既有隐框玻璃幕墙安全性鉴定及分析

既有隐框玻璃幕墙安全性鉴定及分析

郭攀

广州建设工程质量安全检测中心有限公司，广州，510440

摘 要：以揭阳某办公楼既有玻璃幕墙为例，按照广东省地方标准对其进行安全性鉴定，主要包括支承构件及连接、面板构件及连接、开启窗、防火构造、防雷构造、金属构件的腐蚀和锈蚀等六个鉴定子单元。整个过程采用先进的智能设备进行无损检测，如无人机、光弹扫描仪、工业内窥镜。通过对幕墙进行检查检测，指出存在的安全隐患并提供相应的加固、改造建议。

关键词：玻璃幕墙；安全性鉴定；无损检测；智能设备

1 工程概况

揭阳某办公楼于1996年建成并投入使用，主体为钢筋混凝土框架结构，标准层层高为3.6m，大楼地上共15层。外立面南北面设置隐框玻璃幕墙，总面积约1500m2。

本玻璃幕墙工程使用至今已超过25年。按照住建部、广东省住建厅等主管部门的政策法规文件要求，幕墙工程超过设计使用年限或者目标使用年限但需要继续使用的，维护责任主体应当委托具有相应检测资质的第三方机构进行安全性鉴定，以发现和消除安全隐患，保证幕墙工程结构安全和正常使用功能。

2 支承构件及连接

铝型材主要作为隐框玻璃幕墙的立柱和横梁，由顺德大明铝合金型材厂生产，其表面处理方式为阳极氧化，整体外观质量尚可，无明显变形和损坏。铝立柱截面尺寸为70mm×110mm，铝横梁截面尺寸为70mm×70mm。随机取样24个测点（立柱、横梁各12个）对铝型材进行壁厚检测，结构显示各取样点的铝立柱正、侧面壁厚大于2.5mm，铝横梁正、侧面壁厚大于2.0mm，符合标准要求[1]。采用涡流测厚仪测定铝型材表面涂层膜厚度，数据表明：平均涂层膜厚度处于16~18µm范围，局部最小涂层膜厚度处于12~14µm范围，达到AA15级。使用工业内窥镜对铝型材内壁进行检查，观察到大楼西面渗水部位的立柱内壁存在水迹，且型材已出现轻度腐蚀问题。

梁柱连接为隐蔽构造，现场采用工业内窥镜进行钻孔检查。根据屏幕画面可知，横梁端部采用铝角码作为转接件，使用铆钉将角码固定于立柱上，角铝与横梁间设置橡胶垫，未见有效固定，不能有效防止横梁移动。作为主要受力节点，梁柱连接不宜使用牙纹稀疏、变截面的自攻螺钉固定，而应采用螺栓或打孔开丝的机制螺钉有效固定[2]。

本幕墙主体连接采用膨胀螺栓固定后置钢板作为锚固件，个别楼层采用预埋件形式。主体连接检查，连接构件表面涂防锈漆，质量状态良好，未见明显松动异常现象。幕墙立柱连接，由转接件通过2颗M12螺栓固定立柱，转接件通过螺栓或焊接方式固定于锚固件。现场检查，钢转接件尺寸不统一，螺栓与焊接设置随意。铝立柱与钢角码接触部位设置1mm厚石棉垫片，防止发生双金属化学腐蚀。立柱采用每层断开构造形式，层间通过套芯连接，连接处设置自由伸缩缝隙，构造方式符合要求。

3 面板构件及连接

本框支承玻璃幕墙为隐框结构，分布于塔楼北面、西面，以及裙楼北面。幕墙玻璃采用6mm厚水湖蓝镀膜玻璃。现场检查，玻璃外观无明显色差，有数块玻璃存在破裂、爆边、膜面损伤等缺陷。玻璃边缘未进行磨边倒角处理，不符合标准要求。玻璃表面应力数值介于2.0~8.0MPa范围，非钢化单片玻璃不属于安全玻璃，对于人员流动密度大、青少年或幼儿活动的公共场所以及使用中容易受到撞击的部位，其玻璃幕墙应采用安全玻璃[3~4]。

幕墙玻璃四边为隐框构造。玻璃四边设计附框，玻璃通过结构胶粘结固定在附框铝型材上，结构胶尺寸统一，未见明显脱粘情况。玻璃上、下边附框为幕墙横梁，为一体形式，附框装配方式见前文梁柱连接；左、右边附框通过机械咬合固定于立柱型材上，附框上的装配构件采用插槽形式嵌入附框凹槽内，立柱上的连接件采用2颗螺钉固定，螺钉存在锈蚀问题。玻璃下端未设置承受重力荷载的托条，使得玻璃与铝附框之间的结构胶长期承受剪力作用，影响其使用寿命。

