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成都市建筑装饰协会-cdzs.2008

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日志

 
 

建筑幕墙在四川大地震中的优良表现  

2008-07-14 11:19:41|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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今年发生的5.12四川大地震的重灾区都江堰市地震烈度为九度,大约有90%的建筑物受损,其中20%的建筑物倒塌,70%的建筑物变成危楼,其它的建筑物也不同程度地受损……

                                                               倒塌的都江堰居民楼

                                                                 都江堰居民小区

                                                              都江堰第二人民医院

 

                                                        都江堰著名古迹----二王庙

在这次四川汶川大地震灾难中,地震重灾区之一的都江堰市的建筑玻璃幕墙相对完好,玻璃无一掉落或破损,并未出现某些人担心的玻璃雨现象!

 

一、不同形式的建筑维护结构,在大地震中的表现差异很大

在幕墙建筑与其他建筑在地震中的表现对比:

 

                                               都江堰骨科医院

                                                              都江堰建设大厦 

                                                                   都江堰水利大厦

从这些照片中,可以清楚地看出:

u      框架结构的建筑物,采用砖墙作为外围护结构的,损毁严重;

u      采用各种幕墙作为外围护结构的,几乎完好无损。

u      采用玻璃幕墙作为外围护结构的建筑物,幕墙玻璃板块无一掉落或破损,并未出现人们担心的玻璃雨现象!

 

二、幕墙建筑在大地震中表现优良的原因

 在幕墙设计中,支承结构和幕墙面板板块之间,采用硅酮结构胶等柔性连接。由于面板之间有宽缝,所以幕墙在平面内,可以承受1/100的大变形。幕墙支承结构如果采用螺栓、摇臂、弹簧机构与主体结构连接,甚至当主体结构侧移达到1/60时,幕墙也不会破坏。

砌体填充墙在1/1000位移时开裂,1/300位移时破坏,即使在小地震下也会产生破损,中震下会严重破坏。其原因是它在自身平面内变形能力很差,又被填充在主体结构内,不能有相对的位移,被强迫一起振动,最终导致破坏。因此在地震中震害非常严重。

幕墙不同于填充墙,具有以下的特点:

.幕墙是由面板和支承结构组成的完整的结构系统;

.幕墙在自身平面内可以承受较大的变形或者相对于主体结构可以有足够的位移能力;

.幕墙是不分担主体结构所受的荷载和作用的围护结构。

在四川5.12大地震中,幕墙建筑的性能优势得到了充分的体现。

 

三、硅酮密封胶对玻璃幕墙抗震性能,起到了关键作用

幕墙的支承结构和幕墙面板板块之间,采用硅酮结构胶等柔性连接,这些硅酮结构胶不但能将幕墙玻璃牢固持久地粘结在铝框料上,而且在地震等偶发因素引起建筑物严重震动变形时,能够被拉伸或压缩20%以上不被损坏;硅酮结构胶是弹性体,还能有效的减小幕墙震动的强度和频率。

幕墙面板之间有宽缝,缝隙采用硅酮耐候密封胶填充密封。硅酮耐候密封胶是很好的弹性建筑密封材料,不但具有良好的防水、优异的耐高低温、卓越的耐老化等性能,而且具有良好的弹性,能够承受幕墙板块间的位移变化,对幕墙起到了很好的缓冲保护作用。

 幕墙设计的抗震烈度越大,或者幕墙板块面积越大,需要设计的板块间缝隙越宽,需要选用的硅酮胶的模量越低、弹性越好。建筑采光顶,震动和位移更大,需要低模量高弹性的采光顶用硅酮密封胶。

干挂石材幕墙,用一般的环氧类石材干挂胶,也有点问题。由于石材、干挂胶、钢挂件都是钢性材料,它们各自的热膨胀系数都不一样,造成石材开槽处被涨裂(一般是比较细小的裂痕)。建筑物震动时,也完全将应力传递给石材面板,由于石材本身的脆性,受力点很容易被震裂。如果采用弹性干挂胶,在石材和挂件同时发生不同程度的膨胀或收缩,以及发生震动时,弹性的胶体就可以吸收这两种材料之间的变位应力,避免石材开裂现象的发生。

 目前国内有硅宝等少数厂家已生产销售弹性石材干挂胶,使用效果不错。

日本是个地震多发的国家,他们开发出建筑用抗震橡胶,具有很高的耐压强度、卓越的耐老化性,主要是硅橡胶。抗震硅橡胶是用在高层建筑的地基上,在建筑物的结构柱的下端与建筑基础之间,采用一层钢板一层胶的方式,多层次地填充这种抗震硅橡胶。在地震发生时,由于抗震硅橡胶的弹性,能够吸收一定的地震波的能量,有效地减缓建筑物的上下震动和摇摆的幅度。1995年日本阪神大地震后,抗震硅橡胶已经在日本建筑业得到应用。在国内还未见这方面的报道。

 

四、结

  玻璃幕墙建筑在5.12四川大地震中的优良表现,以及1995年日本阪神大地震、1999年台湾集集大地震,震中烈度都在11度左右,砌体填充墙、常规玻璃窗大量破坏,而各种建筑幕墙,即使是玻璃幕墙,也很少有震害的报告,震后大多保存完好。

这些事实都无可辩驳地证明:

    建筑幕墙,尤其是玻璃幕墙是现代建筑最优良的外围结构。硅酮结构密封胶和耐候密封胶,是保证玻璃幕墙抗震性能的关键材料,建筑玻璃幕墙不存在空中定时炸弹之説。现代建筑幕墙还具有艺术美观、重量轻、节约资源等优点,高楼大厦还得采用幕墙,其它填充墙体难以代替。建筑幕墙是建筑结构安全的一个重要保障。

 

 

                                     原文作者:成都硅宝科技股份有限公司总经理 王有治

 

 

 

 

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