鋼框架玻璃幕墻在建筑幕墻工程中的應(yīng)用

文／喬亞靜 銀川市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 寧夏銀川 750001

引言：

鋼框架玻璃幕墻是一種常見(jiàn)的建筑外墻裝飾材料，與傳統(tǒng)的建筑外裝飾相比，在功能性以及美觀性能上都有很大的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在框架強(qiáng)度高以及材質(zhì)重量輕；在建筑室外裝飾方面，也可從不同的角度，呈現(xiàn)出不同的色調(diào)，受到使用者的喜愛(ài)[1]。因此相關(guān)的建筑企業(yè)與施工企業(yè)需要加強(qiáng)重視，安全、合理的運(yùn)用鋼框架玻璃幕墻，才能更好的完善建筑質(zhì)量。（圖1）

圖1 異形、大板塊鋼框架玻璃幕墻

1、鋼框架玻璃幕墻的相關(guān)概述

在建筑室外裝飾工程建設(shè)中，隨著建筑外觀設(shè)計(jì)形態(tài)的多樣性增加，異形裝飾玻璃的使用也更加廣泛，部分商業(yè)體或展廳對(duì)玻璃板塊要求越來(lái)越大，對(duì)于建筑玻璃幕墻也提出了新的要求[2]。常規(guī)使用的玻璃幕墻，多采用鋁合金型材框料作為主框架，鋁合金的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值85.5 Mpa，彈性模量是0.7x105Mpa，在風(fēng)荷載較大或樓層數(shù)較多的建筑物上，往往不能達(dá)到幕墻的使用要求；而鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為215 Mpa，彈性模量是2.1x105Mpa，其彈性模量是鋁合金的3 倍，而強(qiáng)度是鋁材的2.5 倍，所以，在高層建筑、結(jié)構(gòu)連接跨距較大以及大板塊玻璃幕墻的使用當(dāng)中，鋼框架更具優(yōu)勢(shì)[3]。在我國(guó)一些大型商場(chǎng)、展廳、餐飲酒吧以及高檔公寓或者是寫(xiě)字樓中，因?yàn)闃I(yè)主對(duì)于采光何通透性有比較高的需求，因此多使用大板塊玻璃幕墻，這不僅滿足了業(yè)主的需求，也開(kāi)啟了現(xiàn)代建筑裝飾的新發(fā)展。大板塊及異形玻璃幕墻中，對(duì)于安全方面有比較高的要求，也越來(lái)越重視建筑玻璃幕墻的安全性能，鋼框架玻璃幕墻的安全穩(wěn)定性能及安裝的過(guò)程中，優(yōu)勢(shì)明顯，其主要的支撐結(jié)構(gòu)是鋼材，鋼材的強(qiáng)度和可承受的形變程度更符合梁柱等可有效連接部位大跨距中使用，與此同時(shí)，在一些大型商場(chǎng)與高檔公寓中，使用大板塊玻璃幕墻及造型復(fù)雜的異形幕墻，滿足了人們對(duì)于審美的需要[4]。除此之外將鋼型材作為防火玻璃幕墻的支撐材料，也比鋁型材更適用，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)鋼型材很好的支撐幕墻的板塊分格，對(duì)于提升玻璃幕墻的通透性有著重要意義?？偠灾S著時(shí)代的進(jìn)步發(fā)展，鋼框架防火玻璃幕墻成為了當(dāng)下我國(guó)建筑外裝飾施工中普遍應(yīng)用的材料，因?yàn)檫@種幕墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，不僅僅可以提高整體建筑的美觀性，也有利于提高建筑的整體性能[5]。（圖2）

