查鉴定应包含设计、施工和使用等全部环节。

　　在既有建筑幕墙安全性检查鉴定过程中，按检查鉴定对象以及工作量大致可划分为竣工资料检查、计算书检查与结构承载能力复核、竣工图检查及现场检查检测四大部分内容。论文在结合日常检查鉴定经验的基础上，归纳整理了幕墙检查鉴定中的典型问题，对部分问题的原因进行了简单分析并提出了相应处理建议，对既有建筑幕墙安全性检查鉴定以及典型问题的处理具有重要参考意义。

　　2　竣工验收资料检查常见问题分析

　　竣工验收资料检查包括资料完整性和技术性检查。资料完整性问题常见的有：(1)缺少设计类文件，如设计说明、计算书、竣工图等;(2)缺材料类文件，如型材、玻璃、锚固紧固件密封材料的合格证、性能检测报告、进场验收记录、结构胶相容性试验报告等;(3)缺少物理性能检测报告或其他必要检测报告(如采用后置埋件时需要有的物理性能试验报告);(4)缺少施工记录，尤其是埋件、龙骨安装、防雷防火等隐蔽工程验收记录。

　　资料的技术性审查中设计类文件单独审查，常见问题见“3.1结构计算书检查常见问题 ”和“4 竣工图检查常见问题分析”;材料类、施工记录类文件齐全时，一般问题不大;常见的问题有：

　　(1)物理性能指标确定不合理，或物理性能检测报告未达到设计指标要求。某工程经检查，试验报告给出的级别未达到设计说明中给出的指标，典型案例见表1。

　　表1建筑幕墙物理性能试验报告审核典型案例

　　(2)部分材料与合同约定厂家、品牌信息不符。某工程玻璃出现大面积钢化玻璃破裂现象，经资料检查，发现该工程所用40000m2玻璃中仅有约20000m2为合同约定厂家的供应商供应，其余玻璃来源不明。

　　此外，部分采用后置埋件的工程还应对提供的后置埋件试验报告审核。典型的后置锚栓抗拉检测值与设计值检查案例见表2。

　　表2 典型的后置锚栓抗拉检测值与设计值比较检查案例

　　3　结构计算书检查常见问题及结构设计复核

　　3.1 结构计算书检查常见问题

　　计算书审查的主要内容有：荷载取值、计算模型、项目完整与否、取值判定等;如无问题，则给出结论;如有问题，则重新计算校核。

　　幕墙结构计算书审核过程中常见的问题有：(1)风荷载取值有误。某工程计算书所有风荷载体型系数均取为1.2，而根据标准规定，此处应取1.2(墙面区)和2.0(墙角区)。(2)计算模型选取有误。某计算书选取双跨梁进行计算，而设计图纸中给出节点在层间位置仅有一个支点，应按单跨梁计算。(3)计算标高选取有误。某计算书选取计算标高为60m，而设计图纸幕墙最高点为88.7m。(4)构件信息有误。某计算书取计算规格为8mm钢化玻璃+12A+6mm普通浮法玻璃，而设计说明、竣工图纸均为6mm钢化玻璃+12A+6mm钢化玻璃。(5)计算项目不全。某些工程忽略了连接螺钉、焊缝的计算校核。

　　3.2 结构设计校核

　　在原计算书计算有误的情况下，需要对主要构件的承载力进行校核。结构设计校核主要内容有：玻璃的强度(应力)、刚度(挠度);横梁立柱的强度(应力)、刚度(挠度);结构胶(隐框)、横梁立柱连接、立柱与埋件连接、埋件计算等连接强度校核。某工程玻璃幕墙结构计算校核项目及结果示例见表3。

