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某機(jī)場(chǎng)工程復(fù)雜單元式幕墻性能試驗(yàn)研究

文檔作者：趙艷敏1 馬洪旭2 文檔來(lái)源： 1．北京京北職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程系 2．江河創(chuàng)建集團(tuán)股份有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年11月01日
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2015年5月上
第“卷第9期
施工技術(shù)
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY 17
DOI：10．7672／s舒s2015090017
某機(jī)場(chǎng)工程復(fù)雜單元式幕墻性能試驗(yàn)研究
趙艷敏1，馬洪旭2
(1．北京京北職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程系，北京101400；2．"2Y-河創(chuàng)建集團(tuán)股份有限公司，北京101300)
[摘要]為驗(yàn)證某機(jī)場(chǎng)工程復(fù)雜單元式幕墻工程設(shè)計(jì)方案的可行性，研究復(fù)雜單元幕墻的各項(xiàng)性能指標(biāo)，保證幕墻
工程的適用性和安全性，采用1：l比例單元板塊模型對(duì)其進(jìn)行了試驗(yàn)研究。試驗(yàn)中測(cè)試了幕墻的氣密性、水密性、
風(fēng)荷載及地震作用下的變形性能、安全性能和軟體撞擊性能。特別對(duì)其進(jìn)行了罕遇地震作用下的變形試驗(yàn)，并對(duì)
試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，從而證明了幕墻設(shè)計(jì)方案是可行的。
[關(guān)鍵詞]裝飾裝修；機(jī)場(chǎng)工程；單元式玻璃幕墻；性能；試驗(yàn)
[中圖分類號(hào)】TU767．6 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1002-8498(2015)09-0017-03
Performance Experimental Study on the Complicated Unitized
Curtain Wall in Some Airport Project
Zhao Yanmin。，Ma Hongxu2
(1．Department ofConstruction Engineering，Northern Bering Vocational Education Institute，Bering 101400，China；
2．Jangho Group Co．，Ltd．，Bering 101300，China)
Abstract：In order to verify the design scheme feasibility of the complicated unitized curtain wall applied
at an airport project and study its performances and guarantee the applicability and safety，the
experimental model based on the design with 1：1 size of the unit was built，and the air permeability，
water tightness，deformation performance under wind load，earthquake and soft body impact were tested．
Especially，the test under rare earthquake was made．The test results are analyzed to draw a conclusion
that the design scheme is applicable．
Key words：decoration；airports；unitized Curtain wall；performance；testing
1試驗(yàn)概況
某機(jī)場(chǎng)工程建筑面積70萬(wàn)m2，是包括主航站
樓、指廊、登機(jī)橋及其他配套建筑設(shè)施的超大型工程，
如圖1所示。機(jī)場(chǎng)指廊單側(cè)最長(zhǎng)500m，立面包括標(biāo)
準(zhǔn)玻璃幕墻及鋁塑板與玻璃組合幕墻，玻璃與鋁塑板
組合幕墻建筑形式為變化的條帶狀曲線，形狀復(fù)雜，
面積約為7萬(wàn)m2．單元板塊約6 000塊。
圖1某機(jī)場(chǎng)工程鳥(niǎo)瞰圖
Fig．1 Aerial view of the airport project
鑒于單元式幕墻工業(yè)化程度高、質(zhì)量好、現(xiàn)場(chǎng)
+“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目：建筑節(jié)能改造關(guān)鍵技術(shù)研究
(2006BAJ01A03)；北京高等學(xué)校青年英才計(jì)劃項(xiàng)目(YETPl819)
【作者簡(jiǎn)介】趙艷敏，講師，碩士，E-mail：mhx791288@126．corn
[收稿日期]2014—12-3I
施工速度快，對(duì)大體量工程的適應(yīng)性好于其他形式
的幕墻，故本工程對(duì)于此部分采用單元式幕墻體
系。但由于立面造型復(fù)雜，單元板塊規(guī)格較多，設(shè)
計(jì)難度較大。為保證幕墻的安全性、易用性，必須
對(duì)設(shè)計(jì)的單元幕墻板塊性能進(jìn)行試驗(yàn)研究，驗(yàn)證其
是否滿足超大型公共建筑的要求。
單元式幕墻試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦x取與實(shí)際工程尺寸相
同的豎向3層水平3列板塊進(jìn)行試驗(yàn)。立面長(zhǎng)度為
7．97m，高度為9．14m，與豎直方向角度由76．55。逐
漸變化到57．42。，總面積為42．4m2，最大單元板塊
高2．534m，寬2．61m，上弧長(zhǎng)3．04m，下弧長(zhǎng)
3．237m，面板采用4mm厚鋁塑板，玻璃配置為
HS5+1．52PVB+HS5(Low-E)+12mm Air+HS5+
1．52PVB+HS5，HS為半鋼化玻璃，Low．E為低反
射膜。試驗(yàn)?zāi)Ｐ腿鐖D2所示。
2 復(fù)雜單元式幕墻性能試驗(yàn)
2．1幕墻氣密性能試驗(yàn)?