圖2 鋼框架玻璃幕墻橫剖連接方式大樣圖

2、目前鋼框架玻璃幕墻在建筑幕墻應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題

2.1 需要重視鋼框架玻璃幕墻的耐火性

在目前的建筑室外裝飾中，鋼框架玻璃幕墻作為一種重量輕，強(qiáng)度高的建筑材料，成為玻璃幕墻的重要支撐構(gòu)件，但就從防火的角度而言，鋼材對(duì)火的敏感性較強(qiáng)，它的耐火能力達(dá)不到相應(yīng)的要求。由于其在高溫作用下的物理特性直接影響幕墻在火災(zāi)中的整體穩(wěn)定性，所以對(duì)鋼框架高溫高熱作用下的各項(xiàng)性能指標(biāo)及特性進(jìn)行審核分析是十分必要的，在實(shí)際施工過(guò)程當(dāng)中，對(duì)所用鋼材表面也要進(jìn)行達(dá)標(biāo)的防銹防腐防火處理，鋼框架及連接件在制作前，鋼材表面應(yīng)進(jìn)行除銹處理，除銹等級(jí)不得小于Sa2.5，防腐涂層厚度為115-140μm，鋼構(gòu)耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)，并應(yīng)與防銹蝕油漆進(jìn)行相容性試驗(yàn)，并進(jìn)行面層漆的處理，鋼框架及其構(gòu)件的耐火性能需要高度重視。

2.2 鋼框架玻璃幕墻的質(zhì)量水平不能得到保證

針對(duì)于現(xiàn)有的裝飾建設(shè)公司，運(yùn)用鋼框架玻璃幕墻的技術(shù)并不成熟，間接影響了施工質(zhì)量。因此在運(yùn)用鋼框架玻璃作為幕墻裝飾，需要做好每一步的安裝步驟及施工工藝，如果在施工安裝過(guò)程中出現(xiàn)了問(wèn)題，可能會(huì)導(dǎo)致玻璃幕墻在后期適用的過(guò)程中，漏水滲水、氣密不要嚴(yán)，抗風(fēng)壓性能差以及大風(fēng)等極端天氣高空墜物的危險(xiǎn)，嚴(yán)重的也會(huì)影響建筑內(nèi)居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。鋼框架玻璃幕墻在很大程度上，提升建筑玻璃幕墻的安全性能以及自身美觀程度，因此也需要加強(qiáng)對(duì)其重視。

2.3 與鋼框架玻璃幕墻配套的高質(zhì)量產(chǎn)品較少

在安裝鋼框架玻璃幕墻的過(guò)程中，需要充分的發(fā)揮配套設(shè)備及零件的使用，這些配套設(shè)備在運(yùn)用中會(huì)對(duì)于鋼框玻璃幕墻的質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。但是在目前我國(guó)的建設(shè)材料市場(chǎng)中，可以與鋼框架玻璃幕墻進(jìn)行搭配使用的產(chǎn)品不足，在五金配件上質(zhì)量不穩(wěn)定是很大的因素，因此，很多鋼框架因?yàn)槿狈ξ褰疝D(zhuǎn)接安裝構(gòu)件，實(shí)際施工時(shí)，多采用野蠻焊接，找平固定，這也在很大程度上阻礙了鋼框架玻璃幕墻的運(yùn)用[6]。

2.4 鋼框架玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)安全性有待提升

由于我國(guó)在建筑材料方面的管理制度存在一些不足，假冒偽劣產(chǎn)品一直廣泛存在與我國(guó)的建筑市場(chǎng)中，嚴(yán)重阻礙了我國(guó)鋼框架玻璃幕墻的安全性與使用性。隨著幕墻施工技術(shù)的廣泛普及，我國(guó)也積極出臺(tái)了相關(guān)政策來(lái)規(guī)范幕墻的安全使用，并對(duì)其結(jié)構(gòu)性功能也進(jìn)行了新的規(guī)定。但是在實(shí)際的鋼框架玻璃幕墻施工建設(shè)上，幕墻結(jié)構(gòu)的安全性保證還存在一些問(wèn)題，這些問(wèn)題也對(duì)其產(chǎn)生了較大影響。與此同時(shí)在鋼框架玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)安全性監(jiān)測(cè)方面并沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這也在一定程度上阻礙了鋼框架玻璃幕墻的安全性提升。

2.5 鋼框架玻璃幕墻安裝技術(shù)水平較低

鋼框架玻璃幕墻施工與普通建筑門窗的安裝具有相通性，但是與普通門窗安裝不同的是，鋼框架玻璃幕墻的施工相對(duì)于水密性以及氣密性的要求比較高，但是由于當(dāng)前的施工水平受到限制，鋼框架玻璃幕墻在施工的過(guò)程中，很容易受到施工單位施工技術(shù)水平的影響，導(dǎo)致鋼框架目前在安裝之后出現(xiàn)漏水與漏氣等問(wèn)題，這也給鋼框架玻璃幕墻在外墻裝飾中產(chǎn)生了消極影響。（圖3）

