广州太古汇玻璃五年七次自爆深圳福田某小区开启扇脱落,砸中五岁男童
坠落伤害示意高空坠物击穿安全帽
2.2幕墙作为维护结构失效引起的伤害
这样玻璃作为保护建筑内部人员的唯一措施,其安全性就显得尤为重要。
2.3高空火灾
目前已经发生多起高层建筑火灾蔓延的事件。
郑州某高层失火
2.4雨棚坍塌
上海某酒店入口雨棚坍塌
雨棚作为主入口上方的遮挡构件,位于人员进出的核心位置,其可能造成的伤害是巨大的。而雨棚作为悬挑构件,属于极易破坏的结构形式。两者结合考虑,就对雨棚的安全提出了很高的要求。
3.影响建筑幕墙安全的因素
影响建筑幕墙安全的因素主要有以下方面:
材料缺陷
设计构造不合理
不按图施工
4.幕墙安全设计新理念--安全要素分析法
幕墙安全设计针对伤害产生的要素进行分析
幕墙对人的伤害需要以下几个条件:
幕墙自身破坏
幕墙脱落
脱落构件与人接触
要想避免幕墙对人的伤害,只需要针对以上三个条件进行设计,消除其中任何一个条件都可以保证人的安全。
5.避免幕墙自身破坏的方式
4.1安全系数的预留
要充分考虑各种不利因素,对设计构造进行加强。
4.2可能引起材料破坏的因素的整理及对应考虑措施
4.2.1埋件
预埋件后置埋件
①埋件的加工质量
化学锚栓拉拔试验拉拔破坏
4.2.2转接件
转接件加工质量不好
悬挑较大部位的转接件加强
4.2.3立柱
立柱的破坏形式主要有以下形式:
强度破坏
压弯失稳
侧向失稳
①双跨连接
立柱的双跨连接能够有效减少立柱的挠度变形,减小立柱规格,但是第二支点反力很大,不建议大面积采用,可局部楼层使用。同时双跨设计中要考虑长短跨比,避免短跨过小。
大跨度钢立柱焊接成一榀钢架
③考虑大装饰条对立柱的影响,同时对应的埋件和转接件也要考虑侧向限位措施。
大装饰条对立柱及埋件的影响
开腔型材相比闭腔受力更不稳定,更容易失效和破坏,上海地标中也对开腔型材的强度折减进行了规定。虽然近些年通过实验和理论分析,开腔型材因为公母立柱协同受力等因素,使其强度比规范规定的折减后的强度要强,但考虑不同项目及工况的影响,建议还是根据规范进行取值。
上海地标规定的折减系数对开腔立柱的受力分析
4.2.4横梁
①托条位置对横梁受力的影响
②兼顾栏杆扶手的横梁对冲击荷载的考虑
③横梁因为玻璃重力引起的扭转
4.2.5面板
②面板材料的自由伸缩
明框玻璃的伸缩隐框玻璃的伸缩
③构造措施
石材板块设计缺陷
4.2.6装饰条
①材质的选择
②生根安全
装饰条正常是通过转接件与立柱或者横梁进行连接。转接件的连接宜采用型材咬合与螺钉或者螺栓限位相结合的方式。
装饰条可开启设计
5.避免幕墙构件脱落的方式
5.1材料面板的脱落
目前常用的防止材料面板脱落的方法主要包括在材料破坏后仍然保持材料的完整性,同时设置附件的连接点,用于防止板块掉落。
观音圣坛项目石材防坠链石材背衬网格布
对于玻璃产品,为了防止钢化玻璃自爆之后板块掉落,可以采用夹胶玻璃,夹胶玻璃能够保证板块的整体性。
5.2.1开启扇的防脱措施
摩擦铰链拉拔破坏开启扇防脱链
5.4雨棚的构造安全
深圳龙岗区某酒店入口雨棚坍塌合肥公交站台坍塌
其中深圳龙岗酒店雨棚坍塌原因如下:
强降雨是造成雨棚坍塌的直接诱因。
合肥公交站台坍塌原因如下:
上海地标关于幕墙悬挑尺寸的要求
6.避免脱落构件与人接触的方式
在建筑方案设计阶段,就要考虑幕墙破坏可能对下方人员产生的伤害,可以采用绿地等设计,将人员活动范围限制在伤害可能产生的范围以外。同时可以通过设置挑檐、雨棚等做法,减少主入口等部位的风险。
7.其它安全设计新技术
7.1传统建造工艺的现代安全加强措施
观音圣坛砌筑石材抗震拉结件设计
7.2改造建筑幕墙安全
老结构的检测
7.3钢化玻璃自爆的新研究
随着对钢化玻璃破坏的深入研究,我们发现钢化玻璃破坏后并不总是分解为危害小的颗粒,也就是会出现裂而不碎的大块玻璃,成为“钢化玻璃被”,这种形态的玻璃如果从高空坠落,带来的危害是灾难性的。出现这种情况的原因是玻璃板块越来越大,对应的玻璃厚度越来越厚,阻碍了钢化玻璃自爆后的碎片化。
钢化玻璃裂纹
7.4防火设计
防火规范图集防火棉受潮
防烟密封漆施工
8.结语
人类生活在建筑组成的森林,幕墙作为建筑的表皮,其安全影响着所有在城市生活的人们。没有百分之百的安全,也没有万无一失的措施,我们所能做的是采用科学的方法,以安全要素分析法为基础,针对幕墙可能产生的安全问题进行逐项梳理,通过合理的设计,在不影响幕墙美观性和保证成本的情况下,尽可能的提高幕墙的安全性能,降低伤害可能发生的概率。幕墙安全也不是仅仅是设计阶段,后期的施工也是重中之重,需要设计师与业主、监理单位、施工单位等共同协作,进行全过程的管理和把控。
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