工和工程驗收等有章可循使金屬與石材墓墻工程做到安全可靠實用美觀和經濟合理金屬與石材幕墻工程技術規范的制訂具有重要的現實意義本規范是依照國家和行業標準規范的有關規定并在對我國近些年來使用金屬與石材幕墻進行調研的基礎上結合金屬與石材幕墻的特性和技術要求同時參考了一些先進國家有關金屬與石材幕墻的有關標準規范而編制的1.0.2本條對金屬與石材幕墻的適用范圍分別予以規定對有抗震設防地區的石材幕墻適用建筑高度不大于100m設防烈度不大于8度這是由于石材為天然材料其材質均勻性較差彎曲強度離散性大屬于脆性材料在生成開采加工過程中難免產生一些輕微的內傷很難被發現作為石材幕墻雖然不承擔主體結構的荷載但它要承受自重風地震和溫度等荷載和作用對它的影響我國是多地震國家設防烈度6度以上地K占國土面積70%以上絕大多數的大中城市都要考慮抗震設防其次為了滿足強度計算的要求石板厚度最薄不得小于25mm因此每平方米石板的重量均在70kg以上這對抗震是不利的因此對石材幕墻適用范圍的規定較金屬幕墻的適用范圍嚴些是必要的和合適的金屬板材的材質均勻輕質高強延展性好加工連接方便因此金屬幕墻的適用范圍較石材幕墻適當放寬些是可行的3材料3.1一般規定3.1.1材料是保證幕墻質量和安全的物質基礎幕墻所使用的材料概括起來基本上可有四大類型材料即：骨架材料板材密封填縫材料結構黏結材料山于生產廠家不同質量差別還是較大的因此為確保幕墻安全瀑幕墻所使用的材料都必須符合國家或行業標準規定的質量指標時還沒有國家或行業標準的材料可按國外先進國家同類產品標準要求生產企業制訂企業標準只作為產品質量控制的依據總之不合格的材料嚴禁使用出廠時必須有出廠合格證3.1.2幕墻處于建筑物的外表面經常會受到自然環境不利因素的影響如曰哂雨淋冰凍風沙等不利因素的侵蝕因此要求幕墻材料要有足夠的耐候性和耐久性3.1.3硅酮結構密封膠耐候硅酮密封膠必須有與接觸材料相容性的試驗和報告橡膠條應有保證年限及組分化驗單兩種膠目前在玻璃幕墻上已被廣泛采用而且己有了比較成熟的經驗應I?分重視對石材的黏接和密封因石材是多孔的材料不論是硅酮結構膠還是耐候硅酮密封膠都應采用石材專用的以確保石材長久不被污染否則不能使用3.1.4石材中所含的放射性物質現行行業標準天然石材產品放射性防護分類控制標準(JG518)的規定共分為三類：A類產品:石質建筑材料中放射性比活度同時滿足式(1)和式(2)的為A類產品其使用范圍不受限制RaC350Bqkg-i(1)RaC200Bqkg-i⑵B類產品：不符合A類石質建筑材料而其放射性比活度同時滿足式(3)和式(4)的為B類產品不可用于居室內飾面可用于其他建筑物的內外飾面RaC700Bqkgn⑶RaC250Bqkg-i(4)C類產品：不符合AB類的石質建筑材料而其放射性比活度滿足式(5)的為C類產品可用于-切建筑物的外飾面RaClOOOBqkg-i(5)上述ABC三種產品的放射性可選A和B作為石材幕墻的材料3.2石材3.2.1用于室外的石村宜選用火成巖即花崗石因花崗石主要結構物質是長石和石英其質地堅硬耐酸堿耐腐蝕耐卨溫耐II曬雨淋耐冰雪凍耐磨性好等特點固其耐用年限長3.2.43.2.5石板火燒后在板材的表面出現了細小的不均勻麻坑因而影響了厚度也影響強度在一般情況下按減薄3nun計算強度3.2.6石材是多孔的天然材料一旦使用溶劑型的化學清潔劑就會有殘余的化學成分留在微孔內它與密封材料黏結材料起化學反應會造成石材被污染的后果3.3金屬材料3.3.1國家現行標準GB4239的89奧氏體不銹鋼材的屈服強度抗拉強度伸長率硬度等物理力學性能都優于鐵素體馬氏體等不銹鋼材的物理力學性能3.3.2當前國內五金配件存在著試樣不齊全當采用非標準五金件應符合設計要求要有出廠合格證否則不應使用3.3.4這一條明確了鋼構件盡量采用耐候結構鋼耐候結構鋼的氧化膜比較致密比較穩定在同樣滲水(包括"酸雨"中的酸性水)條件下氧化膜不易發生反應生成鐵銹［Fe(0H)3］從而外層涂料也不易脫落保護鋼的基體不受腐蝕表面處理可采用熱噴復合涂層表面為氯化橡膠涂料3.3.11鋁塑復合板按國際慣例分為普通型鋁塑復合板和防火型鋁塑復合板普通型鋁塑復合板系由兩層0.5mm的鋁板中間夾一層25mm的PE(即聚乙烯塑料)熱加工或冷加工而成防火型鋁塑復合板系由兩層0.5mm的鋁板中間夾一層難燃或不燃材料而成3.3.12本條對蜂窩鋁板的使用進行了規定但由于國內還沒有有關的標準也未查到美國德國和日本相關的標準只能參考復合鋁板的數據確定當然只能高不能低3.5硅酮結構密封膠目前國內生產的硅酮結構密封膠通過幕墻工程實際應用以及法定檢測機構的檢測說明國產硅酮結構密封膠的質量已基本達到進口硅酮結構密封膠的質量水平為保證幕墻工程的質量保證隱框半隱框幕墻的安全同一幕墻工程應采用同一品牌的單組分或雙組分的硅酮結構密封膠不能在同一幕墻工程中同時采用不同廠家不同品牌的硅酮結構密封膠更不能在同一幕墻工程中同時既使用國產硅酮結構密封膠又使用進口硅酮結構密封膠因為這樣做一旦出現質量W題難以判別是誰的責任其次這樣做也無法進行統-的相容性試驗4性能與構造4.1一般規定4.1.1金屬與石材幕墻的選型是建筑設計的內容建筑師不僅要考慮立面的新穎美觀而且要根據建筑的功能造價及所具備的施工技術條件進行造型設計在選用石材幕墻時應考慮到地理條件工程的位置當地在歷史上發生過地震狀況等并且在設計時考慮能否拆裝維護修理對雨水的排出的方向等方面的14題在選用時要從嚴掌握要充分考慮條件是否具備4.1.2金屬與石材幕墻設計師都愿意增加凸出或|"1進去的線條石材也會組合成各種圖案同周圍環境相協調但首先應考慮安全同時也要考慮除塵流水的問題4.1.3石材幕墻立面劃分時單塊板面積不宜人于1.5nu因石材是天然性材料對于內傷或微小的裂紋有時用肉眼很難看清在使用時會埋下安全隱患如果只注意強度計算沒有考慮到天然材料的不可預見性單板塊越大出現問題的概率越高因此提出了1.5n)2以內要求4.1.4金屬與石材幕墻的設計應滿足幕墻維護和清洗的需要因金屬板材和石材均是多孔的材料表面有光度但有時也會有粗毛面空氣中的灰塵及油污會落到表面上需要清洗天長日久也會出現破損需要更換因此建筑物要具備維護清洗的條件4.2幕墻性能4.2.2幕墻的性能與建筑物所在地K的地理位置氣候條件建筑物的高度體型及周圍環境等有關如沿海或經常有臺風地區幕墻的風壓變形性能和雨水滲漏性能要求高些而風沙較人地K則要求幕墻的風壓變形性能和空氣滲透性能高些對于寒冷地區和炎熱地區則要求幕墻的保溫隔熱性能良好4.3幕墻構造4.3.1在本條當中闡述的主要是防水滲漏的設計方案應采取的措施首先考慮等壓原理設計所謂等壓原理是通過各種渠道使水能進能!II只要有水縫壓力差的存在就會出現水的滲漏問題目前好多單位所采取的雙道密封膠條同密封膠結合的防水措施是可行的對型材的要求放松了些對于開扇等壓原理仍然要應用準確否則會滲漏另外五金配件的質量及開關型式也是造成滲漏原因之一應予以足夠重視4.3.34.3.4幕墻鋼骨架系統應設熱脹冷縮縫幕墻的保溫材料可與金屬板石板結合在一起但應與主體結構外表面有50mm以上的空D2因金屬與石材幕墻大部分都采用鋼骨架設伸縮縫也應該是兩層一個接頭接頭的布置可以根據需要而定處在合理的受力狀態另外隱蔽工程接頭是看不到的因