本文摘自：《建筑幕墻創(chuàng)新與發(fā)展》未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載
2016年8月7日下午成都市高新南區(qū)在突發(fā)狂風(fēng)暴雨冰雹襲擊，成都?xì)庀笮畔?bào)道當(dāng)天該區(qū)域風(fēng)力不小于10級加冰雹，給成都該區(qū)部分區(qū)域的建筑、植物造成嚴(yán)重的破壞，周邊樹木吹倒數(shù)百株，包括環(huán)球中心側(cè)面的洲際酒店大堂玻璃幕墻破損嚴(yán)重，(其他尚有不少建筑玻璃破損，如益州廣場、新會展、紅星美凱龍等，圖1、圖2)。
圖1洲際酒店大堂玻璃幕墻大面積破損
圖2 紅星美凱龍點(diǎn)式玻璃幕墻轉(zhuǎn)角處~7塊玻璃破損
環(huán)球中心洲際酒店大堂側(cè)面幕墻此部分為玻璃肋（詞條“玻璃肋”由行業(yè)大百科提供）點(diǎn)駁玻璃幕墻，幕墻立面寬度~46米、最大高度~24.5米，玻璃肋做為幕墻主要承擔(dān)荷載的結(jié)構(gòu)體系通過鋼板（詞條“鋼板”由行業(yè)大百科提供）-螺栓夾持安裝于拱形鋼結(jié)構(gòu)梁上，玻璃面板通過不銹鋼點(diǎn)駁爪、玻璃膠固定于玻璃肋上，玻璃板塊橫向排列~26塊，高度方向排列~9塊，面積~1100平方米。玻璃幕墻結(jié)構(gòu)體系基本分為上下兩個部分，地面起至標(biāo)高~6米有橫向結(jié)構(gòu)粱，玻璃肋在此分上下兩段承力體系并形成幕墻整體造型(圖3)。
圖3 洲際酒店大堂玻璃幕墻正面圖
這次該玻璃幕墻因風(fēng)災(zāi)為起因?qū)е孪群笾鸩?當(dāng)即風(fēng)損和排危)破損形成了位于外立面左起第6排至11排、高從底部起第3排至9排的區(qū)域的玻璃板塊~37塊破碎脫落、豎向玻璃肋左起第5個至第9個基本上整體破碎脫落(僅部分上局部殘留)，涉及面積~170平方米，周邊尚有部分玻璃板塊、玻璃肋、不銹鋼點(diǎn)駁爪有破裂（詞條“破裂”由行業(yè)大百科提供）、變形、未脫落情況(圖4、圖5)。
圖4
圖5
根據(jù)專家人員于8月8日、9日的會同業(yè)主等相關(guān)人員現(xiàn)場察看、查閱相關(guān)設(shè)計(jì)、施工資料，初步形成以下意見：
1、洲際酒店大堂幕墻此部分為玻璃肋點(diǎn)駁玻璃幕墻，由于四川省某建設(shè)集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)施工，施工圖于2013年1月提交審查并通過，工程約于2013年3月竣工交付使用，根據(jù)提供的相關(guān)圖紙、施工、驗(yàn)收資料，初步認(rèn)定該項(xiàng)目是由具備資質(zhì)的幕墻專業(yè)公司負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)施工的，該項(xiàng)目基本按正常程序進(jìn)行報(bào)審、備案、施工、質(zhì)檢的。
2、查看施工圖及現(xiàn)場，破損處的玻璃幕墻為玻璃肋點(diǎn)駁玻璃幕墻，幕墻面板玻璃為19mm鋼化白玻，玻璃肋為19+1.52pvb+19mm鋼化夾膠白玻，玻璃肋寬525mm。標(biāo)高~6米以下玻璃肋為一通長整體肋，標(biāo)高~6米以上，玻璃肋按～3.9米、~6、~3.9米分3段，通過不銹鋼夾板(16個M16螺栓)連接形長總長～14.76米玻璃肋系統(tǒng)，玻璃肋在其下端起～3.9及～9.9米玻璃肋拼接處，設(shè)置不銹鋼栓桿系(桿徑~20mm)橫向支撐穩(wěn)定系統(tǒng)，玻璃面板標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格～1.75x2.8，最大分格～1.75x3.0，不銹鋼點(diǎn)駁爪為250系列。