　　表3 某工程玻璃幕墙结构计算校核项目及结果示例

　　3

　　4　竣工图检查常见问题分析

　　竣工图审查的主要内容有：(1)玻璃类型与安装构造：明框、隐框等;(2)开启扇设计：挂钩式或铰链式、玻璃、五金等构造;(3)连接构造：三维抗震调节、横梁立柱连接、立柱与主体结构连接;(3)防火节点：材料、构造;(4)防雷节点：避雷针、均压环、立柱与均压环连接;(6)排水构造：排水构造、采光顶角度及天沟构造。

　　其中最常见的问题是隐框玻璃连接构造不合理，见图1。主要问题有：(1)隐框玻璃与横竖龙骨连接设计不合理;(2)中空玻璃开启窗设计不合理;(3)隐框玻璃中空层结构胶与附框粘结结构胶不对缝。图1a)中隐框玻璃采用无附框设计，现场打注结构胶，打胶质量无法保证，不符合标准规定。

　　a) 隐框玻璃与横竖龙骨连接设计不合理

　　b)开启扇外片与附框无有效粘结 c)隐框玻璃中空层结构胶与附框粘结结构胶不对缝

　　图1 隐框玻璃粘结常见问题

　　隐框玻璃结构胶不对缝问题，即中空玻璃内外片粘结结构胶和中空玻璃与附框粘结的结构胶胶缝不对应，常常在某一片钢化玻璃破裂后导致另一片玻璃与附框无有效粘结。

　　防雷防火节点核查。防火节点设计未采用1.5mm厚镀锌钢板承托，或防火岩棉厚度不符合标准规定。

　　5　现场检查常见问题分析

　　现场检查检测的主要内容有：(1)材料检查：玻璃、型材、五金、密封材料;(2)开启扇设计：挂钩式防脱限位装置;(3)连接构造：面板连接构造、横梁立柱连接、立柱与主体结构连接;(4)防火节点：材料、构造;(5)防雷节点：避雷针、均压环、立柱与均压环连接;(6)排水构造：排水构造、采光顶角度及天沟构造。材料检查应对典型材料的品牌、规格、型号、数量、外观、表面处理等进行检查。

　　5.1 玻璃幕墙常见问题分析

　　(1)玻璃破裂。非钢化玻璃破裂表现为一或多道裂纹，见图4a。裂纹的数量与玻璃的应力有关：裂纹为一道时，玻璃应力不超过10MPa;多道时，玻璃应力偏高。钢化玻璃破裂的主要表现为具有明显的“蝴蝶斑”特征，碎裂成无数的小块，见图4b。钢化玻璃“自爆”时，起爆点处有肉眼可见的杂质颗粒。

　　(2)中空玻璃失效。中空玻璃密封失效主要表现形式为中空玻璃内部进水汽，玻璃内部“结露”、玻璃侵蚀形成“虹彩膜”，严重者中空玻璃内部大量积水，见图5。

　　(3)玻璃更换方式不合理。玻璃整体更换，现场打结构胶安装固定，见图6a;仅更换外片破碎玻璃，现场打结构胶，见图6b。

　　(4)开启扇脱落。正常设计、施工情况下，每个开启扇顶部应有两个防脱限位压块。典型问题为防脱限位装置失效导致挂钩式开启扇脱落，见图7。

　　(5)隐框玻璃底部无托板。隐框玻璃幕墙结构中，玻璃板块采用结构胶与附框粘结，但结构胶不宜长期承受剪力，因此设计时要求隐框玻璃底部应有2个托板承受玻璃板块重力。检查中发现的主要问题为隐框形式的固定玻璃板块底部无托板和开启扇隐框中空玻璃底部无托板，见图8。

　　(6)外片玻璃脱落。外片玻璃脱落主要存在于隐框开启扇，见图9。某工程存在严重的外片脱落现象，共脱落20余片。经检查，该工程用外片玻璃为热反射镀膜玻璃，且边部与结构胶粘结处未作除膜处理，结构胶与外片镀膜层为粘结层破坏;内片玻璃有明显的密封失效形成的“虹彩膜”;开启扇底部无托板，或外片无有效承托，结构胶长期承受剪力。

