既有建筑幕墻可靠性鑒定分析范文

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《廣州建筑雜志》2014年第二期

1鑒定工作的依據和程序

2006年，建設部了《既有建筑幕墻安全維護管理辦法》（建質[2006]291號文），用以指導和規范建筑幕墻的安全維護工作，對既有幕墻的保修和維護責任、維護和檢修、安全性鑒定、監督管理等作出了明確的規定。各省市也紛紛和實施了更具體的地方性政策文件和技術性標準，廣東省于2007年了《廣東省建設廳既有建筑幕墻安全維護管理實施細則》（粵建管字[2007]122號文），對廣東省的既有建筑幕墻安全維護工作作出了更詳細的規定。現階段進行既有幕墻鑒定的技術標準，主要有GB50210《建筑裝飾裝修工程質量驗收規范》，GB/T21086《建筑幕墻》，JGJ102《玻璃幕墻工程技術規范》，JGJ/T139《玻璃幕墻工程質量檢驗標準》，JGJ133《金屬與石材幕墻工程技術規范》等，廣東省于2011年了《建筑幕墻可靠性鑒定技術規程》（DBJ/T15-88），作為地方性標準使用。根據廣東省細則，符合以下條件的既有幕墻工程必須進行安全性鑒定：（1）在建設部《玻璃幕墻設計、制作、施工安裝的若干技術規定》（建設[1994]776號文附件）前，即1995年以前建成的玻璃幕墻。（2）在《金屬與石材幕墻工程技術規范》（JGJ133-2001）實施前，即2001年6月以前建成的金屬與石材幕墻。（3）未按《建筑裝飾裝修工程質量驗收規范》（GB50210－2001）進行工程驗收的玻璃幕墻和金屬與石材幕墻。（4）原設計或制造安裝過程中遺留下較嚴重的缺陷，需鑒定其實際承載能力的幕墻。（5）年久失修或已超過原設計使用年限需繼續使用的幕墻。既有建筑幕墻出現下列情形之一時，其安全維護責任人應主動委托進行安全性鑒定：（1）面板、連接構件或局部墻面等出現異常變形、脫落、爆裂現象。（2）遭受臺風、地震、雷擊、火災、爆炸等自然災害或突發事故而造成損壞。（3）相關建筑主體結構經檢測、鑒定存在安全隱患。另外特別規定：建筑幕墻工程自竣工驗收交付使用后，原則上每十年進行一次安全性鑒定。安全性鑒定應委托具有檢查鑒定資質的機構進行。既有建筑幕墻安全性鑒定按下列程序進行：（1）受理委托。了解委托方提出的幕墻鑒定原因和要求，收集幕墻設計、施工、驗收（特別是隱蔽工程驗收）和使用維護的圖紙、原始記錄等有關資料。（2）現場調查。按資料核對實物，調查幕墻實際使用條件和內外環境，查看已發現的問題的具體情況，聽取有關人員的意見。（3）制訂方案。綜合分析所收集的技術資料，現場調查情況，確定鑒定目的、范圍和內容，制訂詳細的檢測、評估方案，提交委托方審核。（4）簽訂合同。與委托方協商確定幕墻鑒定方案，明確需委托方配合的有關工作，簽訂委托鑒定合同。（5）實施檢測。檢查幕墻結構體系、構件及其連接構造節點，進行必需的材料檢測和現場試驗。（6）分析計算。進行幕墻結構體系受力分析，驗算構件的承載能力。（7）評估定級。對調查、檢測、驗算的數據資料進行全面分析，綜合評定，確定鑒定等級。（8）鑒定報告。確定鑒定結論和處理建議，編制并提交鑒定報告。

