幕墙预埋件设计

• 4．槽式预埋件的预埋钢板及其它连接措施，应按照现行国 家标准《钢结构设计规范》GB 50017的有关规定进行设 计，并通过试验确定其承载力。 • 5．玻璃幕墙构架与主体结构采用后加锚栓连接时,应符合下 列规定： （1）产品应有合格证；（有钢材化学成分和力学性能试验 报告，有设计方法资料和出厂合格证）。 （2）碳素钢锚栓需进行防腐处理； （3）后加螺栓必须在现场进行单体拉拔试验和节点(群体)拉拔 试验，试验所加荷载应达荷载设计值的1.5倍而无明显滑 移，必要时应在检测单位进行极限拉拔试验。
• （二）槽型预埋件与平板预埋件相比的缺点 槽型预埋件与平板预埋件相比，最为明显的缺 点就是槽型预埋件的承载能力要比平板预埋件小很 多，槽型预埋件的抗拉承载力设计值为32KN，抗 剪承载力设计值为23KN，而平板预埋件的抗拉承 载力设计值为140KN，抗剪承载力设计值为55KN 左右，因此，当幕墙的跨度较大时，或者幕墙面离 结构面较远时，槽式预埋件就不合适了，只能选择 平板预埋件。
• 1.1.2 埋板带预留槽式埋件 此种埋件在普通爪式预埋件基础上增加了预留 槽，连接起来非常方便，及时在埋件位置误差较大的 情况下，也可像普通埋件一样焊接处理，灵活性较大。
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• 1.1.3 爪形埋件 (A～F为几种常见类型，如图所示)。
• 1.1.4 槽型埋件 金属槽可由钢板折弯,铸 件,锻件制成。锚筋与金属槽 可制成一体,或焊接而成。这 种形式的预埋件具有体积小 施工方便的优点，目前已经 国产化，且已形成系列。施 工中常用到槽型埋件长度为 300mm，锚筋长度为100mm 或60mm。
• 3.从施工的难易角度比较 槽型埋件体积小，施工非常方便。槽型预埋件的锚 筋只有一排，而且槽型预埋件的槽钢体积较小，不 容易与主体结构的钢筋发生干涉，施工周期短，大 大提高施工进度。而平板预埋件所占的体积大，锚 筋一般为两排两列布置，非常容易与主体结构的主 筋发生干涉，由于施工工人不是非常清楚主筋的重 要性，偶尔为了埋设平板预埋件而把主体结构的主 筋锯断，这样就会对建筑埋下安全隐患。另外，由 于槽型预埋件的体积小，当主体结构为一较薄的板 式结构时，只能采用槽型预埋件而不能采用平板式 预埋件。
• 1.3 埋件的埋设方式 埋件按其在主体结构上的位置划分，可分为上埋 式、侧埋式和下埋式，其中下埋式受力较为不利， 应谨慎使用。
• 后补式埋件只能通过膨 胀螺栓和化学锚栓和主 体结构进行连接。由于 后补式埋件的安装质量 受现场施工的条件和人 员的影响非常大，不容 易控制，经常达不到设 计指标，尤其是国家已 明文规定受拉部位不允 许使用膨胀螺栓，所以 尽量不采用后补式埋件。
• 4.5锚筋锚板连接锚筋与锚板一般采用T型焊连接，当锚筋直 径大于20mm时，宜采用穿孔塞焊，焊缝等级为三级。不同 强度钢材连接时，采用强度较低钢材所适应的焊条。工程上， 采用E43X（0~5）型焊条，焊缝高度 mm，可以满足一般幕 墙埋件焊接要求。 • 4.6埋件的质量标准 （1）预埋件的品种、类型、规格、尺寸、性能、板材的壁厚、 表面处理应符合设计要求，且应有出厂合格证。 （2）预埋件的焊接处理，必须检查钢筋钢板的品种是否符合设 计要求及强制性标准规定，
• 4· 3锚筋的锚固长度规范所说的锚筋的锚固长度是指充分利用 锚筋的抗拉强度时允许采用的最小构造长度。 • （1） 当计算中充分利用锚筋的抗拉强度时，其锚固长度应按 下式计算： 式中 光圆钢筋（如HPB235钢筋）：α=0.16；带肋钢筋（如 HRB335钢筋）：α=0.14。 钢筋设计强度：HPB235钢筋 =210N/mm ；HRB335钢筋 =300N/mm混凝土强度等级：
三、建筑幕墙预埋件施工要求
• （一）标准JGJ102—2003第5.5条款相关规定要求：
