隨著浮法玻璃生產技術的進步,生產超大片的浮法平板玻璃已成為現實 。目前國際上已實現安裝的最大單片玻璃12.5m×2m (地點:新加坡),國內9.45m×2m(地點:山東省泰安市)。
如此大片的玻璃自重已達1噸左右,加工 、運輸、安裝都是極大難度的。特別是安裝,如果採用常規的座地式,即重量由幕牆下部結構承載,通常玻璃一豎起來就成為弓狀,由此安裝校正難度是極大的,即使安裝完成,幕牆玻璃也存在較大的應力,一遇上大風和地震,玻璃往往很容易破裂 。再者,校正後的幕牆玻璃平面凹凸現象,反射映象不實,影響整個幕牆的美觀。為解決這個難題,吊掛式玻璃幕牆應運而生。吊掛式玻璃幕牆分吊掛式全玻幕牆和混合式全玻幕牆,後者由於面板吊掛,肋板採用固定金屬豎框,不具備典型的吊掛式條件,本文暫不作重點介紹。
吊掛式全玻幕牆,玻璃面板採用吊掛支承,玻璃肋板也採用吊掛支承,幕牆玻璃重量都由上部結構梁承載,因此幕牆玻璃自然垂直,板面平整,反射映像真實,更重要的是在地震或大風衝擊下,整幅玻璃在一定限度內作彈性變形,避免應力集中造成玻璃破裂。1995年1月日本阪神大地震中吊掛式全玻幕牆的完好率遠遠大於座地式全玻幕牆,況且座地式全玻幕牆一般都是低於6m高度的。事後經有關方面調查,部分破壞的吊掛式全玻幕牆主要原因有:①混凝土結構破壞導致整個幕牆變形損壞;②吊掛鋼結構破壞一膨脹螺栓鬆脫、焊縫斷裂或組合式鋼夾的夾片斷裂;③玻璃邊緣原有崩口或採用鑽孔工藝;④玻璃與金屬橫檔間隔距離太小;⑤玻璃之間粘結的矽酮膠失效。
由此看來,改變支承形式增強了抗震抗風能力是結構上的成功,但是由於結構承重部份的改變,對於新的承重結構細部及工藝提出了更高的要求。針對日本阪神地震吊掛式全玻幕牆出現的問題(儘管出問題的大多是早期產品)對我國剛剛興起的吊掛式全玻幕牆是一個很好的反面教材 ,如何強化吊掛式全玻幕牆的質量,根據我們多年的工作經驗體會如下:
一、從建築設計一開始就應明確方向,以便從承重梁考慮增加承載能力,並在土建階段做好預埋構件工作,避免現在經常出現的半路出家現象。
二、對於中間改變支承形式的幕牆結構設計,要求鋼結構主要緊固件,要么貫穿樓板或橫樑;要么打破混凝土表層,將構件與鋼筋直接焊接;至少要採用骨膠螺栓,杜絕使用膨脹螺栓。
三、與緊貼玻璃楔形金屬接觸的吊夾,最好採用整體式鍛鋼,經線切割工具機加工的鋼夾,此類夾具雖然笨重且價格昂貴(國外產品每個1800-2000元) 。安裝難度大,但安全性高、耐候性好,對於昂貴的大片玻璃價格比例還是低的。目前國內主要以靠進口的組合式鋼夾構件螺栓多,鋼夾片未經鍛造處理,安裝時螺栓鎖緊力度難以掌握,雖然價格較低,但安全性及耐候性均不如整體式鋼夾。
四、鋼夾接觸部分禁止使用玻璃打孔,螺栓緊固工藝,由於吊掛式全玻幕牆每片玻璃面板一般都在10m2以上,重量500公斤-1000公斤之間,又未經鋼化增強處理,鑽孔後應力集中,極易破裂。
五、採用高強度結構玻璃膠 。目前市面上外觀接近的透明玻璃膠五花八門 ,價格從5元-50元不等,價格如此懸殊,質量也參差不齊,有的為了降低成本,偷工減料,使用低檔透明玻璃膠作為全玻幕牆面板與肋板之間的連線, 筆者在北京港澳中心對面一座大廈看到全玻幕牆使用的透明膠用手指按,膠與玻璃粘接部位幾乎全部脫離 。試想,這樣的膠如何傳遞面板與肋板之間的剪應力 、拉伸應力。
目前,吊掛式全玻幕牆較為理想的用膠為:
1.玻璃與玻璃之間使用日本SH781、道康寧999A或GESCSl200;
2.玻璃與鋼框線之間使用道康寧793或GESCS2000。
隨著我國高等級建築物的大批出現,口部透明無遮擋壯觀、堂皇的吊掛式全玻幕牆正為這些建築普遍採用。過去此類幕牆的大板玻璃及配件全部需要進口,安裝也大都為境外公司承擔,一來價格昂貴;二來施工中出現破損,補片時間要嚴重拖延工期;三來以後幕牆的維修保養也存在問題。因此該產品的國產化、半國產化是大有潛力的。目前國內已有設計、加工、運輸、安裝能力較為配套齊全的無框吊掛玻璃幕牆公司,最大加工機具有10×3.45m大型切割機;4×15m大型磨邊機;12m低架運輸車;22m微調液壓曲臂吊車;各類大、中、小運轉真空吸盤架以11.5×3.05m超大片19mm、22mm日產玻璃原片等。
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