探討建筑幕墻錨栓拔力栓檢測方法

　　隨著建筑幕墻錨栓使用的日益增多，幕墻用錨栓的拔力檢測問題越來越受到關(guān)注，下面就相關(guān)的幾個問題進行探討。

　　1 、當(dāng)前建筑幕墻使用情況概況
　　隨著城市建設(shè)步伐的加快，高層和超高層建筑在大中城市都已屢見不鮮，幕墻裝飾將建筑外圍護墻的防風(fēng)、遮雨、保溫、隔噪聲、防空氣滲透等使用功能與建筑裝飾功能有機地融為一體已成為現(xiàn)代城市高層建筑的一種標(biāo)志。但由于施工質(zhì)量問題或材質(zhì)差，以及遭遇臺風(fēng)、地震等自然災(zāi)害，而致使玻璃幕墻破裂或脫落傷人的事件也時有發(fā)生，因此玻璃幕墻的使用安全越來越受到人們的重視。

　　2、 影響建筑幕墻結(jié)構(gòu)安全的幾個方面
　　在玻璃幕墻與建筑主體結(jié)構(gòu)的連接中，主要承受的荷載有:玻璃的重力荷載、風(fēng)荷載、地震作用和溫度作用，不均勻沉降導(dǎo)致大面積幕墻產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，要滿足這些荷載的要求，保證結(jié)構(gòu)安全，控制影響因素主要有以下兩個方面:
　　(1) 原材料的質(zhì)量
　　玻璃幕墻的主要原材料包括鋁合金型材、玻璃、粘結(jié)密封材料等，如果鋁合金型材和玻璃的強度不足，或以小代大，這對玻璃幕墻的整體變形有直接的影響，將會給玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)上埋下嚴(yán)重隱患，影響公共安全。
　　(2) 固定玻璃幕墻與主體結(jié)構(gòu)錨栓的連接質(zhì)量
　　玻璃幕墻是按圍護結(jié)構(gòu)來設(shè)計的，其主要構(gòu)件懸掛在主體結(jié)構(gòu)上，幕墻構(gòu)件與混凝土結(jié)構(gòu)的連接通過預(yù)埋或后置錨栓來實現(xiàn)。幕墻上的各種荷載主要由錨栓來承受，錨栓的受力大小與螺栓的直徑、埋人深度、構(gòu)件的混凝土強度、對螺母的扭力大小等因素有關(guān)。在幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計上要求連接件與主體結(jié)構(gòu)的錨固強度應(yīng)大于連接件本身承載力的設(shè)計值，與連接件直接相連的主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其承載力應(yīng)大于連接件承載力。因此如果錨栓連接件本身強度不足、主體結(jié)構(gòu)的混凝土強度達不到設(shè)計要求，或施工安裝等環(huán)節(jié)出現(xiàn)錨栓緊固不牢等問題，極易造成玻璃幕墻與主體結(jié)構(gòu)的固定不牢靠，易給玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)安全留下隱患。

　　3 、當(dāng)前建筑幕墻錨栓拔力檢測的方法及其缺陷
　　針對上述原因，玻璃幕墻工程質(zhì)量的檢測，除檢測原材料本身質(zhì)量外，檢測幕墻節(jié)點錨栓的抗拔力，以確定其實際綜合承載力顯得更為重要。固定幕墻的后置式連接件主要有兩類，一類是機械膨脹固定錨栓，另一類是化學(xué)粘合固定錨栓。錨栓拔力檢測方法有多種，目前較為先進的檢測方法是便攜式數(shù)顯錨栓拔力檢測儀，其主要檢測原理是:由電阻應(yīng)變荷重傳感器、放大電路、液晶顯示器三部分組成，被測力作用于粘貼有電阻應(yīng)變片的應(yīng)變筒上，并配以平衡電橋，在液晶顯示屏上以力的參數(shù)數(shù)字顯示。

