由金屬構件與各種板(ban)材組成的(de)懸掛在主體結(jie)構上、不承擔結(jie)構荷(he)載與作用的(de)建(jian)(jian)筑(zhu)物(wu)外(wai)圍護結(jie)構,稱為(wei)建(jian)(jian)筑(zhu)幕(mu)(mu)墻(qiang)(qiang)。按建(jian)(jian)筑(zhu)幕(mu)(mu)墻(qiang)(qiang)的(de)面(mian)板(ban)可(ke)將其分為(wei)玻璃幕(mu)(mu)墻(qiang)(qiang)、金屬幕(mu)(mu)墻(qiang)(qiang)、石材幕(mu)(mu)墻(qiang)(qiang)混凝土幕(mu)(mu)墻(qiang)(qiang)及組合(he)幕(mu)(mu)墻(qiang)(qiang)等(deng)。按建(jian)(jian)筑(zhu)幕(mu)(mu)墻(qiang)(qiang)的(de)安(an)裝(zhuang)形式又可(ke)將其分為(wei)散裝(zhuang)建(jian)(jian)筑(zhu)幕(mu)(mu)墻(qiang)(qiang)、半單(dan)元建(jian)(jian)筑(zhu)幕(mu)(mu)墻(qiang)(qiang)、單(dan)元建(jian)(jian)筑(zhu)幕(mu)(mu)墻(qiang)(qiang)、小(xiao)單(dan)元建(jian)(jian)筑(zhu)幕(mu)(mu)墻(qiang)(qiang)等(deng)。
一、建筑幕墻的預(yu)埋(mai)件及膨脹螺(luo)栓設計依(yi)據(ju)及原則
建(jian)筑幕墻(qiang)框格構(gou)(gou)造體系設(she)計(ji)計(ji)算(suan)受(shou)力分析先從鑲嵌體入手(shou)，可視為(wei)四邊鉸接(jie)的(de)簡支(zhi)板，按(an)45°與中線相交受(shou)荷分配(pei)法(fa)將(jiang)承受(shou)荷載分配(pei)給(gei)四邊桿件上，再按(an)簡支(zhi)梁計(ji)算(suan)桿件內力將(jiang)其傳至與建(jian)筑物(wu)主體結構(gou)(gou)固定的(de)支(zhi)座上，而嵌板構(gou)(gou)造體系設(she)計(ji)計(ji)算(suan)受(shou)力分析是將(jiang)板面受(shou)荷一次傳給(gei)建(jian)筑物(wu)主體結構(gou)(gou)的(de)連接(jie)點上。
近年來，根據(ju)國(guo)家有(you)關部門的(de)(de)要(yao)求，我國(guo)土木(mu)工(gong)程界全面開展了工(gong)程結構(gou)可靠度設(she)計(ji)(ji)標(biao)準的(de)(de)編制。以(yi)(yi)概率理論為基(ji)礎(chu)的(de)(de)極限狀態設(she)計(ji)(ji)法取代以(yi)(yi)經濟為主的(de)(de)定值(zhi)表達容許應力設(she)計(ji)(ji)法。由(you)于建筑(zhu)結構(gou)設(she)計(ji)(ji)的(de)(de)標(biao)準是在正常荷載(zai)作用下不產生損害，在這種(zhong)情(qing)況下，幕墻亦處于彈(dan)性(xing)狀態，因此，其構(gou)件的(de)(de)內力計(ji)(ji)算應采取彈(dan)性(xing)計(ji)(ji)算方法進行。其截(jie)面更大應力設(she)計(ji)(ji)值(zhi)不應超過材料強度的(de)(de)設(she)計(ji)(ji)值(zhi)：σ≤?
