建筑幕墻錨栓拔力栓檢測方法探討

　　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注，下面就相關的幾個問題進行探討。


　　1 、當前建筑幕墻使用情況概況
　　隨著城市建設步伐的加快，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、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代城市高層建筑的一種標志。但由于施工質量問題或材質差，以及遭遇臺風、地震等自然災害，而致使玻璃幕墻破裂或脫落傷人的事件也時有發生，因此玻璃幕墻的使用安全越來越受到人們的重視。


　　2、 影響建筑幕墻結構安全的幾個方面
　　在玻璃幕墻與建筑主體結構的連接中，主要承受的荷載有:玻璃的重力荷載、風荷載、地震作用和溫度作用，不均勻沉降導致大面積幕墻產生內應力，要滿足這些荷載的要求，保證結構安全，控制影響因素主要有以下兩個方面:


　　(1) 原材料的質量
　　玻璃幕墻的主要原材料包括鋁合金型材、玻璃、粘結密封材料等，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構上埋下嚴重隱患，影響公共安全。

　　(2) 固定玻璃幕墻與主體結構錨栓的連接質量
　　玻璃幕墻是按圍護結構來設計的，其主要構件懸掛在主體結構上，幕墻構件與混凝土結構的連接通過預埋或后置錨栓來實現。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、構件的混凝土強度、對螺母的扭力大小等因素有關。在幕墻結構設計上要求連接件與主體結構的錨固強度應大于連接件本身承載力的設計值，與連接件直接相連的主體結構構件，其承載力應大于連接件承載力。因此如果錨栓連接件本身強度不足、主體結構的混凝土強度達不到設計要求，或施工安裝等環節出現錨栓緊固不牢等問題，極易造成玻璃幕墻與主體結構的固定不牢靠，易給玻璃幕墻的結構安全留下隱患。


　　3 、當前建筑幕墻錨栓拔力檢測的方法及其缺陷
　　針對上述原因，玻璃幕墻工程質量的檢測，除檢測原材料本身質量外，檢測幕墻節點錨栓的抗拔力，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顯錨栓拔力檢測儀，其主要檢測原理是:由電阻應變荷重傳感器、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變片的應變筒上，并配以平衡電橋，在液晶顯示屏上以力的參數數字顯示。


　　目前的檢測錨栓拔力的破壞標志主要做法有:
　　(1) 檢測時以錨栓的抗拔力達到或超過設計部門提供的荷載乘以一定的安全系數時錨栓未出現滑移或混凝土未破壞作為標志。

　　(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，我們發現大多數錨栓，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。

　　該工程幕墻的節點錨栓設計直徑為12mm，其設計荷載單根力值為12.6kN，通過現場檢測，我們發現錨栓在受力后，其力值在達到設計值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象，這說明儀器所測量的數值與錨栓保證節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，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點支座失去作用，從而使幕墻玻璃的內應力過大，而造成的玻璃易碎，直接影響玻璃幕墻的結構安全。因此，目前檢測錨栓抗拔力的判斷標志存在著以下兩種缺陷:

　　(1)當以錨栓受力后到破壞前的荷載作為極限荷載而未考慮節點錨栓的變形，而此時幕墻結構的整體變形已大大超過設計所允許的變形。如果以這種破壞特征作為檢測結果，已不能滿足設計的要求。

　　(2)在玻璃幕墻節點中，由于各個錨栓的材料以及安裝施工等差異，其應力和應變就不一樣。在實際工作中，如果有一個錨栓失去緊固時的工作狀態而破壞時，此時該節點的荷載將由其它的錨栓來承擔。如果以上述的破壞特征作為檢測結果來評判幕墻節點支座的實際受力荷載，因其未考慮變形的要求，這種檢測結果容易造成誤判，從而給玻璃幕墻的使用結構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生變形，但是當其變形超過彈簧墊圈的彈性變形后，如果此時卸荷，幕墻節點松動，錨栓失去緊固作用;而對于化學粘合固定錨栓，在安裝固定后，經過受力，如產生變形，即失去錨固作用。玻璃幕墻構件由玻璃和鋁合金框組成，變形能力很小，據《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ102-96第 4.2.8條明確提出，玻璃幕墻在設計允許的相對位移范圍內不應破壞;《建筑幕墻JG3035-1996規范》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不破壞，在檢測錨栓的抗拔力時，應考慮錨栓的錨固失效變形。對此，如何測定玻璃幕墻節點錨栓的抗拔力，現將我市國稅局營業樓玻璃幕墻工程現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，當其力值達到設計值時，且變形在錨栓螺母彈簧墊圈的彈性極限變形范圍內，則可認為該單個錨栓達到設計要求;對化學粘合固定錨栓，當其力值達到設計值時，且未見其有變形，同樣可認為該單個錨栓達到設計要求。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;對化學粘合固定錨栓，如產生變形，可認為此時的力值為其極限荷載。

　　(2)選取所測玻璃幕墻節點中各個錨栓的抗拔力的最低值作為該節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點的承載力。綜上所述，以控制節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場幕墻支座的實際受力荷載，以確保玻璃幕墻結構的安全可靠。

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