重復(fù)打開(kāi)和關(guān)閉箱體門并確定門關(guān)閉時(shí)的狀
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
18 施工技術(shù)第44卷
圖2指廊單元體試驗(yàn)?zāi)Ｐ?
Fig．2 Test model of gaHery units
態(tài)，關(guān)閉箱體門同時(shí)密封門四周。記錄溫度
20．9℃，氣壓1 015hPa(1 hPa=1×10“MPa)。開(kāi)動(dòng)
鼓風(fēng)機(jī)并打開(kāi)氣壓傳感器，通過(guò)3步(100，200，
300Pa)依次施加壓強(qiáng)，每步施加過(guò)程≤l S，并持續(xù)
2s后使風(fēng)壓歸零并記錄漏氣量。幕墻在壓強(qiáng)為
300Pa時(shí)的漏氣量為14．7m3／h，根據(jù)試驗(yàn)時(shí)溫度和
大氣壓修正幕墻漏氣量為0．345m3／(h·m2)<
1．08m3／(h·m2)(規(guī)范允許值)。
在地震作用變形試驗(yàn)后，對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ兔芊饽z縫
可見(jiàn)部位進(jìn)行修復(fù)，重復(fù)氣密性能試驗(yàn)，步驟同前，
幕墻漏氣量為0．655m3／(h·m2)<1．08m3／(h·m2)。
綜合兩次試驗(yàn)結(jié)果，幕墻系統(tǒng)漏氣量最大為限
值的60．6％，正常使用條件下為限值的31．9％，說(shuō)
明工程設(shè)計(jì)幕墻系統(tǒng)的氣密性能較好。
2．2水密性能試驗(yàn)舊1
噴水裝置由水平與豎向間距600mm噴嘴組成，
噴嘴與幕墻表面的間距為400mm，可向幕墻表面以
3．4I_,／(min·m2)的流速噴水。1 S內(nèi)分3步(100，
300，600Pa)施加壓強(qiáng)，并持續(xù)3s，壓強(qiáng)回零。然后
逐漸加壓至600Pa并噴水，持續(xù)15min。
與氣密性試驗(yàn)相同，地震作用變形試驗(yàn)后，對(duì)
試驗(yàn)?zāi)Ｐ兔芊饽z縫可見(jiàn)部位進(jìn)行修復(fù)，氣密試驗(yàn)結(jié)
束后重復(fù)水密性能試驗(yàn)。試驗(yàn)完畢后對(duì)幕墻各個(gè)
部位進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)有水滲漏到幕墻內(nèi)表面的情
況。試驗(yàn)結(jié)果顯示單元式幕墻水密性良好。
2．3標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)荷載作用下的變形性能"1
工程標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓為正風(fēng)壓1．42kPa和負(fù)風(fēng)壓
1．21kPa，分別測(cè)量單元式幕墻立柱、橫梁和玻璃在
正、負(fù)風(fēng)壓下的變形，確定幕墻在標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓作用下
的變形性能，測(cè)點(diǎn)如圖3所示。其中，01～03為立
柱撓度測(cè)點(diǎn)，04～06為單元中橫梁撓度測(cè)點(diǎn)，07—
09為單元上、下橫梁撓度測(cè)點(diǎn)，10～12為玻璃撓度
測(cè)點(diǎn)。試驗(yàn)首先測(cè)試正風(fēng)壓作用下幕墻變形性能，
按照0—7lOPa持續(xù)10s一0，幕墻結(jié)構(gòu)無(wú)任何異常狀
態(tài)后停止加載5min。然后0—710Pa保持10s一
圖3單元體風(fēng)壓變形測(cè)點(diǎn)分布
Fig．3 Distribution of test points under wind pressure
1 420Pa保持15s一0進(jìn)行加載和卸載。然后測(cè)試負(fù)