此也就不存在美觀和規律性的問題在4.3.4條當中提到幕墻同主體結構保持50mm空氣層也可叫通氣層由于這兩種材料都是冷熱導體在背面會產生冷凝水或水蒸4從主體結構的幕墻內側層問排出室外在霜凍地區不宜排往室外防止結凍時將有關的系統凍壞在一般情況下蒸氣在層間中游動逐步的消失或生成凝結水集中排入下水管4.3.5上下用鋼銷支撐的石材幕墻應在石板的兩個側面或者在石板背面的屮問另設安全措施并應利于維修方便鋼銷安全度比較低但它是國內外干掛石材傳統的安裝方法因此為增加鋼銷安裝石材的安全性可在石材的背面增加螺栓掛鉤等類或者是銅絲不銹鋼絲用環氧樹脂錨同起來起到生根作用同主體捆扎在-起保證石材的安全同時盡量便于維修和拆裝的方便4.3.7每一塊金屬板構件石板都應是獨立單元且應便于安裝和拆卸同時也應不影響上下左冇構件因為石材幕墻應用越來越多建筑物越高造型就越復雜所以維護修理更換是個大14題好多工程全部安裝完成后才發現因多種原因造成石板有傷痕裂紋色差圖案不符如果不具備拆裝功能就會很被動費工費力費錢還影響左右四鄰會造成不安全的因素因此要求設計時考慮以上的不利因素要做到能拆能裝4.3.8本條所提到單元式幕墻連接處和吊掛處的壁厚是按照板塊的人小自重及材質連接型式嚴格汁算其壁厚如果大于5隱可按計算值如果小于5mm按5mm計算4.4幕墻防火與防雷設計4.4.1本條所提到的對防火層的處理首先要將保溫材料和防火材料嚴格區分開來凡是石板后面或者是鋁板的后面均為保溫材料所謂填充系指樓層之間有一道防火隔層隔層的隔板必須用經防腐處理厚度不小于1.5mm的鐵板包起來不得用鋁板更不允許用鋁塑復合板因以上兩種材料的耐火極限太低起不到防火作用4.4.2在現行國家標準建筑物防雷設計規范(GB50057)屮沒有很具體很明確地提出對幕墻防雷的規定結合1=1本德國幕墻防雷裝置做法提出3條要求5結構設計5.1一般規定5.1.1幕墻是建筑物的外圍護構件主要承受自重直接作用于其上的風荷載和地震作用以及溫度作用其支承條件須有一定變形能力以適應主體結構的位移當主體結構在外力作用下產生位移時不應使幕墻產生過大內力對于豎直的建筑幕墻風荷載是主要的作用其數值可達2.05.0kN/m2使面板產生很大的彎曲應力而建筑幕墻自重較輕即使按最大地震作用系數考慮也不過是0.10.8kN/m2遠小于風力因此對幕墻構件本身而言抗風壓是主要的考慮因素但是地震是動力作用對連接節點會產生較大的影響使連接發生震害甚至使建筑幕墻脫落倒坍所以除計算地震作用力外構造上還必須予以加強5.1.2建筑幕墻構件山面板和金屬框架等組成其變形能力是很小的在地震作用和風力作用下結果將會產生側移由于幕墻構件不能承受過大的位移只能通過彈性連接件來避免主體結構過大側移的影響例如當層高為3.5mup/h為1/70時層間最大位移可達50腿)顯然如果幕墻構件承受這樣的大的剪切變形幕墻構件必然會破壞幕墻構件與立柱橫梁的連接要能可靠地傳遞地震力風力能承受幕墻構件的自重但是為防止主體結構水平力產生的位移使幕墻構件損壞連接又必須有一定的適用位移能力使得幕墻構件與立柱橫梁之間有活動的余地5.1.3非抗震設計的建筑幕墻風荷載起控制作用幕墻面板本身必須具有足夠的承載力避免在風壓下破碎我國沿海地區城市經常受到臺風的襲擊玻璃破碎常有發生鋁板和石板在臺風下破碎的事例雖未見報告但設計中仍應考慮有足夠的抗風能力在風力作用下幕墻與主體結構之間的連接件發生拔！I!拉斷等嚴重破壞比較少見主要問題是保證其足夠的活動余地使幕墻構件避免受主體結構過大位移的影響在地震作用下幕墻構件和連接件會受到猛烈的動力作用其破壞很容易發生防止震害的主要途徑是加強構造措施在常遇地震作用下（比設防烈度低1.5度大約50年一遇）幕墻不能破壞應保持完好在中震作用下（相當于設防烈度大約200年的一遇）幕墻不應有嚴重破損一般只允許部分面板破碎經修理后仍然可以使用在罕遇地震作用下（相當于比設防烈度高1.5度大約15002000年一遇）必 然會嚴重破壞面板破碎但骨架不應脫落倒塌幕墻的抗震構造措施應保證上述設計目標能實現幕墻構件及橫梁立柱之間的支承條件視具體的連接構造決定鋁板通常為四邊支承受彎構件（支承邊可為簡支或連續）石板的支承條件則取決于其連接構造幕墻構件（面板鋁框）與橫梁立柱之間的支承條件可按線支承或點支承等不同支承的組合可得到幕墻構件的不同支承方式橫梁和立柱可根據其實際連接情況按簡支連續或鉸接多跨支承條件考慮構件的實際尺寸與設計尺寸相比會有-?定的偏差對截面承載力計算會有-定的影響但是材料出廠的尺寸公差都在一定的允許范圍內施工安裝的偏差也要滿足規范的要求所以這種影響是不大的另一方面在設計時也無法預計可能產生的偏差因此可以采用設計尺寸進行設計5.1.5目前結構設計的標準是小震下保持彈性不產生損害在這種情況下幕墻也應處于彈性狀態因此本規范中有關的內力計算均采用彈性計算方法進行由于幕墻承受各種荷載地震作用和溫度作用會產生多種內力情況相當復雜面板不便于采用承載力表達式所以直接采用應力表達式橫梁立柱和預埋件計算則采用內力表達式計算出應力后由應力表達式控制承載力表達式為：SR（1）式中S外荷載和效應產生的內力設計值R構件截面承載力設計值由于外荷載溫度作用或地震作用產生的內力各不相同有軸向力彎矩等采用承載力表達式不很方便為便于設計人員應用用應力表達式較為合適：f（2）式中各種荷載及作用產生應力的設計值f材料強度的設計值我國現行國家標準鋼結構設計規范也采用應力表達式進行承載力計算承載力計算中結構的安全系數可以有兩種方式來表達：-種采用允許應力方法即要求： 金屬與石材幕墻工程技術規范JGJ133-2001J113-2001條文說明前言根據建設部建標[1997]71號文的要求中國建筑科學研究院會同廣東省中山市盛興幕墻有限公司上海市東江建筑幕墻有限公司武漢凌云建筑裝飾工程總公司中國地質科學院地質研究所共同編制的金屬與石材幕墻工程技術規范(JGJ133-2001)經建設部2001年5月29日以建標[2001]108號文批準業已發布為便于廣大設計施工監理科研學校等有關人員在使用本標準時能正確理解和執行條文規定金屬與石材幕墻工程技術規范編制組按章節條順序編制了本規范的條文說明供使用者參考如發現欠妥之處請將意見函寄中國建筑科學研究院(地址:北京市北三環東路30號郵政編碼:100013)本條文說明由建設部標準定額研究所組織出版不得翻印目次tuW 瞰 1側 3測 4性能與構造 5結構設計 6加工制作 7安裝施工 8工程驗收 9保養與維修 