式中：σ為(wei)荷載和(he)作用(yong)截面更(geng)大應(ying)力設計值，亦為(wei)應(ying)力標(biao)準值乘以(yi)大于1的(de)系(xi)數k1，通過(guo)效應(ying)組合得(de)到(dao)(dao)；f為(wei)強度設計值，由強度標(biao)準值fk除以(yi)大于1的(de)系(xi)數k2得(de)到(dao)(dao)：
結構安全度k＝k1×k2
在(zai)進行幕墻構件、連接件和(he)錨(mao)固件承載(zai)力計算時(shi)，荷載(zai)和(he)作用(yong)效應組(zu)合的分項系(xi)數(shu)分別是(shi)：
對(dui)于重力荷載γG為(wei)1.2；
對于風荷(he)載γW為1.4；
對于地震(zhen)作用γE為1.3；
對于溫度(du)作用(yong)γT為1.2。
幕墻應按效應組合中的更不利組合進行設計。
二、預埋(mai)件的(de)應用與設計
幕墻(qiang)(qiang)構(gou)(gou)(gou)件與混凝土結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)連接一般是通過預埋(mai)件實(shi)現(xian)的(de)。幕墻(qiang)(qiang)工程(cheng)使用的(de)各種(zhong)預埋(mai)件必須經過計(ji)算確定，以保證其(qi)(qi)具有足夠的(de)承(cheng)載力。為了保證幕墻(qiang)(qiang)與主體結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)連接牢固可靠(kao)，幕墻(qiang)(qiang)與主體結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)連接的(de)預埋(mai)件應(ying)在主體結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)施工時，按設(she)(she)計(ji)要(yao)求的(de)數量(liang)、位置(zhi)和方法進行埋(mai)設(she)(she)，埋(mai)設(she)(she)位置(zhi)應(ying)正確。施工過程(cheng)中如將預埋(mai)件的(de)防(fang)腐層損(sun)壞，應(ying)按設(she)(she)計(ji)要(yao)求重新對其(qi)(qi)進行防(fang)腐處理。
預(yu)埋件(jian)的(de)錨(mao)固鋼筋是(shi)(shi)錨(mao)固作用的(de)主要來源，混(hun)(hun)凝土對錨(mao)固鋼筋的(de)粘(zhan)結力是(shi)(shi)決定(ding)(ding)性的(de)，因(yin)此(ci)預(yu)埋件(jian)必須在(zai)混(hun)(hun)凝土澆(jiao)灌前(qian)埋入，施(shi)工時混(hun)(hun)凝土必須振搗密實。目(mu)前(qian)實際施(shi)工中(zhong)往往由于(yu)放入預(yu)埋件(jian)時，未采(cai)取有效措施(shi)固定(ding)(ding)預(yu)埋件(jian)，混(hun)(hun)凝土澆(jiao)鑄(zhu)時往往使預(yu)埋件(jian)偏離設計位置(zhi)，影響立柱的(de)安裝(zhuang)，甚至無法使用。因(yin)此(ci)應將預(yu)埋件(jian)可(ke)靠(kao)地固定(ding)(ding)在(zai)模板上或鋼筋上。
按規(gui)定，螺(luo)栓(shuan)只是在立柱與預埋(mai)件(jian)之間進行(xing)連接。對于預埋(mai)件(jian)，其錨筋(jin)的(de)總截面(mian)面(mian)積As，當有剪力(li)(li)、法向拉(la)力(li)(li)和彎(wan)矩共同作用時，按下列公式(shi)計算并取其中的(de)較大值：
As≥V÷(αrαvfy) N÷(0.8αbfy) M÷(αrαbfyz)
As≥N÷（0.8αbfy） M÷(0.4αrαbfyz)
當(dang)有剪力、法向壓力和彎矩共(gong)同作用時，按下列(lie)公式(shi)計算并取其中的(de)較大值：
As≥（V-0.3N）÷(αrαvfy) （M-0.4Nz）÷(1.3αrαbfyz)
As≥（M-0.4Nz）÷(0.4αrαbfyz)
當M＜0.4Nz時，取M-0.4Nz＝0。
上述公式中的系數，應按下列公式計算：
αv=(4.0-0.8d)（fc/fy）有誤
當αv＞0.7時(shi)，取αv=0.7。
αb=0.4 0.25t÷d
當采(cai)取措(cuo)施防止錨板(ban)彎曲變形時：可取αb＝1.0
上述各(ge)式中：V---剪力(li)設計(ji)值（N）；
N---法向拉力或法向壓力設計值；法向壓力設計值(zhi)不(bu)應大于0.5fcA，此處A為錨板的面積（m㎡）；
M---彎矩設計值（N.mm）；
αr---鋼筋層(ceng)(ceng)數影響系數，當(dang)等間距配置(zhi)時，2層(ceng)(ceng)取(qu)1.0，3層(ceng)(ceng)取(qu)0.9；
Z---外(wai)層錨筋中心線間的(de)距離（mm）；
αv---錨筋(jin)受剪(jian)承載力(li)系數(shu)；
d---錨筋(jin)直徑（mm）；
αb---錨板(ban)彎曲變形折(zhe)減系數；
fy---鋼筋抗拉強(qiang)度設計值(zhi)（N/m㎡）；