　　(7)五金件松动失效。五金件松动失效主要表现为锁座脱落、螺钉松动、铰链松动脱落及启闭困难，见图10。锁点失效导致有效受力点减少，增加了开启扇在关闭状态下的安全隐患，在风压作用下容易脱落。

　　(8)连接构造不符合设计要求。预埋板施工位置偏差过大，导致转接件仅有部分边缘与埋板有效焊接;横梁立柱连接角码应有至少3个不在一条直线上的螺钉固定，见图11。

　　(9)防雷防火节点不符合设计要求。防火要求在层间位置由1.5mm镀锌钢板承托至少100mm的岩棉板，检查中发现的典型问题见图12。

　　(10)漏水问题。幕墙及其与周边构件连接处的漏水问题是工程中常见的典型问题，见图13。幕墙及其与周边连接部位漏水会造成室内装饰面破坏。

　　(11)热舒适性差。玻璃幕墙工程多存在夏季室内温度过高、空调能耗大，导致热舒适性差的问题;部分工程存在冬季漏风、漏气导致的室内温度过低问题。

　　5.2 石材幕墙常见问题分析

　　(1)石材面板破裂脱落。石材面板的破裂主要包括挂件处的石材破裂，最典型的是采用T型挂件的幕墙石材面板由于挂件受力不一致及锈蚀膨胀而在挂件处出现破裂，见图14。

　　(2)挂件设计不合理。石材挂件设计不合理，主要为形状设计和材质选择。挂件形式选择角度来讲，目前可独立更换的“SE”挂件逐渐成为主流。

　　材质角度来讲，目前检查的大多数工程采用镀锌钢材质的挂件，在工程中存在严重锈蚀，甚至出现挂件锈胀导致的石材脱落事故，建议挂件采用铝合金或316不锈钢材质。

　　5.3 铝板幕墙常见问题分析

　　金属板幕墙主要为铝板幕墙，日常检查过程中反映问题较少，常出现的问题是铝板脱落和部分密封胶老化开裂，见图16。

　　6　结论及建议

　　综上所述，既有建筑幕墙安全性检查鉴定常见问题分析的主要结论如下：

　　(1)既有建筑幕墙安全性是近年来研究热点，目前研究工作尚不完善。既有建筑幕墙安全检测评估已有研究工作多集中于幕墙结构的安全性评估或单项检测技术研究，片面的检查鉴定内容和方法难以得到全面、科学的评估结果，亟需对既有建筑幕墙安全性检查鉴定进行全面研究和总结;

　　(2)论文针对总结出的竣工资料检查、计算书检查与结构承载能力复核、竣工图检查及现场检查检测四大部分内容，归纳整理了既有建筑幕墙检查鉴定时常遇到的典型问题;

　　(3)既有建筑幕墙的安全性与设计、选材、施工和使用环节密切相关，应针对各个环节采用资料审查校核或现场检查的形式综合判定幕墙的安全性。竣工资料检查常见问题为资料缺失、性能报告不符合设计要求以及材料与合同约定不符等;结构计算书检查常见问题为荷载、模型、试件信息有误或项目不全，结构设计校核应包括玻璃、横梁立柱、埋件和各类连接节点的计算;竣工图常见问题有玻璃构造设计、横梁立柱连接设计、与主体结构连接设计及防雷防火节点设计不合理;现场检查常见问题为材料选用不合理(如石材挂件选用镀锌钢易锈蚀)、面板失效(如玻璃、石材面板破裂等)、开启扇脱落、五金松动、连接构造不合理、防雷防火施工不规范等问题。

　　(4)既有建筑幕墙检查鉴定除应上述内容进行全面检查鉴定外，还应针对典型问题进行专题研究分析，辅以必要的实验室检测、模拟计算等手段。以中空玻璃外片脱落为例，应综合分析玻璃边缘金属膜是否去除、边部密封胶种类、密封胶尺寸等因素，并针对鉴定原因提出处理建议。