GBT21086建筑幕墙解析.ppt
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1、建筑幕墙标准解读,姜 仁 研究员 中国建筑科学研究院 国家建筑工程质量监督检验中心 Tel:(010)68368064,13701196900,汇报提纲,向前滚动,功能键,主页,向后滚动,主页目录,建筑幕墙特点,建筑幕墙的分类及标准架构,建筑幕墙关键点解析,未列入建筑幕墙的产品,建筑幕墙工程示例,建筑幕墙编制组,建筑幕墙解析,建筑幕墙主要执笔人,主 编:何星华 中国建筑科学研究院副院长,教授 副主编:姜 仁 中国建筑科学研究院, 研究员 顾泰昌 中国建筑标准设计研究院, 教授,主要编制人还有: 姜红、谈恒玉、王洪涛、刘达民、方征、廖学权、黄庆文、何国祥、马文龙、林勇生、龙安、刘明、班广生、罗璇
2、、白宝鲲、王聪慧、崔茂瑜,编 委:31人,幕墙专家:17人,参编企业:25家,其他专家:3人,建筑幕墙审查委员,审查专家:13人,建筑幕墙特别声明,鸣谢 张芹 中国建筑金属结构协会铝门窗幕墙委员会 专家组成员 全文校对,尤其是引用标准部分 提供编制材料,尤其是石材连接部分 整体把关 赵西安 中国建筑科学研究院 结构所 提供编制材料,尤其是石材材料部分 整体把关 其他关心和支持本标准编制的单位和个人,重要声明 本讲座不代表编制组,不代表主编单位,不代表标准主管单位 因个人水平有限,如有错误之处,敬请指出,关键点1:GB/T21086建筑幕墙特点,几乎包括所有成熟的幕墙系统 物理性能的确定部分可操
3、作性强,性能指标便于认证使用 提出承重力性能 提出建筑幕墙遮阳系数计算公式 双层幕墙、人造板材幕墙部分填补世界标准化空白 提出“结构设计使用年限”要求 检验合格性判定具有量化指标(中间检验、交收检验) 引进国际化试验方法,现场淋水,软体撞击(轮胎) 对高度24m以下,面积300m2以内的“四性”检验要求放宽 首次在国家标准中提出“采光顶与金属屋面”的要求,关键点2:建筑幕墙结构分类,2005年11月 GB/T21086-2007建筑幕墙审查会30名幕墙专家共识,关键点3:建筑幕墙的架构,第一层 按照结构分类 第二层 按饰面材料(四大类面材) 构件式玻璃幕墙专项要求 构件式石材幕墙专项要求 构件
4、式金属板幕墙专项要求 构件式人造板材幕墙专项要求 单元式幕墙专项要求 点支承玻璃幕墙专项要求 全玻幕墙专项要求 双层幕墙专项要求 采光顶与金属屋面要求(资料型附录),关键点4:建筑幕墙的历史沿革,JGJ3035-1996 建筑幕墙 修编时升为国标 GB/T15225-94 建筑幕墙物理性能分级 中途并入 审定时为强制性标准,因立项为推荐性,最后改为推荐性 2004年底以分部分的形式定稿,之后应国标要求将原来稿子合并,11稿 2005年11月份通过审查会审查 2007年9月11日批准,2008年2月1日执行 自本标准实施之日起国家标准GB/T15225-1994建筑幕墙物理性能分级和行业标准JG
5、3035-1996建筑幕墙同时废止。,关键点5:建筑幕墙的范围,适用范围: 四大类饰面(玻璃、石材、金属板、人造板材): 构件式幕墙 单元式幕墙 双层幕墙 全玻幕墙、点支承玻璃幕墙 采光顶、金属屋面、装饰性幕墙 其它建筑幕墙可参照使用 不适用范围: 混凝土板幕墙 面板直接粘贴在主体结构的外墙装饰系统 无支承框架结构的外墙干挂系统,关键点6:建筑幕墙的定义,由面板与支承结构体系(支承装置与支承结构)组成的、可相对主体结构有一定位移能力或自身有一定变形能力、不承担主体结构所受作用的建筑外围护墙。 理解要点: 1 支承结构体系(支承装置与支承结构) 2 相对位移能力,与饰面砖明显不同(不可出现空鼓)