2鑒定工作的主要內容

幕墻作為建筑物外圍護墻，是由面板和支承體系及一系列配件附件等組合而成、附著在建筑物外立面的獨立的外墻系統。幕墻充當建筑外立面并具備外墻的功能，如強度、剛度、防雨水滲漏、隔聲、防摩擦聲、采光、熱工、防火、防雷等。對既有幕墻進行鑒定，就是針對其組成部分及整體系統的質量狀態和功能狀態進行評價，以確定其質量安全狀態，給出鑒定結論和維護建議。與主體結構可靠性的內涵相一致，幕墻的可靠性是結構安全性、適用性和耐久性的統稱，鑒定工作依工作量、側重點和深入程度的不同，既有幕墻鑒定分為安全性鑒定和正常使用性鑒定以及同時包含此兩種鑒定的可靠性鑒定。可靠性鑒定的主要內容有：幕墻材料的檢查測試、結構和構造的檢查測試、設計復核及構件的承載能力驗算等環節，以下作簡要介紹。

2.1材料的檢查測試材料的檢查測試應先檢查其技術資料，核查質量保證文件與現場材料及其相關參數的一致性。當現場調查發現材料由于與時間有關的環境效應或其他系統性因素影響可能導致性能退化時，應采用隨機抽樣的方法，在該種構件中確定至少5個構件作為檢測對象，并按現行的檢測方法標準測定其材料力學性能。材料的檢查測試，采用現場測試和取樣實驗室測試相結合的方式進行。（1）金屬型材和板材的檢查：金屬型材和板材應檢查外形尺寸、壁厚和板厚、表面處理層膜厚、表面腐蝕（銹蝕）、外觀質量。型材壁厚和板厚重點檢查型材截面主要受力部位的厚度。（2）表面腐蝕（銹蝕）及外觀檢查：應檢查鋁合金型材和板材與其他金屬型材的接觸部位是否有雙金屬腐蝕情況，重點檢查螺栓連接處、與主體結構連接處和防雷連接點等部位，鋁合金型材和金屬板材表面防腐處理層的損壞及基材銹蝕情況。（3）玻璃的檢查：主要檢查內容為：品種、厚度、邊長、外觀質量、應力、邊緣處理情況。中空玻璃還應檢查粘接密封質量和露點。玻璃邊緣處理方式的檢驗，采用目視觀察和手試的方法，檢查玻璃的磨邊、倒棱、倒角質量，是否有缺棱、掉角等缺陷。檢查玻璃外觀質量，表面是否有明顯的劃傷、損傷或霉變現象；夾層玻璃是否有分層、起泡、脫膠現象，脫膠的大小及部位；中空玻璃是否有起霧、結露和霉變現象；鍍膜玻璃是否有氧化、脫膜現象。當玻璃出現異常破裂情況時，應綜合采用適當的檢查方法和檢測方法，分析玻璃破裂的原因。（4）石材的檢查：主要檢查內容有：品種、厚度、外觀質量、邊緣處理情況及必需的物理力學性能。石材外觀質量主要檢查是否有裂紋、邊緣缺棱、缺角、銹斑等缺陷和表面的風化侵蝕現象。必要情況下在適當部位抽取石材樣品進行物理力學性能的檢測：吸水率、抗彎強度、剪切強度。當石材出現異常破裂情況時，綜合采用適當的檢查和檢測方法，分析石材破裂的原因。（5）耐候密封膠的檢查：包括資料審查和外觀質量檢查、粘結質量檢查。其中資料審查包括：膠的品牌、批號、出廠檢驗報告、當年的型式檢驗報告、耐久性和位移能力等級、接縫位移量和密封膠的適用性。檢查接縫密封膠是否開裂、起泡、軟化發粘、粉化、脫膠、變色、褪色和化學析出物等現象。檢查耐候膠粘結質量，檢查接縫密封膠和基材是否粘結良好，同時檢查膠體彈性，有無老化。（6）結構密封膠的檢查：包括資料審查和膠縫粘結寬度和厚度、注膠質量、粘結質量、外觀質量的檢查。相關資料審查包括結構膠品牌、型號、出廠檢驗報告、當年的型式檢驗報告、相容性和粘接性檢測報告、對基材底漆處理要求、變位能力及對計算書要求的符合性。如基材需要采用底漆處理，應檢查相容性檢測報告和結構膠注膠記錄中相關內容的一致性。外觀質量檢查包括檢查結構膠是否有開裂、起泡、粉化、脫膠、變色、褪色和化學析出物等現象。對硅酮結構膠注膠尺寸及注膠質量和粘結質量的檢查，首先應將幕墻結構裝配組件拆下分解，然后進行檢測，切開膠縫橫截面，觀察膠縫是否注膠飽滿，有無氣泡。檢查結構膠粘結質量，分別對結構膠兩面粘結的基材進行剝離試驗，以檢驗硅酮結構膠是內聚破壞還是粘結破壞。膠樣的力學性能測試，采用取樣實驗室測試方式進行。（7）五金零件及配件的檢查：主要檢查材質、厚度、外觀質量、表面腐蝕銹蝕、非金屬零件配件的老化情況。對不銹鋼和其他合金材質，可進行取樣分析判定。對開啟窗五金配件的使用功能及安裝牢固程度，采用手動試驗的方法現場檢查。

