幕墙工程学习1000问大全

幕墙工程1000问第1章 总 则 1我国工程建设标准的立法体系是怎样的? 我国工程建设标准的立法体系第一层次是中华人民共和国标准化法，第二层次是国务院发布的行政法规如中华人民共和国标准化法实施条例、建设工程质 量管理条例等，第三层次是建设部发布的部门规章如工程建设国家标准管理办法、工程建设行业标准管理办法、实施工程建设强制性标准监督规定和 30kNm2第6章 荷载与作用 690风荷载正确取值对建筑幕墙设计的重要意义何在? JGJ 1022003玻璃幕墙工程技术规范指出：玻璃幕墙的设计主要取决于风荷载作用，一般情况下，对建筑幕墙起控制作用的是风荷载，应确保建筑幕墙风荷 载作用下的可靠性。风荷载是作用于幕墙上的一种主要直接作用，它垂直作用于幕墙的表面上。幕墙是一种薄壁外围护构件，一块玻璃、一根杆就是一个受力单元， 而且质量较轻。在设计时，既需考虑长期使用，保证幕墙在一定时距平均最大风速的风荷载作用下正常功能不受影响，又必须注意到在阵风袭击下幕墙不受损坏，避 免安全事故。 691什么是风荷载标准值? 施加于建筑物表面风压的基本代表值。为当地基本风压和当地风压高度变化系数、结构的风荷载体型系数以及相应高度处的风振系数的乘积。 692如何计算风荷载标准值? 建设部2002年1月10日以建标200210号通知发布了GB 500092001建筑结构荷载规范，从2002年3月1日起施行。GB 500092001建筑结构荷载规范规定，对垂直于建筑物表面的风荷载标准值，当计算主要承重结构时应按下式计算： 693什么是基本风压? 风是空气的流动，必然就有速度，当风以一定速度向前运动遇到幕墙阻碍时，幕墙就承受风压。风速越大，对幕墙的压力越大。风压是一种速度压。风的成因很复 杂，影响我国的风气候系统大致有台风、季风、峡谷风、寒潮风等，它们的运动规律多种多样。幕墙所在地的地理位置不同，它们所承受的风荷载也不同，在设计幕 墙时，逐个根据风速资料确定风荷载不是一般单位能做到的，只要求一些特殊的、特别重要的建筑物，通过分析气象观测资料和风洞试验来确定风荷载值，而对大量 一般性工程的幕墙，则依据GB 500092001建筑结构荷载规范规定的基本风压来计算风荷载值。 基本风压系以当地比较空旷地面上离地10m高、统计所得的50年一遇10min平均最大风速Vo(ms)为标准确定的风压值。 694建筑幕墙的基本风压如何取值? 基本风压应按GB 500092001规范附录D4给出的50年一遇的风压或全国基本风压分布图(见GB 50009附图D53)采用，但不得低于03kNm2。 对于围护结构，其重要性与主体结构相比要低些，仍可取50年一遇的基本风压。 现在有些地方建设部门，以厦门9914号台风、浙江2005年云娜台风为由，提出要改取100年一遇的基本风压。这是由于当地新闻单位误导的结果，厦门 9914号台风阵风风速46ms，按厦门19581961年221次风过程统计分析，瞬时风速为10min平均风速的145倍，按此折算10分钟平 均风速为3172ms(按全世界平均值15倍折算10分钟平均风速为3067ms)，为11级风(风速285326ms)，不是14级 风(风的等级表只有012级，12级为风速，326ms)，按厦门基本风压080kNm2折算风速为3578ms，即厦门9914号台风风 压远未达到厦门的基本风压；2005年云娜台风，温州阵风风速369ms(折算基本风速246ms)，未达到其基本风压06kNm2(折算基 本风速31ms)；浙江省台州下大陈阵风风速587ms(折算基本风速3913ms)，未达到其基本风压14kNm2，折算基本风速47 33ms。它说明取50年一遇的基本风压是可行的。 695什么是风压高度变化系数? 反映风压随不同场地、地貌和高度变化规律的系数。以规定离地面高度的风压为依据，为不同高度风压与规定离地面高度风压的比值。 在大气边界层内，风速随离地面高度变化而增大。当气压场随高度不变时，速度随高度增大的规律，主要取决于地面粗糙度和温度垂直梯度。通常认为在离地面高度 为300500m时风速不再受地面粗糙度的影响，也即达到所谓“梯度风速”，该高度称之梯度风高度。