幕墻四性試驗設(shè)計指導(dǎo)書

1、第一部分 幕墻四性試驗設(shè)計一、設(shè)計參考標準玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ 102-2003；建筑幕墻GB/T 21086-2007；建筑幕墻氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測方法GB/T 15227-2007；建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測方法GB/T 18250-2000；其它相應(yīng)地方標準。注：建筑幕墻GB/T 21086-2007取代建筑幕墻物理性能分級GB/T 15225-94，建筑幕墻氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測方法GB/T 15227-2007取代建筑幕墻空氣滲漏性能檢測方法GB/T 15226-94、建筑幕墻風(fēng)壓變形性能檢測方法GB/T 15227-94、建筑幕墻雨水滲漏性能檢測方法GB/T 152

2、28-94。二、幕墻的四項物理性能及分級標準1、幕墻的四項物理性能（引自建筑幕墻氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測方法GB/T 15227-2007）幕墻的四項物理性能包括：氣密性能、水密性能、抗風(fēng)壓性能、平面內(nèi)變形性能。檢測順序宜按照氣密、抗風(fēng)壓變形P1、水密、抗風(fēng)壓反復(fù)受壓P2、安全檢測P3、平面內(nèi)變形的順序進行。氣密性能：檢測100Pa壓力差下可開啟部分的單位縫長空氣滲透量和整體幕墻試件（含可開啟部分）單位面積空氣滲透量；水密性能：檢測幕墻試件發(fā)生嚴重滲漏時的最大壓力差值；抗風(fēng)壓性能：檢測變形不超過允許值且不發(fā)生結(jié)構(gòu)損壞的最大壓力差值；平面內(nèi)變形性能：檢測幕墻不發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞的最大的層間位移角。2

3、、分級標準表1.1 建筑幕墻開啟部分氣密性能分級表（GB/T 21086-2007第5.1.3.2條）分級代號1234分級指標值qL(m3/m*h)4.0qL2.52.5qL1.51.5qL0.5qL0.5表1.2 建筑幕墻整體氣密性能分級表（GB/T 21086-2007第5.1.3.3條）分級代號1234分級指標值qA(m3/m*h)4.0qA2.02.0qA1.21.2qA0.5qA0.5表2 建筑幕墻水密性能分級表（GB/T 21086-2007第5.1.2.2條）分級代號12345分級指標值固定部分500P700700P10001000P15001500P2000P2000P（Pa）

4、可開啟部分250P350350P500500P700700P1000P1000注：5級時需同時標注固定部分和開啟部分P的測試值。表3 建筑幕墻抗風(fēng)壓性能分級表（GB/T 21086-2007第5.1.1.4條）分級代號123456789分級指標值P3（kPa）1.0P31.51.5P32.02.0P32.52.5P33.03.0P33.53.5P34.04.0P34.54.5P35.0P35.0注：1) 表中P3不應(yīng)小于WK； 2) 9級時需同時標注P3的測試值，如：屬9級(5.5KPa)； 3) 分級指標值P3為正、負風(fēng)壓測試值絕對值的較小值。表4 建筑幕墻平面內(nèi)變形性能分級表（GB/T 1

5、8250-2000第5.1.6.2條）分級代號12345分級指標值1/3001/3001/2001/2001/1501/1501/1001/100注：表中分級指標為建筑幕墻層間位移角。三、幕墻四性試驗專項要求（引自玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ 102-2003）1、玻璃幕墻的性能檢測，應(yīng)由國家認可的檢測機構(gòu)實施。檢測試件的材質(zhì)、構(gòu)造、安裝施工方法應(yīng)與實際工程相同。2、幕墻性能檢測中，由于安裝缺陷使某項性能未達到規(guī)定要求時，允許在改進安裝工藝、修補缺陷后重新檢測。檢測報告中應(yīng)敘述改進的內(nèi)容，幕墻工程施工時應(yīng)按改進后的安裝工藝實施；由于設(shè)計或材料缺陷導(dǎo)致幕墻性能檢測未達到規(guī)定值域時，應(yīng)停止檢測，修改