6、,自身变形能力 3 不承担主体结构所受作用:荷载、地震作用、温度作用 4 外围护墙,关键点7:幕墙的其它分类,按面板材料分类 a) 玻璃幕墙 b) 金属板幕墙 c) 石材幕墙 d) 人造板材幕墙 e)组合面板幕墙,构件式玻璃幕墙面板支承形式分类 a) 明框玻璃幕墙 b) 隐框玻璃幕墙 c) 半隐框玻璃幕墙 横明竖隐 竖明横隐,按密闭形式分类 a) 封闭式 b) 开放式,按面板连接方式分(个人见解) a) 小单元(钩槽连接) b) 压板压接(定距,非定距) c) 挂接 d) 点式连接,关键点8:建筑幕墙的性能要求,常规物理性能要求 抗风压性能 水密性能 气密性能 平面内变形性能 热工性能 空气声
7、隔声性能 光学性能 耐撞击性能,新增加的要求 现场淋水试验 振动台抗震性能 承重力性能 功能要求(产品标准中弱化): 防雷要求 防火要求,关键点9:性能分级特点,分级特点: a) 定级方向:1级最差 b) 级差间距小 c) 最高级别标注实测值,关键点10:抗风压性能(一),幕墙的抗风压性能指标应根据幕墙所受的风荷载标准值Wk确定,其指标值不应低于Wk,且不应小于1.0kPa。Wk的计算应符合GB50009的规定 在抗风压性能指标值作用下,幕墙的支承体系和面板的相对挠度和绝对挠度不应大于表11的要求,关键点11:抗风压性能(二),理解要点: 支承结构要求和面板要求分开 构件式玻璃幕墙、单元式幕墙
8、保留绝对挠度指标要求: 构件式玻璃幕墙 20 单元式幕墙 20 跨距超过4500mm 30 点支承玻璃肋:没有提出具体要求 单层索网结构点支承玻璃:没有具体要求,关键点12:抗风压性能(三),关于GB50009定级问题(个人观点,不代表编制组): GB50009-2001(2006年版)引入局部风压体型系数的概念,按构件从属面积取值,使得同一处幕墙面板和立柱的风荷载标准值WK不同。建议: (1)面板和立柱可分别按各自的WK确定其抗风压性能指标值,分别进行定级和验算。 (2)对墙面区和墙角区面板和立柱应分别按各自的WK确定幕墙抗风压性能分级值。 (3)检测时可由甲、乙双方在合同约定检测数量(部位
9、),如果用料规格一样时,按最不利一组WK检测,或分别检测。,关键点13:水密性能,1. GB50178中,A和A地区,即热带风暴和台风多发地区按下式计算,且固定部分不宜小于1000Pa,可开启部分与固定部分同级。 P=1000zcw0 2.其它地区可按a)条计算值的75%进行设计,且固定部分取值不宜低于700Pa,可开启部分与固定部分同级 3.有水密性要求的建筑幕墙在现场淋水试验中,不应发生水渗漏现象 4.开放式建筑幕墙的水密性能可不作要求,关键点14:气密性能,1.气密性能指标应符合GB50176、 GB50189、JGJ132-2001、JGJ134、JGJ26的有关规定,并满足相关节能标
