结构工程师考试备考辅导一级结构工程师：幕墙玻璃的安全选用2

一级结构工程师：幕墙玻璃的安全选用（2）三、半钢化玻璃（一）半钢化玻璃的特点半钢化玻璃热处理类似于钢化玻璃，但钢化程度低，控制其表面应力不大于69N/mm.半钢化玻璃不属于目前定义的“安全玻璃”。半钢化玻璃表面应力低，所以不存在自爆的，危险，不受外界影响时，它决不会自行爆炸，所以从这个意义来说，它比钢化玻璃要安全。即使，在外力作用下破碎，由于周边有胶缝和槽口，放射形的裂缝所形成的碎块也不会轻易坠落。可以有时间进行拆除、更换。半钢化玻璃表面较为平-整，映像畸变小，较为美观。（二）半钢化玻璃已有长期应用的经验由于半钢化玻璃有上述优点，所以在港澳和国外的玻璃幕墙中已经有很长的应用历史，目前不少工程仍在应用。国内在902000年期间，不少工程采用半钢化玻璃，至今情况良好。96年建成的广州市长大厦，中空玻璃的外片采用比利时6mm金黄色镀膜半钢化玻璃，内片采用南玻6mm浮法玻璃；97年建成的广东省公安指挥中心高1m，采用美国6mm银灰色镀膜单片半钢化玻璃；99年建成的青岛光大银行为半钢化中空玻璃，外片为6mm美国产银灰镀膜玻璃。上述笔者经手的几个工程，至今十年过去，并未发生玻璃破碎的安全事故。上世纪九十年代建成的北京新东安市场采光顶，采用半钢化夹胶（本体绿玻璃加白玻），至今未发现有自行破碎的板块。半钢化玻璃相对而言，安全性是较高的。（三）大型幕墙纷纷采用半钢化玻璃莫斯科俄罗斯联邦大厦屋面高度达341m，为欧洲的建筑，由美国设计， 中建公司总承包，沈阳远大承担玻璃幕墙工程。考虑到工程位于万里之外，一旦玻璃自爆，进行更换、维修成本极为昂贵，因此决定本工程全部采用半钢化玻璃。其中透光部分为夹层中空（6mm+1.PVB+6mm）+Ar+8mm，三片玻璃均为半钢化；不透光部分为8mm蓝天白云彩釉印花单片玻璃，也是半钢化。目前在建的广州电视塔为世界的独立塔。总高度620 m，幕墙高度430m，幕墙总面积3.2万平方米，由超过5000块的三角形板块组成，采用双夹层中空：（8ra m+1.52SGP+8mmLow.E）+A+（8mm+1.52SGP+8mm）。塔身上、下粗，中部收小，外形为双曲抛物面。考虑到玻璃类型多，高空更换玻璃极为困难，全部玻璃采用半钢化。广州另一个在建工程广州珠江新城西塔，为高度432m的综合性大楼，立面双向弯曲。比较过钢化玻璃和半钢化玻璃两个方案。高空更换玻璃极为困难，防止自爆是大家首要考虑，经过论证决定采用（8mm+1.52PVB+8mm）+A+mm夹层中空玻璃，三片玻璃均为半钢化。四、承重玻璃结构采用单片钢化玻璃要填重单片钢化玻璃虽然称为安全玻璃，但它有两个致命缺陷，使它不宜在承重玻璃结构中采用：1.无外部原因的自爆；2.自爆后飞散，瞬间全部丧失承载力或产生人、物的坠落危险。（一）承重玻璃梁、玻璃柱全玻幕墙的承重玻璃肋（玻璃柱）、采光顶的玻璃梁都是面玻璃的支承结构，一旦玻璃梁、柱发生自爆、飞散，面板失去支持，幕墙或采光顶就会垮塌，造成严重的后果。北京就发生过由于玻璃肋自爆导致大堂全玻幕墙垮塌的事故。玻璃梁，肋等宜采用夹层玻璃。点支承时宜采用钢化夹层玻璃；经计算支承点应力许可时，也可以用半钢化夹层玻璃。如果全玻幕墙高度大于8m，采用夹层玻璃有困难时，宁愿采用浮法玻璃肋。浮法玻璃肋虽然不是安全玻璃，不能保证绝对安全，但至少不会突然自爆。而且它即使在外部因素作用下破裂时，也不会突然飞散消失，它会破碎后位于原地，临时支撑一下面板，以便抢修，不至于发生面板倒塌的重大事故。（二）玻璃地板、玻璃楼梯踏板、玻璃栏板这些部位不采用单片钢化玻璃的原因是防自爆，防飞散，防人员坠落。目前不少公共建筑栏板还在用单片钢化玻璃，这种栏板也发生过多起自爆后伤人的事件。