既有玻璃幕墻安全性檢測(cè)鑒定方法分析

余曉綱 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230031）

0 前言

在常規(guī)的認(rèn)知當(dāng)中，玻璃材料是脆性大、易碎裂的材料，所以如果將其應(yīng)用于結(jié)構(gòu)支撐、抵抗外力的條件下，其是否能夠保障建筑結(jié)構(gòu)安全是一項(xiàng)值得研究的話題，對(duì)此有相關(guān)研究人員在既有建筑角度上，提出了玻璃幕墻安全性檢測(cè)鑒定方法，該方法可以對(duì)玻璃幕墻的安全性進(jìn)行確認(rèn)，且評(píng)估不同玻璃幕墻的安全等級(jí)，因此該方法具有較高應(yīng)用價(jià)值。

1 既有玻璃幕墻安全性檢測(cè)鑒定方法內(nèi)容分析

結(jié)合相關(guān)理論得知，既有玻璃幕墻安全性檢測(cè)鑒定方法內(nèi)容大致包括：玻璃檢測(cè)評(píng)估、硅酮膠鑒定、受力框架檢測(cè)三個(gè)部分，那么下文將對(duì)這三個(gè)部分進(jìn)行分析。

1.1 玻璃檢測(cè)評(píng)估

在玻璃檢測(cè)評(píng)估當(dāng)中，主要需重視兩個(gè)因素，即玻璃應(yīng)用中強(qiáng)度衰減速率、計(jì)算方法確認(rèn)。在玻璃應(yīng)用中強(qiáng)度衰減速率方面，結(jié)合相關(guān)研究得知，正常玻璃強(qiáng)度衰減速率為每10a約衰減5%，在此基礎(chǔ)上，如果實(shí)測(cè)玻璃強(qiáng)度衰減速率大于該數(shù)值，則說(shuō)明其耐用性較低，容易在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)安全隱患，說(shuō)明其安全性較低；在計(jì)算方法確認(rèn)方面，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行選擇，例如在工程設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單的條件下，建議采用彈性薄板小撓度計(jì)算與非線性修正方法來(lái)進(jìn)計(jì)算，在工程設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的條件下，建議采用彈性薄板大撓度理論進(jìn)行計(jì)算。此外，除了上述提到的兩種計(jì)算理論方法，在評(píng)估當(dāng)中還需要重視有限元方法的應(yīng)用，該方法可以對(duì)不同玻璃幕墻的組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算評(píng)估，例如單片玻璃、中空玻璃、夾層玻璃和點(diǎn)式玻璃等，同時(shí)在計(jì)算當(dāng)中應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合四邊支撐6mm玻璃公式，在全壽命過(guò)程中各類不利因素的影響下，對(duì)幕墻的應(yīng)力、撓度進(jìn)行評(píng)估[1]。

1.2 硅酮膠鑒定

硅酮膠是保障既有建筑玻璃幕墻結(jié)構(gòu)密封性的重要因素，而當(dāng)硅酮膠出現(xiàn)老化等現(xiàn)象，則會(huì)導(dǎo)致密封性下降，相應(yīng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也會(huì)下降，使得幕墻安全性表現(xiàn)不佳，因此在安全性檢測(cè)鑒定方法當(dāng)中，需要對(duì)硅酮膠質(zhì)量進(jìn)行鑒定。關(guān)于硅酮膠的鑒定方法，在理論上需要通過(guò)拉伸試驗(yàn)來(lái)確認(rèn)膠體黏結(jié)面的強(qiáng)度質(zhì)量，并推導(dǎo)評(píng)估出其使用壽命，具體應(yīng)用步驟分為三個(gè)部分：對(duì)膠體黏結(jié)面進(jìn)行觀察檢查，確認(rèn)其是否出現(xiàn)了色澤異常現(xiàn)象，如果存在說(shuō)明其已經(jīng)出現(xiàn)了強(qiáng)度質(zhì)量問(wèn)題；采用化學(xué)方法對(duì)黏結(jié)面的潮濕、漏水以及黏結(jié)連續(xù)等表現(xiàn)進(jìn)行測(cè)定，如果出現(xiàn)了潮濕、漏水以及黏結(jié)不連續(xù)的現(xiàn)象，則說(shuō)明膠體密封性不足，同時(shí)在檢測(cè)完成之后繼續(xù)進(jìn)行觀察，如果膠體黏結(jié)面的玻璃反射率出現(xiàn)不均與或彩虹現(xiàn)象，則說(shuō)明膠體存在異常；采用集中力加載方法對(duì)膠體黏結(jié)面的質(zhì)量進(jìn)行定量檢測(cè)[2]。

