一、在汶川地震中幕墻和其他材料的比較
框架結構的建筑物,采用磚墻作為外圍護結構的,損毀嚴重;
規范采用各種幕墻作為外圍護結構的,幾乎完好無損。
二、幕墻建筑在大地震中表現優良的原因
在幕墻設計中,支承結構和幕墻面板板塊之間,采用硅酮結構膠等柔性連接。由于面板之間有寬縫,所以幕墻在平面內,可以承受1/100的大變形。幕墻支承結構如果采用螺栓、搖臂、彈簧機構與主體結構連接,甚至當主體結構側移達到1/60時,幕墻也不會破壞。
砌體填充墻在1/1000位移時開裂,1/300位移時破壞,即使在小地震下也會產生破損,中震下會嚴重破壞。其原因是它在自身平面內變形能力很差,又被填充在主體結構內,不能有相對的位移,被強迫一起振動,最終導致破壞。因此在地震中震害非常嚴重。
幕墻不同于填充墻,具有以下的特點:
1.幕墻是由面板和支承結構組成的完整的結構系統;
2.幕墻在自身平面內可以承受較大的變形或者相對于主體結構可以有足夠的位移能力;
3.幕墻是不分擔主體結構所受的荷載和作用的圍護結構。
在四川5.12大地震中,幕墻建筑的性能優勢得到了充分的體現。
三、硅酮密封膠對玻璃幕墻抗震性能,起到了關鍵作用
幕墻的支承結構和幕墻面板板塊之間,采用硅酮結構膠等柔性連接,這些硅酮結構膠不但能將幕墻玻璃牢固持久地粘結在鋁框料上,而且在地震等偶發因素引起建筑物嚴重震動變形時,能夠被拉伸或壓縮20%以上不被損壞;硅酮結構膠是彈性體,還能有效的減小幕墻震動的強度和頻率。
幕墻面板之間有寬縫,縫隙采用硅酮耐候密封膠填充密封。硅酮耐候密封膠是很好的彈性建筑密封材料,不但具有良好的防水、優異的耐高低溫、卓越的耐老化等性能,而且具有良好的彈性,能夠承受幕墻板塊間的位移變化,對幕墻起到了很好的緩沖保護作用。
幕墻設計的抗震烈度越大,或者幕墻板塊面積越大,需要設計的板塊間縫隙越寬,需要選用的硅酮膠的模量越低、彈性越好。建筑采光頂,震動和位移更大,需要低模量高彈性的采光頂用硅酮密封膠。
目前國內有硅寶等少數廠家已生產銷售“彈性石材干掛膠”,使用效果不錯。
日本是個地震多發的國家,他們開發出“建筑用抗震橡膠”,具有很高的耐壓強度、卓越的耐老化性,主要是硅橡膠。“抗震硅橡膠”是用在高層建筑的地基上,在建筑物的結構柱的下端與建筑基礎之間,采用一層鋼板一層膠的方式,多層次地填充這種“抗震硅橡膠”。在地震發生時,由于抗震硅橡膠的彈性,能夠吸收一定的地震波的能量,有效地減緩建筑物的上下震動和搖擺的幅度。1995年日本阪神大地震后,抗震硅橡膠已經在日本建筑業得到應用。在國內還未見這方面的報道。
四、結 論
幕墻建筑在5.12四川大地震中的優良表現,以及1995年日本阪神大地震、1999年臺灣集集大地震,震中烈度都在11度左右,砌體填充墻、常規玻璃窗大量破壞,而各種建筑幕墻,即使是玻璃幕墻,也很少有震害的報告,震后大多保存完好。
這些事實都無可辯駁地證明:建筑幕墻,尤其是天然石材幕墻是現代建筑最優良的外圍結構。建筑玻璃幕墻不存在“空中定時炸彈”之説。現代建筑幕墻還具有藝術美觀、重量輕、節約資源等優點,高樓大廈還得采用幕墻,其它填充墻體難以代替。建筑幕墻是建筑結構安全的一個重要保障。
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