1總則1.0.1凡由金屬構件與各種板材組成的懸掛在主體結構上不承擔主體結構荷載與作用的建筑物外圍護結構稱為建筑幕墻按建筑幕墻的面材可將其分為玻璃幕墻金屬幕墻石材幕墻混凝土幕墻及組合幕墻近幾年來隨著我國經濟的發展在一些大中城市中采用金屬與石材幕墻作為公用建筑物外圍護結構的越來越多但在金屬與石材幕墻的設計加工制作和安裝施工中由于缺乏統一的技術規范也曾發生過一些質量問題為了使金屬與石材幕墻工程的設計材料選用性能要求加工制作安裝施工和工程驗收等有章可循使金屬與石材墓墻工程做到安全可靠實用美觀和經濟合理金屬與石材幕墻工程技術規范的制訂具有重要的現實意義本規范是依照國家和行業標準規范的有關規定并在對我國近些年來使用金屬與石材幕墻進行調研的基礎上結合金屬與石材幕墻的特性和技術要求同時參考了一些先進國家有關金屬與石材幕墻的有關標準規范而編制的1.0.2本條對金屬與石材幕墻的適用范圍分別予以規定對有抗震設防地區的石材幕墻適用建筑高度不大于100m設防烈度不大于8度這是由于石材為天然材料其材質均勻性較差彎曲強度離散性大屬于脆性材料在生成開采加工過程中難免產生一些輕微的內傷很難被發現作為石材幕墻雖然不承擔主體結構的荷載但它要承受自重風地震和溫度等荷載和作用對它的影響我國是多地震國家設防烈度6度以上地K占國土面積70%以上絕大多數的大中城市都要考慮抗震設防其次為了滿足強度計算的要求石板厚度最薄不得小于25mm因此每平方米石板的重量均在70kg以上這對抗震是不利的因此對石材幕墻適用范圍的規定較金屬幕墻的適用范圍嚴些是必要的和合適的金屬板材的材質均勻輕質高強延展性好加工連接方便因此金屬幕墻的適用范圍較石材幕墻適當放寬些是可行的3材料3.1一般規定3.1.1材料是保證幕墻質量和安全的物質基礎幕墻所使用的材料概括起來基本上可有四大類型材料即：骨架材料板材密封填縫材料結構黏結材料山于生產廠家不同質量差別還是較大的因此為確保幕墻安全瀑幕墻所使用的材料都必須符合國家或行業標準規定的質量指標時還沒有國家或行業標準的材料可按國外先進國家同類產品標準要求生產企業制訂企業標準只作為產品質量控制的依據總之不合格的材料嚴禁使用出廠時必須有出廠合格證3.1.2幕墻處于建筑物的外表面經常會受到自然環境不利因素的影響如曰哂雨淋冰凍風沙等不利因素的侵蝕因此要求幕墻材料要有足夠的耐候性和耐久性3.1.3硅酮結構密封膠耐候硅酮密封膠必須有與接觸材料相容性的試驗和報告橡膠條應有保證年限及組分化驗單兩種膠目前在玻璃幕墻上已被廣泛采用而且己有了比較成熟的經驗應I?分重視對石材的黏接和密封因石材是多孔的材料不論是硅酮結構膠還是耐候硅酮密封膠都應采用石材專用的以確保石材長久不被污染否則不能使用3.1.4石材中所含的放射性物質現行行業標準天然石材產品放射性防護分類控制標準(JG518)的規定共分為三類：A類產品:石質建筑材料中放射性比活度同時滿足式(1)和式(2)的為A類產品其使用范圍不受限制RaC350Bqkg-i(1)RaC200Bqkg-i⑵B類產品：不符合A類石質建筑材料而其放射性比活度同時滿足式(3)和式(4)的為B類產品不可用于居室內飾面可用于其他建筑物的內外飾面RaC700Bqkgn⑶RaC250Bqkg-i(4)C類產品：不符合AB類的石質建筑材料而其放射性比活度滿足式(5)的為C類產品可用于-切建筑物的外飾面RaClOOOBqkg-i(5)上述ABC三種產品的放射性可選A和B作為石材幕墻的材料3.2石材3.2.1用于室外的石村宜選用火成巖即花崗石因花崗石主要結構物質是長石和石英其質地堅硬耐酸堿耐腐蝕耐卨溫耐II曬雨淋耐冰雪凍耐磨性好等特點固其耐用年限長3.2.43.2.5石板火燒后在板材的表面出現了細小的不均勻麻坑因而影響了厚度也影響強度在一般情況下按減薄3nun計算強度3.2.6石材是多孔的天然材料一旦使用溶劑型的化學清潔劑就會有殘余的化學成分留在微孔內它與密封材料黏結材料起化學反應會造成石材被污染的后果3.3金屬材料3.3.1國家現行標準GB4239的89奧氏體不銹鋼材的屈服強度抗拉強度伸長率硬度等物理力學性能都優于鐵素體馬氏體等不銹鋼材的物理力學性能3.3.2當前國內五金配件存在著試樣不齊全當采用非標準五金件應符合設計要求要有出廠合格證否則不應使用3.3.4這一條明確了鋼構件盡量采用耐候結構鋼耐候結構鋼的氧化膜比較致密比較穩定在同樣滲水(包括"酸雨"中的酸性水)條件下氧化膜不易發生反應生成鐵銹［Fe(0H)3］從而外層涂料也不易脫落保護鋼的基體不受腐蝕表面處理可采用熱噴復合涂層表面為氯化橡膠涂料3.3.11鋁塑復合板按國際慣例分為普通型鋁塑復合板和防火型鋁塑復合板普通型鋁塑復合板系由兩層0.5mm的鋁板中間夾一層25mm的PE(即聚乙烯塑料)熱加工或冷加工而成防火型鋁塑復合板系由兩層0.5mm的鋁板中間夾一層難燃或不燃材料而成3.3.12本條對蜂窩鋁板的使用進行了規定但由于國內還沒有有關的標準也未查到美國德國和日本相關的標準只能參考復合鋁板的數據確定當然只能高不能低3.5硅酮結構密封膠目前國內生產的硅酮結構密封膠通過幕墻工程實際應用以及法定檢測機構的檢測說明國產硅酮結構密封膠的質量已基本達到進口硅酮結構密封膠的質量水平為保證幕墻工程的質量保證隱框半隱框幕墻的安全同一幕墻工程應采用同一品牌的單組分或雙組分的硅酮結構密封膠不能在同一幕墻工程中同時采用不同廠家不同品牌的硅酮結構密封膠更不能在同一幕墻工程中同時既使用國產硅酮結構密封膠又使用進口硅酮結構密封膠因為這樣做一旦出現質量W題難以判別是誰的責任其次這樣做也無法進行統-的相容性試驗4性能與構造4.1一般規定4.1.1金屬與石材幕墻的選型是建筑設計的內容建筑師不僅要考慮立面的新穎美觀而且要根據建筑的功能造價及所具備的施工技術條件進行造型設計在選用石材幕墻時應考慮到地理條件工程的位置當地在歷史上發生過地震狀況等并且在設計時考慮能否拆裝維護修理對雨水的排出的方向等方面的14題在選用時要從嚴掌握要充分考慮條件是否具備4.1.2金屬與石材幕墻設計師都愿意增加凸出或|"1進去的線條石材也會組合成各種圖案同周圍環境相協調但首先應考慮安全同時也要考慮除塵流水的問題4.1.3石材幕墻立面劃分時單塊板面積不宜人于1.5nu因石材是天然性材料對于內傷或微小的裂紋有時用肉眼很難看清在使用時會埋下安全隱患如果只注意強度計算沒有考慮到天然材料的不可預見性單板塊越大出現問題的概率越高因此提出了1.5n)2以內要求4.1.4金屬與石材幕墻的設計應滿足幕墻維護和清洗的需要因金屬板材和石材均是多孔的材料表面有光度但有時也會有粗毛面空氣中的灰塵及油污會落到表面上需要清洗天長日久也會出現破損需要更換因此建筑物要具備維護清洗的條件4.2幕墻性能4.2.2幕墻的性能與建筑物所在地K的地理位置氣候條件建筑物的高度體型及周圍環境等有關如沿海或經常有臺風地區幕墻的風壓變形性能和雨水滲漏性能要求高些而風沙較人地K則要求幕墻的風壓變形性能和空氣滲透性能高些對于寒冷地區和炎熱地區則要求幕墻的保溫隔熱性能良好4.3幕墻構造4.3.1在本條當中闡述的主要是防水滲漏的設計方案應采取的措施首先考慮等壓原理設計所謂等壓原理是通過各種渠道使水能進能!II只要有水縫壓力差的存在就會出現水的滲漏問題目前好多單位所采取的雙道密封膠條同密封膠結合的防水措施是可行的對型材的要求放松了些對于開扇等壓原理仍然要應用準確否則會滲漏另外五金配件的質量及開關型式也是造成滲漏原因之一應予以足夠重視4.3.34.3.4幕墻鋼骨架系統應設熱脹冷縮縫幕墻的保溫材料可與金屬板石板結合在一起但應與主體結構外表面有50mm以上的空D2因金屬與石材幕墻大部分都采用鋼骨架設伸縮縫也應該是兩層一個接頭接頭的布置可以根據需要而定處在合理的受力狀態另外隱蔽工程接頭是看不到的因此也就不存在美觀和規律性的問題在4.3.4條當中提到幕墻同主體結構保持50mm空氣層也可叫通氣層由于這兩種材料都是冷熱導體在背面會產生冷凝水或水蒸4從主體結構的幕墻內側層問排出室外在霜凍地區不宜排往室外防止結凍時將有關的系統凍壞在