地面粗糙度等级低的地区，其梯度风高度比等级高的地 区为低。 696什么是地面粗糙度? 风在到达结构物以前吹过2km范围内的地面时，描述该地面上不规则障碍物分布状况的等级。 697地面粗糙度怎样分类? 地面粗糙度可分为A、D、C、D四类： A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区。第7章 设计计算一般规定 761什么是结构的可靠度? 建筑结构的可靠性直接关系到人民生命财产安全，历来是建筑结构设计必须首先面对和需要审慎解决的重大问题。结构的可靠性是指结构在规定的时间内、在规定的 条件下、完成预定功能的能力。结构的可靠度是对结构可靠性的定量描述，即结构在规定的时间内、在规定的条件下、完成预定功能的概率。建筑结构可靠度也是一 个国家综合性经济政策问题，实际上是选择一种安全与经济相对的最佳平衡。 762什么是结构的设计使用年限? 结构的设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件，不需要进行大修即可按其预定目的使用的时期。设计使用年限是房屋的地基基础和主体结构“合理使用年限”的具体化，实际上它与合理使用年限是等同的含义。 GB 500682001建筑结构可靠度设计统一标准规定：“结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠度。结构的可靠度可采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定”。结构在规定的设计使用年限内满足以下功能要求： (1)在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用。 (2)在正常使用时具有良好的工作性能。 (3)在正常维护下具有足够的耐久性。 (4)在设计规定的偶然事件发生后，仍然能保持必须的整体稳定性。 结构的设计使用年限如表7-1： 为保证建筑结构具有规定的可靠度，除应进行必要的设计计算外，还应对结构材料性能、施工质量、使用和维护进行相应的控制。 结构可靠度与结构的使用年限长短有关，GB 500682001建筑结构可靠度设计统一标准所指的结构可靠度，是对结构的设计使用年限而言的，当结构的使用年限超过设计使用年限后，结构失效概率可能较设计预期值要大。 763玻璃幕墙的设计使用年限规定为多少年? JGJ 1022003玻璃幕墙工程技术规范条文说明第1211条指出：玻璃幕墙属于易于替换的结构件，玻璃幕墙设计使用年限属二类，其设计使用年限为 25年(第516条指出：除预埋件之外，其余幕墙构件的安全等级一般不会超过二级，设计使用年限一般考虑为25年)。 764什么是设计基准期? 设计基准期是为确定可变作用及与时间有关的材料性能等级取值而选用的时间参数。它不等同于建筑结构的设计使用年限。GB 500682001建筑结构可靠度设计统一标准所考虑的荷载统计参数，都是按设计基准期为50年确定的。 765什么是建筑寿命? 建筑寿命是指从规划、实施到使用的总时间，即从确认需要建造开始直到建筑毁坏的全部时间。它不等同于建筑结构的设计使用年限，它也不等同于设计基准期。 766什么是建筑结构设计的极限状态? 极限状态是指整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态为该功能的极限状态。 极限状态可分为下列两类： (1)承载能力极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了承载能力极限状态： 1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等)。 2)结构构件或连接因超过材料强度而破坏(包括疲劳破坏)，或因过度变形而不适于继续承载。 3)结构转变为机动体系。 4)结构或结构构件丧失稳定(如压屈等)。 5)地基丧失承载能力而破坏(如失稳等)。 承载能力极限状态可理解为结构或结构构件发挥允许的最大承载功能的状态。