建筑幕墙预埋件的种类、施工及问题探讨

   日期:2024-07-11     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:319    
核心提示:二.建筑幕墙预埋件施工要求(1)预埋件在土建施工时已埋设,后因幕墙设计分格的改变或变更造成不能使用。第10.2.3条款:玻璃幕墙与主体结构连接的预埋件,应在主体结构施工时按设计要求埋设,预埋件的位置偏差不应大于20mm。

建筑幕墙预埋件是幕墙的重要组成部分,其与主体结构的连接节点是幕墙的重要连接节点,其主要作用是将幕墙所承受的荷载及作用通过预埋件有效、可靠地传递给主体结构。

幕墙施工中预埋件的质量,预埋质量及与转接件连接质量对幕墙的使用性能和使用寿命有着重要影响,本文就预埋件的施工及施工中存在的问题进行探讨。

1、建筑幕墙预埋件种类

目前建筑幕墙中常见的预埋件有三种类型:锚板结构预埋件、槽式预埋件、后埋件。

1、锚板结构预埋件:锚板结构预埋件是由锚板与对称布置的钢筋焊接(电弧焊)而成的构件钢结构构件出厂合格证,土建施工时埋设。

2、沟槽预埋件。沟槽预埋件是用专用轧制槽钢与专用工字钢(或钢筋)焊接而成的构件,土建施工时埋设。

3、后埋件:由锚板与膨胀螺栓或化学螺栓(代替钢筋)组成,是在幕墙工程安装施工过程中形成的预埋构件。

2、建筑幕墙预埋件施工要求

(一)JGJ102-2003标准第5.5条的有关规定要求:

1.主体结构或结构构件应能承受幕墙传递的荷载和作用。连接件与主体结构锚固承载力设计值应大于连接件本身承载力设计值;

2、玻璃幕墙柱与主体混凝土结构应采用预埋件连接。预埋件应在主体结构混凝土施工时埋设,预埋件位置应准确。当无条件采用预埋连接件时,应采取可靠措施,并通过试验确定其承载力。

3 由锚板和对称布置的锚钢筋组成的承重预埋件,可按本规范附录 C 的规定设计。

4、槽式预埋件预埋钢板及其他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、玻璃幕墙框架与主体结构采用后锚栓连接时,应符合下列规定:

(1)产品应具有合格证明(钢材化学成分及力学性能试验报告、设计方法资料及出厂合格证)。

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(2)碳钢锚栓及防腐处理;

(3)后期添加的螺栓须在现场进行单体拉拔试验和节点(组)拉拔试验,试验时施加的荷载应达到设计荷载值的1.5倍,且无明显滑移,必要时应在试验单元进行极限拉拔试验。

(4)每个连接点应至少增加两个螺栓,螺栓间距及螺栓距构件边缘距离不应小于70mm,节点应按螺栓受剪设计。

(5)螺栓直径应通过承载力计算确定,且不宜小于10mm;

(6)不宜在与化学锚栓接触的连接件上进行焊接作业;

(7)锚杆承载力设计值不宜大于其极限承载力的50%。

6、幕墙与砌体结构连接时,应在连接处的主体结构上增设钢筋混凝土或钢梁、柱,主体结构混凝土强度等级不宜低于C30。幕墙不应与砌体连接,更不应与轻质墙体连接。

(二)后锚固施工要求

柱锚在建筑幕墙施工中应用十分广泛,特别是旧楼改扩建的幕墙工程中,大量甚至全部使用柱锚,如果在幕墙工程中大量甚至全部使用柱锚,再加上施工质量控制不好,就会给幕墙的使用带来安全隐患。

《混凝土结构后锚固技术规范》JGJ 145-2004对后锚的施工要求有明确的规定。

1)后锚栓包括膨胀螺栓、膨胀螺栓、化学锚栓及其他类型螺栓。

采用后锚固时,除考虑各类螺栓本身性能差异外,还需考虑母材性质、锚固连接受力性质、连接结构类型、抗震设防要求等因素。

膨胀螺栓、膨胀螺栓不得用于受拉、边缘剪切(边缘距离C

化学预埋钢筋及螺钉,在锚固深度足够的情况下,可用于抗震设防烈度不超过8度的受拉、边剪、拉剪组合受力结构与非结构构件的后锚固连接。

2)重视锚栓的施工质量。对于锚栓的施工,标准《混凝土结构后锚固技术规范》JGJ 145-2004规定:

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(1)锚栓钻孔要求:

注意事项:A、钻孔时避开主钢筋,废孔用化学锚固胶或高强树脂水泥砂浆填塞;

B.钻孔后,用压缩机或手动泵清除孔内的灰尘和碎屑,然后用丙酮擦拭孔并保持孔内干燥。

(2)锚栓最小有效锚固深度hmin:hmin/d=6,式中d为锚栓直径。

若采用ad为12mm的锚栓,则最小有效锚固深度应为72mm。(设防烈度为7级,混凝土C30),且有效锚固深度不宜包含墙体抹灰层及装饰层的厚度。

(3)注意最小钻孔边距:膨胀螺栓Cmin≥12d,膨胀锚栓Cmin≥10d,化学锚栓Cmin≥5d。(d为螺栓外径)。

(4)考虑到焊接温度过高对化学锚固剂的不利影响,应采取有效的冷却措施。

3、预埋件施工质量问题

1.设计计算问题

有些幕墙工程特别是中小型幕墙工程对幕墙专业设计不够重视,有的设计只有几张简单的设计图,没有预埋件位置图,没有结构力学计算书,有的有计算书,但没有预埋件计算书,也没有进行过审查。

2、平埋件焊接质量

1)预埋件常见形式是由锚杆钢筋焊接在锚板上组成。(锚杆钢筋不得采用冷轧钢筋,当锚杆直径≥10mm时,应采用Ⅱ级异形钢筋,包括月牙形钢筋、螺纹钢筋等。见《钢筋混凝土结构预埋件》JSJT-203)早期做法是将钢筋弯曲后直接焊接在锚板上,现在基本采用在锚板上钻孔、塞焊的方法,这种方法比较可靠。锚板与锚杆的焊接质量是预埋件质量的关键,为保证焊接质量,电焊操作工必须经过培训、持证上岗。预埋件的验收也是关键,不仅要检查外观质量,防止虚焊、脱焊,还必须按规定检查锚板与钢筋之间的焊缝强度。

2)大部分预埋件埋置深度偏离设计位置,无法使用。

原因如下:

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(1)预埋件在土建施工时埋设,后来因幕墙设计网格改变或修改,导致无法使用。

(2)预埋件绑扎不牢,造成施工时浇筑、捣固混凝土时发生移位、挠度。

《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第10.2.3条:玻璃幕墙与主体结构连接的预埋件,应在主体结构施工时按设计要求预埋,预埋件位置偏差不应大于20mm。

3.锚固后施工质量问题

1)在轻质墙上安装锚栓

有些工程楼面跨度较大,柱挠度计算或强度计算不合格,因此有的设计人员在上下梁之间增加支点,如果此支点在钢筋混凝土(或钢结构)结构梁(柱)上,则是有效的。有些框架结构建筑,其砌体通常采用轻质填充墙,如果增加的支点设在轻质填充墙上,即使采用钢板和穿墙螺栓,也不能起到有效的支撑作用。因此,规范规定幕墙不得与砌体连接,更不能与轻质墙连接。

