赛车官网,平台,注册,登录,走势

弗思特丨山竹台风对港深粤建筑幕墙的影响(三) ——幕墙破坏原因分析及经验总结
发布时间:2018-10-11 10:28   标签:   点击数:3263
0
返回上一级

台风山竹过后,弗思特实地走访了香港、深圳和广州三地,深入现场了解了台风对建筑门窗幕墙的破坏程度,并在深圳和部分行业专家进行了座谈,共同探讨了台风对门窗幕墙的影响以及防范措施。

通过在广州、深圳的巡查发现,建筑大面积区域完好无损,局部极少数立面区域遭到破坏。在如此强烈的台风袭击下,广州和深圳的超高层建筑门窗幕墙整体表现优秀,说明作为绝大多数建筑外围护结构的幕墙,在设计、施工及材料质量上也是可以信任的。但是台风中一些门窗幕墙的破损同时也在提醒我们,台风多发城市的建筑门窗幕墙的安全性不容忽视。我们将在台风中门窗幕墙破坏的可能原因进行分析,以总结经验对后期门窗幕墙的设计施工进行指正。

此处台风过程中幕墙破坏的类型分类如下:

1、开启扇掉落
2、单元板块整体坠落
3、玻璃面板损坏
4、金属屋面的损坏

台风中建筑幕墙损坏原因分析:

1、开启扇掉落可能的原因分析

建筑幕墙在台风中损毁的多数是开启扇位置,这些开启扇的规格和构造形式不同,破坏的方式也不尽相同。

(1)挂钩式开启扇破坏原因

挂钩式的开启扇是通过窗扇的上横框挂在幕墙横梁上,通过风撑来限制其开启角度,整个窗扇的承力重点在窗扇上横梁,有分体式和整体式两种。

▲  挂钩式开启扇示意

在玻璃幕墙开启窗设计中,挂钩式连接由于窗扇与窗框是采用挂钩或通长轴铰接的方式,因而具有承载力大的特点,能满足较大尺寸开启窗的使用要求。但由于挂钩式开启窗采用直接挂接的安装方式,在使用过程中遭遇强风时容易脱落,造成开启窗坠落,存在一定的安全隐患,需设置可靠的防脱落装置才能保证正常使用。

▲  挂钩式幕墙开启扇

我们了解到,此次被台风山竹破坏的窗扇有一部分就是挂钩式结构,窗扇坠落后仅残留一支窗扇的上横框挂在横梁上。

挂钩式窗扇的锁点被损坏或窗扇未关闭的情况下,窗扇就处于自由摇摆状态,在台风正负风压反复作用下,风撑就会折断。一旦两个风撑均失效,窗扇就会被台风掀起。窗扇的组角均采用挤角铆接的方式,当窗扇掀到极限时,窗扇上框将承受非常大的扭力,使铆固点失效,将连接角码拔出,铝框与玻璃间的结构胶被撕裂,导致窗扇坠落。

▲  损坏的风撑

虽然目前有一些防止挂钩脱离的措施,但是当窗扇承受的负风压过大时,对挂接配合部位的材料以及结构稳定度要求非常高,且随着使用时间增加,挂钩配合部位非常容易磨损甚至损坏,导致防脱落功能失效。

▲  窗扇坠落残留的挂钩式窗扇上框

(2)四连杆摩擦铰链开启扇破坏原因

这种形式的开启扇是窗扇的两个竖框通过摩擦铰链与窗框竖边或者幕墙竖框连接固定。比较大的窗扇是摩擦型铰链与风撑配合使用,限制开启角度。

早期的幕墙窗扇都不大,使用摩擦铰链,即使窗扇没有锁闭,遇到大风时也不会吹落。现在的建筑为了追求通透,大气,要求玻璃幕墙的分格越来越大,幕墙开启扇也随着越来越大,这就增加了窗扇被风力破坏坠落的风险。

(3)多点锁破坏

幕墙的窗扇即使处于关闭状态,在强风的作用下也会有破坏的可能。

广州万菱汇的坠落的幕墙窗扇在事发时处于关闭状态,由于“山竹”令建筑周边风力达10-12级,对写字楼窗户造成巨大的压力差,将三个玻璃窗直接扯落。

▲  幕墙窗扇坠落

调研中发现坠落的窗扇普遍存在以下问题:a)窗扇的多点锁锁点间距不符合要求,不能抵抗风压作用;b)锁点安装不准确,锁点不共线,多个锁点没有共同受力,一个锁点破坏引起连锁效应导致窗扇整体破损(某项目12点锁失效)。

