新时期建筑幕墙结构检测的方法研究 梁玉彪

发表时间:2021/7/28   来源:《基层建设》2021年第14期   作者:梁玉彪
[导读] 社会技术的飞快发展,我国不断提高施工的综合水平,人们陆续发现新型的建筑工程施工技术,获得较好的应用效果

        广东特思工程检测有限公司
        摘要:社会技术的飞快发展,我国不断提高施工的综合水平,人们陆续发现新型的建筑工程施工技术,获得较好的应用效果。建筑项目施工过程,人们一般都采取悬挂式幕墙保护工程结构,建筑幕墙具有环保价值。我国建筑工程行业,大规模应用幕墙结构。基于此,通过分析检测幕墙结构,为我国建筑行业发展提供帮助。
        关键词:建筑工程;幕墙结构;检测


        引言
        建筑工程施工过程,合理应用建筑幕墙结构提高了主体结构的稳定性。建筑幕墙称为悬挂墙,一定程度美化了建筑物。社会快速发展的过程,明显提高了科学技术水平,人们对建筑幕墙结构提出了全新的要求。为了满足社会发展的需求,建筑幕墙应充分彰显保护功能,强化自身的环保性能,通过专业检测技术客观评价建筑幕墙的结构。
        1建筑幕墙相关概述
        1.1基本概念
        建筑幕墙实际是一种无任何承重功能的外墙结构,通常包括主体支撑结构、面板结构和钢结构。建筑幕墙与建筑主体结构的位移能力较强,类似于舞台幕布在建筑结构上布置,故也把建筑幕墙作为悬挂墙,一般在建筑高层建筑或大规模建筑工程施工应用,提高建筑结构的稳定性。
        1.2幕墙结构检测的意义和价值
        就目前情况分析,我国很多建筑结构的使用时间较长,最初建造幕墙结构时,施工技术和工艺综合水平都不高,带来很多安全风险,建筑工程稳定性无法满足规定标准。其次,幕墙的应用过程容易被外界不少因素的干扰,无法避免破损与移位的问题,直接威胁了人民群众的人身安全。结合上述问题,如果无法妥善化解,合理加固高危幕墙结构,在恶劣天气容易增加事故的发生概率。
        1.3幕墙的基本特点
        对建筑幕墙工程结构现实情况分析,玻璃板和金属板材料是施工所需的主要材料,与现今幕墙结构建造采用的材料明显不同。玻璃板结构本身的物理性能优良,可折射与发射光线,时代特点良好。其次,建筑艺术的审美价值融合建筑采光功能实践应用,最大程度彰显了玻璃的艺术价值。
        2既有玻璃幕墙结构胶检测
        2.1幕墙检测内容
        1)玻璃幕墙材料:检查材料品种、规格、特征参数是否满足设计文件的要求;检查重要结构构件是否存在锈蚀损坏问题;对使用时间较长的玻璃幕墙,应在实验室获取硅酮结构胶带,检测其黏结性;检查过程严密观察空玻璃有无霉变,夹层玻璃是否发生分层或脱胶等问题;检查开启窗五金件变形与否;玻璃一旦发生碎裂,应及时查找原因。
        2)连接件:对连接预埋件与转接件、转接件与立柱、立柱与立柱、立柱与横梁的节点实行检查,玻璃幕墙的玻璃连接了吊夹具的节点,拉杆拉索的结构节点等,最大程度彰显开启窗五金固定质量与开关作用。
        3)整体或局部变形:对幕墙的整体或局部变形与否综合检查,具体涉及横缝间的直线度、墙面垂直度和地平面度,邻近板块形成的接缝差异。
        4)幕墙结构承载力检验:玻璃幕墙以施工图纸计算单元承受力节点和构件承载能力,检查其是否满足标准。
        2.2幕墙现场检测的关键技术
        2.2.1结构胶现场检测
        针对结构胶,利用红外吸收光谱法分析结构,通过定性方法对内部分子的成分结构与性质完成鉴别。总结结构胶热老化、紫外老化的特征,胶体邵氏硬度变化特点和红外光谱、人工老化分析等结构胶实验室有关分析方法。
        2.2.2玻璃现场检测
        玻璃面板检测技术是从外观检查玻璃品种与玻璃使用情况。如检测玻璃品种使用情况的基本原理是激光、偏振等光学理论,不仅达到无损检测的目标,还在现场检测程序中,对单片、中空、夹层玻璃完成鉴定。
        验算玻璃板块结构的基础理论是弹板薄板,为保证安全性与经济价值,联系验算结果获得单片玻璃的大挠度,同时拟合有关公式。
        2.2.3水密性能检测
