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某機場工程復(fù)雜單元式幕墻性能試驗研究

文檔作者：趙艷敏1 馬洪旭2 文檔來源： 1．北京京北職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程系 2．江河創(chuàng)建集團股份有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年11月01日
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上一篇：某既有建筑隔震加固施工技術(shù)

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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
某機場工程復(fù)雜單元式幕墻性能試驗研究
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)建集團股份有限公司，北京101300)
[摘要]為驗證某機場工程復(fù)雜單元式幕墻工程設(shè)計方案的可行性，研究復(fù)雜單元幕墻的各項性能指標(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其進行了試驗研究。試驗中測試了幕墻的氣密性、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。特別對其進行了罕遇地震作用下的變形試驗，并對
試驗結(jié)果進行分析，從而證明了幕墻設(shè)計方案是可行的。
[關(guān)鍵詞]裝飾裝修；機場工程；單元式玻璃幕墻；性能；試驗
[中圖分類號】TU767．6 [文獻標(biāo)識碼]A [文章編號]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試驗概況
某機場工程建筑面積70萬m2，是包括主航站
樓、指廊、登機橋及其他配套建筑設(shè)施的超大型工程，
如圖1所示。機場指廊單側(cè)最長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m2．單元板塊約6 000塊。
圖1某機場工程鳥瞰圖
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
+“十一五”國家科技支撐計劃項目：建筑節(jié)能改造關(guān)鍵技術(shù)研究
(2006BAJ01A03)；北京高等學(xué)校青年英才計劃項目(YETPl819)
【作者簡介】趙艷敏，講師，碩士，E-mail：mhx791288@126．corn
[收稿日期]2014—12-3I
施工速度快，對大體量工程的適應(yīng)性好于其他形式
的幕墻，故本工程對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)
計難度較大。為保證幕墻的安全性、易用性，必須
對設(shè)計的單元幕墻板塊性能進行試驗研究，驗證其
是否滿足超大型公共建筑的要求。
單元式幕墻試驗?zāi)Ｐ瓦x取與實際工程尺寸相
同的豎向3層水平3列板塊進行試驗。立面長度為
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3．04m，下弧長
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?zāi)Ｐ腿鐖D2所示。
2 復(fù)雜單元式幕墻性能試驗
2．1幕墻氣密性能試驗?
重復(fù)打開和關(guān)閉箱體門并確定門關(guān)閉時的狀
萬方數(shù)據(jù)
18 施工技術(shù)第44卷
圖2指廊單元體試驗?zāi)Ｐ?
Fig．2 Test model of gaHery units
態(tài)，關(guān)閉箱體門同時密封門四周。記錄溫度
20．9℃，氣壓1 015hPa(1 hPa=1×10“MPa)。開動
鼓風(fēng)機并打開氣壓傳感器，通過3步(100，200，
300Pa)依次施加壓強，每步施加過程≤l S，并持續(xù)
2s后使風(fēng)壓歸零并記錄漏氣量。幕墻在壓強為
300Pa時的漏氣量為14．7m3／h，根據(jù)試驗時溫度和
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后，對試驗?zāi)Ｐ兔芊饽z縫
可見部位進行修復(fù)，重復(fù)氣密性能試驗，步驟同前，
幕墻漏氣量為0．655m3／(h·m2)<1．08m3／(h·m2)。
綜合兩次試驗結(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
明工程設(shè)計幕墻系統(tǒng)的氣密性能較好。
2．2水密性能試驗舊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，并持續(xù)3s，壓強回零。然后
逐漸加壓至600Pa并噴水，持續(xù)15min。
與氣密性試驗相同，地震作用變形試驗后，對
試驗?zāi)Ｐ兔芊饽z縫可見部位進行修復(fù)，氣密試驗結(jié)
束后重復(fù)水密性能試驗。試驗完畢后對幕墻各個
部位進行檢查，未發(fā)現(xiàn)有水滲漏到幕墻內(nèi)表面的情
況。試驗結(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和負風(fēng)壓
1．21kPa，分別測量單元式幕墻立柱、橫梁和玻璃在
正、負風(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，測點如圖3所示。其中，01～03為立
柱撓度測點，04～06為單元中橫梁撓度測點，07—
09為單元上、下橫梁撓度測點，10～12為玻璃撓度
測點。試驗首先測試正風(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)壓變形測點分布
Fig．3 Distribution of test points under wind pressure
1 420Pa保持15s一0進行加載和卸載。然后測試負
風(fēng)壓作用下幕墻變形性能，步驟同正風(fēng)壓測試。壓
強再次歸零后觀察幕墻各結(jié)構(gòu)構(gòu)件及各測點測量
裝置，無異常。各測點位移值如表l所示。
表1 標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓作用下各測點位移值
Table 1 The displacement of the test point
under typical wind pressure mm
測點
風(fēng)壓／Pa
對表1試驗數(shù)據(jù)進行整理計算，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包括面內(nèi)和
面外雙向測試，各3個循環(huán)。通過變化頂部支撐鋼
梁的位置進行，地震面內(nèi)位移值為±26．7mm，面外
為±48ram。測試完畢后經(jīng)檢查無玻璃破裂現(xiàn)象，幕
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萬方數(shù)據(jù)
趙艷敏等：某機場工程復(fù)雜單元式幕墻性能試驗研究19
墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件完好無破壞，膠條無破壞，結(jié)構(gòu)膠及密
封膠無破壞，幕墻十字縫處錯動不明顯。試驗完畢
后對幕墻進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
2．5．1 1．5倍風(fēng)壓測試各結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全性能¨1
測試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，對幕墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件在設(shè)計極限條件下的安全性
進行評價，測點分布如圖3所示。
試驗按照0—1 600Pa持續(xù)10s一0，幕墻結(jié)構(gòu)
無任何異常狀態(tài)后停止加載5min。然后0—
1 600Pa持續(xù)10s一2 130Pa保持15s一0進行加載和
卸載。然后測試負風(fēng)壓作用下幕墻性能，步驟同
前。壓強再次歸零后并觀察幕墻各結(jié)構(gòu)構(gòu)件及各
測點測量裝置，無異常。
經(jīng)試驗，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。試驗過程中及完畢后玻璃完好，無任何幕墻
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倍地震位移測試各構(gòu)件安全性能”1
對幕墻施加水平面內(nèi)±1．5 X 26．7mm=
±40．1mm，面外為±1．5 x48ram=±72ram的地震
位移值，測試幕墻在罕遇地震作用下的性能。
測試完畢后經(jīng)檢查玻璃無破裂，幕墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件
無破壞，可見膠條、結(jié)構(gòu)膠及密封膠無破壞，幕墻十
字縫處錯動明顯。對幕墻進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，撞擊點分布如圖4所示。500J撞擊現(xiàn)場
如圖5所示。經(jīng)過120J能量撞擊，1m處觀察，除4
圖4單元式幕墻撞擊點分布
Fig．4 Distribution of impact point
點有變形外，其他位置完好。經(jīng)過500J撞擊后，1
點玻璃破裂，改為3A及2～9點進行撞擊測試，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
Fig．5 500J impact for point 3A
3 結(jié)語
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)計難度較大，用于超大型機
場工程，對幕墻的各種性能要求較高。經(jīng)過氣密
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表明了實際工程設(shè)計是成
功的。為確定幕墻在地震作用下的性能，特別進行
了罕遇地震作用下的試驗，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)工程對單元式幕墻進行了原位軟體撞擊測
試，結(jié)果表明該測試是必要的，在某些意外撞擊的
情況下會引起幕墻面板的破裂。
3)節(jié)能性哺1對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
方案是否節(jié)能的另一標(biāo)準(zhǔn)。試驗結(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)計氣密性能約是限值的1／3，說明其氣密性能
是非常優(yōu)越的，有效降低了空氣對流所引起的能量
損失，具有較好的節(jié)能性。
參考文獻：
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