10、准的要求。一般情况可按表14确定,2.开启部分气密性能分级指标qL 3.幕墙整体(含开启部分)气密性能分级指标qA 4.开放式建筑幕墙的气密性能不作要求,关键点15:热工性能(一),1.建筑幕墙传热系数应按GB50176的规定确定,并满足GB50189、JGJ132-2001、JGJ134、JGJ26和JGJ75的要求。玻璃(或其它透明材料)幕墙遮阳系数应满足GB50189和JGJ75的要求。 2.幕墙传热系数应按相关规范进行设计计算。 3.幕墙在设计环境条件下应无结露现象。 4.对热工性能有较高要求的建筑,可进行现场热工性能试验。 幕墙传热系数分级指标K应符合表17的要求,关键点16:热工性
11、能(二),5.玻璃幕墙的遮阳系数应符合: a) 遮阳系数应按相关规范进行设计计算。 b)玻璃幕墙的遮阳系数分级指标SC应符合表18的要求,6.开放式建筑幕墙的热工性能应符合设计要求,关键点11:热工性能(三),7.遮阳系数与遮蔽系数的关系: a) 相同说,概念一样,不予区分。热工学科采用 b)不同说,光学学科观点 遮阳系数为构件属性,如玻璃幕墙,门窗等 遮蔽系数为材料属性,如玻璃,阳光板等 8.玻璃遮阳系数的检测及计算 a) 单层玻璃: 样品尺寸50X50 数量一件 b) 中空玻璃: 样品尺寸50X50 数量个一件 样品尺寸300X300 数量一件 c) 外遮阳的遮阳系数按JGJ确定 9.玻璃
12、幕墙遮阳系数:,关键点18:空气声隔声性能,1. 空气声隔声性能以计权隔声量作为分级指标,应满足室内声环境的需要,符合GBJ118民用建筑隔声设计规范的规定。 2. 空气声隔声性能分级指标RW应符合下表的要求,3.开放式建筑幕墙的空气声隔声性能应符合设计要求,关键点19:平面内变形性能(一),建筑幕墙平面内变形性能以建筑幕墙层间位移角为性能指标。 非抗震设计时,指标值应不小于主体结构弹性层间位移角控制值; 抗震设计时,指标值应不小于主体结构弹性层间位移角控制值的3倍,关键点20:平面内变形性能(二),理解说明: (1)非抗震设计时,也需要层间位移要求 (2)表20会有变化,依据抗震规范,b)平
13、面内变形性能分级指标应符合表21的要求。,关键点21:抗震要求(一),1.建筑幕墙应满足所在地抗震设防烈度的要求。 2.对有抗震设防要求的建筑幕墙,其试验样品在设计的试验峰值加速度条件下不应发生破坏。幕墙具备下列条件之一时应进行振动台抗震性能试验或其他可行的验证试验: a)面板为脆性材料,且单块面板面积或厚度超过现行标准或规范的限制; b)面板为脆性材料,且与后部支承结构的连接体系为首次应用; c)应用高度超过标准或规范规定的高度限制; d) 所在地区为9度以上(含9度)设防烈度。,关键点22:抗震要求(二), 执行标准 GB/T18575建筑幕墙抗震性能振动台试验方法 GB50011 建筑抗
14、震设计规范 试验基本原理 (1) 建筑幕墙的抗震性能 试验需要在振动台上进行,关键点23:抗震要求(三), 试验基本原理 (2) 将有足够刚度且有较大 变形能力的钢框架安装在振动台上,模拟建筑幕墙的主体结构,通过设计计算确保: (a) 自振频率2-15HZ (b) 加速度峰值达到要求时,结构的层间位移角达到要求,关键点24:抗震要求(四), 试验基本原理 (3) 然后将幕墙安装在钢框架上,通过给振动台输入不同的地震波模拟地震作用,再现地震过程 检验幕墙在各级设防烈度地震加速度作用下,抵抗试验主体钢框架振动变形的能力,观察幕墙系统的平面内和平面外的抗震性能, CCTV工程22吨超大幕墙样板-世界
