超高層玻璃幕墻的試驗研究
張華.楊江華.汪貴元 深圳金粵幕墻裝飾工程有限公司
摘要：
廣州珠江新域西塔外圍護結構是目前世界上最高的雙曲面隱框單元式玻璃幕墻，設計和施工難度均位于世界前列，充滿了挑戰。此超高層玻璃幕墻一次性通過了中美雙重標準多達19項的嚴格試驗測試，充分驗證了西塔幕墻的各種物理性能和施工工藝均達到設計要求。
關鍵詞：雙曲面；單元式；隱框玻璃幕墻；試驗
廣州珠江新城西塔位于珠江新城西南部核心金融商務區，總高437.5米，位列世界第六高樓。外幕墻造型別致，是目前世界上最高的雙曲面隱框單元式玻璃幕墻，其平面由隱框折線玻璃拼成圓弧半徑為71米和10米的大小圓弧，大小圓弧圓滑連接，再在高度方向上有規律的層疊起來，使建筑的整個體量由底部不斷向上放大，在第31層處達到峰值，然后又順滑地內縮，直至最頂部1O3層。這樣，西塔幕墻形成了圓潤的雙曲面紡錘體(三角水晶體)造型，業內人士一致認為其設計、施工難度均達到世界頂尖級。為了驗證西塔幕墻系統設計理念和施工安裝工藝的合理性，并為以后的超高層幕墻的系統設計和施工獲取寶貴的實際數據，現從69~1O3層取出部分最具代表性的區域,建立1:1實體幕墻模型來進行試驗研究，如圖1。
實驗實體模型
1．試驗特點
此次幕墻性能檢測試驗的內容遠遠突破了幕墻中經常提到的“三性”或 四性 試驗的概念，其內容達到19項，內容之多范圍之廣在國內外幕墻性能檢測試驗中也是鮮見的。
本次幕墻性能檢測試驗的最大特點是： “中西合璧”。所謂“中”是指國標《建筑幕墻》GB/T21086-20O7等等國家標準;所謂“西”是指美標，在幕墻性能檢測試驗中大量運用了美國標準(ASTME283、AAMA5O1.1~O5等等)，兩者穿插進行。一般而言，國標是偏難偏嚴，測試的指標值較高；而美標的要求重在模擬樣板實際環境，特別強調幕墻變形之后的水密性能，因此特點也是非常鮮明的。
幕墻性能檢測試驗內容包含有動態水密性能檢測(AAMA5O11-05)，即使用電動螺旋槳產生空氣急速流動,吹襲幕墻表面，同時輔以噴淋系統不間斷的手水。這樣就最大可能的模擬了真實環境下大風大雨的共同作用效應對幕墻的影響。
同時，按照美標(AAMA5O1.4_O0)的要求，在幕墻試件的上下、左右、前后三個方向上均進行了位移測試，以模擬幕墻對百年―遇的風壓作用下主體結構變形的適應能力；并且還按地震作用下主體結構位移三倍的位移量(JGJ1O2-2O03)來完全模擬幕墻變形適應情況,充分檢測幕墻吸收變形和適應位移的能力
在上述對幕墻試件的位移檢測過程中，水密性能
檢測（靜態）（ASTM E331-00）始終貫穿其中，重復次數
達到6次之多，充分體現了對幕墻水密性能的極度關注。在百年一遇的風壓作用下和地震作用下幕墻位移相關大，能否在上述極度
苛刻的條件下所確保其水密性能正是本次試驗檢測的目標之一。
75%和150%的風荷載標準值作用下的結構安全性能檢測(ASTM E33O^O2)是按美標要求進行的破壞性試驗。眾所周知，在國標中風荷載的分項系數是1.4，即140%的風荷載標準值為風荷載設計值。而本次幕墻性能檢測試驗的檢測值在達到150%的風荷載標準值(超過國標風荷載設計值)的情況下，會不會出現幕墻試件破壞的情形，這也是以往常規的試驗從未經歷的新考驗。
針對上述難點，在幕墻試件安裝前擬訂了詳細確切的方案，嚴格控制試件安裝過程中的偏差，確保試件精度的要求，并對可能出現的問題制定了應急預案以確保試驗的順利進行。
2．試驗展開
此次試驗委托廣州省建筑幕墻質量檢測中心，利用其超大型建筑幕墻物理性能檢測設各(CGDMQ2)來進行單元式玻璃幕墻的試驗測試。
2．1試件的選取
本次測試位置的幕墻形式為單元式隱框幕墻，層高3.375米，大弧板塊分格為150Omm×3375mm，小弧板塊分格為1000mm×3375mm。幕墻試件的選取位置為內傾幕墻，屬于最不利位置。幕墻試件將會根據材料的實際厚度和橫切面運用于本次實驗測試，板塊的制作、安裝與工地實際情況完全相同，1：1復制。其外形尺寸約為：寬7574mm(展開尺寸)×高10125rnrη。
2.2試件主要材料
玻璃采用8+152PVB+8+12A+10半鋼化夾膠中空雙銀LoW一E玻璃；結構膠為超高性能硅酮結構密封膠；密封膠為硅酮耐候密封膠；鋁型材、鋼龍骨、連接件等均與施工圖一致。
幕墻的底部和頂部支座與試驗場提供的可動鋼梁連接，來模擬地震對建筑主體結構作用時，對幕墻的變形性能的影響。試驗四周與試驗箱體之間的空隙用密封膠填注。
2.3試件的安裝
幕墻試件的安裝完全按照工程現場的實際情況進行，鋼箱體提供的鋼橫梁全真的模擬工程現場的主體結構鋼梁，以實際運用在工程上的隱框單元式幕墻玻璃板塊來進行實驗模型安裝。
3.試驗研究
3．1試驗步驟
(1)預加載與預測試(50%風荷載標準值)∶
(2)根據GBlT15227-2007進行氣密性能檢測；
(3)根據AsTM E283進行靜態氣密性能檢測；
(4)根據AsTM E331進行靜態水密性能檢測；
(5)根據GBlT15227-2007進行水密性能檢測(波動加壓法)；
(6)根據AAMA501.1-05進行動態水密性能檢測;
(7)根據ASTM E330進行50%和100%風荷載標準值作用下的結構性能檢測L2O。7進行抗風壓性能檢
(8)根據GB/T15227-2007進行抗風壓性能檢測；
(9)重復AsTM E331進行靜態水密性能檢測；
(1o)豎向變形檢測；
(11)重復ASTM E331進行靜態水密性能檢測；
(12)水平變形檢測(平行于安裝試件用鋼橫梁)；
(13)重復AsTM E331進行靜態水密性能檢測；
(14)水平變形檢測(垂直于安裝試件用鋼橫梁)；
(15)重復AsTM E283進行氣密性能檢測；
(16)重復ASTM E331進行靜態水密性能檢測；
(17)根據GB/T18250-2000進行平面內變形性能檢測；
(18)根據ASTM E330進行75%和150%的風荷載標準值作用下的結構安全性能檢測；
(19)根據GB/T21086-2007進行耐撞擊性能檢測。  上一頁12下一頁
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