结构构件由于塑性变形而使其几何形状发生显著改变，虽未达到最大承载能力，但已彻底不能使用，也属于达到这种极限状态。 疲劳破坏是在使用中由于荷载多次重复作用而达到的承载能力极限状态。 (2)正常使用极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。当结构或结构构件出现下列状态时，应认为超过了正常使用极限状态： 1)影响正常使用或外观的变形。 2)影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括裂缝)。 3)影响正常使用的振动。第8章 杆件设计 793横梁截面壁厚有什么规定? JGJ 1022003玻璃幕墙工程技术规范规定铝合金型材壁厚横梁截面主要受力部位的厚度，应符合下列要求： (1)截面自由挑出部位(图81a)和双侧加劲部位(图81b)的宽厚比bot应符合表81的要求。 (2)当横梁跨度不大于12m时，铝合金型材截面主要受力部位的厚度不应小于20mm。当横梁跨度大于12m时，其截面主要受力部位的厚度不应小于25mm。型材孔壁与螺钉之间直接采用螺纹受力连接时，其局部截面厚度不应小于螺钉的公称直径； (3)钢型材截面主要受力部位的厚度不应小于25mm。 794当不同规范对横梁截面壁厚规定不一致时如何执行? 横梁截面壁厚JGJ 1022003玻璃幕墙工程技术规范第621条是强制性条文，而JGJ 1392001玻璃幕墙工程质量验收标准第222或GB 502012001第919条为非强制性条文，应按JGJ 1022003第621条强制性条文执行。 795立柱截面壁厚有什么规定? JGJ 1022003玻璃幕墙工程技术规范规定：立柱截面主要受力部位的厚度，应符合下列要求。(1)铝型材截面开口部位的厚度不应小于3，0mm，闭口部位的厚度不应小于25mm。型材孔壁与螺钉之间直接采用螺纹受力连接时，其局部厚度尚不应小于螺钉的公称直径。 (2)钢型材截面主要受力部位的厚度不应小于30mm。 (3)对偏心受压立柱，其截面宽厚比应符合规范第621条的相应规定。 796当不同规范对立柱截面壁厚规定不一致时如何执行? 立柱截面壁厚JGJ 1022003玻璃幕墙工程技术规范第631条是强制性条文，而JGJT1392001玻璃幕墙工程质量验收标准第222条或GB 502012001第919条为非强制性条文，应按JGJ 1022003第611条强制性条文执行。 797立柱内力分析方法应如何采用? 有的审图单位要求： “立柱要按简支梁分析内力。”JGJ 10022003玻璃幕墙工程技术规范第636条规定：“应根据立柱的实际支承条件，分别按单跨梁、双跨梁或多跨铰接梁计算弯矩。”JGJ 10022003条文说明第634635条指出：“大多数工程，应按铰接多跨梁来进行立柱的计算。” 798什么是立柱内力分析单跨梁(简支梁)计算简图? 立柱内力分析单跨梁(简支梁)计算简图(图8-2)是指幕墙立柱每层用一处连接件与主体结构连接，每层立柱在连接处向上悬挑一段，上一层立柱下端用插芯连 接支承在此悬挑端上。计算时取简支梁计算简图是对结构作了简化，假定立柱是以连接件为支座的单跨梁(也可以认为是以楼层高度为跨度的简支梁)，这样按简支 梁计算弯距与剪力。而实际上每层只有一个支座(即相邻两跨共用一个支座)，由于简支梁跨中弯距最大，而跨中剪力为零，而支座剪力最大，弯距为零，弯距控制 截面无剪力，剪力控制截面无弯距，只分别按弯距效应和剪力效应进行验算。但在验算立柱与主体结构连接时不能用简支梁两支座中一个反力进行计算，而应取两支 座反力之和(一跨只有一个连接点)。 799什么是立柱内力分析双跨梁计算简图? 立柱内力分析双跨梁计算简图(L=L1+L2，L1L2)(图8-3)是指幕墙立柱每层有两处连接件与主体结构连接，每层立柱在楼层处连接点向上悬挑一 段，上一跨立柱下端用插芯连接支承此悬挑端上。计算时取双跨梁计算简图是对结构作了简化，假定立柱是以楼层处连接点为端支座，梁底连接点为中间支座的双跨 梁，共三个支座，实际上每层只有两个支座(上第9章 面板设计 809玻璃面板的内力和变形应怎样计算? JGJ 1022003玻璃幕墙工程技术规范指出：玻璃内力分析宜采用正规的结构力学计算公式(如有限元法)较为妥当。