鋼結(jié)構(gòu)和玻璃幕墻是現(xiàn)代建筑中常用的兩種結(jié)構(gòu)形式,它們在建筑設(shè)計和施工中發(fā)揮著重要作用。鋼結(jié)構(gòu)以其高強度、輕質(zhì)、抗震性能好等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于高層建筑和大跨度結(jié)構(gòu)中。而玻璃幕墻則因其美觀、透明、采光好等特點,常用于商業(yè)建筑和公共設(shè)施的外觀裝飾。這兩種結(jié)構(gòu)形式的維護和管理也存在一定的挑戰(zhàn)。鋼結(jié)構(gòu)需要定期檢查和維護以保持其強度和穩(wěn)定性,而玻璃幕墻則需要防止紫外線輻射、水汽滲透等損害。合理的維護管理對于確保結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定和安全至關(guān)重要。
鋼結(jié)構(gòu)與玻璃幕墻的概述
一、鋼結(jié)構(gòu)
鋼結(jié)構(gòu)是一種由鋼制材料組成的結(jié)構(gòu),具有強度高、自重輕、施工速度快等優(yōu)點。在建筑領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,能夠構(gòu)建出大跨度、復(fù)雜造型的建筑結(jié)構(gòu),例如一些大型的工業(yè)廠房、體育館、展覽館等建筑常常采用鋼結(jié)構(gòu)框架作為主要的承重結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)可以根據(jù)建筑需求設(shè)計成各種形狀,如桁架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)等。同時,鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)具有較好的韌性和可焊性,方便進行加工和連接,以適應(yīng)不同的建筑形式和功能要求。鋼結(jié)構(gòu)還具備較好的抗震性能,在地震等自然災(zāi)害發(fā)生時能夠有效抵抗外力的破壞。在玻璃幕墻建筑中,鋼結(jié)構(gòu)常被用作幕墻的支撐結(jié)構(gòu),為玻璃幕墻提供穩(wěn)固的依附基礎(chǔ)。例如在一些高層商業(yè)建筑中,采用鋼結(jié)構(gòu)框架來支撐大面積的玻璃幕墻,既能滿足建筑外觀的美觀性要求,又能保證結(jié)構(gòu)的安全性。
二、玻璃幕墻
(一)玻璃幕墻的類型
- 框架玻璃幕墻:這是一種玻璃面板周邊由金屬框架支撐的玻璃幕墻。其中又分為明框玻璃幕墻和隱框玻璃幕墻。明框玻璃幕墻的金屬框架暴露在外,從外觀上可以清晰看到橫豎框架;隱框玻璃幕墻則是將玻璃用結(jié)構(gòu)膠粘接在框架上,從外面看不到框架,外觀上更加簡潔、通透??蚣懿A粔Y(jié)構(gòu)相對簡單,造價成本也較為適中,廣泛應(yīng)用于各類商業(yè)和住宅建筑中。
- 點支撐玻璃幕墻:由玻璃面板、點支承裝置和支承結(jié)構(gòu)構(gòu)成。其支撐結(jié)構(gòu)形式多樣,包括玻璃肋支撐,單根型鋼或鋼管支撐,桁架支撐及張拉桿索體系支撐結(jié)構(gòu)。點支撐玻璃幕墻的玻璃是用不銹鋼爪件穿過玻璃上預(yù)鉆的孔得以可靠固定的,這種幕墻形式造型美觀、現(xiàn)代感強,能夠營造出獨特的建筑外觀效果,常用于一些對建筑外觀造型有較高要求的公共建筑,如文化藝術(shù)中心、大型商場等。
- 全玻璃幕墻:由玻璃肋和玻璃面板構(gòu)成。全玻璃幕墻整體通透感更強,視覺效果非常好,適合用于一些需要營造寬敞、明亮空間感的場所,如大型酒店的大堂、高端商業(yè)展示空間等。
- 單元式玻璃幕墻:由各種墻面板與支承框架在工廠制成完整的幕墻結(jié)構(gòu)基本單位,然后直接安裝在主體結(jié)構(gòu)上。這種幕墻安裝速度快,質(zhì)量易于控制,且具有較好的防水、氣密和隔音性能,常用于高層寫字樓、酒店等建筑。