1.3 受力框架檢測(cè)

既有建筑玻璃幕墻受力框架檢測(cè)內(nèi)容包括幕墻材料檢測(cè)、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造檢測(cè)、結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算、安全性能評(píng)定四個(gè)部分，其中前三者都屬于受力框架受力因素，通過(guò)檢測(cè)可以得到相應(yīng)的結(jié)果，而最后安全性能評(píng)定是依照標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)前三者結(jié)果進(jìn)行對(duì)比評(píng)估的關(guān)鍵，可以得出受力框架的綜合受力表現(xiàn)。應(yīng)用當(dāng)中，主要以承載力為主導(dǎo)因素，但與其他因素的等級(jí)差異不能超過(guò)1級(jí)，相應(yīng)在評(píng)估當(dāng)中，如果任何指標(biāo)的等級(jí)在Du級(jí)，則說(shuō)明其存在質(zhì)量問(wèn)題，降低整體結(jié)構(gòu)的安全性。

2 實(shí)例應(yīng)用

2.1 實(shí)例概況

某既有玻璃幕墻建筑占地面積3.5萬(wàn)m2，地上十三層總高度為53.12m，該建筑外側(cè)里面出于建筑節(jié)能效果考慮，采用了雙層玻璃幕墻、點(diǎn)式幕墻進(jìn)行了外圍護(hù)結(jié)構(gòu)建設(shè)，高度基本與建筑總高度一致。在此前提下，如果搞建筑玻璃幕墻存在安全隱患，整個(gè)建筑的外側(cè)里面就存在坍塌的可能，相應(yīng)介于碎裂玻璃以及高空墜物現(xiàn)象的危險(xiǎn)性，會(huì)給周邊人群帶來(lái)極大的威脅，因此有必要對(duì)該建筑進(jìn)行安全性檢測(cè)鑒定。

2.2 實(shí)例檢測(cè)鑒定內(nèi)容

根據(jù)相關(guān)單位的安全性檢測(cè)鑒定方案得知，其檢測(cè)鑒定內(nèi)容包括外觀檢測(cè)、材料檢測(cè)、構(gòu)造檢測(cè)、承載力檢測(cè)與明框幕墻入槽深度檢測(cè)四個(gè)部分，對(duì)此下文給出了四個(gè)檢測(cè)內(nèi)容的規(guī)范要求。

2.2.1 外觀檢測(cè)

外觀檢測(cè)的規(guī)范要求：與玻璃幕墻安全性相關(guān)的構(gòu)件及連接的外觀狀況，變形或側(cè)彎較明顯的構(gòu)件和支承結(jié)構(gòu)的變形值或彎曲矢高。

2.2.2 材料檢測(cè)

材料檢測(cè)的規(guī)范要求：構(gòu)件及連接的材質(zhì)要求、材料膜層厚度要求等。

2.2.3 構(gòu)造檢測(cè)

構(gòu)造檢測(cè)的規(guī)范要求：開(kāi)啟扇開(kāi)啟和關(guān)閉狀態(tài)下的安全性能。

2.2.4 承載力檢測(cè)與明框幕墻入槽深度檢測(cè)

承載力檢測(cè)與明框幕墻入槽深度檢測(cè)的規(guī)范要求：隨時(shí)間發(fā)生性能退化，且與幕墻安全性相關(guān)的構(gòu)件及連接的材料的力學(xué)性能。