        关于建筑幕墙的水密性能,是指风雨天气带来的影响,幕墙对雨水渗透实现了阻挡。基于这样的环境,幕墙的稳定性紧密联系着淋水量。检测过程,淋水量在稳定加压情况下保持3L/(min.m2)。主要采取两种不同的检测方法:1)检测幕墙水密性时采取了正装外喷水的方法。箱体外侧安放幕墙看面,在箱体外侧建立喷水系统,完成喷水作业。2)检测时,还可以采取反装幕墙的方法。与上一种方法的区别在于,检测过程在箱体内部实现喷水作业,系统对箱体增加正压。根据工程的实际检测情况,确定最理想的水密性能检测方法。另外,综合稳定、波动压力等因素实行水密性能检测。在台风或热带风貌区域,建议采取波动加压法。如果建筑幕墙处在风力偏小区域,外部因素比较稳定,则检测时选择稳定加压法。
        2.2.4空气渗透性能检测
        检测幕墙的空气渗透性能,具体从三个方面实现检测:1)科学检测附加空气渗透量;2)检测总渗透量;3)检测幕墙固定结构的空气渗透量。逐一落实密封措施,有序开展检测工作。最后,密封处置开启缝,在实施检测作业。另外,计算机软件提升了工作的便捷性,保证了设计效率。
        2.2.5平面内变形性能检测
        建筑工程施工过程,楼层极有可能出现不断变位的现象。在平面内检测变形功能,掌握墙体和连接位置抵抗变形的水平。检测过程,一般以静力法检测变形,横架结构不断往返运动,模拟风荷载及地震作用下幕墙平面内变形。综合来讲,首先安装位移计,实行调零作业,强化接触性。之后实施预加载作业。由最低级按部就班实现加载。
        2.2.6抗风压性能检测
        做好幕墙检测项目的抗风压性能检测,可获得良好的使用效果。检测幕墙风压变形性能时,科学挑选面板和受力杆件。现实检测工作中,检测时重点查看幕墙的挠度值。这一数值直观反馈了目前的抗压效果。因此,检测时优先采取挠度值较大的工具。
        3光纤光栅技术检测玻璃幕墙边缘性能
        3.1玻璃边缘模态耦合特性
        3.1.1玻璃薄板应变理论模型
        现代玻璃幕墙通常包括钢材骨架、玻璃面板、硅酮结构胶和钢材构件。其中,钢材骨架与玻璃面板主要以黏性材料结构胶连接,这是决定整幅玻璃幕墙安全性的重要因素。但是,结构胶在现实工况中形成比较复杂的作用力,外界因素如温度、玻璃面板的重力、外界风载荷等均会改变结构胶内的物理参数,这也是结构胶与玻璃面板间作用力改变或失效的原因,同时边界约束模态表现出明显的差异化。基于边界不同模态的玻璃面板的力学特点,系统检测边缘结构胶健康程度。
        选择一块荷载均匀的方形玻璃面板的玻璃幕墙,以不同边界约束的薄板模型建立对应的约束模态,根据薄板小挠度理论获得对应薄板边缘的行为特性,划分玻璃面板的健康安全性能时应用安全区间划分法。
        玻璃面板的厚度t明显比中面边缘的最小尺寸小,可以简化玻璃面板,获得薄板模型,其中t代表面板厚度,而1/2t厚度的平面是中面。基于正应力的影响,弯曲后的薄板,空间各个方向、各个面上产生了移动,其中,分别指yz和zx面发生的形变。x方向的正应力在玻璃薄板作用,薄板x、y轴方向的挠度无明显改变,所以中面内各点未水平移动,仅发生了垂直移动。薄板内应变分量根据薄板厚度产生了非线性函数关系,即监测玻璃薄板边缘侧的力学行为得到风载荷耦合作用下结构胶与玻璃面板分布应变场的规律,且以可用挠度代表面板应力,客观说明玻璃面板分布应变场的状况。
        3.1.2光纤光栅应变检测方法
        准分布式光纤传感器的特点是测点密度高、分辨率高、灵敏度高、间距可控、质量小等,故在玻璃幕墙的监测中对其应用。在玻璃面板边缘表面粘贴传感器,当发生外界作用力时,玻璃面板边缘与结构胶形成多模态耦合效应,导致玻璃面板改变了挠度,引起弯曲应变。此时,应变发生耦合效应后,通过玻璃面板发生形变,进一步向传感器传输,布拉格光栅的反射中心波长移动,获得应变大小。
        在玻璃薄板的x轴和y轴合理布置传感器,主要是为了对薄板多模态受力模型进行测量,采取划分安全区间法对应力结果实现划分,综合掌握玻璃面板的安全功能。
        x轴和y轴的应变容易被面板挠度干扰,结构胶是否紧贴、外力作用和玻璃面板重力等决定了挠度的变化情况。