(二)玻璃幕墻的安全性能與維護
- 安全性能方面的隱患
- 玻璃自爆:主要是由于玻璃中存在微小的硫化鎳、單質(zhì)多晶硅、Al2O3等雜質(zhì)。在外應(yīng)力的連續(xù)作用下,超出玻璃的設(shè)計應(yīng)力,就會產(chǎn)生具有“蝴蝶斑”狀態(tài)的破損。因為玻璃的晶體結(jié)構(gòu)特點,其抗壓強度大,但抗彎和抗折的強度低,所以自爆現(xiàn)象需要重視。
- 防火能力差:玻璃幕墻雖然本身不可燃燒,但在烈火面前會融化或軟化,在很短時間內(nèi)就可能發(fā)生破碎,所以在建筑設(shè)計中要充分考慮建筑的防火要求。
- 結(jié)構(gòu)膠易失效:幕墻長期受自然環(huán)境的不利因素影響,結(jié)構(gòu)膠容易老化、失效,從而造成玻璃幕墻墜落。為降低這種風(fēng)險,在設(shè)計時可以盡量采用明框或者半隱框玻璃幕墻,這樣即使結(jié)構(gòu)膠失效,由于框架的支撐和約束,也會大大降低玻璃墜落的幾率。
- 熱應(yīng)力造成玻璃破碎:玻璃受熱會膨脹,如果受熱不均勻,在玻璃內(nèi)部會產(chǎn)生拉應(yīng)力,當玻璃邊部有細小的裂紋時,這些小瑕疵很容易受熱應(yīng)力的影響,最后導(dǎo)致玻璃破損。
- 滲水問題:玻璃幕墻滲水的原因很多,但主要與施工和密封材料關(guān)系較大,所以要挑選技術(shù)過硬的施工方和符合國家標準的材料,以最大限度地降低滲水現(xiàn)象。
- 維護措施
- 定期檢查:
- 在保修期內(nèi)由供方組織定期檢查、回訪,發(fā)現(xiàn)質(zhì)量隱患及時排除。
- 膠條及注膠隨時檢查,如發(fā)現(xiàn)脫落或損壞及時更換或修補,注意修補時一定等到完全固化后(24h)再進行,修補時需將損壞處清理干凈,并要大于2/3長度。
- 定期用擦窗機進行清洗。
- 表面修補:局部損傷或劃傷用修補漆。
- 檢查一是表面檢查法:外觀目測表面是否有損壞現(xiàn)象;二是內(nèi)部檢查法:檢查玻璃是否損壞,發(fā)現(xiàn)損壞及時更換。連接件定期檢查是否腐蝕和松動。五金件是否有功能性障礙。膠條是否脫落、龜裂,涂膠是否有缺陷。檢查部位有否損壞。玻璃是否結(jié)露。
- 安全性鑒定:
- 建筑幕墻設(shè)計年限一般為25年,隱框玻璃幕墻中結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量保證期僅為10年,而早期的建筑幕墻及結(jié)構(gòu)膠,多數(shù)均已超過使用年限或質(zhì)量保證期,所以開展既有建筑幕墻安全性鑒定工作是有必要的。
- 根據(jù)相關(guān)規(guī)定,在幕墻工程竣工驗收后一年時,應(yīng)對幕墻工程進行一次全面的檢查,此后每五年應(yīng)檢查一次;幕墻使用十年后應(yīng)對該工程不同部位的結(jié)構(gòu)硅酮密封膠進行粘結(jié)性能的抽樣檢查;此后每三年宜檢查一次。當既有建筑玻璃幕墻出現(xiàn)面板、連接構(gòu)件、局部墻面等出現(xiàn)異常變形、脫落、爆裂現(xiàn)象,遭受強風(fēng)襲擊、地震、火災(zāi)、爆炸等災(zāi)害或者事故造成損壞,相關(guān)建筑主體結(jié)構(gòu)經(jīng)檢測、鑒定存在安全隱患,超過設(shè)計使用年限但需要繼續(xù)使用或其他需要進行安全性鑒定的情形時,業(yè)主或者安全維護單位應(yīng)當及時委托鑒定單位進行安全性鑒定。
- 定期檢查:
在實際建筑工程中,鋼結(jié)構(gòu)與玻璃幕墻常常結(jié)合使用。鋼結(jié)構(gòu)為玻璃幕墻提供穩(wěn)固的支撐結(jié)構(gòu),玻璃幕墻則為建筑增添美觀性和現(xiàn)代感。兩者的結(jié)合能夠滿足建筑在結(jié)構(gòu)安全、外觀造型、采光等多方面的需求。
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