玻璃采光顶破坏形式及加强措施分析

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
[2] 严伟鸿,冼荣逊.刚性防水板在国家大 剧 院 壳 体 屋 面 上 的 应 用 [J]. 建 筑 技 术 ,2007 ,38 (7):535-538.
[3] 冼荣逊, 严伟鸿. 国家大剧院音乐厅GRC吊顶的设计与安装技术 [J]. 建 筑 技 术 ,2007 ,38 (9):673-674.
·48·
收 稿 日 期 :2010-12-20 作者简介:马锦明(1970-),女,浙江海宁人,工学博士,e-mail:mjm@tongji.
edu.cn.
1 破坏形式及影响因素
1.1 结构坍塌 采光顶结构坍塌是程度最为严重的破坏形式。 由
于坍塌往往是在瞬间发生,难以实施预警和保护措施, 极 易 造 成 严 重 事 故 。 2004年2月 莫 斯 科 德 兰 士 瓦 水 上 乐 园发生的玻璃屋顶坍塌事故,即属于这一类破坏。
玻璃采光顶的金属型材随时可能面临腐蚀的危 险, 如受到空气中某些成分的污染或与所接触的化学 品发生反应。 尽管型材在加工制作过程中经过防腐处 理, 但如果处理不当或使用中涂层破损而未得到及时 修复,金属型材就会慢慢发生腐蚀(图4)。 尽管构件由 腐蚀导致破坏的速度可能是缓慢的, 但危害程度在不 断加大,须及时修补。
构造设计直接影响到玻璃采光顶的安全性能,如 对采光顶玻璃的固定方法应根据工程的实际情况进行 选择。框架式采光顶宜采用硅酮结构胶胶缝固定玻璃, 如果采用镶嵌槽夹持固定玻璃时, 应掌握好玻璃与槽 口的配合尺寸,并采取必要的固定措施,以防玻璃破碎 后坠落。 点支承式采光顶可以采用玻璃面板正放于支 承结构上方的上擎式(图6),也可以采用玻璃面板倒挂 于支承结构下方的吊挂式(图7),从视觉效果而言,后 者较为简洁,但从安全角度看,前者更具优点。
·50·
Байду номын сангаас
建筑技术
第 42 卷第 1 期
位进行密封防水,对节点连接、檐沟等特殊部位进行构 造防水设计,对可能的渗漏水要提供排水渠道。铝合金 玻璃采光顶须通过杆件的集水槽将玻璃内侧的结露水 汇集排出,对锥体玻璃采光顶,用于连接杆件的顶部专 用连接件需设置泛水。 大型公共建筑中经常出现玻璃 采光顶与金属屋面组合使用的情况, 应处理好两种材 料屋面的连接构造。 2.3 材料选择
(1.College of Civil Engineering, Tongji University, 200092, Shanghai, China ; 2.China Building Decoration Association, 100037, Beijing, China )
Abstract: Glass roof is widely used in city building for better enclosure, lighting and decoration. This article gives a discussion on damage forms and safety factors of glass roof, proposes strengthening measures on structure, construction, material, installation and maintenance, emphasizes the importance of eliminating potential safety problems.
造成采光顶发生坍塌的原因可归结为两方面:第 一是外力的直接作用, 采光顶支承结构的形式包括梁
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 起高度是否能满足要求等,若一切正常,则继续起吊至 直、光滑、宽窄一致,横纵、交缝处无明显错台错位。 安装
动螺栓位置再吊。 水平位置找准后以吊顶板边框上平
参考文献
面为基准, 通过对螺栓的均衡松紧将吊顶板调整至符 合要求的高度,然后旋紧固定螺母,螺栓上端应带两个 螺母,并相互旋紧。
安装接缝密封板,将各种规格的一字缝和十字缝密 封板和泡沫软衬逐一按设计要求扣在接缝处, 接缝顺
[1] 杨嗣信,吴 琏.国家大剧院壳体屋面 吸 音 材 料 喷 涂 施 工 技 术 [J]. 建 筑 技 术 ,2006 ,37 (9):671-672.
雪 荷 载 、地 震 作 用 、施 工 和 运 营 维 护 荷 载 (图5)等 。 采 光 顶设计首先应充分考虑各类作用, 保证整体结构具有 足够的强度和稳定性。 其次,采光顶结构应具有足够的 刚度,过大的变形将影响玻璃采光顶的安全使用,可采 用预应力技术等方法减小结构挠度。 考虑到风压和地 震作用影响,采光顶的造型应尽量规则,以减少结构承 受的扭转作用。 根据具体情况对采光顶结构进行冗余 强度设计,形成一定的安全储备,保证结构在部分构件
2011 年 1 月
马锦明,等:玻璃采光顶破坏形式及加强措施分析
·49·
采取4点支承或多点支承的点支承式玻璃面板,支承点 位置的不同步变化会造成各点不共面, 对玻璃形成附 加作用。驳接爪与玻璃连接的部位是最薄弱的部位,玻 璃承受集中作用,易出现应力集中,产生裂缝。 在受弯 作用的情况下,玻璃的跨中往往因最大弯矩较大,易首 先形成裂缝。 1.4.2 型材腐蚀、裂缝
可能是雨水、积雪融化水,结露冷凝水也能形成滴水 落水和渗漏。 尽管渗漏一般不会造成直接的伤害事 故,但可能导致采光顶材料腐蚀失效和室内设备损坏, 影响建筑物的正常使用。
采光顶玻璃产生裂缝的主要影响因素既有直接作 用,包括超出承载设计的外力作用,也有间接作用,包 括过大的温度效应以及建筑物发生的不均匀沉降等。 尤其是采光顶的边界受力条件较设计假定和建造安装 的初始状态发生变化后,会引起结构内力的重分布,对
采光顶位于建筑物顶部, 构件接缝变化远大于普 通幕墙, 密封胶在复杂外力作用和强烈紫外线照射下 易老化;同时,采光顶的汇水面积大,突出的扣板、面材 挠曲都可造成表面积水,加速密封材料的老化。 因此, 若采光顶的防水设计不足或施工质量不佳, 较易发生 渗漏。 1.4 其他破坏形式
还有一些玻璃采光顶的破坏属于隐性破坏, 即破 坏造成的后果还未直接显现, 但存在的问题已对结构 安全形成潜在威胁,若不能得到及时修复,很可能继续 发展成为显性破坏,导致严重后果。 1.4.1 玻璃裂缝
破了传统屋面的封闭性,采用透明的玻璃作为面材,不 形式及影响因素,采取科学有效的措施消除隐患,对提
仅有效改善采光,还可减少灯光照明,节约能源消耗, 高建筑物的安全性能具有重要的意义。
与传统建筑材料相比,玻璃采光顶还具有自重轻、装配 化程度高等特点。
但玻璃采光顶的安全问题也较突出。 采光顶的破 坏可能源于多种因素,如组成材料的质量、各种外力作 用等,此外,建设者或使用者安全意识的淡漠以及维护 制度的缺失, 也易导致潜在问题不能得到及时发现和
采光顶玻璃发生裂缝的情况各异, 可能出现一条 或多条裂缝。 框架式采光顶产生的裂缝多发起于玻璃 边缘。 点支承式采光顶的裂缝往往由支承点边缘发起 并逐步延伸(图2),也有的裂缝会发生在玻璃跨中。 夹 层钢化玻璃产生的裂缝可能如蛛网一样密集, 但在夹 层的作用下暂未脱落(图3)。
1.3 渗漏 渗漏是玻璃采光顶常见的质量问题,渗漏的水源
安装高度, 然后从下方观察工作面造型是否与周边板 后密封板上平面应平整、稳定、不透光,各预留孔位置准
造型吻合。
确。 吊顶板面积不大于1 500 m2,抽查点总数不少于5点。
将吊顶板与二次钢结构螺栓连接好并拧紧, 首先 吊顶板外饰面喷涂白色涂料,要求表面洁净、光亮、颜色
观察其水平位置是否准确,若有偏离,放下吊顶板,移 一致,无划痕、翘曲、裂缝和破损,造型自然流畅。
中图分类号:TU 767.6
文 献 标 识 码 :B
文 章 编 号 :1000-4726 (2011)01-0047-04
ANALYSIS ON DAMAGE FORMS AND STRENGTHENING MEASURES OF GLASS ROOF
MA Jin-ming1, ZHANG Qin2, XU Wei1
采光顶可以根据功能要求选取不同性能的玻璃作 为面材,其中以钢化玻璃、夹丝玻璃等为原片玻璃合成 制作的夹层玻璃安全性能较好, 可有效防止玻璃破裂 后瞬时坠落,便于及时采取补救措施。钢化玻璃具有良 好的机械性能,但自爆现象难以杜绝。为减小玻璃自爆 概率,对选用的钢化玻璃可采取引爆处理,以提高使用 过程中的可靠度。对已建成的玻璃采光顶,一种较为经 济有效的加强措施是使用玻璃安全贴膜。 根据玻璃的 重量和类型选择适当的安全贴膜, 一方面可降低阳光 透射的热量,另一方面可提高玻璃的整体性,使破碎后 的玻璃因贴膜的作用仍然保持固定在金属框架或连接 件上,防止散落伤人。用于钢化玻璃的安全贴膜应保证 同时与玻璃和玻璃边框或支承件牢固粘结, 以防破碎 后的玻璃与安全贴膜一同整体坠落。