当栏板不能不用单片钢化玻璃时，其厚度不应小于mm，而且随时检查，一旦自爆，要及时修理更换。五、采光顶玻璃采光顶用单片钢化玻璃还是夹层玻璃目前存在争议，原因是这两种玻璃用在采光顶上，都不能保证绝对安全。单片钢化玻璃会自爆，飞散，伤人毁物；但钢化夹层玻璃自爆后会发生挠曲，会整体落下，也非常危险，两种类型的事故国内都发生过。两种玻璃都不理想，只有在两者之中求其危险较轻者。5m高度以下可以采用单片钢化玻璃。其它情况下还是用夹层玻璃为好。为防止夹层玻璃整体落下，玻璃分格不宜大于1.6m1.6m；玻璃入槽深度不宜小于22mm.对于框支承玻璃，宜优先选用浮法玻璃和半钢化玻璃制成的夹层玻璃，因为可以免除自爆更换玻璃的麻烦，而且它们破裂后成大块碎片，具有一定的剩余承载力和剩余刚度，不会轻易下垂、拔出、落下，相对较为安全。六、不要让房子变成火的牢笼由于对“幕墙要用安全玻璃”的内含理解不全面，有些工程整座房屋的幕墙全部采用夹层玻璃。夹层玻璃不怕强力冲击，碎而不破，不会飞散，可以称作安全玻璃，但如果整座建筑的外墙都采用夹层玻璃，又没有设置足够的疏散通道和自动消防设备，一旦火灾就会出现门窗封死，逃生无门的危险局面。特别是主要依靠外部消防的公共场所和低层办公、住宅建筑，如果全部采用夹层玻璃，一旦发生火灾，消防人员无法击碎玻璃进行抢救，里面受困人员无法破窗逃生，安全玻璃就变成了安全大患。因此，这些建筑的幕墙必须部分采用单片玻璃作为紧急出口，并做出明显标记。七、点支承玻璃点支承玻璃在支承点（包括钢爪支承和夹板支承）会产生很大的局部应力，浮法玻璃强度低，难以承受，宜采用强度高的钢化玻璃及其制品。优先考虑采用钢化夹层玻璃和钢化中空夹层玻璃。当然，经过计算，如果支承点的应力较小，选用半钢化夹层玻璃更为有利。中空玻璃中的夹层玻璃宜放在室内侧。采用点支承单片钢化玻璃同样要注意其自爆问题。八、防火玻璃玻璃幕墙和采光顶所用的防火玻璃应采用单片铯钾玻璃。它主要用于：1.有透光要求的层间的水平防火墙（高800mm）和楼层中防火墙左右两侧的透明竖向防火墙（左右各宽1.0m）。2.有美观透明要求的层间防烟封堵。3.楼层中划分两个防火分区的透明防火墙。4.连层的室内天井周边的防火包封。防火铯钾玻璃可以有1.0小时2.5小时的耐火性能，而铝型材熔点低，耐火性能差，不能作为防火玻璃的支承结构，防火玻璃通常由钢结构支承，必要时钢结构还附加防火被覆。深圳电视中心透镜型白玻外幕墙，为取得全透明的效果，其层间防烟封堵就不用岩棉，代之以8mm厚的铯钾防火玻璃。北京电视中心中央有一个3lmm36 m，高近200m的大天井，由于防火安全的要求，周边用防火玻璃墙包封，大天井成为独立的防火分区。在建的广州西塔（高430m）也有一个三角形的连层大天井，其中一部分也要采用防火玻璃包封。九、采取设计施工措施，减少玻璃破裂目前工程中大量玻璃破碎，有因玻璃自爆，有因温度变化，真正受到强风、地震作用而损坏的并不多。大量破损都是可以通过设计和施工措施来减少的。（一）设计方面原因1.玻璃支承点太多。由于建筑要求玻璃大面积，采用六点、八点或四点、六点再加一对边支承。这样多的支承点受力不均匀，很容易使玻璃开裂。2.支承处约束过强，点支承头无 赵西安铰，玻璃入槽卡得太紧，玻璃板转动困难。3.板缝太小，玻璃膨胀后顶死。笔者最近在西藏林芝看到一一个办公楼的单玻隐框幕墙，30以上的玻璃碎裂，许多裂缝平行于板缝，玻璃被挤压向外拱起。这由于板缝宽度不到8mm，西藏日夜温差大，白天阳光下玻璃膨胀，板缝窄，嵌缝胶又硬化，玻璃平面内变形受限，只有外拱破裂。（二）施工方面原因1.边缘处理。有些玻璃未细磨边，未倒棱；甚至有些玻璃根本没有磨边，崩边、崩角也不处理，这就容易发生自爆或破裂。2.强迫安装。玻璃钢化后不平，多点支座也不找平，高高低低，装不上硬装，安装初