《四川省金属与石材幕墙工程技术标准》编制与创新研究.pdf

46第 49 卷 第 4 期2023 年8月四川建筑科学研究Sichuan Building Science四川省金属与石材幕墙工程技术标准 编制与创新研究王 勤1，兰 元1，李志黎2（1.四川省川建勘察设计院有限公司，四川 成都 610000；2.四川省建筑设计研究院有限公司，四川 成都 610000）摘 要：建筑幕墙工业在四川省工业中占据重要地位，目前大量老龄化幕墙已进入改造时期，但现有相关标准对幕墙工程的适应性较差，在四川特殊地域无针对性标准。因此，结合四川地区金属与石材幕墙的实际情况，编制了 四川省金属与石材幕墙工程技术标准（DBJ51 T 1932022），该标准根据现实新型材料的发展拓展了金属与石材幕墙的使用范围及相关条文规定，更新了金属与石材幕墙的技术参数与计算公式，淘汰了相应的落后技术，使其更符合四川地区的特点，更能满足四川地区金属与石材幕墙的设计、加工制作、安装施工、工程验收及维修保养等工作开展。关键词：建筑幕墙；金属与石材幕墙；技术标准；条文规定DOI：10.19794 ki.1008-1933.2023.0045中图分类号：TU399 文献标志码：A 文章编号：1008-1933（2023）04-0046-04CompilationandinnovationresearchofTechnicalStandardofMetalandStoneCurtainWallsEngineeringinSichuanProvinceWANG Qin1，LAN Yuan1，LI Zhili2（1.Sichuan Provincial Chuanjian Institute of Investigation and Design Co.，Ltd.，Chengdu 610000，China；2.Sichuan Provincial Architectural Design and Research Institute Co.，Ltd.，Chengdu 610000，China）Abstract：The construction curtain wall industry occupies an important position in the industry of Sichuan Province，a large number of aging curtain walls have entered the transformation period.The existing relevant standards have poor adaptability to the current curtain wall engineering，and there is no targeted standard in special areas of Sichuan.Therefore，combined with the actual situation of metal and stone curtain wall in Sichuan Province，Technical Standard of Metal and Stone Curtain Walls Engineering in Sichuan Province（DBJ51T 1932022）was compiled.According to the development of new materials，the standard expanded the use range of metal and stone curtain wall and relevant provisions，updated the technical parameters and calculation formula of metal and stone curtain wall，eliminated the corresponding backward technology.The standard is more in line with the characteristics of Sichuan Province，and can better meet the design，processing，installation and construction，engineering 收稿日期：2022-07-01基金项目：四川省科技服务业示范项目（2021GFW015）第一作者：王 勤（1965），男，高级工程师，主要从事幕墙检测工作。E-mail：363126553 472023 第 4 期王 勤，等：四川省金属与石材幕墙工程技术标准 编制与创新研究acceptance and maintenance of metal and stone curtain wall in Sichuan Province.Keywords：construction curtain wall；metal and stone curtain wall；technical standard；provision0 引 言中国经过 30 余年的建筑幕墙工业发展，对应幕墙数量占世界拥有量的 85，已经成为幕墙保有量最大国1。建筑幕墙设计使用年限一般为25 年，目前，大量建筑幕墙已经达到一个设计生命周期，“老龄化幕墙”已开始进入改造时期，幕墙管理的“检测与维保”刻不容缓2，但相关建筑幕墙技术标准尚不完善，在四川特殊地域尚无针对性标准。建筑幕墙立面改造作为城市更新的重要组成部分，亟待相关技术标准指导系列工作。