在忽略外部因素下,仅思考结构胶的粘贴紧度带来的影响,这一数据升高,说明结构胶具有较强的固定作用;反之,增加了结构胶的失效几率,甚至可能因完全失效而脱落玻璃面板。因此关于结构胶失效问题,建立模态耦合模型,以玻璃面板的应变特点得出约束边界的条件,如此评估结构胶是否健康。
        根据受力分析可知,失效的结构胶脱落后,其对玻璃面板无拉作用力,仅发挥了支撑作用,说明玻璃面板失去了拉力。
        玻璃面板基于正常功能的结构胶,受到各种作用力的影响,这部分作用力彼此耦合,此时应用传感器对耦合带来的合力应变准确测量,掌握结构胶的受力特点。
        3.2不同边界模态耦合下光栅传感器性能测试
        3.2.1实验条件
        实验选择与有限元模型规格相同的玻璃面板。对边界约束积极模拟,通过重力作用加载砝码近似模拟载荷,综合评估玻璃幕墙结构胶的效用,从而掌握玻璃幕墙的功能指标。为了满足现实情况,科学设计实验装置与全隐框玻璃幕墙试件安装支承架,采取工程现场的方式安装玻璃试件。在玻璃边缘粘贴中心波长为1534mm的传感器。玻璃边缘以硅酮结构胶逐一固定,这也是模拟对应的边界约束条件,反复开展实验。
        3.2.2结果分析
        以边界模拟实验对四边结构损伤松动情况实现模拟,准确测量玻璃面板边缘应变。由实物测试可知,基于边界约束,力学行为类似于理论仿真受力情况,玻璃面板脱落危最大。为了对理论分析有效检验,比较实验结果与有限元模拟玻璃面板变匀应变的结果。实验过程达到了约束要求,说明建立了正确的有限元模型,能客观代表现实的测量结果。
        结束语
        综合分析,在目前高层建筑以及大规模建筑中建筑幕墙发挥了至关重要的辅助功能,在提高建筑结构整体的美观度和综合性方面,幕墙的实践应用发挥了积极的作用。但我国部分建筑幕墙结构的使用时间较长,加之外界很多因素带来的干扰,直接降低了幕墙结构的施工质量门。建筑幕墙工程施工时,因缺少完善的幕墙技术,无形中产生了安全问题,为了提高安全水平,使用单位检测幕墙结构安全性时,有效发现和解决幕墙问题。
        参考文献:
        [1]刘永刚,沈佑竹,吴志敏.既有建筑幕墙可靠性鉴定评估标准对比研究[J].江苏建筑,2019,000(005):57-58,68.
        [2]谢容成.建筑幕墙安全及使用,维护检测现状的分析[J].建筑施工管理,2019,001(002):P.27-29.
        [3]蔡文枫.铁路车站幕墙结构技术分析与实例探究[J].城市建筑,2020,v.17;No.349(08):136-137.


