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隐框既有建筑玻璃幕墙检测鉴定方法

来源:房屋安全鉴定网点击: 发布时间:2021-08-12 14:22:28

       从20世纪90年代起,玻璃幕墙被广泛应用于现代建筑。玻璃幕墙一般可分为隐框、明框和全玻璃幕墙,相比于后者,隐框、明框玻璃幕墙设计和施工技术较早引入国内,在既有建筑中最为常见。顾名思义,明框幕墙是将玻璃镶嵌于横梁上的两边支承结构(横梁支承于立柱上,玻璃和立柱间有固定卡具),从室外可见幕墙边框。不同于明框幕墙,隐框幕墙是使用硅酮结构胶将玻璃四边粘在横梁和立柱上,室外看不到幕墙骨架。隐框幕墙玻璃与框架的主要粘结材料是结构胶,硅酮结构胶的保用期一般为10年,现在大多数既有隐框幕墙的服役时间已经超过10年,这就意味着不少的既有隐框幕墙可能存在因胶材老化导致的安全隐患。此外,玻璃幕墙可能存在玻璃自爆、撞击损坏、承载力不足等其他缺陷。考虑到既有玻璃幕墙存在的诸多隐患和国家相关政策文件,有必要加强对既有玻璃幕墙的安全检查和加固措施,下文将结合相关规范和笔者的工作经验对既有隐框幕墙的检测方法及要点进行说明。
 

1、检测鉴定内容

       隐框既有玻璃幕墙主要组成成分为玻璃、胶和框架,现场检测和鉴定内容主要针对这三个组成部分。入场检测前,尚应对检测工程的基本概况和设计、施工图纸等资料进行详细了解,由于幕墙检查可能涉及高空作业,有必要在入场前对所有检测人员进行安全培训和设备检查,确保检测工作顺利进行。隐框既有玻璃幕墙现场检测,在连接正常的情况下,正常使用环境下金属框架承载性能一般不至于有较大变化,可弱化对金属框架的检查,现场的检测重点应为玻璃和胶材的检测。

 


2、胶材检测

 

        对于胶材常规的检测方法为目测、触碰、现场拉伸试验、邵氏硬度法等,近年来国内学者尝试采用动态法测试隐框玻璃胶材的粘结性能,从国外引进的吸盘法和气囊法在国内也有应用,但其现场操作性较差,尚需配合位移计、百分表、传感器等仪器使用,不便于操作。根据笔者现场胶材检测经验,除使用目测、触碰等常规方法外,考虑现场检查的方便性,推荐使用邵氏硬度法和动态法,其原理和操作方法如下文所述。GB16776-2005{建筑用硅酮结构密封胶》规定胶材的硬度范围为20~60,对于现场裸露的密封胶或结构胶,可采用邵氏硬度计检测胶材的表面硬度,用以判定胶材的硬化程度。该方法简单、快捷,能定量化说明胶材的质量,结合常规检测方法(如外观目测、触碰检查)。原理为采用具有一定形状的钢制压针,在试验力作用下垂直压入试样表面,当压足表面与试样表面完全贴合时,压针尖端面相对压足平面有一定的伸出长度,以值的大小来表征邵氏硬度的大小,值越大,表示邵氏硬度越低,反之越高。计算公式为:HA=100一L/0.025。
       由于胶材的质量与多项指标有关(硬度只是其中指标之一),胶材品种较多,其初始邵氏硬度、硬度发展趋势不同,现有的试验数据尚不能全部反应各种硅酮结构密封胶邵氏硬度随时问而变化的规律,故单一的采用邵氏硬度计检测胶材的硬度以判定胶材质量的方法并不可行,根据笔者经验,邵氏硬度法应当结合常规检测方法(如外观目测、触碰检查等)或其他方法,综合判定胶材质量。中国建筑材料科学研究院(以下简称建材院)有部分学者提出采用动态法检测既有玻璃幕墙安全性能J。该法在原理上基本可行,但实际应用经验尚不足。该方法主要针对既有隐框玻璃幕墙,隐框玻璃幕墙玻璃四边通过硅酮结构胶与框架粘连,四边粘连后玻璃振动受约束,其四边约束状态介于四边固支和四边简支之间,对于特定约束的矩形薄板,其固有频率不受外力影响,是约束物的基本特征之一如约束形态发生改变,如局部脱胶、松动等,都会引起约束物固有频率的改变。根据弹性力学理论,对于四边支撑的矩形薄板,四边固定时其频率最大,四边简支时频率最小。
       据研究固有频率的大小与约束大小成线性关系;当结构胶质量下降时,其粘结程度降低,对应的固有频率减小。根据设计规范,要求隐框玻璃幕墙的结构胶极限强度不低于0.7MPa,将此强度作为评价结构胶的最低临界强度。通过老化试验,确定该临界强度对应的固有频率值大约高出玻璃四边简支对应频率的20%左右。可以认为,当实测玻璃频率低于该频率时,就可以认为结构胶剩余粘结强度不足,玻璃存在危险。建材院学者通过大量试验和理论分析,提出了以频率区间划分玻璃幕墙安全等级的方法。



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