2.2結構和構造的檢查測試結構和構造的檢查應包括以下文件和內容：設計文件、竣工資料、竣工資料的隱蔽驗收記錄、預埋件（或后置埋件）、構件和主體結構及構件之間的連接構造、變形縫及墻面轉角處的構造、防雷構造、防火構造、單元式幕墻的封口構造、幕墻熱工構造、結構構造與設計文件及現行標準規范的相符情況。當設計文件及資料不全或實際構造與設計文件不相符時，應補充測繪幕墻的典型立面分格，與主體結構的連接方式和主要構造方式等。按要求進行抽樣檢查和檢測，確定幕墻結構承載能力驗算所需要的相關參數。對隱蔽部位可采用無損或局部破損的方法進行抽樣檢查和檢測。結構和構造的檢查，應按每個鑒定單元各類結構構件和構造節點總數的1%抽樣，且均不少于5個構件或5處構造部位。結構和構造的檢查包括：預埋件、后錨固節點、立柱連接節點、梁柱連接節點、變形縫、開啟窗、防雷構造、防火構造、熱工構造等。幕墻面板裝配構造的檢查：檢查明框幕墻的面板嵌入量。檢查隱框、半隱框玻璃幕墻面板固定壓塊和金屬板固定耳板的規格數量及固定情況，檢查固定壓塊或固定耳板有無松動、變形和損壞情況、測量壓塊或耳板及緊固件規格、間距。檢查吊掛式全玻璃的玻璃上端吊掛夾具的裝配連接構造，檢查下端支承全玻幕墻玻璃與上下端槽口以及吊掛式全玻幕墻玻璃與下端槽口的裝配連接構造，檢查并測量玻璃與槽口的鑲嵌尺寸。檢查點支玻璃幕墻的面板支承連接裝配構造，檢查駁接頭、爪件等支承裝置有無松動、變形和損壞現象。檢查石材幕墻面板支承連接的裝配構造，檢查石材的鋼銷、鋁合金掛件、背栓、不銹鋼掛件等連接件有無松動、變形和損壞現象，測量連接件和緊固件的規格。當缺少幕墻設計文件或工程現場難以測量幕墻構造、構件截面尺寸時，對最不利條件下的幕墻板塊或構件進行靜荷載檢測和計算分析。

2.3設計復核及構件的承載能力驗算鑒定工作實踐中，設計復核和構件的承載能力驗算一般多用于早期建成的幕墻工程，其設計施工不規范，缺少設計圖紙及設計資料，各設計參數和材料物理性能參數多由現場測量、材料測試得出，屬于設計反算。工程資料齊全的工程項目，除非委托方特別要求，正常情況下一般僅進行常規設計審查，此環節不詳述。