查看其設(shè)計(jì)資料，基本合理可行，但其玻璃肋525mm寬的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（詞條“結(jié)構(gòu)強(qiáng)度”由行業(yè)大百科提供）指標(biāo)值已基本達(dá)到材料極限值，風(fēng)荷載局部體型系數(shù)偏小，不銹鋼點(diǎn)駁爪臂為薄板型，側(cè)向承力比較弱，計(jì)算雖合格但沒有留合理適當(dāng)?shù)陌踩喽龋@對玻璃結(jié)構(gòu)體系更為重要(圖6~圖9)。
圖6
圖7
圖8
圖9
3、從施工現(xiàn)場看，除破損墜落部分外，涉及周邊的幕墻上存在玻璃破碎(面板、玻璃肋)、點(diǎn)駁爪件偏扭狀態(tài)，因該玻璃幕墻已經(jīng)使用了三年多，并承受相關(guān)的外界因素影響，無法簡單判定幕墻施工中是否存在相關(guān)影響因素。但作為該幕墻承力體的大跨度鋼結(jié)構(gòu)架，在其大變位(～2倍框架結(jié)構(gòu))特性及持久荷載作用下產(chǎn)生的下沉形變(蠕變)，對結(jié)構(gòu)承力玻璃肋固定安裝時應(yīng)有合理的可變位間隙是個關(guān)鍵因素，玻璃肋下端點(diǎn)夾持底部若間隙不能滿足變位要求，將使玻璃肋產(chǎn)生擠壓，也可能出現(xiàn)局部破壞失效;該項(xiàng)目不銹鋼點(diǎn)駁爪臂為薄板型，側(cè)向承力比較弱，在長時間重力作用下，容易產(chǎn)生偏扭變形，對玻璃孔周邊產(chǎn)生不利影響，也會引起局部失效破壞(圖10~圖12)。
圖10
圖11
圖12
4、拋開設(shè)計(jì)施工因素，目前我國整個行業(yè)對玻璃作為承力結(jié)構(gòu)體系還是處于宏觀一般性的研究，對在特定條件下的局部狀態(tài)變化研究不深，由此常規(guī)狀態(tài)推算出來的計(jì)算結(jié)果不是很準(zhǔn)確，該項(xiàng)目應(yīng)該說采用的玻璃肋分段用夾板連接形成一個整體肋承力體系，結(jié)構(gòu)研究同樣不深入，此類非整體的組合連續(xù)玻璃支承構(gòu)件不符合常規(guī)力學(xué)原理的，目前在國標(biāo)《建筑幕墻術(shù)語》中沒有將此類結(jié)構(gòu)納入;從國內(nèi)行業(yè)對此類大跨度組合玻璃肋試驗(yàn)情況看，很難通過結(jié)構(gòu)荷載試驗(yàn);從破壞情況看出，上下段玻璃肋都破壞了，而中段玻璃肋完好，表明荷載沒有等效作用到中段上，說明此類玻璃肋受力不是簡單的“整體”狀態(tài);還有使用中的邊界條件與設(shè)計(jì)理想狀態(tài)是否相符也是需要考慮的問題。
5、該項(xiàng)目超高度的玻璃肋系統(tǒng)雖然作了穩(wěn)定支撐系統(tǒng)，但不完善、欠妥當(dāng)，或者從具體實(shí)施上來說存在有重大失誤，該橫向的拉桿平衡穩(wěn)定系統(tǒng)僅僅在玻璃肋之間拉接，兩側(cè)端拉桿沒有與主體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)連接、傳力，這實(shí)際上不可能形成張拉穩(wěn)定系統(tǒng)，拉桿平衡穩(wěn)定系統(tǒng)若局部產(chǎn)生破壞，平衡支撐系統(tǒng)就會整體失效(圖13、圖14)。
圖13
圖14