一般情況下蒸氣在層間中游動逐步的消失或生成凝結水集中排入下水管4.3.5上下用鋼銷支撐的石材幕墻應在石板的兩個側面或者在石板背面的屮問另設安全措施并應利于維修方便鋼銷安全度比較低但它是國內外干掛石材傳統的安裝方法因此為增加鋼銷安裝石材的安全性可在石材的背面增加螺栓掛鉤等類或者是銅絲不銹鋼絲用環氧樹脂錨同起來起到生根作用同主體捆扎在-起保證石材的安全同時盡量便于維修和拆裝的方便4.3.7每一塊金屬板構件石板都應是獨立單元且應便于安裝和拆卸同時也應不影響上下左冇構件因為石材幕墻應用越來越多建筑物越高造型就越復雜所以維護修理更換是個大14題好多工程全部安裝完成后才發現因多種原因造成石板有傷痕裂紋色差圖案不符如果不具備拆裝功能就會很被動費工費力費錢還影響左右四鄰會造成不安全的因素因此要求設計時考慮以上的不利因素要做到能拆能裝4.3.8本條所提到單元式幕墻連接處和吊掛處的壁厚是按照板塊的人小自重及材質連接型式嚴格汁算其壁厚如果大于5隱可按計算值如果小于5mm按5mm計算4.4幕墻防火與防雷設計4.4.1本條所提到的對防火層的處理首先要將保溫材料和防火材料嚴格區分開來凡是石板后面或者是鋁板的后面均為保溫材料所謂填充系指樓層之間有一道防火隔層隔層的隔板必須用經防腐處理厚度不小于1.5mm的鐵板包起來不得用鋁板更不允許用鋁塑復合板因以上兩種材料的耐火極限太低起不到防火作用4.4.2在現行國家標準建筑物防雷設計規范(GB50057)屮沒有很具體很明確地提出對幕墻防雷的規定結合1=1本德國幕墻防雷裝置做法提出3條要求5結構設計5.1一般規定5.1.1幕墻是建筑物的外圍護構件主要承受自重直接作用于其上的風荷載和地震作用以及溫度作用其支承條件須有一定變形能力以適應主體結構的位移當主體結構在外力作用下產生位移時不應使幕墻產生過大內力對于豎直的建筑幕墻風荷載是主要的作用其數值可達2.05.0kN/m2使面板產生很大的彎曲應力而建筑幕墻自重較輕即使按最大地震作用系數考慮也不過是0.10.8kN/m2遠小于風力因此對幕墻構件本身而言抗風壓是主要的考慮因素但是地震是動力作用對連接節點會產生較大的影響使連接發生震害甚至使建筑幕墻脫落倒坍所以除計算地震作用力外構造上還必須予以加強5.1.2建筑幕墻構件山面板和金屬框架等組成其變形能力是很小的在地震作用和風力作用下結果將會產生側移由于幕墻構件不能承受過大的位移只能通過彈性連接件來避免主體結構過大側移的影響例如當層高為3.5mup/h為1/70時層間最大位移可達50腿)顯然如果幕墻構件承受這樣的大的剪切變形幕墻構件必然會破壞幕墻構件與立柱橫梁的連接要能可靠地傳遞地震力風力能承受幕墻構件的自重但是為防止主體結構水平力產生的位移使幕墻構件損壞連接又必須有一定的適用位移能力使得幕墻構件與立柱橫梁之間有活動的余地5.1.3非抗震設計的建筑幕墻風荷載起控制作用幕墻面板本身必須具有足夠的kkf承載力避免在風壓下破碎我國沿海地區城市經常受到臺風的襲擊玻璃破碎常有發生鋁板和石板在臺風下破碎的事例雖未見報告但設計中仍應考慮有足夠的抗風能力在風力作用下幕墻與主體結構之間的連接件發生拔！I!拉斷等嚴重破壞比較少見主要問題是保證其足夠的活動余地使幕墻構件避免受主體結構過大位移的影響在地震作用下幕墻構件和連接件會受到猛烈的動力作用其破壞很容易發生防止震害的主要途徑是加強構造措施在常遇地震作用下（比設防烈度低1.5度大約50年一遇）幕墻不能破壞應保持完好在中震作用下（相當于設防烈度大約200年的一遇）幕墻不應有嚴重破損一般只允許部分面板破碎經修理后仍然可以使用在罕遇地震作用下（相當于比設防烈度高1.5度大約15002000年一遇）必 然會嚴重破壞面板破碎但骨架不應脫落倒塌幕墻的抗震構造措施應保證上述設計目標能實現幕墻構件及橫梁立柱之間的支承條件視具體的連接構造決定鋁板通常為四邊支承受彎構件（支承邊可為簡支或連續）石板的支承條件則取決于其連接構造幕墻構件（面板鋁框）與橫梁立柱之間的支承條件可按線支承或點支承等不同支承的組合可得到幕墻構件的不同支承方式橫梁和立柱可根據其實際連接情況按簡支連續或鉸接多跨支承條件考慮構件的實際尺寸與設計尺寸相比會有-?定的偏差對截面承載力計算會有-定的影響但是材料出廠的尺寸公差都在一定的允許范圍內施工安裝的偏差也要滿足規范的要求所以這種影響是不大的另一方面在設計時也無法預計可能產生的偏差因此可以采用設計尺寸進行設計5.1.5目前結構設計的標準是小震下保持彈性不產生損害在這種情況下幕墻也應處于彈性狀態因此本規范中有關的內力計算均采用彈性計算方法進行由于幕墻承受各種荷載地震作用和溫度作用會產生多種內力情況相當復雜面板不便于采用承載力表達式所以直接采用應力表達式橫梁立柱和預埋件計算則采用內力表達式計算出應力后由應力表達式控制承載力表達式為：SR（1）式中S外荷載和效應產生的內力設計值R構件截面承載力設計值由于外荷載溫度作用或地震作用產生的內力各不相同有軸向力彎矩等采用承載力表達式不很方便為便于設計人員應用用應力表達式較為合適：f（2）式中各種荷載及作用產生應力的設計值f材料強度的設計值我國現行國家標準鋼結構設計規范也采用應力表達式進行承載力計算承載力計算中結構的安全系數可以有兩種方式來表達：-種采用允許應力方法即要求：式中k為外荷載產生的應力標準值（未附加任何安全系數）Lf］為允許應力值（強度的允許值）為材料標準強度fk（由試驗得到）除以安全系數這樣結構的安全系數為k結構膠的計算便采用這種方法結構膠短期強度允許值為0.14MPa為實驗值的1/5即安全系數為5另-種方法是我國結構設計規范中采用的多系數方法其基本表達式為：（okO1~-fkfk2即本規范中式5.1.5-1其中為應力設計值為標準值乘以大于1的系數ki通過效應組合計算得到f為強度設計值由強度標準值fk除以大于1的系數k2得到這樣結構安全度為k=k2ki在本規范中鋁板的安全度k為2.0鋁合金型材的安全度為1.8石板的安全度為3.0所以在進行結構設計時必須注意公式中的數值（fS等）是標準值還是設計值不能混淆在進行變形撓度位移驗算時均采用1.0的分項系數即k2=1.0所以可以說采用標準值幕墻結構的安全度k取決于荷載的取值和材料強度的比值即：A~P因此采用某-?規范進行設計時必須按該規范的規定計算荷載p同時采用該規范的計算方法和強度f不允許荷載按某一規范計算強度計算又采用另一規范的方法這樣會產生設計安全度過低的情況5.1.7作用在幕墻的風力地震作用和溫度變化都是可變的同時達到最大值的可能性很小例如最大風力按30年-遇最大峰值考慮地震按500年-遇的設防烈度考慮因此在進行效應組合時第一個可變荷載或作用的效應組合值系數中按1.0考慮其余則分別按0.60.2考慮在現行國家標準建筑抗震設計規范（GBJ11）中規定當地震作用與風同時考慮時風的組合值系數取為0.2由于幕墻暴露在室外受大風溫度變化的影響較為顯著所以第二第三個可變效應的組合值系數分別取為0.60.2較建筑抗震設計規范的取值高5.1.8在荷載及地震作用和溫度作用下產生的應力應進行組合求得應力的設計值荷載地震作用產生的應力組合時分項系數按現行國家標準建筑結構荷載規范（GBJ9）采用在荷載規范中沒有列出溫度應力的分項系數在幕墻設計時暫按I.2采用5.1.9荷載和作用產生的效應（應力內力位移和撓度等）應按結構的設計條件和要求進行組合以最不利的組合作為設計的依據結構的自重是重力荷載是經常作用的不變荷載因此必須考慮所有的組合工況中都必須包括這一項幕墻考慮的可變荷載作用有三項即風荷載地震作用和溫度作用-般情況下風荷載產生的效應最大起控制作用三項可變值是否同時考慮由設計人員根據幕墻的設計條件和要求決定（例如非抗震設計的幕墻可不考慮地震作用產生的效應等）我國是多地震國家6度以上地K占中國國土面積70%以上絕大多數的大中城市都考慮抗震設防對于有抗震要求的幕墻三種可變值都應考慮承載力避免在風壓下破碎我國沿海地區城市經常受到臺風的襲擊玻璃破碎常有發生鋁板和石板在臺風下破碎的事例雖未見報告但設計中仍應考慮有足夠的抗風能力在風力作用下幕墻與主體結構之間的連接件發生拔！