• 1．主体结构或结构构件，应能够承受幕墙传递的荷载和作 用。连接件与主体结构的锚固承载力设计值应大于连接 件本身的承载力设计值； • 2．玻璃幕墙立柱与主体混凝土结构应通过预埋件连接,预埋 件应在主体结构混凝土施工时埋入，预埋件位置准确；当 没有条件采用预埋件连接件时，应采用可靠的措施，并通 过试验确定其承载力。 • 3．由锚板和对称配置的锚固钢筋所组成的受力预埋件，可 按照本规范附录C的规定进行设计。
• 4.从是否方便幕墙龙骨的安装角度比较 槽型预埋件与幕墙龙骨的转接件采用T型螺栓连接， 现场不需要焊接，安装非常方便。槽型预埋件是通 过在其槽口内能够自由水平滑动的T型螺栓与幕墙龙 骨转接件相连接，转接件与T型螺栓连接处在竖直方 向上开长型孔，转接件与幕墙龙骨连接处在垂直于 幕墙面方向上开长型孔，这样就实现了幕墙龙骨安 装的三维调整，安装十分方便。如图所示。平板预 埋件也能实现三维调整，但是调整完之后需要焊接 来固定，一方面给现场施工增加了难度，另一方面 也增大了发生火灾的可能性。
面板
预埋件或补埋件 连接件
主体结构
横梁 立柱
一、埋设件的分类及构成
埋设件按其形成时序分为预埋件和后置 埋件，其中预埋件分为爪式埋件和槽型埋件。 • 1.1预埋件
预埋件是预先安置(埋藏)在结构内的构件.即在结 构浇注时留设在结构中的由钢板和锚固筋的构件。
• 1.1.1 普通爪式埋件 锚筋,锚板通过焊接而成锚筋可制成直形,弯 形,弯钩型。
• （3）钢筋按制作方式可分为热轧钢筋，热处理钢 筋和冷拉钢筋。建筑工程大量使用的HPB235钢筋 和HRB335钢筋都是热轧钢筋。冷拉钢筋亦称冷加 工钢筋，通过冷拉工序，提高了材料的屈服极限， 增加了强度，缺点是降低了塑性，材质变脆，冷弯 性能差，不适宜作冷弯材料，所以，规范规定锚筋 严禁采用冷加工钢筋是正确的。热轧钢筋的冷加工， 如冷弯，是允许的，并在施工中被大量应用。认为 热轧钢筋不能进行冷加工，热轧钢筋锚筋不能弯折， 是把“冷加工钢筋”与“钢筋冷加工”两种不同概 念混淆了。
建筑幕墙埋件
2012年7月30日
前言
• 建筑幕墙依据不同的面板材料分为玻璃幕墙、 金属幕墙和石材幕墙三大类，无论哪类幕墙， 其承载结构体系与建筑主体结构的连接，通 常都是通过预埋件或后加锚固件来实现的。 幕墙除了承受自重荷载外，还要承受风力、 地震等荷载的影响，因此预埋件与建筑主体 结构的连接是否可靠耐久，直接关系到幕墙 的结构安全与使用寿命。
• （1）规范对锚板材质只要求采用Q235级钢，并未 明确规定A，B，C类中的哪一类。幕墙行业中流行 一种就高不就底的倾向很不可取，只要能满足使用 要求，越经济，越具有竞争力。 • （2）锚筋可以采用常用的建筑钢筋之中的任意一 种。采用HRB335级钢筋作锚筋最合适。HPB235 钢筋为光面，端部必须做弯钩，制作和安装较变形 钢筋难。而HRB400钢筋价格较贵，加工较难。
• 1.2 后补埋件 后补埋件即平板埋件，通过普通膨胀螺栓、 化学锚栓或穿透螺栓（双头螺柱）以及焊接 封闭钢板等方式实现埋件的固定。
• 1.2.1 后补埋件的几种施工方法
①普通膨胀螺栓固定 ②化学锚栓固定 ③穿透螺栓（双头螺柱）固定 ④包箍钢板焊接（通常用于柱或梁） ⑤后补做土建结构同时埋设预埋式埋件。 ⑥以上几种形式的复合形式。
• 2.重视埋件的技术要求 • （1）预埋件技术要求是建设方必须重视的幕墙专项 设计内容，根据其受力情况（拉、剪、弯）计算确 定锚板规格、锚筋直径、长度以及焊缝厚度等，其 中锚板的最小厚度和锚筋的间距，锚筋到锚板边缘 距离，预埋件其承载力以及连接件与主体结构的锚 固承载力必须通过计算或实物试验予以确认，符合 规范要求，但是建设方常常对埋件专项设计不够重 视，甚至忽略规范要求，草草的安排土建施工预埋， 这种缺乏科学的设计以及盲目预埋，既造成大量预 埋件报费，又增加了幕墙安全隐患。
• （3）预埋件（平板、槽型）锚板采用Q235B级钢， 锚筋采用HRB335或HRB400级（带肋）热轧钢筋。 • （4）直锚筋与锚板采用T形焊，当锚筋直径小于 20mm，采用压力弧焊；当锚筋直径大于20mm，采 用穿孔塞焊；不允许把锚筋弯成L形与锚板焊接。 • （5）当预埋件表面采用热浸镀锌防腐处理时，锌膜 厚度应大于45微米。 • （6）预埋件制作时，锚板、锚筋及锚筋与锚板面垂 直度等允许偏差应按规范控制，其中锚筋长度不允 许负偏差。