6、設(shè)計或更換材料后，重新制作試件，另行檢測。四、幕墻四性試驗設(shè)計過程由于每個工程的業(yè)主、顧問及監(jiān)理單位各不相同，導(dǎo)致每個工程的幕墻試驗設(shè)計過程不盡相同。對于要求按國標檢測的工程，其幕墻四性試驗設(shè)計過程一般可分為以下幾個主要步驟：a、選取試驗樣板；b、計算四項物理性能的相關(guān)數(shù)據(jù)，確定各項性能的級別；c、根據(jù)選取的試驗樣板，選擇合適的實驗室檢測試架；d、出試驗施工圖、加工圖、提料單及加工安裝交底文件。對于某個工程的國標四性試驗的設(shè)計，需要根據(jù)該工程的具體情況，確定需要用到以上步驟中的哪幾個步驟。（一）、試驗樣板的選取1、試件選取部位如招標文件中已規(guī)定了試驗樣板的選取部位及幕墻形式，則按招標文件選??；

7、如招標文件中沒有指明，則需與業(yè)主、監(jiān)理、顧問協(xié)商選取。一般情況下，選取部位應(yīng)為工程中最不利分格及最不利位置，且試件應(yīng)具有一定的代表性。2、試件要求（引自建筑幕墻氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測方法GB/T 15227-2007） 1）試件規(guī)格、型號和材料等應(yīng)與圖紙一致，試件的安裝應(yīng)符合設(shè)計要求，不得加設(shè)任何特殊附件或采取其他措施。2）試件應(yīng)有足夠的尺寸和配置，代表典型部分的性能。3）試件應(yīng)包括典型的垂直接縫、水平接縫和可開啟部分，并使試件上可開啟部分占試件總面積的比例與實際工程接近。4）構(gòu)件式幕墻試件寬度至少應(yīng)包括一個承受設(shè)計荷載的典型垂直承力構(gòu)件。試件高度不宜小于一個層高，并應(yīng)在垂直方向上有兩處或

8、兩處以上與支撐結(jié)構(gòu)相連接。試件的組裝和安裝時的受力狀況應(yīng)和實際使用情況相符。5）單元式幕墻試件應(yīng)至少有一個與實際工程相符的典型十字接縫，并應(yīng)有一個單元的四邊形成與實際工程相同的接縫；6）全玻璃幕墻試件應(yīng)有一個完整跨距高度，寬度應(yīng)至少有兩個完整的玻璃寬度或三個玻璃肋。7）點支承幕墻試件應(yīng)滿足以下要求： a）至少應(yīng)有四個與實際工程相符的玻璃板塊或一個完整的十字接縫，支承結(jié)構(gòu)至少應(yīng)有一個典型承力單元。b）張拉索桿體系支承結(jié)構(gòu)應(yīng)按照實際支承跨度進行測試，預(yù)張拉力應(yīng)與設(shè)計相符，張拉索桿體系宜檢測拉索的預(yù)張力。c）當支承跨度大于8m時，可用玻璃及支承裝置的性能測試和支承結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)靜力試驗?zāi)M幕墻系統(tǒng)的測試

9、。玻璃及其支承裝置的性能測試至少應(yīng)檢測四塊與實際工程相符的玻璃板塊及一個典型十字接縫。d）采用玻璃肋支承的點支承幕墻同時應(yīng)滿足全玻璃幕墻的規(guī)定。（二）、幕墻四項物理性能的計算如招標文件中對幕墻的四項物理性能的檢測級別有規(guī)定，則四項物理性能的級別應(yīng)為招標文件中規(guī)定的級別；如招標文件中沒有相應(yīng)規(guī)定，則四項物理性能的級別需按照下面的方法計算確定。玻璃幕墻的性能設(shè)計應(yīng)根據(jù)建筑物的類別、高度、體型以及建筑物所在的地理位置、氣候、環(huán)境等條件進行確定。1、 氣密性能（引自建筑幕墻GB/T 21086-2007）1）氣密性能指標應(yīng)符合民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范GB50176、公共建筑節(jié)能設(shè)計標準GB50189、采暖

10、居住建筑節(jié)能檢驗標準JGJ132、夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準JGJ134、民用建筑節(jié)能設(shè)計標準JGJ26的有關(guān)規(guī)定，并滿足相關(guān)節(jié)能標準的要求。一般情況可按表5的規(guī)定確定。表5建筑幕墻氣密性能設(shè)計標準一般規(guī)定地區(qū)分類建筑層數(shù)、高度氣密性能分級氣密性能指標小于開啟部分qL (m3/m*h)幕墻整體qA勤(m3/m*h)夏熱冬暖地區(qū)10層以下22.52.010層及以上31.51.2其它地區(qū)7層以下22.52.07層及以上31.51.22) 開放式建筑幕墻的氣密性能不做要求。2、水密性能（前三條引自建筑幕墻GB/T 21086-2007，第四條引自建筑幕墻氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測方法GB/T