I!拉斷等嚴重破壞比較少見主要問題是保證其足夠的活動余地使幕墻構件避免受主體結構過大位移的影響在地震作用下幕墻構件和連接件會受到猛烈的動力作用其破壞很容易發生防止震害的主要途徑是加強構造措施在常遇地震作用下（比設防烈度低1.5度大約50年一遇）幕墻不能破壞應保持完好在中震作用下（相當于設防烈度大約200年的一遇）幕墻不應有嚴重破損一般只允許部分面板破碎經修理后仍然可以使用在罕遇地震作用下（相當于比設防烈度高1.5度大約15002000年一遇）必 然會嚴重破壞面板破碎但骨架不應脫落倒塌幕墻的抗震構造措施應保證上述設計目標能實現幕墻構件及橫梁立柱之間的支承條件視具體的連接構造決定鋁板通常為四邊支承受彎構件（支承邊可為簡支或連續）石板的支承條件則取決于其連接構造幕墻構件（面板鋁框）與橫梁立柱之間的支承條件可按線支承或點支承等不同支承的組合可得到幕墻構件的不同支承方式橫梁和立柱可根據其實際連接情況按簡支連續或鉸接多跨支承條件考慮構件的實際尺寸與設計尺寸相比會有-?定的偏差對截面承載力計算會有-定的影響但是材料出廠的尺寸公差都在一定的允許范圍內施工安裝的偏差也要滿足規范的要求所以這種影響是不大的另一方面在設計時也無法預計可能產生的偏差因此可以采用設計尺寸進行設計5.1.5目前結構設計的標準是小震下保持彈性不產生損害在這種情況下幕墻也應處于彈性狀態因此本規范中有關的內力計算均采用彈性計算方法進行由于幕墻承受各種荷載地震作用和溫度作用會產生多種內力情況相當復雜面板不便于采用承載力表達式所以直接采用應力表達式橫梁立柱和預埋件計算則采用內力表達式計算出應力后由應力表達式控制承載力表達式為：SR（1）式中S外荷載和效應產生的內力設計值R構件截面承載力設計值由于外荷載溫度作用或地震作用產生的內力各不相同有軸向力彎矩等采用承載力表達式不很方便為便于設計人員應用用應力表達式較為合適：f（2）式中各種荷載及作用產生應力的設計值f材料強度的設計值我國現行國家標準鋼結構設計規范也采用應力表達式進行承載力計算承載力計算中結構的安全系數可以有兩種方式來表達：-種采用允許應力方法即要求：由于=種可變效應都達到最大值的概率是很小的所以當可變效應順序不同時應按順序分別采用不同的組合值系數設計中風地震溫度分別為第一順序的情況都應考慮即是說可考慮以下的典型組合：1.2G十1.OX1.4W十0.6X1.3E+0.2X1.2T1.2G十1.0X1.4W十0.6X1.2T十0.2X1.3E1.2G十1.0X1.3E十0.6X1.4W十0.2X1.2T1.2G十1.0X1.3E十0.6X1.2T十0.2X1.4W1.2G十1.0X1.2T十0.6X1.4W十0.2X1.3E1.2G十1.0X1.2T十0.6X1.3E十0.2X1.4W式中:GWET分別代表重力荷載風荷載地震作用和溫度作用產生的應力或內力當然在有經驗的情況下能判斷出起控制作用的組合時可以不計算不起控制作用的組合或者在組合中略去不起控制作用的因素如只考慮風力或溫度作用等目前設計中常采用的組合參見表5.1表5.1荷載和作用所產生的應力或內力設計值的常用組合組合內容應力表達式內力表達式重力=1.2ckS=l.2Sck重力+風-1.2Gk+1.4?kS-l.2Sck+l.4S?k重力+風+地震=1.2Gk+1.4.k+0.78EkS=l.2Sc<+l.4S.k+0.78SEk風=1.4.kS=l.4S.k風+地震=1.4十0.78EkS=l.4S.k+0.78SEk溫度~1.2TkS-l.2Slk表中一荷載和作用產生的截面最大應力設計值S一荷載和作用產生的截面內力設計值GkwkEkK一分別為重力荷載風荷載地震作用和溫度作用產生的應力標準值SGkSwkSerStk—分別為重力荷載風荷載地震作用和溫度作用產生的內力標準值5.2荷載和作用5.2.3現行國家標準建筑結構尙載規范(GBJ9)適用于主體結構設計其附圖全國基本風壓分布圖中的基本風壓值是30年一遇lOmin平均風壓值進行幕墻設計時應采用陣風最大風壓由氣象部門統計并根據國際上ISO的建議lOmin平均風速轉換為3s的陣風風速可采用變換系數1.5風壓與風速平方成正比因此本規范的陣風系數gz值取為1.52=2.25幕墻設計時采用的風荷載體型系數s應考慮風力在建筑物表面分布的不均勻性山風洞試驗表明：建筑物表面的最大風壓和風吸系數可達1.5挑檐向上的風吸系數可達-2.0建筑物垂直表面最大局部風壓系數最大值s=±1.5主要分布在角部和近屋頂邊緣其寬度為建筑物寬度的0.1倍且不小于1.5m大面上的體型系數可考慮為《=±1.0目前多數幕墻按整個墻面s=±1.5進行設計是偏于安全的風力是隨時問變動的荷載對于這種脈動性變化的外力可以通過兩種方式之—?來考慮.通過A振系數Z考慮多用于周期較長振動效應較大的主體結構設計通過最大瞬時風壓考慮對于剛度大周期極短變形很小的幕墻構件采用這種方式較為合適不論采用何種方式都是一個考慮多種因素影響的綜合性調整系數用來考慮變動風力對結構的不利影響表達形式雖然不同其目的是大體相同的在施工過程中由于樓層尚未封閉在幕墻的室內表面會產生風壓力或風吸力此外在建成的建筑物屮也會由于窗戶開啟或玻璃破碎使室內壓力變化從而在蓽墻室內側產生附加風力這風力的大小與開啟面積大小有關國外各規范的取值相差較大美國規范：幕墻的開啟率超過其墻面的10%以上但不超過20%室內內壓系數為+0.75-0.25其他情況為+0.25-0.25英國規范：根據墻面開啟情況內壓系數為+0.6至-0.9—般情況可取+0.2-0.3曰本規范：內壓系數原則上按+0.2-0.2采用加拿大規范：按開啟情況內壓系數為-0.3-0.5+0.7所以設計者應根據實際開啟情況酌情考慮室內表面的風力作用一般情況下可考慮為±0.2對于高層建筑風荷載是主要的外力作用在建筑物的生存期內幕墻不應由于風荷載而損壞因此可采用50年-遇的最大風力由于尙載規范中的風壓值是30年一遇最大風力轉換為50年一遇的最大風力應乘以放大系數1.1上述增大由設計人員自行決定為保證幕墻的抗風安全性風荷載標準值至少取為1.0kN/m2近年來由于城市景觀和建筑藝術的要求建筑的平面形狀和豎向體型日趨復雜墻面線條凹凸開洞也采用較多風力在這種復雜多變的墻面上的分布往往與一般墻面有較大差別這種墻面的風荷載體型系數難以統一給定當主體結構通過風洞試驗決定體型系數時幕墻亦采用該體型系數5.2.4計算幕墻