因此,对于幕墙窗扇,尤其是大规格的窗扇,锁点的数量和间距设置要合理,安装定位准确,质检到位。

2、单元板块整体坠落

此次山竹台风中,深圳国银金融中心幕墙板块的整体坠落引人关注,具体坠落原因还在调查当中。调研团队到达现场时看到幕墙破损处已经做了安全围护,洞口右侧一个板块底部已经变形翘起,但是没有坠落。下面还有一处玻璃明显是板块坠落时砸坏的。一层地面已经清理干净,看不到任何坠落物。

▲  坠落的幕墙板块

从之前网上发布的照片看,连接件部位受到破坏。连接失效是否是坠落的直接原因还有待考证,但是我们可以由此受到警示:单元式幕墙的防脱落设计至关重要,不可或缺。对于超高层的单元式幕墙,在设计时必须考虑幕墙板块的防脱落措施,确保在极端气候条件下幕墙的安全性。

3、玻璃面板损坏

(1)建筑物间的狭窄通道使瞬时风速加大

实地考察发现,破损、坠落的幕墙大多数并不是在迎风面,而是在背风面和侧面,包括住宅破损的窗户也都是在背风面,这个现象似乎出乎我们的预料。位于香港维多利亚港风口的红勐海滨广场2期近20层的玻璃幕墙被强风横扫刮破。台风从东南方袭来,破损的幕墙均在建筑的侧后面(西、北面)。

▲  山竹台风过后背风面(负压区)

▲  正对台风来袭的建筑立面

我们了解一下建筑所处的环境就会发现,破损的幕墙几乎都是在建筑狭窄的通道两侧面。狭窄的通道加剧了台风的强度,形成了瞬间风力剧增,造成了幕墙的破坏。

▲  台风“山竹”行进路线


山竹台风从东南面奔袭而来,从建筑间的通道疾速而过,撕碎了海滨广场二座的幕墙玻璃。

深圳遭到破坏的幕墙玻璃也几乎都是在背风面,正面迎接台风的幕墙玻璃并没有多少破损,深圳某项目正面受台风袭击的幕墙和玻璃百叶完好无损,可见严格遵循规范要求的幕墙设计是安全可靠的。

▲  深圳前海项目迎风面玻璃百叶完好无损

(2)台风中夹杂的碎物撞击造成的破坏

台风携带的碎物撞击玻璃,也是幕墙玻璃面板破坏的原因之一。高速的台风携碎物撞击的破坏力是惊人的。台风携带的固体杂物冲击,先破坏建筑物中最薄弱的玻璃部分,玻璃碎片的飞溅造成对人们生命及财产的破坏,然后强风进入屋内,对建筑物形成增压造成更大的破坏。

▲  被碎物撞击破坏的玻璃

4、金属屋面的破坏

深圳蛇口邮轮中心位于深圳市南山区蛇口太子湾片区港湾大道南侧,是深圳通连全球的“海上门户”。该项目两面临海,地上10层,总高度64m,屋面呈单曲波浪形,平面成三角形。 屋面支承系统为钢结构,结构为三角桁架+钢檩条体系,建筑高度由北向南呈波浪形递增,两侧幕墙外侧辅以“珊瑚皮预辊涂蜂窝铝板”,屋面总面积约21000平方米,由65%金属屋面+35%玻璃屋面组成。

▲  深圳蛇口邮轮中心鸟瞰

在此次山竹台风的袭击中,深圳蛇口邮轮中心的金属屋面遭受了严重的破坏。大面积的屋面金属板和保温材料被狂风掀飞,只剩下金属龙骨静静地躺在那里。

▲  被山竹损毁的蛇口邮轮中心屋面

由于没有能够近距离勘察,不能查明屋面破坏的具体原因。据对以往项目的研究经验,直立锁边金属屋面被强风破坏多数是因为没有设置防风夹所致。

设置防风夹可以使金属屋面的整体抗风性能有一定的提升,直立锁边金属屋面的承载力随着防风夹间距的减小而增大,合理设置防风夹是提升金属屋面抗风揭能力的有效措施。有试验证明,与龙骨间距1000mm设置一个T型连接件和防风夹相比较,当防风夹间距减小为500mm时,抗风能力约提高1.5倍。

2012年7月台风“维森特”对澳门东亚运动会体育馆铝镁锰板直立锁边金属屋面造成较大的损坏,约有3000平方米的铝镁锰直立锁边屋面板被台风掀翻。2013年修复安装时增设了防风夹,在号称“世纪风王”的山竹台风过境时屋面没有再受到破坏。

▲  "澳门蛋"——澳门东亚运动会体育馆

门窗问题可能的损坏原因分析及山竹台风对建筑外立面影响的经验总结敬请期待“山竹台风对港深粤建筑幕墙的影响(四)”。
收藏