fc---混凝土軸心抗壓強度值（N/m㎡），可(ke)按現行國家標準《混凝土結構設計規(gui)范》GBJ10采用；
t---錨板(ban)厚度(du)（mm）。
三、膨脹螺(luo)栓的應(ying)用
當施工未(wei)設預埋件(jian)、預埋件(jian)漏放、預埋件(jian)偏離設計位置(zhi)(zhi)、設計變更(geng)、舊建筑加(jia)裝幕墻時(shi)，沒(mei)有(you)條件(jian)采用(yong)預埋件(jian)連接措施，往(wang)往(wang)要使用(yong)后(hou)置(zhi)(zhi)埋件(jian)。采用(yong)后(hou)置(zhi)(zhi)埋件(jian)（膨(peng)脹螺(luo)栓(shuan)或化學螺(luo)栓(shuan)）時(shi)，應符合設計要求并應進行現場拉拔試(shi)驗(yan),通過試(shi)驗(yan)決定(ding)其承載力。
在(zai)(zai)實際(ji)工(gong)程(cheng)(cheng)施(shi)工(gong)中，由于采用(yong)(yong)(yong)不同規(gui)格的(de)膨脹(zhang)螺(luo)(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)，施(shi)工(gong)單位在(zai)(zai)設(she)計(ji)(ji)過(guo)程(cheng)(cheng)中，大部(bu)分(fen)膨脹(zhang)螺(luo)(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)的(de)握裹力設(she)計(ji)(ji)值偏小，主要(yao)體現在(zai)(zai)：在(zai)(zai)各種荷載設(she)計(ji)(ji)過(guo)程(cheng)(cheng)中，各種分(fen)項(xiang)系數(shu)取值偏小，或不采用(yong)(yong)(yong)分(fen)項(xiang)系數(shu)。在(zai)(zai)膨脹(zhang)螺(luo)(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)受(shou)拉力計(ji)(ji)算時(shi)，簡單地(di)將立柱受(shou)的(de)拉力除以(yi)(yi)所用(yong)(yong)(yong)螺(luo)(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)的(de)個(ge)數(shu)，得每處螺(luo)(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)所受(shou)的(de)拉力來進(jin)行強度檢驗。筆者認(ren)為，以(yi)(yi)上(shang)算法(fa)是不準確的(de)，因為膨脹(zhang)螺(luo)(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)是后(hou)置(zhi)連(lian)接件，工(gong)作(zuo)可靠性(xing)較差，只有在(zai)(zai)不得已時(shi)作(zuo)為輔助、補(bu)救措施(shi)，不作(zuo)為連(lian)接的(de)常規(gui)手段(duan)。使(shi)用(yong)(yong)(yong)時(shi)必須(xu)確保安全，留有余地(di)，按(an)計(ji)(ji)算只需1個(ge)膨脹(zhang)螺(luo)(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)就(jiu)夠，實際(ji)上(shang)應設(she)置(zhi)2～4個(ge)螺(luo)(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)。
后置(zhi)埋件（膨脹螺栓或化(hua)學(xue)螺栓）的具體(ti)要求(qiu)：
1．后置埋(mai)件(jian)的現場(chang)拉拔強度值應由設計(ji)人員根據結構計(ji)算書確(que)定(ding)。
2．后置埋件使用的化學螺栓或膨脹螺栓應由設計人員根據幕墻的性質、種類、計算數據來確定，并應符合幕墻(qiang)工程(cheng)技術規(gui)范的規(gui)定。
3．現場(chang)拉拔測試(shi)應按照見(jian)證取(qu)樣的有關程序進行。
4．后置埋(mai)件設(she)置的位置與設(she)置位置的結構基體(ti)應符合設(she)計要求(qiu)。
5．后置埋件的結構砼構件強度等級不宜低于C30。
6．后置埋件原則上不宜采(cai)用膨脹螺栓，特殊情況(kuang)若采(cai)用膨脹螺栓時(shi)應按照設計(ji)用量的2~4倍(bei)設置，
; 且每層應采用有效拉(la)結措施。螺栓應閉合處理，防止螺絲(si)栓松動及銹。
論文發表：2003年第3期《濟南裝飾》
推薦單位：濟南裝飾協會
推薦人：王建森中國建筑裝飾協會理事
濟南裝飾協會秘書長高級工程師
李莉濟南裝飾協會副秘書長高級經濟師
評語：本文(wen)按照國家(jia)規范標準，結(jie)(jie)合濟南地區的(de)(de)實際情況(kuang)，對幕墻結(jie)(jie)構連接的(de)(de)實際應用中各環節做了比較(jiao)詳盡的(de)(de)介紹，對于(yu)確保(bao)幕墻質量和安全性能有(you)較(jiao)強的(de)(de)指導(dao)意義。