玻璃的溫度應力時要考慮幕墻的最大溫度變化T決定T有兩個因素當地每年的最大溫差夏天的最高溫度與冬天最低溫度之差這由當地氣象條件決定一般在長江以南可取為40長江以北可取為60幕墻的反射和吸熱性質這與幕墻本身材料性能有關通常具有較強反射能力的淺色幕墻夏天表面溫度低相應冬季溫度也低反之深色幕墻夏天表面溫度高但冬季表面溫度也較高淺色和深色幕墻溫差差別不是很大我國部分城市的年極端溫差見表5.2表5.2我國部分城市年極端溫差T()城市T城市T城市T漠河89北京68福州41哈爾濱75濟南62廣州39長春74蘭州61香港34沈陽70上海49南寧42大連56武漢58昆明43烏待木齊82成都43拉薩46喀什64西安62考慮到南方地區夏天幕墻表面溫升較高(例如廣州可以達到70_以上)所以在本條中規定一般情況下幕墻年溫差可按80_考慮某些氣溫變化較特殊的地區可以根據實&情況對溫度差適當調整5.2.5按我國現行國家標準建筑抗震設計規范（GBJ11）在建筑物使用期間（大約50年一遇）的常遇地震其地震影響系數見表5.3表5.3地震影響系數地廣烈度6度7度8度地震影響系數0.040.080.16由于玻璃石板是不容易發展成塑性變形的脆性材料為使設防烈度下不產生破損傷人考慮了動力放大系數e取為5.0這與目前習慣取值相近經放大后的地震力大體相當于在設防地震下的地震力日本規范中（大體上相當于8度設防）地震影響系數為0.5與本規范接近5.3幕墻材料力學性能5.3.1鋁合金型材的強度設計值取決于其總安全系數K=1.8其中Ki=1.4K2=1.286所以相應的設計強度為：1.2862akak/==鋁型材的fak即強度標準值取為PQ.2p0.2指鋁材有0.2%殘余變形時所對應的應力即鋁型材的條件屈服強度po.2按現行國家標準GB/T5237規定取用各國鋁合金結構設計的安全系數有所不同一般為1.61.8按意大利F.M.Mazzolani鋁合金結構一書所載：英國BSCP118規范許可應力為：[]=0.44po.2+0.09（軸向荷載）[]=0,44po.2+0.14（彎曲荷載）若極限強度=1.3Po.2則安全K相當于1.6（受彎）1.77（軸向力）德國規范DIN4113對于主要荷載安全系數為1.701.80美國鋁業協會規范對于建筑物的安全系數為1.65對于橋梁為1.85鑒于幕墻構件以風荷載為主變動較大鋁型材強度離散性也較大所以取1.8是合適的5.3.2鋁板的總安全系數K取為2.0考慮到風荷載分項系數取為1.4所以材料強度系數K2=2.0/1.4=1.428本條表5.3.2中的強度設計值是按我國現行國家標準鋁及鋁合金軋制板材（GB/T3880）中的強度標準值除以1.428后給出考慮到鋁板在幕墻中受力較大對變形和強度有較卨要求故表中最小板厚取為2.5mm常用單層鋁板厚度為3.0mm5.3.35.3.4目前鋁塑復合板蜂窩鋁板的強度標準值數據不完整表5.3.3只給出了最常用的4mm厚鋁塑復合板的強度設計值表5.3.4只給出了20醐厚蜂窩板的強度設計值其他厚度的鋁板可根據廠家提供的強度試驗平均值（目前暫作為標準值）除以1.428后作為強度設計值5.3.5鋼材（包括不銹鋼材）的總安全系數K取為1.55即材料強度系數設計是不適用的英國B.Aalami和D.G.Williams對不同邊界的矩形板進行了系統計算發表于ThinPlateDesignForTransverseLoading一書中根據其大量計算結果適當簡化歸并以利于實際應用選擇了與撓度直接相關的參量6為主要參數編制了表5.4.3參數0的量綱就是撓度與厚度之比：tutDtqaEt叩Etqa/ / /4440=表5.4考慮大撓度影響應力計算結果的折減系數B.AalamiD.CWilliams的計算結果邊長比b/a為=44Etqa1.01.52.0表5.4.3的取值11020401.0000.9750.9650.8031.0000.9040.8140.6191.0000.9100.8200.6431.00K2=l.55/1.4=1.107表5.3.6是按不同組別不銹鋼的Po.2屈服強度標準值除以1.107得到抗剪強度取為抗拉強度的78%5.3.6和5.3.8鋼板鋼棒鋼型材連接的強度值按現行國家標準鋼結構設計規范（GBJ17）5.3.7花崗巖板是天然材料材性不均勻強度較分散又是脆性材料所以一般情況下總安全系數按K=3.0考慮相應材料強度系數K2=3.0/1.4=2.15用于幕墻的花崗巖板材均應經過材性試驗按其彎曲強度試驗的平均值（暫作為標準值）來決定其強度的設計值石材剪切強度取為彎曲強度的50%當石材幕墻特別重要時總安全度K提高至3.5所以相應地5.3.7條的數據應乘以折減系數0.855.4金屬板設計5.4.1鋁塑復合板和蜂窩鋁板刻槽折過后只剩下0.5mm或1mm厚的單層面板角部形成薄弱點影響強度和耐久性如果刻槽時傷及此層面板后果更為嚴重因此必須采用機械刻槽而且嚴格控制刻槽深度不得損傷面板5.4.3目前采用的簿板計算公式：2620=mqa（應力）和DUqai口=（撓度）是在小撓度情況下推導出來的它假定板只受到彎曲只有彎曲應力而面內薄膜應力則忽略不計因此它的適用范圍是：utt為板厚當板的撓度u大于板厚以后這個公式計算就產生顯著的誤差即計算得到的應力和撓度U比實際大而且隨著撓度與板厚之比加大計算出來的應力和撓度偏大到不可接受失去了計算的意義由于計算出來的應力和撓度U比實際大得多計算結果不代表實際數值（圖5.1）按此計算結果設計板材不僅會使材料用量大大增多而且應力控制和撓度控制條件也失去了意義通常玻璃板和鋁板的撓度都允許到邊長的1/100對于邊長為1000mm的玻璃板撓度允許值可達10mm已為厚度6mm的1.6倍對于邊長為500mm的鋁板撓度允許值5mm也達到板厚的1.6倍此時應力撓度的計算值會比實際值大30%50%用計算撓度u小于邊長的1/100與預期的控制值偏嚴太多強度條件也偏嚴太多為此對玻璃板和鋁板計算應對現行小撓度應力和撓度計算公式考慮一個系數1予以修正（表5.4）大撓度板的計算是非常復雜的非線性彈性力學問題難以用簡單公式計算而要用到專門的計算方法和專門的軟件對具體問題進行具體計算顯然這對于幕墻0.950.900.811202003004000.4800.3500.2850.2410.3330.2350.1750.1410.3630.2600.1950.1550.610.500.430.40按原計算結果數值隨下降很快即按小撓度公式計算的應力和撓度可以折減很多為安全穩妥在編制表5.4.3時取了較厚計算結果偏大的數值留有充分的余地按表5.4.3取值對小撓度公式應力計算結果進行折減不僅是合理地減小了板材厚度也節省了材料而且還有較大的安全余地同樣在計算板的撓度u時也宜考慮此折減系數（表5.5）由于板的應力與撓度計算中泊松比的影響很有限這一系數原則上也適用于玻璃板的應力與撓度計算表5.5考慮大撓度影響的撓度u計算結果的折威系數B.Aalami和D.CWilliams的計算結果當長比b/a為Etqa1.01.52.0表5.4.3的取值11020401.0000.9550.8940.7531.0000.9060.8120.6471.0000.9160.8320.6741.000