四川省金属与石材幕墙工程技术标准 （DBJ51 T 1932022）3的编制经过了深入的调查研究，总结了工程实践经验，参考了国内先进标准，广泛征求了意见，集中了设计、施工、科研院专家和幕墙企业技术人员的智慧，具有一定的先进性与创新性，主要体现在以下几个方面：符合四川省金属与石材幕墙应用实情、扩大了标准使用范围、增加了必要条文规定、更新了技术参数和计算公式、合理提高了要求、淘汰了落后技术。1 使用范围与条文规定基于 金属与石材幕墙工程技术规范（JGJ 1332001）4相关条文内容，四川省金属与石材幕墙工程技术标准（DBJ51 T 1932022）3在使用范围与部分条文规定方面进行了拓展。1.1 使用范围鉴于金属与石材幕墙在工业建筑领域的大量运用，有必要对工业建筑上的金属与石材幕墙进行标准统一，规定工业建筑的金属与石材幕墙同样适用于本标准。结合近年金属幕墙现实新型材料在建筑领域的应用情况和长期可靠的使用效果，规定使用金属幕墙的建筑高度不设限制。1.2 条文规定结合四川地区金属与石材幕墙的实际情况，并参考现有相关标准5-8，增加了以下必要规定：1）根据幕墙材料的更新和施工技术的发展情况，增加了封闭式幕墙、开放式幕墙、硅酮建筑密封胶、石材干挂胶、铝锥芯复合板等术语名称。2）明确了金属与石材幕墙按围护结构设计，增加了幕墙结构设计使用年限不应低于 25 年的规定。3）针对不同的钢材涂料，规定：常温氟碳漆涂膜厚度不宜小于 70 m；聚氨酯涂膜厚度不宜小于 100 m；当采用聚硅氧烷硅橡胶涂料时，涂膜厚度不宜小于 100 m。4）为确保不锈钢材料的防腐性能，规定：不锈钢材宜采用奥氏体型不锈钢、奥氏体-铁素体型不锈钢，镍铬总含量不宜小于 26。5）鉴于新材料的出现，规定：铝锥芯复合板面板公称厚度不应小于 0.6 mm；背板公称厚度不应小于 0.4 mm；铝锥芯壁厚不应小于 0.3 mm；公称厚度均不包括涂层。6）对不同的石材面板，规定：花岗石单块面积不宜大于 1.5 m2；大理石、石灰石、砂岩单块面积不宜大于 1.0 m2。7）为确保幕墙能承受较大变形，规定：注胶封闭式幕墙，石材板胶缝宽度不宜小于 6 mm，金属板胶缝宽度不宜小于 12 mm，密封胶厚度不应小于 3.5 mm，密封胶与面板的最小黏接厚度不应小于 6 mm。8）为满足幕墙防水、排水、防污的要求，规定：女儿墙压顶的上封边排水坡度不应小于 5。9）为保证防火封堵牢固可靠，规定：防火封48第 49 卷四川建筑科学研究堵承托板宽度或高度大于 300 mm 时，宜增设支承加固措施。10）为确保石材幕墙安全，规定：倒挂石材面板进深不应大于 600 mm，且应采用花岗石；花岗石弯曲强度标准值不应小于 10 N mm2，并采用背栓连接和防坠落措施。11）为防止金属板变形过大，规定：在风荷载标准值作用下，四边支承金属板的最大挠度不宜大于其短边边长的 1 60。12）鉴于槽式预埋件的大量应用，规定：槽式预埋件及其 T 型螺栓的锚固连接应通过拉拔试验确定其连接承载力；槽式预埋件的中心线与混凝土构件边缘的距离应根据构件的受力状态确定，且不宜小于 100 mm。13）针对超过设计使用年限的幕墙，规定：幕墙工程超过设计使用年限需继续使用的，安全维护责任人应当委托原幕墙设计单位或者具有相应专业资质的工程质量检测（鉴定）机构对幕墙进行安全性鉴定，并且宜每年检查 1 次。14）为确保横梁与立柱连接的可靠性，规定：螺钉直径不得小于 5 mm。2 技术参数与计算公式更新2.1 技术参数更新铝合金单板技术参数9更新后的数值见表 1。不锈钢材料技术参数10更新后的数值见表 2。地震作用分项系数11更新后的数值见表 3。石材面板的安全系数更新后的数值见表 4。表 1 铝合金单板强度设计值Table1 StrengthdesignvaluesofaluminumalloysheetNmm2铝合金 单板牌号合金 状态屈服强度0.2抗拉强度falt抗剪强度falv3003H1412597563003H2411589523003O6047275005H1412093545005H24、H3411086505052O655029表 2 不锈钢型材和棒材强度设计值Table2 StrengthdesignvaluesofstainlesssteelprofilesandbarsNmm2不锈钢材料牌号屈服强度0.2抗拉强度fslt抗剪 强度fslv局部承压强度fslc06Cr18Ni10（S30408）20518010025006Cr19Ni10N（S30458）275240140315022Cr19Ni10（S30408）17515590220022Cr18Ni10N（S30453）24521512528006Cr17Ni12Mo2（S31608）20518010525006Cr17Ni12Mo2N（S31658）275240140315022Cr17Ni14Mo2（S31603）17515590220022Cr17Ni13Mo2N（S31653）245215125280表 3 地震作用分项系数Table3 Earthquakeloadfactor地震作用水平分项系数Eh竖向分项系数Ev仅计算水平地震作用1.40.0仅计算竖向地震作用0.01.4同时计算水平与竖向地震作用（水平地震为主）1.40.5同时计算水平与竖向地震作用（竖向地震为主）0.51.4表 4 不同石材的安全系数取值Table4 Valueofsafetyfactorfordifferentstones石材 种类抗弯抗剪总安全 系数 Kb材料强度安全 系数 Kbm材料强度安全系数 Kcm花岗石3.22.154.30大理石5.43.607.10石灰石6.54.308.60砂岩8.65.7011.402.2 计算公式更新短槽连接的矩形石材面板，挂件在石板槽口边产生的剪应力标准值k可按式（1）计算。