2)锚固基质不牢固、不可靠。 例如混凝土基材强度不够或裕度不够,会造成混凝土基材开裂,导致锚固失效。

3)后装锚栓偏移。钻孔经常碰到钢筋而引起偏斜、挠度,且孔粉、杂物未清理干净,造成使用过程中锚栓松动。

规范规定后加螺栓现场须进行单个拉拔试验和节点(组)拉拔试验,试验施加荷载应达到设计荷载值的1.5倍且无明显滑移,必要时还应在检测单位进行极限拉拔试验。

试验结果应与设计计算进行校核,要求锚杆承载力设计值不宜大于其极限承载力的50%。

4)后埋件埋置深度不够。后埋件应保证其最小有效埋置深度,该最小有效埋置深度应为拆除石膏层后的深度。

如图:由于锚固部分深度较大,若去除抹灰层厚度(约20mm)则会出现预埋部分深度不足的情况。

4)化学锚栓质量不高

化学螺栓是幕墙行业后埋件常用的锚栓产品,上世纪九十年代,化学螺栓产品从国外引进并应用于建筑工程,近几年国内也有不少厂家效仿,批量生产,市场价格从十几元到两三元不等,可以说品牌众多,假货混杂,质量参差不齐。化学螺栓的锚固胶起着将混凝土基材与锚杆粘结的作用,目前市场上有各种化学成分的化学锚固剂,比较常用的有改性环氧树脂、乙烯丙烯酸树脂、不饱和树脂等。锚固胶的理化性能直接影响锚固效果,除少数知名进口品牌外,宣传材料上都有锚固胶的耐久性、耐温性、抗冻融性等测试指标,多数厂家在产品介绍中只有“耐酸碱、耐热防火、低温敏感”等模糊的宣称。 虽然现场拉拔力试验满足设计要求,但锚固胶的耐久性目前只能通过实验室进行预测,谁也无法明确解释电焊高温对锚固剂的影响。难怪业内人士对锚固胶的耐久性提出质疑,并对一些廉价产品的大规模使用表示担忧。

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后埋式不锈钢螺栓应提供合格证书、材料力学性能报告并进行力学性能复试。

在全国建筑工程装饰奖(建筑幕墙类)评审过程中发现,部分受检项目在后安装锚栓施工、现场抗拉强度检测等方面仍存在问题。

(1)有些工程没有预埋件,用各种规格的化学螺栓作为后处理。在可观察部位,螺栓外露长度不一,有些情况下明显螺栓与混凝土基体有效接触长度不足。旧建筑改造时,墙体有抹灰层(一般情况下20mm),螺栓预埋的有效深度还应考虑抹灰层厚度。例如,某旧建筑改造工程,原墙体为贴面砖,为补偿非垂直结构,将墙体抹灰层厚度增加到最多7-10mm。此工程若采用化学螺栓作为后预埋件,应十分慎重,应采用穿墙螺钉加锚板或其他可靠的连接方式。

(2)有些工程只在实验室进行试块拉拔力试验钢结构构件出厂合格证,没有进行现场拉拔力试验,或只对1-2种螺栓进行试验。例如某工程使用了4种不同规格的化学螺栓,但只对2种规格的螺栓进行了试验。

(3)现场螺栓拉拔力试验次数不足,部分工程仅进行1组(3个)象征性试验。

按规定,螺栓现场拉拔力试验应按同一型号、规格、基本同一位置的一个检验批进行,抽检批次数量为每批螺栓总数的1‰,且每批不少于3个。

(4)未将试验结果与设计计算进行校核。确保锚杆承载力设计值不大于其极限承载力的50%。

5)开槽预埋件的问题

槽型预埋件具有可调性好、连接灵活、无需焊接、预埋方便等优点,在建筑幕墙工程中得到了广泛的应用。但与其他预埋件一样,槽型预埋件在预埋过程中也容易发生位移、倾斜、进入结构墙体等失效现象。

壁面不平整造成接触不良,应加大、加厚螺丝垫片

4. 预埋件偏移处理建议

1.平板预埋件位置偏离设计位置

当预埋件发生偏移时,可用加大(或加长)预埋锚板来补救。

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预埋件偏移后,加焊、加锚固贴片纠正

锚板加长后,用化学螺栓固定

2.预埋件歪斜

当出现偏斜时,可改变适配器的角度,以适应适配器嵌入引起的偏斜,或更换新的锚板。

改变适配器的角度以适应嵌入部分的偏转

用新锚板替换原有的槽型预埋件

3. 预埋锚板下方出现孔洞

预埋件下部出现空洞时,应用水泥砂浆填补。

4、防止焊接热量对后埋件化学锚栓影响的措施

在原有预埋件上加装转接板,减少焊接温度的影响

 
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