圖3 鋼框架玻璃幕墻焊接固定

3、完善鋼框架玻璃幕墻相關(guān)對(duì)策

3.1 做好施工準(zhǔn)備工作

除了運(yùn)用鋼框架玻璃幕墻之外，還需要明確建筑的性能及所能安裝部位的混凝土梁、柱位置及高度，所能受力的強(qiáng)度，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制作方案，并根據(jù)玻璃安裝的特點(diǎn)，制定實(shí)施方案。對(duì)于主要的結(jié)構(gòu)受力部位，做到連接可靠，固定安全。根據(jù)建筑外立面玻璃板塊的分格大小，以及建筑內(nèi)部功能隔墻的位置實(shí)際劃分鋼框架的尺寸，這樣可以明確材料規(guī)格以及各種支撐材料的準(zhǔn)確數(shù)量，更方便加工使用，對(duì)此施工人員也需要熟悉設(shè)計(jì)圖紙。

3.2 嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)進(jìn)行

鋼框架玻璃幕墻各材質(zhì)施工安裝的時(shí)候，需要嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)的要求，在玻璃幕墻主結(jié)構(gòu)的間隙中，填充防火材料，不能留下縫隙，并采用不銹鋼板等材質(zhì)包接，便于絕緣材料及防火材料的安裝固定，立柱采用螺栓及角碼連接，并再通過(guò)角碼與預(yù)埋件與鋼框架連接。與此同時(shí)，鋼鋁結(jié)合的玻璃幕墻，在鋼豎龍骨與鋁合金橫龍骨安裝時(shí)，兩種材質(zhì)有相容且相互化學(xué)作用，因此橫、豎龍骨安裝角碼時(shí)，需設(shè)置不小于4mm 厚的優(yōu)質(zhì)橡膠絕緣墊塊分隔。

3.3 做好鋼框架玻璃幕墻的安裝工作

為了保證鋼框架玻璃幕墻應(yīng)用在外墻裝飾中可以取得良好的效果，相關(guān)工作人員在安裝鋼框架玻璃幕墻的過(guò)程中，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定好幕墻的位置，在定位的過(guò)程中需要考慮建筑的整體外觀效果，確定豎向鋼龍骨桿件的位置，當(dāng)實(shí)際的測(cè)量走向與設(shè)計(jì)要求出現(xiàn)比較大的偏差時(shí)，就需要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。除此之外作為鋼框架玻璃幕墻施工中的重要組成部分，鋼骨架對(duì)于安裝質(zhì)量以及整體玻璃幕墻的施工有著重要的影響。因此施工人員在安裝鋼骨架的過(guò)程中，需要按照正常的安裝順序安裝鋼骨架，并保證接口位置的連接以及骨架整體結(jié)構(gòu)的平衡與穩(wěn)定[7]。

3.4 提升鋼框架玻璃幕墻安裝技術(shù)水平

在安裝鋼框架玻璃幕墻的過(guò)程中，由于制作工藝及安裝水平的差異，鋼框架與玻璃之間出現(xiàn)漏水以及漏氣等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了鋼框架玻璃的質(zhì)量。鋼框架玻璃幕墻相對(duì)玻璃板塊較大或存在異形玻璃構(gòu)件，對(duì)于氣密性以及水密性的要求比較高，因此在安裝的過(guò)程當(dāng)中，需要嚴(yán)格按照施工工藝逐步安裝，確保氣密性、水密性等相關(guān)性能達(dá)標(biāo)。保證鋼框架玻璃在安裝中的質(zhì)量，相關(guān)施工單位還需要做好幕墻結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量控制工作，盡可能的選擇高質(zhì)量且性價(jià)比比較高的結(jié)構(gòu)膠，同一幕墻工程在施工的過(guò)程道中，應(yīng)采用同一品牌的單組分或雙組分硅酮結(jié)構(gòu)密封膠，并應(yīng)有保質(zhì)年限的質(zhì)量證書(shū)。