11、15227-2007）玻璃幕墻的水密性能按下列方法設(shè)計：1) 建筑氣候區(qū)劃標準GB50178中A和A地區(qū)，即熱帶風(fēng)暴和臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)按下式計算，且固定部分不宜小于1000Pa，可開啟部分與固定部分同級；P=1000ZcwO 式中 P水密性能指標，單位：Pa； Z風(fēng)壓高度變化系數(shù)，應(yīng)按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009的有關(guān)規(guī)定采用； c風(fēng)力系數(shù)，可取1.2； wO基本風(fēng)壓（kN/m2），應(yīng)按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009的有關(guān)規(guī)定采用。2) 其它地區(qū)可按1)條計算值的75%進行設(shè)計，且固定部分取值不宜低于700Pa，可開啟部分與固定部分同級。3) 開放式建筑幕墻的水密性能可不做要求。4) 水密性能最

12、大檢測壓力峰值P應(yīng)不大于抗風(fēng)壓安全檢測壓力值P3。其中P3=2.5P1,P1可近似取最不利受力構(gòu)件的相對面法線撓度值達到f0/2.5或絕對撓度達到20mm（跨距超過4500mm時為30mm）時，相應(yīng)的試件表面承受的均布荷載值。5）水密性能檢測級別計算例題：例1：求臺州市椒江區(qū)一建筑幕墻（B類、100m高）的水密性能。解：臺州市屬熱帶風(fēng)暴和臺風(fēng)地區(qū)P=1000ZcwO=1000×2.09×1.2×0.55=1379 N/m2100013791500 為3級例2：求沈陽市一建筑幕墻（B類、100m高）的水密性能。解：沈陽市屬非熱帶風(fēng)暴和臺風(fēng)地區(qū)P=0.75×

13、1000ZcwO=0.75×1000×2.09×1.2×0.55=1035N/m2100010351500 為3級3、抗風(fēng)壓性能（前三條引自建筑幕墻GB/T 21086-2007）1) 幕墻的抗風(fēng)壓性能指標應(yīng)根據(jù)幕墻所受的風(fēng)荷載標準值Wk確定，其指標值不應(yīng)低于Wk，且不應(yīng)小于1.0KPa。Wk的計算應(yīng)符合建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009的規(guī)定。2）在抗風(fēng)壓性能指標值作用下，幕墻的支承體系和板面的相對撓度和絕對撓度不應(yīng)大于表6的要求。表6幕墻的支承結(jié)構(gòu)、板面的相對撓度和絕對撓度要求支承結(jié)構(gòu)類型相對撓度（L跨度）絕對撓度（mm）構(gòu)件式玻璃幕墻單元式幕墻鋁合金型

14、材L/18020(30)*鋼型材L/25020(30)*玻璃板面短邊距/60石材幕墻金屬板幕墻人造板材幕墻鋁合金型材L/180鋼型材L/250點支承玻璃幕墻鋼結(jié)構(gòu)L/250索桿結(jié)構(gòu)L/200玻璃板面長邊孔距/60全玻璃幕墻玻璃肋L/200玻璃板面跨距/60*括號內(nèi)數(shù)字適用于跨距超過4500mm的建筑幕墻產(chǎn)品。3) 開放式建筑幕墻的抗風(fēng)壓性能應(yīng)符合設(shè)計要求。4）建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009中有關(guān)圍護結(jié)構(gòu)Wk的計算方法：Wk=gzslzW0 Wk風(fēng)荷載標準值； gz高度z處的陣風(fēng)系數(shù)； sl局部風(fēng)壓體型系數(shù)；Z風(fēng)壓高度變化系數(shù)； W0基本風(fēng)壓。建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009（2006年版）規(guī)定局

15、部風(fēng)壓體型系數(shù)按構(gòu)件從屬面積取值，這樣同一處幕墻面板和立柱WK值不同。國家標準建筑幕墻（代替建筑幕墻JG3035和建筑幕墻物理性能分級GB/T15225）已對面板和立柱分別規(guī)定了檢測要求（見表6），因此面板和立柱分別按各自的WK確定幕墻風(fēng)壓變形性能分級值。同時還要對墻面區(qū)和墻角區(qū)面板和立柱分別按各自的WK確定幕墻風(fēng)壓變形性能分級值。如果一個高層建筑分段計算WK，就要對每段墻面區(qū)和墻角區(qū)面板和立柱分別按各自的WK確定幕墻風(fēng)壓變形性能分級值。檢測時可由甲、乙雙方在合同中約定檢測數(shù)量（部位），如果用料規(guī)格一樣時，按最不利一組WK檢測。5）抗風(fēng)壓性能級別計算例題例：求臺州市椒江區(qū)一建筑幕墻（B類、15