• 4· 1锚筋截面积 新规范对锚筋最小截面积进行了 规定，提供了锚筋最小截面积计算公式。根据本人 经验，由于作用于一般幕墙埋设件上的荷载较小， 按构造确定的锚筋截面积均能满足规范要求，故在 一般情况下，无须进行锚筋截面积验算。 • 4· 2埋设件的材质 规范规定“预埋件的锚板宜采 用Q235级钢。锚筋应采用HPB235，HRB335或 HRB400级热轧钢筋，严禁采用冷加工钢筋。” 根据幕墙设计情况，作如下说明：
膨胀螺栓
化学锚栓
二、埋件设计
1.埋件与主体的连接强度直接决定了整个幕墙的安
全，必须严格控制。在埋件设计时应注意以下几点： (1).预埋式埋件锚筋与埋板的尺寸和位置在设 计时应严格依据《玻璃幕墙工程规范》 (JGJ102-2003)及《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002)进行设计。
(2).注意锚筋的长度不要超过结构尺寸（如梁厚 度），避免锚筋露出结构外。 (3). 爪形埋件中A、B两型锚筋宜采用螺纹钢。C、D 型的锚筋在设计时应考虑锚筋间的干涉及锚筋 在安装时与结构配筋之间的干涉问题。E、F型 埋件适合于需要进行防雷的部位。 (4).埋板的大小在设计时应考虑幕墙的结构形式的需 要。
• （2）后置埋件技术要求除考虑各类螺栓本身性能 差异外，还要考虑基材性状、锚固连接的受力性 质、被连接 结构的类型、胡无抗震设防要求等因 素。膨胀型螺栓、扩孔型螺栓不得用于受拉和边 缘受剪（边距C＜10hcf锚件有效锚固深度），拉 剪复合受力的结构构件及生命线工程的非结构构 件的后锚连接。化学植筋及螺杆，在满足锚固深 度的化学植筋和螺杆可应用于抗震设防烈度不大 于8级的受拉、边缘受剪、拉剪复合受力之的结构 构件和非结构构件的后锚固连接等待。
• 槽型埋件与平板预埋件的优缺点对比 槽型埋件为幕墙施工中常用的一种形式，由于其与平板 式预埋件相比有较多的优点，因此槽型预埋件在幕墙工程中 的应用逐渐增多。 （一）槽型预埋件与平板预埋件比较的优点 1、从生产加工角度比较 槽型预埋件加工工艺简单，质量检验方便，一般加工一个 槽型预埋件的功效是加工一个平板预埋件功效的3倍。 2、从经济性角度比较 槽型预埋件价格便宜，节省工程造价。一个槽式埋件的重 量约为2公斤左右，外加两个T型螺栓，一套槽型埋件的价格 大概为25元左右。而一个平板埋件的重量大约为6公斤左右， 价格约为60元左右，槽型埋件的价格约为平板埋件的一半以 上。
C20 C25 C30 C35 C40 对应的混凝土抗拉强度 ( N/mm )： 1.10 1.27 1.43 1.57 1.71 d为钢筋直径
• 4.4锚板厚度锚板厚度应根据其受力情况通过计算确 定。计算简图为点支平面板，锚筋支点之间的距离 是确定板厚的主要因素，《混凝土结构设计规范》 规定锚板厚度与锚筋中心距之比≥1/8的原因就在于 此。根据幕墙特点，新规范没有采用这款规定，对 锚板厚度限制较宽。当前设计锚板厚度较随意，有 的锚板面积较大厚度较小，有的锚板面积较小厚度 却较大。我认为，一般情况下幕墙4锚筋埋设件，锚 板边长＜250mm时，板厚8mm；250mm≤边长＜ 350mm时，板厚10mm；边长≥350mm时，板厚 12mm为宜。
• 3.埋设件的构造规定 • 旧规范JGJ102-96《玻璃幕墙工程技术规范》原样 照搬GBJ10-89 《混凝土结构设计规范》。新规范 JGJ102-2003<玻璃幕墙工程技术规范>关于预埋件 设计较旧规范在适应幕墙行业荷载较小等特点方面 有一定改进，如取消了锚板厚度与锚筋中心距之比 ≥1/8的规定；以及受拉锚筋长度降低到≥15d等。这 些还是不能满足在较小截面混凝土构件上设置埋设 件的需要，工程上经常要面对监理按规范检查锚筋 长度不符合规范规定的尴尬。据了解，幕墙行业至 今还没有发生过因埋设件抗力不够而导致幕墙损坏 事故，这说明现行埋设件是安全的，同时也在某种 程度上反映埋设件是保守的，尚有继续改进的空间。