3工程實例分析

由檢查鑒定的主要內容可以看出，鑒定工作較完整地涵蓋了幕墻系統的各組成材料、各結構構造，著重考察的是系統的質量現狀。與主體結構相比，幕墻系統使用期限短，性能隨時間退化快，主要原因是使用了高分子有機材料———硅酮密封膠作為結構部件，這是高分子有機材料的固有老化特性所決定的。對于既有幕墻系統，特別是隱框玻璃、半隱框玻璃、開啟窗等以硅酮結構膠作為結構受力部件的系統而言，硅酮結構膠是幕墻系統安全性的最重要影響因素，也是這類既有幕墻檢查鑒定的重點和質量控制點。然而硅酮結構膠的性能退化（老化）規律是相當復雜的。首先，硅酮結構膠是一種混和物，各品牌產品的成份和配比各不相同，產品性能各有差異；其次，在使用過程中，膠體所處的溫度、濕度、光照等條件不同，膠體的老化隨使用環境不同而呈現出很大差異。以下通過工程鑒定實例簡要介紹舊硅酮結構膠的取樣測試過程和測試結果。工程概況：某工程位于廣州市區，總高19層，72.8m；幕墻工程采用隱框玻璃幕墻形式，幕墻工程總面積約5000m2；1998年9月建成投入使用。

取樣情況：結構膠通過開啟窗取樣，取樣數為9組。取樣分布于9個樓層。測試情況：將膠樣進行修整，制備成啞鈴型試樣9組，進行拉伸強度、斷裂延伸率、邵氏硬度、質量損失率等四項測試，試樣如圖1所示，拉伸測試如圖2所示，測試結果如表1所示（邵氏硬度和質量損失率指標分別用原膠樣和拉伸測試后的殘膠測試，不用啞鈴型試樣）。修整試樣，制備成符合條件的后粘結H型試樣4組，進行拉伸測試，試件及破壞后狀態如圖3、4所示，測試結果如表2所示，后粘結試件參照廣東省《建筑幕墻可靠性鑒定技術規程》附錄A的方法制備，用高強硅酮結構膠將膠樣兩面粘結于鋁板，按GB16776《建筑用硅酮結構密封膠》的養護條件進行養護后進行拉伸測試。對本例中的膠樣而言，該結構膠后粘結試件最大強度平均值1.29MPa，高于GB16776的0.6MPa要求值；最大強度伸長率平均值88%，彈性一般；0.14MPa定伸伸長率數據較離散，波動范圍在5.9%~9.1%范圍內；由于沒有該結構膠原始數據，無法定量比較。定性分析該結構膠強度指標較好，但硬度偏高，模量偏高。GB16776《建筑用硅酮結構密封膠》中對結構膠的指標評定均是針對H型試件而言的，但舊膠不具備制樣條件，啞鈴型試件所測出的力學性能指標與H型試件存在一致的定性關系和大致的定量對應關系，可以作為參考。相比較而言，后粘結試件的受力狀態更接近膠體的實際受力狀態，盡管從工程現場所割取的膠樣很難達到標準要求的膠體尺寸12mm×12mm（GB16776規格），但大量的實驗研究結果表明，尺寸為12mm×6mm的試件與尺寸為12mm×12mm的試件，其最大強度和最大強度伸長率指標相差不大。因此本例中，后粘結試件的測試結果仍有較大的參考價值。

4結語

如前所述，建筑幕墻的后期維護工作遠遠滯后于建設速度，幕墻安全問題不容忽視。大力推進既有幕墻工程的后期維護工作，對于確保建筑幕墻的安全使用，有效預防城市災害，保護公眾人身安全，是十分必要的。既有幕墻可靠性鑒定的技術工作，應在幕墻維護工作中充分發揮技術支持的重要作用，同時，隨著鑒定工作的深入開展，鑒定技術也應在工程實踐中逐漸系統化、規范化、不斷地發展完善。

作者：邢宇帆單位：廣州市建筑科學研究院有限公司