.950.900.811202003004000.4820.3750.3040.2010.3940.3040.2450.2090.4170.3220.2520.2210.610.500.430.405.4.4鋁板如果未加中肋則四周邊肋支承由于邊肋可因板面撓曲而轉動(扭轉)因而邊肋支承按簡支邊考慮中肋兩側均為鋁板在荷載下基本不發生轉動可認為是固定邊因此附錄B表B.0.1按三種邊界條件給出板的彎矩系數m板的應力計算公式(5.4.3-1)(5.4.3-2)為彈性薄板的小撓度公式適用于撓度ut的情況但通常鋁板在風力作用下己遠超此范圍宜按5.4.3條規定對計算結果予以折減5.5石板設計5.5.1考慮到石板強度較低鉆孔幵槽后如果剩余部分太薄對受力不利鋼銷式連接開孔直徑為78mm槽式連接槽寬為78mm所以常用厚度為2530mm但最小厚度不應小于25mm5.5.2鋼銷式為薄弱連接一方面鋼銷直徑僅為5mm或6mm(目前常用的4mm鋼銷不應再用)截面面積很小另一方面鋼銷將荷載集中傳遞到孔洞邊緣的石材上受力很不利對這種連接方式的應用范圍應加以限制控制應用的范圍是7度及7度以下20m高度以下因此裙房部分仍可以采用5.5.3鋼銷式連接是四點支承目前計算用表只限于支承點在角上而鋼銷支承點距邊緣有?定距離aibi與角點支承有一定差別因此本條規定了計算時的板邊長度ab的取值方法5.5.4石板厚度很大(2530mm)其撓度u遠小于板厚所以可以直接采用四角支承板的計算公式和系數表5.5.5鋼銷受到的剪力當兩端支承時可平均分配到鋼銷上當四側支承時短邊按三角形荷載面積分配長邊按梯形荷載面積分配此處只驗算長邊系數是考慮各鋼銷受力不均勻有些鋼銷的剪力可能超出理論數值而設的一個放大系數5.5.6鋼銷的剪力作用于孔洞的石材石材的受剪面有兩個每個的面積為(t-d)h/2h為孔深5.5.7槽口的抗剪面為槽底長度s乘以石材剩余厚度的一半s(t-d)/25.5.9對邊通槽支承的石板如同對邊簡支板可直接計算跨中最大彎曲應力5.5.13隱框式結構裝配石板按四邊簡支板進行結構計算其跨屮最大彎矩系數按v=0.125的情況給出5.6橫梁設計5.6.1受彎薄壁金屬梁的截面存在局部穩定的問題為防止產生壓力區的局部屈曲通常可用下列方法之一加以控制：規定最小壁厚tmin和規定最大寬厚比b/t對抗壓強度設計值或允許應力予以降低幕墻橫梁與立柱設計采用前一種控制方法與穩定問題相關的主要參數為E/fE為材料的彈性模量f為材料的強度設計值E/f越高其穩定性越高失穩的機會越小相應地對穩定問題的控制條件可以放松碳素鋼材E/f=2.IXIOs/235而6063T5鋁型材E/f=0.72X10s/l10兩者比值相近因此鋁型材的一些規定可以參照鋼型材的規定予以調整后采用最小壁厚我國現行國家標準冷彎薄壁型鋼結構技術規范(GBJ18)第3.3.1條規定薄壁型鋼受力構件壁厚不宜小于2nun我國現行國家標準鋁合金建筑型材(GB/T5237)規定用于幕墻的鋁型材最小壁厚為3mm因此本條規定小跨度的橫梁(L不大于1.2m)截面最小厚度為2.5mm其余情況下截面受力部分厚度不小于3.0mm為了保證螺紋連接的可靠防止自攻螺釘拉脫在有螺紋連接的局部厚度不應小于螺釘的公稱直徑鋼材防腐蝕能力較低型鋼的壁厚不宜小于3.5mm最大寬厚比我國現行國家標準鋼結構設計規范(GBJ17)規定：1形梁處挑翼緣的最大寬厚比為：b/t15235箱形截面梁的腹板：b/t40yf235對于Q235鋼材(3號鋼)b/t最大值分別為15和40如果按E/f換算到6063T5鋁型材則兩種支承條件下的最大寬厚比b/t分別為713和34因此本條規定在一邊支承一邊自由條件下最大寬厚比為15箱形截面腹板最大寬厚比為355.6.3橫梁為雙向受彎構件豎向彎矩由面板自重和橫梁自重產生水平方向彎矩由風荷載和地震作用產生由于橫梁跨度小剛度較大整體穩定計算不必進行5.6.4梁在受剪時翼緣的剪應力很小可以不考慮翼緣的抗剪作用平行于剪力作用方向的腹板剪應力為拋物線分布最大剪應力可達平均剪應力的1.5倍5.7立柱設計5.7.1立柱截面主要受力部分厚度的最小值主要是參照我國現行國家標準鋁合金建筑型材(GB/T5237)中關于幕墻用型材最小厚度為3mm的規定第22頁共33頁鋼型材的耐腐蝕性較弱最小壁厚取為3.5mm偏心受壓的立柱很少因其受力較為不利一般不設計成受壓構件有時遇到這種構件需考慮局部穩定的要求對截面板件的寬厚比加以控制5.7.2幕墻在平面內應有一定的活動能力以適應主體結構的側移立柱毎層設置活動接頭就可以使立柱上下有活動的可能從而使幕墻在自身平面內能有變形能力此外活動接頭的間隙還要滿足以下的要求：立柱的溫度變形立柱安裝施工的誤差主體結構柱子承受豎向荷載后的軸向壓縮綜合以上考慮上下柱接頭空隙不宜小于15mm5.7.4立柱自下而上是全長貫通每層之間通過滑動接頭連接這一接頭可以承受水平剪力但只有當芯柱的慣性矩與外柱相同或較大且插入足夠深度時才能認為是連續的否則應按鉸接考慮因此大多數實際工程應按鉸接多跨梁來計算立柱的彎矩現在己有專門的計算軟件來計算它可以考慮自下而上各層的層高支承狀況和水平荷載的不同數值準確計算各截面的彎矩剪力和撓度作為選用鋁型材的設計依據比較準確應推廣應用對于多數幕墻承包商來說目前設計主要還是采用手算方式精確進行多跨梁計算有困難這時可按結構設計手冊查找彎矩和撓度系數每層兩個支承點時宜按鉸接多跨梁計算而求得較準確的內力和撓度但按鉸接多跨梁計算需要相應的計算機軟件所以手算時可以近似按雙跨梁進行計算5.7.6立柱按偏心受拉柱進行截面設計采用現行國家標準鋼結構設計規范(GBJ17)中相應的計算公式因此在連接設計時應使柱的上端掛在主體結構上一般情況下不宜設計成偏心受壓的立柱5.7.7考慮到在某些情況下可能有偏心受壓立柱因此本條給出偏心受壓柱的承載力驗算公式本公式來自現行國家標準鋼結構設計規范(GBJ17)第5.2.3條：其中為等效彎矩系數-1.0最不利情況為1.0為簡化計算本條公式5.7.7取為1.0Nex為歐拉臨界荷載由于立柱支承點間距較小軸力N僅由幕墻自重產生N遠小于Nex所以本條公式5.7.7予以簡化需準確計算時可參照現行國家標準鋼結構設計規范(GBJ17)第5.2.3條進行鋼型材的值按現行國家標準鋼結構設計規范(GBJ17)采用鋁型材的值國內未見系統的研究報告因此參照國外強度接近的鋁型材值取用(表5.6)表5.6國外一些鋁型材的值俄羅斯AMH-M俄羅斯AMr-MAA31-T俄羅斯AB-TAMr-a加拿大65S-T意人利意大利0.260、90(Mpa)0.2=100(MPa)o.2=150~230(MPa)[]105(MPa)[>84(MPa)[]138(MPa)204060800.9470.8950.7300.5850.9450.8700.6850.5800.9980.8800.6900.5250.9270.7570.5870.4171.000.900.830.730.960.860.750.58901001101201400.5210.4630.4150.3750.3000.4650.4150.3650.3270.2650.4570.3950.3350.2830.2080.3320.2720.2250