3.5 幕墻安裝

鋼框架玻璃幕墻的安裝方法與普通明框框架幕墻的安裝方法基本相同，需要注意的是鋼框架立柱與多種材料相互鉸接時(shí)，連接處需加設(shè)橡膠墊塊進(jìn)行分隔。首先是安裝鋼框架，鋼立柱是通過(guò)預(yù)埋鋼板或者是后部預(yù)制埋件與建筑鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)可靠連接，為了減小幕墻重力產(chǎn)生的長(zhǎng)期荷載，及風(fēng)荷載作用下幕墻的自然位移，鋼豎龍骨采用吊掛式的連接方式，采用鋼制角碼懸掛，在鋼柱連接頂部切割圓孔，底部切割長(zhǎng)條孔，采用雙排對(duì)穿螺栓與角碼可靠連接，在減小重力長(zhǎng)期載荷的同時(shí)，也保證了鋼豎框因?yàn)闇夭钭冃萎a(chǎn)生的伸縮及位移。鋼豎立柱與鋼橫龍骨之間也同樣通過(guò)角碼連接，為了保證溫差變形產(chǎn)生的鋼龍骨伸縮及位移現(xiàn)象，鋼橫龍骨的一端切割長(zhǎng)條孔加對(duì)穿螺栓連接的方式，另一端切割圓孔加對(duì)穿螺栓連接的方式或者是滿焊焊接方式，做到安全可靠連接。其次是在面板安裝上，玻璃通過(guò)鋁合金轉(zhuǎn)接支承托件以及鋼框配合膠條固定在龍骨上，并與龍骨結(jié)合處采用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠粘接，并安裝密實(shí)，結(jié)合牢固。因?yàn)殇摽虮诤褫^厚，連接多采用雙排不銹鋼對(duì)穿螺栓固定。玻璃外飾面接縫縫隙處采用丁基膠板配合三元乙丙橡膠條，保證了幕墻的水密性及氣密性能，轉(zhuǎn)接隔斷條也切斷了室內(nèi)外冷熱橋傳遞的途徑，很好的保證了幕墻的隔熱性能。

3.6 工程驗(yàn)收及后期保養(yǎng)

在項(xiàng)目驗(yàn)收之前需要對(duì)幕墻的表面進(jìn)行清理，并提交相關(guān)的文件以及材料部件質(zhì)量保證書(shū)，鋼框架玻璃幕墻的隱蔽驗(yàn)收也需要按照其要求進(jìn)行，鋼框架四周必須做到完全密封封堵。質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)通過(guò)目視檢查以及抽樣檢查進(jìn)行。鋼框架的接頭也需要抗震聯(lián)合處理，并且防雷系統(tǒng)也需要符合規(guī)范要求。幕墻工程竣工后一年時(shí)，應(yīng)對(duì)幕墻工程進(jìn)行一次全面的完整的檢查，檢查項(xiàng)目應(yīng)包括：幕墻整體有無(wú)位移，鋼框架有無(wú)變形，錯(cuò)落及松動(dòng)；主要承力構(gòu)件、連接構(gòu)件是否損壞、連接是否可靠、有無(wú)銹蝕等；玻璃板塊有無(wú)松動(dòng)和破損；密封膠條有無(wú)脫膠、開(kāi)裂、氣泡脫落等現(xiàn)象，此后每五年應(yīng)進(jìn)行一次完整的檢查。

結(jié)語(yǔ)：

隨著時(shí)代的發(fā)展以及人們對(duì)于居住環(huán)境美觀性的要求，在建筑外立面裝飾幕墻設(shè)計(jì)中，鋼框架玻璃幕墻將會(huì)更受青睞，會(huì)被更廣泛的運(yùn)用于各式各樣的建筑當(dāng)中，充分發(fā)揮出它的優(yōu)越性，改變幕墻外觀的格局，使建筑外立面裝飾更加絢麗多彩，建筑幕墻也將會(huì)達(dá)到新的層次和高度。同時(shí)，鋼框架玻璃幕墻存在著很多問(wèn)題，只要能充分的了解其特性，合理運(yùn)用，就能發(fā)揮出鋼框架玻璃幕墻的優(yōu)勢(shì)。