15、之最,参考资料:振动台试验, 试验数据 自振频率和阻尼比。用白噪声随机波激振测定试验模型沿X、Y两个水平方向的动力特性。 从试件上各测点所测到的加速度反应时程信号经频域变换得到传递函数,采用模态参数识别方法求出试件的动力特性,即试件结构的前若干阶自振频率和阻尼比。 加速度时程曲线 速度时程曲线 试验观察项目和判定 幕墙饰面材料与龙骨的连接, 横竖龙骨间的连接 主龙骨与钢框架等连接的可靠性,观察竖龙骨、横龙骨变形情况 面板材料是否破损或脱落,面板间缝隙变化情况,面板间相互错动情况等,参考资料:振动台试验, 试验关键技术和难点 (1) 试验过程中最高峰值加速度和最大层间位移角同时达到要求 峰值加速
16、度70、100、140、200、310、400、510、620gal 最大层间位移角为下表中示值的3倍:,参考资料:振动台试验,(2) 确定和选择波形 EL-Centro Taft 阪神地震波 唐山地震波,参考资料:振动台试验,(2) 确定和选择波形 人工波,振动台试验样品破坏- T型挂件的破坏,振动台试验样品破坏- T型挂件的破坏,振动台试验样品破坏-挂装系统失效-移位,关键点25:耐撞击性能(一),耐撞击性能应满足设计要求。人员流动密度大或青少年、幼儿活动的公共建筑的建筑幕墙,耐撞击性能指标不应低于表22中2级 撞击能量E和撞击物体的降落高度H分级指标和表示方法应符合表22的要求,撞击物体
17、: 总重量为(500.1)公斤的软体重物,由两个轮胎、两个重块和其它连接件组成, 轮胎内压力宜为0.350.02MPa。,关键点26:耐撞击试验(二),关键点27:耐撞击性能(三),理解说明: (1) 分室内和室外 (2) 撞击能量和撞击高度双控 推荐软体轮胎撞击 可以采用霰弹袋方法 钢球撞击 硬体 JG3035-1996 建筑幕墙 霰袋撞击 软体 玻璃类标准采用 轮胎撞击 软体 ISO12600-2002,关键点28:耐撞击试验原理(一),撞击能量 按下列公式计算: E = 9.8mh 式中: E撞击能量(N.m) m撞击物体的质量(kg) h撞击物体有效下落高度(m) 确定撞击点 可选择建
18、筑师指定的任何部位: a)立柱相邻连接点的中点 b)横梁的中点 c)立柱和横梁连接点上方100mm d)楼面上部800mm以下部位幕墙面板的中心,关键点29:撞击试验原理(二),结果判定 违反下列情况之一应判定为不合格: a)幕墙应能吸收撞击能量,保持原有性能; b)撞击力消失后,幕墙应能恢复,不应发生永久变形; c)撞击力不应导致幕墙零部件脱落; d)幕墙面板应能达到其产品标准规定的耐撞击性能,参考:撞击试验原理,首都机场幕墙试验,播放试验录像,关键点30:光学性能,有采光功能要求的幕墙,其透光折减系数不应低于0.45。有辨色要求的幕墙,其颜色透视指数不宜低于Ra80。 建筑幕墙采光性能分级
19、指标透光折减系数T,3. 玻璃幕墙的光学性能应满足GB/T18091的规定 说明:(1)没有可见光透射比要求,属玻璃材料性能 (2)与其他光学规范相协调,关键点31:承重力性能,幕墙应能承受自重和设计时规定的各种附件的重量,并能可靠地传递到主体结构。 在自重标准值作用下,水平受力构件在单块面板两端跨距内的最大挠度不应超过该面板两端跨距的1/500,且不应超过3mm 说明:(1) 双控 (2) 欧盟标准为“水平受力构件两端”,关键点32:一般功能要求,结构设计使用年限不宜低于25年 说明:结构设计使用年限,非寿命 附件、材料无要求 2.建筑幕墙的防火、防雷功能应符合JGJ102、JGJ133的规
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