.1890.1380.670.600.530.460.340.480.380.340.300.225.8幕墻與主體結構連接5.8.1幕墻的連接與錨同必須可靠其承載力必須通過計算或實物試驗予以確認并要留有余地為防止偶然因素產生突然破壞連接用的螺栓鉚釘等主要部件至少需布置2個5.8.3主體結構的混凝土強度等級也直接關系到錨固件的可靠工作除加強混凝土施工的工程質量管理外對混凝土的最低的強度等級也相應作出規定采用幕墻的建筑一般要求較高多數是較大規模的建筑混凝土強度等級宜不低于C305.8.5通常幕墻的立柱應直接與主體結構連接以保持幕墻的承載力和側向穩定性有時由于主體結構平面的復雜性使某些立柱與主體結構有較大的距離難以直接在其上連接這時要在幕墻立柱和主體結構之間設置連接桁架或鋼伸臂（圖5.2）當幕墻的立柱是鋁合金時鋁合金與鋼材的熱脹系數不同溫度變形有差異鋁合金立柱與鋼桁架鋼伸臂連接后會產生溫度應力設計中應考慮溫度應力的影響或者使連接有相對位移能力減少溫度應力5.8.6幕墻橫梁與立柱的連接立柱與錨固件或主體結構鋼梁鋼材的連接通常通過螺栓焊縫或鉚釘實現現行國家標準鋼結構設計規范對上述連接均作了詳細的規定可參照上述規定進行連接設計5.8.7幕墻構件與混凝土結構的連接一般是通過預埋件實現的預埋件的錨同鋼筋是錨固作用的主要來源因此混凝土對錨固鋼筋的黏結力是決定性的因此預埋件必須在混凝土澆灌前埋入施工時混凝土必須密實振搗目前實際施工中往往由于放入預埋件時未采取有效措施來固定預埋件混凝土澆鑄時往往使預埋件大大偏離設計位置影響立柱的連接甚至無法使用因此應將預埋件可靠地固定在模板上或鋼筋上當施工未設預埋件預埋件漏放預埋件偏離設計位置太遠設計變更舊建筑加裝幕墻時往往要使用后錨固螺栓采用后錨固螺栓（膨脹螺栓或化學螺栓）時應注意滿足下列要求：采用質量可靠的品牌有檢驗證書出廠合格證和質量保證書用于立柱與主體結構連接的后加螺栓每處不少于2個直徑不小于10mm度不小于110mm螺栓應采用不銹鋼或熱鍍鋅碳素鋼必須進行現場拉拔試驗有試驗合格報告書優先設計成螺栓受剪的節點形式螺栓承載力不得超過廠家規定的承載力并按廠家規定的方法進行計算5.8.8附錄C為幕墻的預埋件設計對于預埋件的要求主要是根據有關研究成果和冶金部預埋件設計規程（YS11-79）承受剪力的預埋件其受剪承載力與混凝土強度等級錨固面積直徑等有關在保證錨固長度和錨筋到構件邊緣距離的前提下根據試驗提出了半理論半經驗的公式并考慮錨筋排數錨筋直徑對受剪承載力的影響承受法向拉力的預埋件鋼板彎曲變形時錨筋不僅單獨承受拉力還承受鋼板彎曲變形引起的內剪力使錨筋處于復合應力參考冶規YS11-79的規定在計算公式中引入錨板彎曲變形的折減系數承受彎矩的預埋件試驗表明其受壓區合力點往往超過受壓區邊排錨筋以外為方便和安全考慮受彎力臂取以外排錨筋中心線之間的距離為基礎在計算公式中引入錨筋排數對力臂的折減系數承受拉力和剪力或拉力和彎矩的預埋件根據試驗結果其承載力均取線性相關關系承受剪力和彎矩的預埋件根據試驗結果當V/Vu0>0.7時取剪彎承載力線性相關當V/Vu00.7時取受剪承載力與受彎承載力不相關承受剪力壓力和彎矩的預埋件其承載力公式是參考冶規(YS11-79)和蘇聯84年規范的方法以及國內的試驗結果提出的設計取值偏于安全當N<0.5fcA時可近似取M-0.4NZ=0作為受壓剪承載力與受壓彎剪承載力計算的界限條件本規范公式(C.O.1-3)中系數0.3是與壓力有關的系數與試驗結果比較其取值是偏于安全的當M<0.4NZ時公式(C.O.1-3)即為冶規公式當N=0時公式(C.0.1-1)與公式(C.0.1-3)相銜接在承受法向拉力和彎矩的公式中均乘以0.8這是考慮到預埋件的重要性受力復雜性而采取提高其安全儲備的系數直錨筋和彎折錨筋同時作用時取總剪力中扣除直錨筋所能承擔的剪力即為彎折錨筋承拉剪力的面積：Asb(1.lV-avfsAs)/0.8fs根據國外有關規范和國內對鋼與混凝土組合結構中彎折錨筋的試驗表明：彎折錨筋的角度對受剪承載力影響不大同時考慮構造等原因控制彎折角度在15°45°之間此時錨筋強度可不折減上述公式中的1.1是考慮兩種形式的鋼筋同時受力時的不均勻系數0.9的倒數當不設置直錨筋或直錨筋僅按構造設置時在計算中應不予以考慮取As=0這里預埋件基本構造要求應滿足常用的預埋件作為目標計算公式是根據這些基本構造要求建立的在進行錨筋面積么計算時假定錨筋充分發揮了作用應力達到其強度設計值fs要使錨筋應力達到fs而不滑移拔出就要有足夠的錨固長度錨固長度La與鋼筋型式混凝土強度鋼材品種有關在現行國家標準混凝土結構設計規范(GBJ10)中有相應規定由于U的數值過大在幕墻預埋件中采用有困難所以可以采用低應力設計方法增加錨筋面積降低錨筋實際應力從而減小錨固長度當錨筋實用面積達到計算面積的1.4倍時可以將錨筋長度減小至180mm6加工制作6.1一般規定6.1.4硅酮結構密封膠長期荷載承載力很低不僅允許應力僅為0.007MPa而且硅酮結構密封膠在重力作用下(特別是石材其使用厚度遠大于玻璃)會產生明顯的變形使硅酮結構密封膠長期處于受力狀態下工作造成幕墻的安全隱患所以應在石材底部設置安全支托使硅酮結構密封膠避免長期處于受力狀態6.2幕墻構件加工制作加工精度的高低準確程度偏差的控制是影響幕墻質量的關鍵問題在這--節中對桿件的長度公差銑槽銑豁銑榫的公差都進行了規定如長度允許正負值銑槽長和寬度只允許正偏差不允許負偏差以防止出現裝配時受阻中心離邊部可以正偏差也可以負偏差銑豁時也是豁的長度寬度只允許正偏差不允許負偏差銑榫時榫的氏度和寬度允許負偏差不允許正偏差因幕墻用的幾何形狀不是機加工成型的是熱加工或冷加工或沖壓成型配合尺寸難以十分準確的掌握只能一個方面控制以便配合安裝6.3石板加工制作6.3.1在石板的規格尺寸形狀都己符合設計要求的前提下只是固定形式（長槽短槽針孔等）還沒有加工應先嚴格的檢查石板作為天然性材料有時有內暗裂不認真的挑選很難被發現所以每塊均應檢查另外對于缺角的大小數量也進行了規定如要修補其黏結強度不應小于石板的強度6.3.2本條主耍提出對鋼銷式固定的有關規定如果石板短邊尺寸太小鋼銷的數量不能少于2個并且對r鋼銷的離石板邊部距離應大子石板厚度的3倍中間距離應在石板厚度的3倍以上如上述條件不能滿足時是不能采用鋼銷安裝采取其他安裝形式6.3.3本條對開通槽提出了2條要求:一是對石板槽與支撐的不銹鋼和鋁型材提出相應要求目的在于為石板黏結專用膠的厚度及石板的厚度在計算時供參考二是對加工質量提出要求否則就不能進行下一道工序6.3.4本條對于槽的長度離邊部的距離及加工后的質量提出了具體要求如不這樣要求可能出現局部應力集中對石板的安裝造成不利影響因此應進行核算后方可加工6.3.6本條文對單元幕墻的防火安裝形式和安裝順序提出了要求因單元幕墻上下高度及預埋件形式比較多不論哪種形式都必須做到層層防火而且符合設計要求另外單元幕墻的石板固定形式可采用T形或者L形掛件但對黏結材料應采用環氧樹脂型的專用膠對支撐板的厚度應通過計算確定6.3.7由于石板的掛件要同石材專用膠黏結必須相當的潔凈因此石板經切豁或開槽等工序后應將石屑用水沖干凈干燥后方可黏結6.3.8已加工好的石板應直立存放在通風良好的倉庫內其角度