16、0m高）的抗風(fēng)壓性能（面板3m2，支承結(jié)構(gòu)8m2）。解：100m以上（150m） g= 1.42 Z=2.38墻角區(qū) 面板Sl= - 1.828 支承結(jié)構(gòu)Sl= - 1.675墻面區(qū) 面板 Sl= - 1.105 支承結(jié)構(gòu)Sl= - 1.019墻角區(qū) 面板 Wk =gZSlW0 =1.42×2.38×1.828×0.55=3.398KN/m2 3.03.3983.5 為5級 支承結(jié)構(gòu) Wk =gZSlW0 =1.42×2.38×1.675×0.55=3.113KN/m2 3.03.1133.5 為5級墻面區(qū) 面板 Wk =gZSlW0

17、 =1.42×2.38×1.105×0.55=2.054KN/m2 2.02.0542.5 為3級 支承結(jié)構(gòu) Wk =gZSlW0 =1.42×2.38×1.019×0.55=1.894KN/m2 1.51.8942.0 為2級100m及100m以下 g=1.6 Z=2.09墻角區(qū) 面板Sl= - 1.828 支承結(jié)構(gòu)Sl= - 1.675墻面區(qū) 面板Sl= - 1.105 支承結(jié)構(gòu)Sl= - 1.019墻角區(qū) 面板 Wk =gZSlW0 =1.6×2.09×1.828×0.55=3.362KN/m2 3

18、.03.3623.5 為5級 支承結(jié)構(gòu) Wk =gZSlW0 =1.6×2.09×1.675×0.55=3.081KN/m2 3.03.0813.5 為5級墻面區(qū) 面板 Wk =gZSlW0 =1.6×2.09×1.105×0.55=2.032KN/m2 2.02.0322.5 為3級 支承結(jié)構(gòu) Wk =gZSlW0 =1.6×2.09×1.019×0.55=1.874KN/m2 1.51.8742.0 為2級4、平面內(nèi)變形性能（引自建筑幕墻GB/T 21086-2007）1）建筑幕墻平面內(nèi)變形性能以建筑

19、幕墻層間位移角為性能指標。在非抗震設(shè)計時，指標值應(yīng)不小于主體結(jié)構(gòu)彈性層間位移角控制值；在抗震設(shè)計時，指標值應(yīng)不小于主體結(jié)構(gòu)彈性層間位移角控制值的3倍。主體結(jié)構(gòu)樓層最大彈性層間位移角控制值可按表7的規(guī)定執(zhí)行。 表7主體結(jié)構(gòu)樓層最大彈性層間位移角建筑高度結(jié)構(gòu)類型建筑高度H(m)H150150H250H250鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框架1/550板柱-剪力墻1/800框架-剪力墻、框架-核心筒1/800線性插值筒中筒1/1000線性插值1/500剪力墻1/1000線性插值框支層1/1000多、高層鋼結(jié)構(gòu)1/300注：1）表中彈性層間位移角=h，為最大彈性層間位移量，h為層高； 2）線性插值系指在建筑高度150

20、m250m間，層間位移角取1/800（1/1000）與1/500線性插值。2）建筑幕墻應(yīng)滿足所在地抗震設(shè)防烈度的要求。對有抗震設(shè)防要求的建筑幕墻，其試驗樣品在設(shè)計的試驗峰值加速度條件下不應(yīng)發(fā)生破壞。具備下列條件之一時應(yīng)進行振動臺抗震性能試驗或其他可行的驗證試驗。a)幕墻板面為脆性材料，且單塊面板面積或厚度超過現(xiàn)行標準或規(guī)范的限制；b)幕墻板面為脆性材料，且與后部支承結(jié)構(gòu)的連接體系為首次應(yīng)用；c)幕墻應(yīng)用高度超過標準或規(guī)范規(guī)定的高度限制；d)幕墻所在地區(qū)為9度設(shè)防烈度。3)平面內(nèi)變形性能級別計算例題例1：求臺州市椒江區(qū)一建筑幕墻（鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、高160m）的平面內(nèi)變形性能。解：臺州