出现问题时不会发生完全失效。 对于使用过程中可能发生的特殊情况, 应充分预
见考虑,如冰雹或高空坠物造成的冲击,南方地区偶降 大雪的荷载作用、强烈温度效应的影响等。尤其应强化 安全设计理念,在地震等严重自然灾害发生的情况下, 保证采光顶结构大震不倒,为人员疏散赢得时间。对寒 冷地区的采光顶工程还须进行防脆断设计。 2.2 构造设计
第 42 卷第 1 期 2011 年 1 月 Vol.42 No.1 Jan. 2011
建筑技术 Architecture Technology
·47·
玻璃采光顶破坏形式及加强措施分析
马锦明1, 张 芹2, 徐 伟1
(1.同 济 大 学 土 木 工 程 学 院 ,200092 ,上 海 ;2.中 国 建 筑 装 饰 协 会 ,100037 ,北 京 )
摘 要:玻璃采光顶兼有围护、采光和装饰功能,广泛应用于城市公共建筑。 通过对玻璃采光顶的破坏形式
和安全影响因素进行系统分析,从结构、构造、选材、施工、围护等方面总结玻璃采光顶安全设计要素和针对性的
安全加强措施,强调了及时消除安全隐患的重要性。
关键词:玻璃采光顶;破坏形式;加强措施;框架式采光顶;点支承式采光顶
1.4.3 密封材料老化 目前, 幕墙密封胶结材料的使用寿命远低于建筑
物的使用寿命,材料老化问题无法回避。尤其是采光顶 直接受到阳光照射、雨雪冲击、构件接缝变化的影响, 密封材料更容易老化,影响采光顶的密封性,容易造成 渗漏,甚至影响采光顶的受力性能,严重的可能发生面 材脱落。
2 安全性能加强措施
2.1 结构设计 玻璃采光顶承受的荷载有自重、风荷载、雨荷载、
受造型、空间等因素影响,采光顶防水处理难度较 大。设计中应采用“疏”“堵”结合的方式。“疏”即排水设 计 , 应 选 择 适 宜 的 采 光 顶 坡 度 , 一 般 以 不 小 于 3% 为 宜 , 并根据建筑屋面的造型设计快捷的排水路线, 利用采 光顶的坡度因势利导地将雨水排除, 避免出现积水现 象;“堵”即防水设计,应多道设防,对面材连接处等部
Key words: glass roof; damage form; strengthening measure;frame type glass roof;point supporting type glass roof
玻璃采光顶是现代建筑中常用的屋面形式, 它打 纠正,形成安全隐患。 因此,系统分析玻璃采光顶破坏
采光顶构配件松动脱落及玻璃破碎坠落, 虽是偶 发事件,但危险性很大。以一般采光顶的规模和高度考 虑,即使是钢化玻璃破碎的细小颗粒,坠落时也会形成 惊人的速度和破坏力。
采光顶发生玻璃破碎的原因主要有三方面:首 先,采光顶受到复杂的外力作用、不均匀沉降和温度 变化的影响,如对于框架式采光顶,玻璃露在型材框 架外的部分受到阳光照射, 与镶嵌在型材框架内的 部分形成温度差异,引起内力变化;其次,采光顶构 造问题, 如框架式采光顶用镶嵌槽夹持固定夹层玻 璃时,破碎的夹层玻璃易产生较大幅度的下垂挠曲, 从镶嵌槽中滑出而脱落下坠,发生整体脱框;还有一 些破坏是材料原因造成的, 如钢化玻璃在生产过程 中残留硫化镍微粒, 温度变化的影响可能使硫化镍 微粒发生微小的体积变化, 导致玻璃在使用过程中 发生自爆(图1)。
建筑技术
第 42 卷第 1 期
系、拱结构、桁架、网架和网壳、拉索与拉杆结构等,受 力状况比立面幕墙更为复杂, 当外力作用的荷载效应 超过结构自身抗力时,采光顶就会发生破坏;第二是间 接作用,如温度作用,玻璃采光顶直接接受阳光照射, 在一年的不同季节和一天的不同时段, 阳光的照射情 况不断发生变化, 引起的温度变化导致结构构件形成 复杂应力和变形,尤其是地处寒冷地区的采光顶建筑, 冬季室内外温差高达几十度,会令结构受损、承载力降 低,甚至整体失效。 1.2 玻璃或构件坠落
相关文档
最新文档