JGJ 1022003玻璃幕墙工程技术规范为方便使用，提供了简单、易行且计算精度可满足工程设计要求的简化设计方法，它采用了建筑结构静力计算手 册”用弹性薄板小挠度理论编制的数表计算的计算方法，建筑结构静力计算手册的计算数表是根据弹性薄板小挠度理论的假定推导的，用双调和偏微分方程求 解，列出了泊松比v为。的弯矩系数与挠度系数，v=0代表一种实际上并不存在的假想材料。当v值不等于零时，其挠度及支座弯矩仍可按这些表求得。考虑与大 挠度分析方法的计算结果的差异，将应力与挠度计算值予以折减。 810为什么将玻璃面板的应力与挠度计算值予以折减? 上述公式是在弹性小挠度情况下推导出的，它假定只产生弯曲变形和弯曲应力，而面内薄膜应力则忽略不计，弹性小变形理论的适用范围是：dft，此处t为板厚。 当板的挠度“大于板厚时，按公式(11)和(12)计算的应力o和挠度df比实际的大，而且随着挠度与板厚之比加大，计算的应力和挠度偏大较多，失去了计算的意义。由于计算的应力，和挠度df比实际大得多，计算结果不能反映实际受力和变形情况(图9-1)。 按弹性小变形计算结果设计板材，会增加材料用量，而且应力和挠度控制条件失去了意义。通常玻璃板的挠度允许值可达到边长的1100，对于边长为 1000mm的玻璃板，挠度允许值可达10mm，已为厚度为6mm玻璃的16倍，此时应力、挠度的计算值会比实际值约大3050。控制计算挠度 df小于边长的1100与预期的控制值偏严太多，强度条件也偏严太多。 为此，对玻璃板进行计算时，应对现行小挠度应力和挠度计算公式，考虑一个系数予以修正。 大挠度板的计算是比较复杂的非线性弹性力学问题，难以用简单公式表达，一般要用专门的计算方法和专门的软件，针对具体问题进行具体计算，显然这对于幕墙设计是不方便的。 英国BAMami和DCWJlimns对不同边界的矩形板进行了系统计算，发表了Thin Plate Design For Transverse Loading一书。根据其大量计算结果适当简化、归并以利于实际应用，选择了与挠度直接相关的参量为主要参数，编制了表9-1，参数的量纲就是挠 度与厚度之比： 按计算结果，v数值随口下降很快，即按小挠度公式计算的应力和挠度可以折减很多，为安全稳妥，在编制表92时，取了较计算结果偏安全的数值，留有充分的 余地。按表9-2对小挠度公式应力计算结果进行折减，不仅减小了板材厚度，节省了材料，而且还有较大的安全余地。同样在计算板的挠度df时，也宜考虑此折 减系数V(表9-2)。第10章 连接设计 839怎样全面认识幕墙的连接设计? JGJ 1022003(玻璃幕墙工程技术规范规定：“玻璃幕墙应按围护结构设计”(第511条)。“玻璃幕墙应具有足够的承载能力、刚度、稳定性和相对 于主体结构的位移能力。采用螺栓连接的幕墙构件，应有可靠的防松、防滑措施。采用挂接或插接的幕墙构件，应有可靠的防脱、防滑措施。” (第512条)JCJl332001第512条指出： “幕墙构架立柱的连接金属角码与其他连接件应采取螺栓连接，螺栓垫板应有防滑措施”。 中国建筑科学院1999年2月3号建院科便字1999第3号函指出：“JGJl021996玻璃幕墙工程技术规范第512条并应采用弹性活动连接这种提法不够准确。” 840幕墙的连接设计怎样计算? 幕墙构件连接处的连接件焊缝、螺栓、铆钉等JGJ 1022003玻璃幕墙工程技术规范虽未列出公式，但已明确规定应符合国家现行标准GB 500172003钢结构设计规范和JGJ 991998高层民用建筑钢结构技术规程，现将有关公式列出： (1)连接计算要计算一个螺栓承载能力：第11章 杆件及面板加工 862怎样认识全面质量管理? 玻璃幕墙是高风险的高科技产品，要使它达到规定的性能等级和质量标准，必须按全面质量管理的要求进行全过程的技术管理。全面质量管理是把产品质量的形成过 程看成是一个动态发展过程，是随客观条件变化而变化的。