風(fēng)壓作用下幕墻變形性能，步驟同正風(fēng)壓測(cè)試。壓
強(qiáng)再次歸零后觀察幕墻各結(jié)構(gòu)構(gòu)件及各測(cè)點(diǎn)測(cè)量
裝置，無(wú)異常。各測(cè)點(diǎn)位移值如表l所示。
表1 標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓作用下各測(cè)點(diǎn)位移值
Table 1 The displacement of the test point
under typical wind pressure mm
測(cè)點(diǎn)
風(fēng)壓／Pa
對(duì)表1試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理計(jì)算，得到標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓
作用下幕墻各結(jié)構(gòu)桿件最不利撓度值如表2所示。
表2標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓作用下幕墻結(jié)構(gòu)最大撓度值
Table 2 The maximum deflection of the curtain
wall structure mm
單元體鋁合金橫梁最大撓度為1．3ram，鋁合金
立柱最大撓度為5．3mm，玻璃最大撓度為0．95ram。
幕墻各結(jié)構(gòu)構(gòu)件最大撓度值均小于規(guī)范允許值¨1，
試驗(yàn)結(jié)果證明，在標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)荷載作用下，幕墻各結(jié)構(gòu)
構(gòu)件變形符合要求。
2．4幕墻在地震作用下的變形性能”。
地震作用下幕墻的變形性能試驗(yàn)包括面內(nèi)和
面外雙向測(cè)試，各3個(gè)循環(huán)。通過(guò)變化頂部支撐鋼
梁的位置進(jìn)行，地震面內(nèi)位移值為±26．7mm，面外
為±48ram。測(cè)試完畢后經(jīng)檢查無(wú)玻璃破裂現(xiàn)象，幕
9●3●2
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萬(wàn)方數(shù)據(jù)
趙艷敏等：某機(jī)場(chǎng)工程復(fù)雜單元式幕墻性能試驗(yàn)研究19
墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件完好無(wú)破壞，膠條無(wú)破壞，結(jié)構(gòu)膠及密
封膠無(wú)破壞，幕墻十字縫處錯(cuò)動(dòng)不明顯。試驗(yàn)完畢
后對(duì)幕墻進(jìn)行拆解觀察連接部位完好，幕墻的主體
結(jié)構(gòu)在水平地震作用下變形性能符合要求。
2．5幕墻安全性能試驗(yàn)
2．5．1 1．5倍風(fēng)壓測(cè)試各結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全性能¨1
測(cè)試1．5倍標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓作用下幕墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件殘余
變形，對(duì)幕墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件在設(shè)計(jì)極限條件下的安全性
進(jìn)行評(píng)價(jià)，測(cè)點(diǎn)分布如圖3所示。
試驗(yàn)按照0—1 600Pa持續(xù)10s一0，幕墻結(jié)構(gòu)
無(wú)任何異常狀態(tài)后停止加載5min。然后0—
1 600Pa持續(xù)10s一2 130Pa保持15s一0進(jìn)行加載和
卸載。然后測(cè)試負(fù)風(fēng)壓作用下幕墻性能，步驟同