        上接第376页
        3.2结构设计分析
        3.2.1叠合板式剪力墙体系
        叠合板式剪力墙结构体系,是指由叠合式墙板和叠合式楼板,辅以必要的现浇混凝土剪力墙、边缘构件、梁、板,共同形成的剪力墙结构。叠合式墙板,是由两层预制板与格构钢筋制作而成。现场安装就位后,在两层板中间浇筑混凝土并采取规定的构造措施;同时,预制叠合剪力墙与边缘构件通过现浇连接,提高整体性,共同承受竖向荷载与水平力作用;叠合楼板,是在现场安装预制混凝土楼板,以其为模板,辅以配套支撑,设置与竖向构件的连接钢筋、必要的受力钢筋以及构造钢筋,再浇筑混凝土叠合层,与预制板共同受力。
        预制双面墙板、叠合楼板充当现场模板,省去了现场支模拆模的繁琐工序,整个体系在制作过程中工业化程度较高,是发展住宅工业化行之有效的方式,图2为叠合墙板三维模型示意图。
        3.2.2预制构件的连接节点
        为进一步提高装配式混凝土结构的经济性,考虑到现浇部分的结构边缘构件标准化,所有一字型构件尺寸为200mm×400mm,L型构件尺寸统一为300mm×300mm,100mm×300mm,丁字形构件尺寸为400mm×500mm,节约了铝模板的品种和数量,有效地减少了装配式建筑的造价。
        3.2.3深化设计
        该项目采用Allplan工程软件进行构件的深化设计,模型建立之前先定制预制墙板、楼板、梁、阳台、楼梯、空调板等预制构件深化原则,建立预制件钢筋的类型、形状、预埋件信息、节点大样等族库。自定义好各项参数后,在软件中根据结构拆分方案进行实体模型的建立,包括墙板的尺寸,门窗洞口,局部开孔开洞等信息;实体模型搭建准确无误后设置安装用支撑预埋件,机电预埋管线精装修点位埋件预埋,模板埋件、塔吊埋件等预埋件的设置;最后进行钢筋的配置及调整,洞口补强钢筋,钢筋间距的调整。
        在三维效果中预先制定施工吊装、钢筋绑扎方案,及时调整构件间碰撞钢筋的相对位置。在计算机中模拟施工预拼装,达到构件设计、工厂制造和现场安装的高效协调,从而提高设计图纸质量,有效减少变更和控制项目造价,保证了项目按照既定的工期、造价、质量目标顺利完工。
        4.结语
        装配整体式剪力墙结构设计充分强调了其“产品”特性,是对传统现浇结构设计的重大变革,其设计内容具有很强的系统性、逻辑性。本项工程采用了BIM技术,将建筑、结构、机电一体化设计实现建设全过程的控制。项目建成后建筑的各项品质较采用传统建造方法建成的小区内其他建筑有显著提高。并且装配整体式剪力墙结构体系为一种新型的工业化建筑结构体系,具有节能、环保等特点,能够加速促进建筑行业向绿色、低碳方向发展,实现住宅产业生产方式的转变和升级换代,具有较大的实际工程意义。
        参考文献:
        [1]王开飞,李挺,邵长昊.装配整体式剪力墙结构全过程设计[J].城市住宅.2016(06)
        [2]史文彦.装配整体式剪力墙结构的设计要点和工程实例[J].建筑技术开发.2019(05)
        [3]崔龙丹,常卫华,孙彤彤,鲁斌,王佳能.装配整体式剪力墙结构施工技术研究[J].施工技术.2017(18)


        上接第377页
        结材质以及砌块,施工进程当中需要委托相关资质第三方对于锚固的质量实施检测,确保锚固的强度。施工当中需要严格确保砂浆厚度达到10mm,其误差不会大于2mm。为确保锚固钢筋间距、数量、皮数以及砂浆厚度等与设计需要相满足,在门窗洞口预留之后对于尺寸实施复核,避免发生误差造成的返工情况。二次结构的植筋工作一定得选取有施工资质的团队,对于植筋施工实施检查,并严格依据工艺开展工作,每一步均需进行查验,避免发生灰未清理以及孔洞深度不足等情况,在植筋完成后还应选取有资质第三方检测企业对于抗拉强度实施检测,确保拉结强度,从而也可以于极大程度之上免于二次结构发生因为强度较低而开裂的情况。
        4.3 圈梁与构造柱的浇筑
        圈梁与构造柱是和主体相连接的二次结构,所以浇筑时也需要采用全面质量控制方式,首先对于钢筋绑扎需规范、和主体结构构件间具有可靠的连接,其上下均需具有良好的锚固。支模进程当中也需要对于构造柱和填充墙间缝隙实施封堵和检查,浇筑时也需要进行细致的振捣,而且确保模板清洁以及缝隙封堵的质量,确保是不漏浆的,可以实现设计施工的质量。
        5结束语
        对于建筑工程中二次结构的施工质量进行有效控制,能够在二次施工前期规划、方案制定、样图绘制等多方面开展,施工进程当中必须得确保建筑材料质量问题,应用科学合理的施工工艺对于建筑工程二次结构的施工质量实施把控。
        参考文献:
        [1]郑琛,郑健睿,陈石.建筑钢结构施工技术与质量控制要点[J].现代物业(中旬刊),2019(8):202.
        [2]徐之皓,张泽泽,刘化欣.高层建筑主体结构施工技术要点及质量控制[J].住宅与房地产,2019(19):158.
        [3]乔凯明.高层建筑主体结构施工技术要点及质量控制[J].城市建设理论研究(电子版),2017(24):145-146.
        [4]姜媛.建筑工程施工技术控制的重要性 [J].黑龙江科技信息.2017(09)
        [5]陈水英.工民建中砌体施工技术的研究分析 [J].赤子(上中旬),2014(17).

投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: