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建筑装饰日新月异,建筑幕墙尤其是干挂石材幕墙在我国的发展呈现出上升的趋势,根据估计:到目前为止,湖南省内约有100万m2的石材干挂幕墙;高度在100m以上的石材幕墙也有好几座,确保石材幕墙、尤其是高层和超高层石材幕墙的安全尤为重要。在执行《金属与石材幕墙工程技术规范》(JGJ133-2001)的基础上,石材幕墙工程施工中的安全问题已成为行业内最关注的问题:
1 法律、法规及行政规范性文件滞后:
自80年代末到90年代中期的建筑幕墙实际上是在缺少相应的规范、标准及行政性措施的情况下完成的。
相应的国家和行业的技术标准化工作是随着建筑幕墙市场和技术的发展而逐渐制定和完善的。1996年颁布了《建筑幕墙》(JG3035-1996),《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ102-1996),2001年颁布了《金属与石材幕墙工程技术规范》(JGJ133-2001)。这就意味着,1996年之前的玻璃幕墙是在缺少标准和规范的情况下完成的, 2001年之前的金属与石材幕墙是在缺少标准和规范的情况下完成的。
2 存在结构性隐患
2.1 后置埋件的可靠性
在规范颁布之前,幕墙与主体结构(当时绝大多数主体结构为钢筋混凝土结构)联结为后置埋件,靠膨胀螺栓固定,1996年之前,缺少设计、检测依据。当时大量使用的国产膨胀螺栓的品种规格十分有限,安装施工时无施工工艺规程保证。
2.2 结构胶问题
自90年代后期国产幕墙结构胶满足要求之前,国内幕墙基本上使用的是进口结构胶,但对于胶的质量控制几乎完全依赖于国外企业自身提供的资料,销售环节的漏洞使许多假冒产品充斥市场。使必须使用结构胶的隐框玻璃幕墙的质量大打折扣,留下隐患。
2.3 面材安全问题
安全玻璃的使用仅仅是近几年的事情,最初的玻璃幕墙大量使用的是浮法白玻和镀膜原片玻璃。其破裂后坠落的危险性随时存在。此类事故的经常发生已经不能用偶然来说明了。
复合铝板90年代初期引进国内,随即被迅速广泛使用,但其防火性能、板材结构强度、使用寿命等缺少技术可靠性依据。当时安装的一些幕墙已经老化,甚至失效,面板和外构件脱落的事情时有发生。
3 幕墙存在的突出问题
3.1石材幕墙挂件
虽然在整个石材幕墙中挂件只是一个小小的配件,但它却起着四两拔千斤的作用,也可以说在整个石材幕墙的质量与安全问题中挂件是最关键的配件之一。
近五、六年以来,市场上多以“不锈铁”或镀锌挂件充当不锈钢挂件,这与“不锈铁”挂件低廉的价格有着紧密的联系。这些挂件的特点是材料质量多为再生材质,强度要比不锈钢低得多,而且使用后易产生断裂;氧化铁污染石材表面及胶缝,破坏美观,石材一旦被污染日后清洗都无法消除。由于劣质干挂件长期在市场流通,被某些施工方采用,使工程质量存在着安全隐患,甚至造成安全事故。虽然现已出台干挂件行业标准,但由于有的企业缺乏了解,致使出台的标准规范贯彻落实太慢,标准当中挂件品种也比较单一。行业标准《金属与石材幕墙工程技术规范》(JGJ133-2001)中确定每块板材不得超过1.5m2,但大规格的天然石材板仍有使用。随着干挂安装技术的不断发展,目前JC830.1-830.2××××《干挂饰面石材及其不锈钢挂件》(征求意见稿)中取消了针销式挂件(已被市场淘汰),同时要求挂件材质必须为不锈钢材质,但如今市场上难以买到真正的国标不锈钢石材挂件产品。所以,关于石材干挂件的部分我们认为还需要更好地补充完善,落后的已被淘汰的挂件要彻底取消,把安全可靠性高、安装便捷、拆装方便、经久耐用的产品向行业推广。标准修订过程中明确指出,劣质材料产品不允许进入市场,不锈钢缝挂式只限用于内墙或外墙低层特殊条件下可以采用。目前在工程应用中有好几种工法、技术以及性能较好的产品,比如: SoE型小单元式可拆装的石材幕墙挂件,采用铝矽镁合金材料,它的技术特点是将石材装饰板与SoE型安装组合件在工厂完成定位切槽,保证相邻石材平整,使整个石材幕墙垂直度和平整度更加整齐,该件为小单元式挂件,独立承载牢固性强,提高了抗震性能,与上下板连接处相互之间荷载不累积、受力简洁明确,当主体结构产生较大的位移或温差变化时,伸缩缝、沉降缝不会在板材内部产生附加应力,真正意义上实现了单块可拆装的石材幕墙,特别适用于高层建筑和抗震建筑的石材幕墙;还有背挂式石材干挂件,此件为垂直直角斜燕尾板型伸缩片,通过定位切槽快速准确,在饰板背面固定,因而对板材表面和边缘无损坏,板与板之间不会造成相互荷载积累,每块石板完全独立承载,并能排除硬性接触带来荷载反应,具有更好的安全性能及抗风压、抗震动和热胀冷缩等性能。可根据设计要求,为设计师提供任意设计各类图形和可创造性拼挂,增加了足够的设计空间。背挂式石材干挂件的做法,其承载能力高于传统做法,相对位移量仅为传统做法的50%以下,因而具有更高的安全系数,特别适用于中、高层石材幕墙建筑和抗震石材幕墙建筑,因为表面进行防腐处理,不存在形成锈蚀与污染,十分有利于永久性石材外装修;在安装工艺中它受力均衡,传力简洁,不会产生累积承载,定位切槽,方便快捷,大大降低了综合成本。
3.2 结构简单
3.2.1石材幕墙结构不合理
某办公楼工程主楼建筑檐口离地高度为36.64m,炮楼顶离屋面高度为5.62m,裙楼离地面高度为10.38m。该工程外墙面主要采用麻石平板和火烧板干(湿)挂装饰,麻石平板厚度为30mm,窗户部位采用麻石大窗头做窗洞口装饰,局部采用浮雕麻石板湿挂装饰,大门处采用麻石罗马柱装饰,裙楼和主楼顶分别在离地10.38m、27.55m、36.64m处做三道S型麻石装饰罗马线,S型罗马线麻石板块厚度为50~75mm,板块长度为800~1200mm,装饰线高度为240mm、430mm。原施工为与水平方向成450角吊挂安装,每块板块上下两边分别用两个石材挂件安装于主龙骨上。在该工程使用一年后出现局部罗马线S型罗马线麻石板块因受震动而掉落,因此施工单位现采用在每块板块上埋置两个M6螺栓,在用φ6圆钢将螺栓与龙骨焊接连接进行加固处理。
3.2.2玻璃幕墙的通病
隐框幕墙未设置附框,直接将结构胶打在主龙骨上,有些玻璃幕墙结构胶宽度不能满足规范要求,通过现场原位荷载试验 玻璃幕墙在短暂设计水平荷载作用下有发生双面胶条被拉开的现象。该工程层间未设置防火层,留有火灾安全隐患。有一个工程8层以上没有预埋件,玻璃幕墙与主体连接采用的是膨胀螺栓连接,部分膨胀螺栓是打在砖墙上且玻璃幕墙与主体连接只是靠后置的角钢通过拉铆钉与主龙骨连接,靠其承重受力,强度不满足要求。
3.2.3湿贴和干挂概念不清
有一个工地裙房采用贴面石材,后发现:③×D~E轴大约20m高的地方有一块石材已脱落的痕迹,从现场可以看出:与石材粘贴的水泥砂浆不饱满,存在大面积孔洞,孔洞的面积几乎占石材贴面的四分之一左右。从外观上看,砂浆饱满度差,不密实,并且夹杂着杂质;砂浆上挂板的铜丝已生锈,并且已完全断裂。说明粘贴石材砂浆起的粘贴效果极小,上面用了七小块树脂型的粘胶剂进行粘结,但粘结效果还是很差;并且发现,旁边的石材板块空鼓特别严重;下边的石材已出现与砂浆出现剥离裂开的迹象,裂缝已达20mm之宽;并经全面积检查发现,西立面湿贴石材出现的问题尤为严重;几乎有40%以上的石材出现空鼓的现象;南立面B×③~16轴的部分贴面石材曾进行过整改,整改的方式是在石材四面打洞,运用螺丝钉拧入砂浆中,再用胶补眼,现场可以清楚看到注胶补眼的痕迹. 在东立面发现粘贴石材空鼓现象较南北立面的比例要少,经检查发现,南北立面的石材空鼓率大于30%;另外发现:粘贴的石材板块与板块之间伸缩缝较窄,几乎只有1-2mm,按照行业标准《金属与石材幕墙工程技术规范》(JGJ133-2001)第4.3.3条:“幕墙钢框架结构应设温度变形缝”;第4.3.9条:“主体结构的抗震缝、伸缩缝、沉降缝等部位的幕墙设计应保证外墙面的功能性和完整性”;也就是说:对于石材幕墙、房间必须要设置伸缩缝和与主体相同的沉降缝,但该工程湿贴石材无任何伸缩缝;并且板缝防水较差,经过雨雪入侵,板块背面的粘结层、基体(或基层)发生冻融循环、干湿循环、又由于水分入侵,诱发析盐,水分蒸发后,盐结晶体积膨胀,更会削弱砂浆的粘结力。按照要求,粘贴法砂浆稠度为6~8mm,灌浆法(挂贴法)砂浆稠度宜为8~12mm(坚持分层灌实)。由于普通水泥砂浆粘结力较小,应采用经检验合格的专用商品胶粘剂(聚合物干粉砂浆)粘贴板块,或在水泥中掺入改性万分(如乙烯-醋酸乙烯共聚物,即EVA或VAE乳液)能使其粘结力大大提高。为防止老化,用于室外的镶贴砂浆必须是水泥基料的。石材板块自重大,板背光滑无槽,因而镶贴砂浆的粘结力格外重要。为保证安全可靠,粘贴法施工的镶贴砂浆应采用经检验合格的适用于石材板块的“加强型”聚合物水泥干粉砂浆,使之具有更高的粘结强度。夏期镶钻贴室外饰面板块应防止暴晒。冬期施工,砂浆的使用温度不得低于5℃;砂浆硬化前,应采取防冻措施。室内可采用化学胶粘剂“点粘”,对要求极高的公共建筑点粘工艺还可以辅以铜丝与墙壁体适当拉结。 4 建议
2001年颁布了新的《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001),相应的有关围护结构的建筑幕墙规范和标准需重新编制,目前已经完成并已开始执行新的《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ102-2003),1996年颁布的《建筑幕墙》(JG3035-1996)标准和2001年颁布的《金属与石材幕墙技术规范》(JGJ133-2001)正在修订,预计2005年开始执行。因此建议针对以下类型幕墙工程进行检查:
(1)对1996年底以前开工、2000年以前竣工项目的幕墙工程; (2)主要针对玻璃幕墙(特别是隐框幕墙类)、铝板幕墙、石材幕墙; (3)单项工程隐框玻璃幕墙3000m2以上,综合幕墙10000m2以上,采光顶500m2以上的幕墙工程; (4)幕墙高度在50m以上的工程; (5)部分主干道两侧的大型公共商业性建筑、体育场馆、文化设施、标志性建筑等。 检查方式:成立由建委组织的,有相关部门参加的专项组织,对项目摸底排查,责成由各项目的施工单位自检自查,随后组织专家进行抽查,并监督落实、备案。
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