对边开槽：（1）式中：qk为垂直于板面的风荷载或地震作用标准值，即 wk或 qEk，N mm2；a、b 分别为面板的短边、492023 第 4 期王 勤，等：四川省金属与石材幕墙工程技术标准 编制与创新研究长边边长，mm；为应力调整系数；n 为一个连接边上的挂件数量，四侧连接时，为一个长边上的挂件数量；t 为面板厚度，mm；c 为槽口宽度，mm；s 为槽口剪切面总边长，可取挂件长度加上入槽深度的 2 倍，mm。通槽连接的矩形石材面板，挂件在石板槽口边产生的剪应力标准值k应按式（2）计算。（2）式中，l 为面板的跨度，即支承边的距离，mm。横梁截面抗剪承载力应符合式（3）、（4）的 要求。（3）（4）式中：Vx为横梁水平方向（x 轴）的剪力设计值，N；Vy为横梁竖直方向（y 轴）的剪力设计值，N；Sx为横梁截面沿 x 轴的毛截面最大面积矩，mm3；Sy为横梁截面沿 y 轴的毛截面最大面积矩，mm3；Ix为横梁截面沿 x 轴的毛截面惯性矩，mm4；Iy为横梁截面沿 y 轴的毛截面惯性矩，mm4；tx为横梁截面相应于 x 轴腹板的截面总厚度，mm；ty为横梁截面相应于 y 轴腹板的截面总厚度，mm；fv为型材的抗剪强度设计值，N mm2。承受轴压力和弯矩作用的立柱，其在弯矩平面内的稳定性应符合式（5）（9）的要求。（5）（用于钢构件）（6）（用于铝构件）（7）（8）（9）式中：N 为立柱轴压力设计值，N；NE为临界轴压力，N；M 为立柱最大弯矩设计值，Nmm；为弯矩作用平面内的轴心受压稳定系数；A 为立柱毛截面面积，mm2；W 为在弯矩作用方向上较大受压侧的毛截面抵抗矩，mm3；E 为构件弹性模量，N mm2；为长细比，承受轴压力和弯矩作用的立柱，其长细比不宜大于 150；l 为计算长度，两端简支 l=L，一端简支一端固结 l=0.7L，两端固结 l=0.5L，悬臂式立柱 l=2L，L 为立柱支承长度，mm；i 为截面回转半径，mm；为截面塑性发展系数，铝型材取 1.0，钢型材取 1.05；f 为型材强度设计值 fa或 fs，N mm2；I 为受弯平面内的截面惯性矩，mm4。3 落后技术淘汰考虑建筑幕墙技术更替及安全使用状况，对部分幕墙落后技术进行淘汰。1）结合石材幕墙发展和工程实际使用情况，淘汰技术落后的钢销式石材幕墙。2）为确保石材幕墙使用安全，规定石材挂件、连接件材质宜采用铝合金或不锈钢，不应使用蝶型、斜挑以及销钉、插板类型挂件，T 型挂件使用高度不应大于 24 m。4 结 语本文简要介绍了 四川省金属与石材幕墙工程技术标准（DBJ51 T 1932022）的编制背景，并在 金属与石材幕墙工程技术规范 （JGJ 1332001）内容基础上探究了上述标准的编制特点：增加了部分必要条文规定，更新了金属与石材幕墙的技术参数与计算公式，合理提高了部分设计要求，淘汰了相应落后技术，并将标准应用范围扩展至工业建筑领域。参 考 文 献：1 谢苑强.建筑幕墙行业的经营困境分析及应对策略（下转第69 页）692023 第 4 期刘 瑞，等：大直径素混凝土桩复合地基在全风化砂岩层中的应用研究的基底应力值及其增长速率存在较大差异，但由于筏板具有应力调节作用，最终不同区域的基底应力值逐渐向趋于基本一致方向发展。4）当上部荷载较大时，上部荷载主要由桩分担，桩明显提高了复合地基的承载力。参 考 文 献：1 张爱军，谢定义.复合地基三维数值分析 M.北京：科学技术出版社，2004.2 龚晓南.复合地基 M.杭州：浙江大学出版社，1992.3 龚晓南.地基处理技术及发展展望：纪念中国土木工程学会岩土工程分会地基处理学术委员会成立三十周年（19842014）M.北京：中国建筑工业出版社，2014.4 杨建永，徐彪.复合地基技术发展研究及趋势 J.河南建材，2004（4）：24-25.5 NI L，SULEIMAN M T，RAICH A.Behavior and soil-structure interaction of pervious concrete ground-improvement piles under lateral loadingJ.Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering，2016，142（2）：04015071.6 ZHANG J，CUI X，LAN R，et al.Dynamic performance characteristics of pervious concrete pile composite foundations under earthquake loadsJ.Journal of Performance of Constructed Facilities，2017，31（5）：04017064.7 闫明礼，张东刚.CFG 桩复合地基技术及工程实践M.北京：中国水利水电出版社，2001.8 傅少君，谢作为，杨红成，等.CFG 桩复合地基静载试验及有限元模拟 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501762016 S.北京：中国建筑工业出版社，2017.9 铝合金门窗工程技术规范：JGJ 2142010 S.北京：中国建筑工业出版社，2011.10 钢结构通用规范：GB 550062021 S.北京：中国建筑工业出版社，2022.11 建筑抗震设计规范：GB 500112010 S.北京：中国建筑工业出版社，2010.（上接第 49 页）