6、玻璃材料經(jīng)過加工開孔夾持各種連接方式下，其參數(shù)與理想狀態(tài)應(yīng)有很多差別，特別是開孔處玻璃承載能力下降很多，在沒有足夠安全余度下，玻璃材料的敏感特性可能讓我們無法掌控，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)上來看，對關(guān)鍵的玻璃肋強(qiáng)度指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到材料極限值，這可能是在超常規(guī)風(fēng)荷載作用下，玻璃肋應(yīng)復(fù)雜力作用下，局部的破壞帶來支撐系統(tǒng)的失衡，從而導(dǎo)致大面積的破壞垮塌(圖15、圖16)。
圖15
圖16
7、建筑風(fēng)荷載常規(guī)情況下根據(jù)國家不同區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)來制定，對突發(fā)性、偶發(fā)性狂風(fēng)是無法包含的，本項(xiàng)目中的高大內(nèi)空間，大尺寸的門洞，兩建筑體轉(zhuǎn)折區(qū)，極易形成風(fēng)漩渦，風(fēng)通過門洞灌入大空間形成高內(nèi)壓，外部漩渦區(qū)大負(fù)壓(現(xiàn)場玻璃基本是倒在室外)，在內(nèi)外壓差作用、風(fēng)箱效應(yīng)作用下，對本項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)薄弱點(diǎn)造成局部破壞，從而引起系統(tǒng)失衡，形成大面積破壞，(同類如2002年西昌火車南站候車大廳采光頂整體從內(nèi)向上吹落)。
綜合上述原因分析，總的來說應(yīng)該是：突發(fā)的大風(fēng)強(qiáng)荷載、局部的風(fēng)旋渦作用是主要外因(玻璃基本是倒在室外)，而對此類拼接肋點(diǎn)駁玻璃結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用還研究不夠，項(xiàng)目的設(shè)計(jì)安全余度不足、大跨度玻璃肋橫向穩(wěn)定系統(tǒng)未規(guī)范、可靠與主體結(jié)構(gòu)拉接等因素，是在突發(fā)的外在作用下成為該幕墻結(jié)構(gòu)破壞的突破點(diǎn)。
7、對現(xiàn)有的破損幕墻整改意見：
第一方案：將此部分大跨度的玻璃肋點(diǎn)駁玻璃幕墻全部拆除，采用常規(guī)可靠的鋼桁架支撐結(jié)構(gòu)體系的點(diǎn)式玻璃幕墻，整體外觀上沒有太大差別，只是在內(nèi)部視覺上多了鋼桁架（詞條“桁架”由行業(yè)大百科提供）支撐結(jié)構(gòu)體系(此結(jié)構(gòu)的點(diǎn)式玻璃幕墻在該環(huán)球中心其他位置、同樣外觀造型的寫字樓大堂中使用沒有出現(xiàn)問題)。
第二方案：在原來結(jié)構(gòu)形式上進(jìn)行整改恢復(fù)，即按規(guī)范順序拆除面板玻璃肋(含周邊受影響尚未破損、固定爪件產(chǎn)生變形的)，重新檢查調(diào)整承力體系，更換、采用優(yōu)質(zhì)、高承載能力的點(diǎn)駁件;恢復(fù)安裝時建議增大玻璃肋寬度;玻璃肋拼接方式應(yīng)采用可靠的傳力措施(不能僅僅靠螺栓傳力)，并對其結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行必要的試驗(yàn)驗(yàn)證;玻璃肋安裝下支座應(yīng)有足夠的可變位間隙;橫向穩(wěn)定不銹鋼桿系統(tǒng)采用有一定穩(wěn)定能力的大直徑桿件（詞條“桿件”由行業(yè)大百科提供）并規(guī)范可靠連接、傳力在建筑結(jié)構(gòu)體上。
上述整改方案的實(shí)施都必須通過專業(yè)的設(shè)計(jì)來確定具體的結(jié)構(gòu)參數(shù)、結(jié)構(gòu)方式，在有可靠的安全余度情況下實(shí)施。
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