21、市設(shè)計基本地震加速度 0.05g，為非抗震設(shè)防地區(qū) =1/500-（1/500-1/800）/（250-150）×（160-150）=1/5191/5191/300 為1級例2：求沈陽市一建筑幕墻（鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)-剪力墻結(jié)構(gòu)、高160m）的平面內(nèi)變形性能。解：沈陽市設(shè)計基本地震加速度 0.10g屬抗震設(shè)防地區(qū) =3/500-（3/500-3/800）/（250-150）×（160-150）=1/1731/2001/1731/150 為3級（三）、試驗試架的選取根據(jù)試驗樣板的尺寸，結(jié)合實驗室試架圖（本指導(dǎo)書“實驗室試架及設(shè)備簡介”中的試架圖），參考下列選取原則，確定最終試

22、架。1、如業(yè)主或顧問指定實驗室，則選用指定實驗室的試架。2、如業(yè)主或顧問沒有指定實驗室，則根據(jù)試驗樣板的尺寸選擇較小的試架。一方面，試架尺寸大，試驗樣板尺寸小，會導(dǎo)致封邊面積較大，氣密性能會相對較低，因為氣密性能檢測時，封邊部分的漏氣量亦計算在幕墻的漏氣量中；另一方面，實驗室是根據(jù)試架的尺寸收費，而不是根據(jù)試驗樣板的尺寸收費的，故試架越大檢測費用越高。所以根據(jù)試驗樣板的尺寸，盡量選擇較小尺寸的試架，這樣一方面封邊面積小，氣密性能較高，另一方面檢測費用較低。3、如試驗樣板為異形樣板（指幕墻外表面為非平面的樣板）或尺寸超出常規(guī)試架（指本指導(dǎo)書“實驗室試架及設(shè)備簡介”中的試架）尺寸的樣板，或試驗樣板

23、形式為點支式幕墻、全玻幕墻、雙層幕墻等特殊形式的樣板，則需實驗室根據(jù)試驗樣板焊制滿足使用要求的試架，請設(shè)計師提前與總工辦檢測部溝通，以便檢測部提前與實驗室聯(lián)系，焊制出符合設(shè)計師要求的試架。（四）、出圖與提料注意事項1、四性試驗施工圖應(yīng)包括:設(shè)計說明、試驗大樣圖、節(jié)點圖。設(shè)計說明應(yīng)至少包括：依據(jù)標準、試件要求、檢測內(nèi)容及標準、附表幾個組成部分。其中，檢測內(nèi)容及標準中應(yīng)包括，氣密性能、水密性能、抗風(fēng)壓性能、平面內(nèi)變形性能的檢測級別及參考的國家規(guī)范，抗風(fēng)壓性能中要注明該工程的風(fēng)荷載標準值。附表中應(yīng)包括氣密性能、水密性能、抗風(fēng)壓性能、平面內(nèi)變形性能的分級列表。試驗大樣圖應(yīng)包括大樣圖、封邊角鋼布置圖、典

24、型的橫剖圖及縱剖圖。節(jié)點圖應(yīng)包括幕墻典型的固定部分的節(jié)點圖、開啟部分的節(jié)點圖、試驗樣板與試架間封邊部分的節(jié)點圖、鎖點布置圖。鎖點布置圖中應(yīng)注明鎖點的數(shù)量及布置位置。2、試架的可移動橫梁特定的調(diào)節(jié)方式，決定了試驗用鋼轉(zhuǎn)接件上的長圓孔方向與實際工程用鋼轉(zhuǎn)接件上的長圓孔方向可能不同，設(shè)計師在出圖過程中應(yīng)多加留意。3、如果試件的尺寸不能填滿整個試架，試驗樣板與試架間采用封修的方式，但封修部分必須保證密封嚴密，且其強度應(yīng)能滿足試驗要求。封修板材推薦使用鋁塑板或鋁單板，其密封性能優(yōu)于大芯板。鋁塑板（鋁單板）背部角鋼的型號、加勁角鋼最大間距，鋁塑板（鋁單板）的厚度以及固定鋁塑板（鋁單板）所用自鉆自攻釘?shù)拈g距等需根據(jù)檢測風(fēng)壓大小計算確定。一般情況可按表8確定。表8 封邊角鋼及板材選用表風(fēng)荷載標準值