任何产品(工程)质量都有一个逐步形成的过程，这个过程包括许多环节(设计、材料、制作、安装 等)，我们已经分析过玻璃幕墙的许多关键问题，并且指出玻璃幕墙的质量不单取决于设计环节和材料的质量，要重要的是制作安装过程的质量控制。玻璃幕墙从设 计到施工全过程各环节的质量控制是将预防为主的方针贯彻到设计、施工、安装的全过程。检验是保证质量的重要手段，但是任何产品都是设计、施工、生产出来 的，而不是检验出来的。单纯的质量检验属于事后检查，是一种被动的质量控制方法，对施工结果检验得再严，也只能把不合格的产品(工程)检验出来，而不能在 工程施工前或施工过程中排除质量问题的发生，生产出合格的产品(工程)。 以预防为主进行质量控制是全面质量管理一个很重要的方面。要做到这一点，必须采用科学的方法，对整个设计、制作、安装过程的各道工序，每个环节都进行预防 性质量控制，实行全过程管理、全企业管理、全员管理。还要树立为用户服务的观点，顾名思义，凡是接受上道工序的产品(工程)进行再施工的下道工序，就是上 道工序的用户。玻璃幕墙工程施工工序复杂，很多是交叉作业，工种之间互为用户，下道工序就是用户。全面质量管理的要求各个环节的都有明确的技术要求和进行 质量控制。 863铝型材怎样选料? (1)玻璃幕墙采用铝合金材料的的化学成分应符合现行国家标准GBT 3190一1996变形铝及铝合金化学成分的有关规定。铝合金型材质量应符合现行国家标准GBT 52372004铝合金建筑型材的规定，GBT 52372004铝合金建筑型材对型材尺寸及其允许偏差分为普通级、高精度级、超高精度级三个等级。型材尺寸允许偏差应达到高精级或超高精级。 这是因为只有采用高精级型材，才能保证幕墙制作、安装达到标准。如果采用普通级，由于型材允许偏差太大，加工制作安装过程中偏差的积累，最终产品质量将很 难达到质量标准。这里还需强调指出，高精度不仅是出厂时的等级，而且是到安装时还保持的等级，即型材在运输、保管及加工过程中要采取措施，保证型材不降 级，如果在运输、保管、加工过程中乱丢、乱堆也会使高精级型材降为不合格型材。对单元式幕墙型材的尺寸及允许偏差除了满足GBT 5237规定的通用标准外，还要针对单元式幕墙的特点提出补充要求，即单元式幕墙是靠对插组合成组合杆件的，各种位置达到设计要求就要对对插件的位置及其 尺寸提出允许偏差值，要求对插后组合成的组合杆件外形尺寸、尤其是内外两面的平整度小于o3mm，尤其是外表面的平整度会直接影响幕墙接缝处高低差，要 从严掌握。两对插件的间隙如果掌握不好，要么对插不进，要么间隙太大影响气密性能。 (2)用穿条工艺生产的隔热铝型材，其隔热材料应使用PA66GF25(聚酰胺66+25玻璃纤维)材料，不得采用PVC材料。用浇注工艺生产的隔热铝型材，其隔热材料应使用PUR(聚氨基甲酸乙酯)材料。连接部位的抗剪强度必须满足设计要求。 (3)铝合金型材采用阳极氧化、电泳涂漆、粉末喷涂、氟碳漆喷涂进行表面处理时，应符合现行国家标准GBT 523铝合金建筑型材规定的质量要求，表面处理层的厚度应满足表111的要求。 864为什么铝型材氧化膜厚度要采用AAl5级? 氧化膜厚度分为AA10、AAl5、AA20、AA25四个等级。其中凡与结构胶相接触的部分的阳极氧化镀膜层不应低于AAl5级要求。与结构胶相接触 的框架用型材表面氧化膜厚度不低于AAl5级的规定，是总结几年来结构胶粘接性能试验的结果。沈阳飞机制造厂和法国罗纳公司对沈阳飞机制造厂的各三组结构 胶与框架用铝型材粘接样品进行剥离试验，浸水(淡水、海水)7天后，均发现有脱胶现象，经分析检查胶处有下列情况： (1)氧化膜过薄，为36m。 (2)渗入铝表面的杂质过高，这种杂质由于氧化程序太短，使很多水溶性杂质未能溶解及时泄出。 美国康道宁公司建筑试验室为如皋市铝合金门窗厂(采用兴发AAIO级型材)的试样所作粘接性试验，也发现局部粘接不稳定的情况。但迄今为止，用AAl5级型材制作的试样还未发现粘接不稳定的情况，所以规定必须采用AAl5级。 865氟碳漆有哪些品种? 氟碳漆品种有： (1)PTFE聚四氟乙烯树脂，如“特富龙”不粘锅涂料。第12章 框架安装 941玻璃幕墙安装施工的施工组织设