2.3 實(shí)例檢測(cè)鑒定方法

因?yàn)閷?shí)例建筑體積龐大，其玻璃幕墻數(shù)量很多，如果要對(duì)此進(jìn)行逐一檢測(cè)鑒定會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，因此相關(guān)單位主要采用了抽樣法。在檢測(cè)鑒定當(dāng)中，針對(duì)其玻璃幕墻的分布，將其分為南立面、西立面兩個(gè)部位，其中在南立面的雙層玻璃幕墻、點(diǎn)式幕墻上選擇了2個(gè)抽樣單元、在西立面的雙層玻璃幕墻、點(diǎn)式幕墻上選擇了1個(gè)抽樣單元，相應(yīng)開(kāi)始檢測(cè)鑒定工作。抽樣單元規(guī)格方面，A1、A2代表了南立面雙層玻璃幕墻、點(diǎn)式幕墻的2個(gè)抽樣單元，A3代表了西立面雙層玻璃幕墻、點(diǎn)式幕墻的1個(gè)抽樣單元，具體內(nèi)容見(jiàn)下文。

2.3.1 南立面

A1：點(diǎn)式幕墻/單拉索支承/玻璃面板，幕墻面積2500m2，面積占比15.63%。A2：雙層幕墻/單元式/玻璃面板，幕墻面積3000m2，面積占比18.75%。

2.3.2 西立面

A3：點(diǎn)式幕墻/單拉索支承/玻璃面板，幕墻面積1250/m2，面積占比7.81%。

2.4 安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

圍繞國(guó)家規(guī)定要求，相關(guān)單位結(jié)合以往事故對(duì)實(shí)例建筑的南立面、西立面外側(cè)玻璃幕墻安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行了評(píng)估。首先實(shí)例單位在施工過(guò)程當(dāng)中，經(jīng)常出現(xiàn)玻璃爆裂、墜落等事故，在當(dāng)時(shí)的工程安全評(píng)估當(dāng)中，建筑安全等級(jí)為D級(jí)。其次該建筑單位位于城市商業(yè)區(qū)，相應(yīng)人口較為密集，如果在未來(lái)應(yīng)用當(dāng)中出現(xiàn)了以往事故，則會(huì)造成嚴(yán)重的安全事故。最終結(jié)合檢測(cè)結(jié)果，該建筑現(xiàn)在的玻璃幕墻質(zhì)量上均滿足規(guī)范，說(shuō)明其在施工事故當(dāng)中進(jìn)行了整改，但綜合評(píng)估之下，該單位玻璃幕墻的安全等級(jí)為二級(jí)，存在改善空間。

2.5 安全改造

出于安全原則考慮，實(shí)例建筑單位決定對(duì)建筑玻璃幕墻再一次進(jìn)行安全改造，結(jié)合檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，其安全性缺陷主要體現(xiàn)在硅酮膠密封性、強(qiáng)度方面，因此改造將以此為方向。改造當(dāng)中，結(jié)合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，建筑單位對(duì)所有硅酮膠進(jìn)行了檢測(cè)，篩選出了38處不符合規(guī)范的位置，之后在安全條件下全部撤出重新涂膠，要求采用滿貼方式進(jìn)行施工，同時(shí)硅酮膠結(jié)構(gòu)的厚度不可以小于3mm，寬度不低于6mm。在上述基礎(chǔ)上，再一次進(jìn)行評(píng)估該建筑玻璃幕墻安全等級(jí)評(píng)估結(jié)果為一級(jí)。

3 結(jié)語(yǔ)

本文主要對(duì)既有玻璃幕墻安全性檢測(cè)鑒定方法進(jìn)行了分析，分析首先圍繞理論視角，對(duì)常規(guī)檢測(cè)鑒定方法的內(nèi)容、方法應(yīng)用、檢測(cè)目標(biāo)進(jìn)行了闡述，其次在理論分析基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)例對(duì)其玻璃幕墻安全性檢測(cè)鑒定方法應(yīng)用進(jìn)行了介紹，主要包括檢測(cè)鑒定內(nèi)容、方法以及評(píng)估結(jié)果，同時(shí)因?yàn)槌醮卧u(píng)估結(jié)果說(shuō)明實(shí)例建筑存在安全性缺陷，所以同時(shí)了解了其安全改造方法，并通過(guò)二次檢測(cè)鑒定說(shuō)明其安全性達(dá)標(biāo)。