隐框玻璃幕墙的结构胶用于玻璃与铝附框之间的粘结，属于关键受力部件。现场检查，结构胶注胶饱满，粘结面状态正常，未发现化学析出物、脱胶开裂等异常现象。现场随机抽取几处结构胶进行邵氏硬度检测，数值介于60~67之间。检查注胶尺寸，结构胶厚度约为6mm，宽度约为12mm，注胶尺寸与委托方提供的设计图纸相符，符合标准要求[5]。在大楼北面、西面取胶样并制样结构胶若干组，进行实验室测试。测试结果表明结构胶胶体延性下降，胶体已明显变硬，存在老化现象，结构胶质量状态较差。

4 开启窗

本幕墙开启窗为手动外开上悬窗，采用风撑、铰链、双七字执手为主要五金件。玻璃与扇框四周通过结构胶粘接固定，结构胶老化较严重，且窗扇玻璃下端未设置托块。窗扇开启距离介于250~300mm之间，满足规范要求。大部分上悬窗存在启闭功能障碍，执手出现松动，铰链磨损严重。部分开启窗的限位风撑采用铆钉紧固，连接方式不可靠。开启窗采用胶条为主要的密封方式，胶条普遍存在老化收缩、变硬等问题，关闭状态下窗扇与窗框无法紧密贴合，上部留有较大空隙，开启窗密封性较差。

5 防火构造

检查幕墙防火构造，幕墙与各层楼板、隔墙外沿间的空隙采用了不燃性防火岩棉封堵，填充材料厚度为100mm，铺设基本密实，其底部采用1.5mm厚镀锌钢板承托。局部位置承托钢板与主体结构、幕墙结构之间的缝隙未采用防火密封胶密封。

6 防雷构造

大楼顶部采用φ14mm镀锌圆钢作为接闪器，φ12mm镀锌圆钢作为防雷导线组成屋面防雷系统，沿楼顶四周满布。各连接处均为满焊，焊接连接处普遍存在锈蚀，建议彻底去除锈斑并涂刷防腐漆。幕墙金属框架在屋面通过导线与主体结构的防雷体系可靠连接，在层间位置通过扁钢与均压环连接，以此形成导电通路，总体上幕墙的防雷构造质量状态尚可。

7 金属构件的腐蚀和锈蚀

铝合金构件主要作为隐框玻璃幕墙的横梁、立柱以及开启窗主型材；铝合金连接件、钢连接件分别位于支承构件间、支承构件与主体等连接处。现场检查，开启扇型材表面及立柱内壁存在轻微腐蚀，横梁与立柱连接处质量状态尚可，未发现双金属腐蚀现象。开启窗五金件为不锈钢材质，表面无明显锈蚀，状态良好。与主体连接处，连接构件表面涂刷防锈漆，状态良好，个别部位焊缝存在轻微锈蚀，尚不影响使用安全。

8 主要问题及处理建议

1）横梁与立柱连接构造采用单颗铆钉连接固定，角铝与横梁之间设置橡胶垫块，施工不规范，梁柱连接不可靠；主体及立柱连接的螺栓、焊接施工较随意，后锚固件、转接件及其连接施工质量一般，无标准构造形式。建议对幕墙连接构造进行定期观测检查，如出现构件变形、松动或移位，应采取维修加固措施。

2）幕墙玻璃为非钢化单片玻璃，不属于安全玻璃；北面玻璃粘接固定的结构胶质量状态较差，存在明显老化问题，且玻璃下部无托条，玻璃装配存在安全隐患。建议对幕墙玻璃进行加固处理，如更换紧固件、增设压块及玻璃托条，必要时全部更换为安全玻璃。

3）窗扇玻璃下端无托块，结构胶老化较严重。大部分上悬窗存在启闭功能障碍，执手出现松动，铰链磨损严重。开启窗采用胶条为主要的密封方式，胶条普遍存在老化收缩、变硬等问题。建议对幕墙系统的上悬窗采取维修加固措施，如增设窗扇玻璃托块、防坠器，更换存在故障的五金件、密封胶条，保证其安全性与正常使用性。

参考文献

[1]JGJ 102-2003, 玻璃幕墙工程技术规范[S].

[2]贾映川,刘志勇,吴小林.幕墙立柱与横梁连接设计[J].中国建筑金属结构,2005(11):23-25.

[3]GB 15763.2-2005, 建筑用安全玻璃　第2部分：钢化玻璃[S].

[4]GB 15763.3-2009, 建筑用安全玻璃　第3部分：夹层玻璃[S].

[5]GB/T 21086-2007, 建筑幕墙[S].