　　目前的檢測錨栓拔力的破壞標(biāo)志主要做法有:
　　(1) 檢測時以錨栓的抗拔力達到或超過設(shè)計部門提供的荷載乘以一定的安全系數(shù)時錨栓未出現(xiàn)滑移或混凝土未破壞作為標(biāo)志。
　　(2) 將錨栓拔至破壞前的最大荷載作為極限荷載。但在實際工程檢測中，我們發(fā)現(xiàn)大多數(shù)錨栓，尤其是機械膨脹固定錨栓，在受力后，其緊固用的螺母產(chǎn)生一定位移△，但其力值不斷提高，以我市某幕墻工程為例。
　　該工程幕墻的節(jié)點錨栓設(shè)計直徑為12mm，其設(shè)計荷載單根力值為12.6kN，通過現(xiàn)場檢測，我們發(fā)現(xiàn)錨栓在受力后，其力值在達到設(shè)計值12.6kN后仍然在提高，但是其緊固用螺母的彈簧墊圈已有明顯松動現(xiàn)象，這說明儀器所測量的數(shù)值與錨栓保證節(jié)點支座固定的實際受力荷載有差異，如果錨栓的變形在允許的范圍內(nèi)，不會影響其正常使用;如果受力后由于錨栓變形過大，將引起玻璃幕墻的節(jié)點支座失去作用，從而使幕墻玻璃的內(nèi)應(yīng)力過大，而造成的玻璃易碎，直接影響玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)安全。因此，目前檢測錨栓抗拔力的判斷標(biāo)志存在著以下兩種缺陷:
　　(1)當(dāng)以錨栓受力后到破壞前的荷載作為極限荷載而未考慮節(jié)點錨栓的變形，而此時幕墻結(jié)構(gòu)的整體變形已大大超過設(shè)計所允許的變形。如果以這種破壞特征作為檢測結(jié)果，已不能滿足設(shè)計的要求。
　　(2)在玻璃幕墻節(jié)點中，由于各個錨栓的材料以及安裝施工等差異，其應(yīng)力和應(yīng)變就不一樣。在實際工作中，如果有一個錨栓失去緊固時的工作狀態(tài)而破壞時，此時該節(jié)點的荷載將由其它的錨栓來承擔(dān)。如果以上述的破壞特征作為檢測結(jié)果來評判幕墻節(jié)點支座的實際受力荷載，因其未考慮變形的要求，這種檢測結(jié)果容易造成誤判，從而給玻璃幕墻的使用結(jié)構(gòu)安全帶來許多不利因素。

　　4 、確定檢測幕墻錨栓拔力的破壞特征探討
　　在固定幕墻的后置式連接件中，各種不同的錨栓有著不同的破壞特征，對機械膨脹固定錨栓，受力后其力值不斷提高并產(chǎn)生變形，但是當(dāng)其變形超過彈簧墊圈的彈性變形后，如果此時卸荷，幕墻節(jié)點松動，錨栓失去緊固作用;而對于化學(xué)粘合固定錨栓，在安裝固定后，經(jīng)過受力，如產(chǎn)生變形，即失去錨固作用。玻璃幕墻構(gòu)件由玻璃和鋁合金框組成，變形能力很小，據(jù)《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-96第 4.2.8條明確提出，玻璃幕墻在設(shè)計允許的相對位移范圍內(nèi)不應(yīng)破壞;《建筑幕墻JG3035-1996規(guī)范》具體提出了幕墻與建筑物的允許相對位移值以r來表示。
　　針對上述檢測方法存在的缺陷，為保證幕墻節(jié)點支座的安全和不同等級玻璃幕墻在所允許的相對位移的范圍內(nèi)不破壞，在檢測錨栓的抗拔力時，應(yīng)考慮錨栓的錨固失效變形。對此，如何測定玻璃幕墻節(jié)點錨栓的抗拔力，現(xiàn)將我市國稅局營業(yè)樓玻璃幕墻工程現(xiàn)場具體的檢測方法介紹如下:
　　(1)我們采用的儀器為BLY一100錨栓拔力儀，將該儀器固定在所選要測定的幕墻節(jié)點的錨栓上，然后進行加載，在測定各個錨栓的抗拔力的同時，我們用塞尺進行觀測錨栓的受力變形:
　　①如作驗證性檢測，對機械膨脹固定錨栓，當(dāng)其力值達到設(shè)計值時，且變形在錨栓螺母彈簧墊圈的彈性極限變形范圍內(nèi)，則可認為該單個錨栓達到設(shè)計要求;對化學(xué)粘合固定錨栓，當(dāng)其力值達到設(shè)計值時，且未見其有變形，同樣可認為該單個錨栓達到設(shè)計要求。我們可以從《型彈簧墊圈》GB859一87查到彈簧墊圈的極限變形。
　　②如果作破壞性檢測，對機械膨脹固定錨栓，可繼續(xù)加載直至其變形達到彈簧墊圈的彈性極限變形，此時的最大力值為其極限荷載;對化學(xué)粘合固定錨栓，如產(chǎn)生變形，可認為此時的力值為其極限荷載。
　　(2)選取所測玻璃幕墻節(jié)點中各個錨栓的抗拔力的最低值作為該節(jié)點錨栓的單個極限承載力，以此來計算確定玻璃幕墻受力節(jié)點的承載力。綜上所述，以控制節(jié)點的變形來檢測玻璃幕墻錨栓的抗拔力，可以較為合理的反映現(xiàn)場幕墻支座的實際受力荷載，以確保玻璃幕墻結(jié)構(gòu)的安全可靠。

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