前。壓強(qiáng)再次歸零后并觀察幕墻各結(jié)構(gòu)構(gòu)件及各
測(cè)點(diǎn)測(cè)量裝置，無(wú)異常。
經(jīng)試驗(yàn)，在1．5倍正風(fēng)壓下，立柱、橫梁的殘余
變形分別為0．1，0．25mm；在1．5倍負(fù)風(fēng)壓作用下，
立柱、橫梁的殘余變形分別為0．25，0．1mm。立柱
與橫梁最大殘余變形均為0．25ram，小于規(guī)范允許
值H1。試驗(yàn)過(guò)程中及完畢后玻璃完好，無(wú)任何幕墻
構(gòu)件損壞或者脫落，幕墻橫梁立柱殘余變形在允許
范圍內(nèi)，幕墻安全性能符合要求。
2．5．2 1．5倍地震位移測(cè)試各構(gòu)件安全性能”1
對(duì)幕墻施加水平面內(nèi)±1．5 X 26．7mm=
±40．1mm，面外為±1．5 x48ram=±72ram的地震
位移值，測(cè)試幕墻在罕遇地震作用下的性能。
測(cè)試完畢后經(jīng)檢查玻璃無(wú)破裂，幕墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件
無(wú)破壞，可見(jiàn)膠條、結(jié)構(gòu)膠及密封膠無(wú)破壞，幕墻十
字縫處錯(cuò)動(dòng)明顯。對(duì)幕墻進(jìn)行拆解觀察連接部位
完好，幕墻在I．5倍地震作用下變形性能符合要求。
2．6軟體撞擊測(cè)試∽?！?
撞擊物體總質(zhì)量為(50 4-0．2)kg，撞擊能量分
別為120J和500J，折算撞擊高度分別為245mm和
1 020mm，撞擊點(diǎn)分布如圖4所示。500J撞擊現(xiàn)場(chǎng)
如圖5所示。經(jīng)過(guò)120J能量撞擊，1m處觀察，除4
圖4單元式幕墻撞擊點(diǎn)分布
Fig．4 Distribution of impact point
點(diǎn)有變形外，其他位置完好。經(jīng)過(guò)500J撞擊后，1
點(diǎn)玻璃破裂，改為3A及2～9點(diǎn)進(jìn)行撞擊測(cè)試，鋁
塑板部位有明顯變形，玻璃未破裂。其他結(jié)構(gòu)構(gòu)
件、結(jié)構(gòu)膠、膠條均保持完好。幕墻撞擊性能合格。
圖5 500J撞擊3A點(diǎn)
Fig．5 500J impact for point 3A
3 結(jié)語(yǔ)
1)單元式玻璃幕墻用于較復(fù)雜的立面且為面
內(nèi)外雙向傾斜構(gòu)造，設(shè)計(jì)難度較大，用于超大型機(jī)
場(chǎng)工程，對(duì)幕墻的各種性能要求較高。經(jīng)過(guò)氣密
性、水密性、標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓、地震位移、極限風(fēng)壓、罕遇地
震變形和荷載撞擊試驗(yàn)表明了實(shí)際工程設(shè)計(jì)是成
功的。為確定幕墻在地震作用下的性能，特別進(jìn)行
了罕遇地震作用下的試驗(yàn)，結(jié)果表明即使是較復(fù)雜
的單元式幕墻結(jié)構(gòu)，抗震性能依然優(yōu)越。
2)工程對(duì)單元式幕墻進(jìn)行了原位軟體撞擊測(cè)
試，結(jié)果表明該測(cè)試是必要的，在某些意外撞擊的
情況下會(huì)引起幕墻面板的破裂。
3)節(jié)能性哺1對(duì)于超大型工程具有非常重要的
意義，除熱工性能外，幕墻的氣密性能是衡量設(shè)計(jì)
方案是否節(jié)能的另一標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，在正常
使用狀態(tài)下，工程所采用的單元式玻璃與鋁塑板幕
墻設(shè)計(jì)氣密性能約是限值的1／3，說(shuō)明其氣密性能
是非常優(yōu)越的，有效降低了空氣對(duì)流所引起的能量
損失，具有較好的節(jié)能性。
參考文獻(xiàn)：
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