超高层玻璃幕墙的试验研究
张华.杨江华.汪贵元 深圳金粤幕墙装饰工程有限公司
摘要：
广州珠江新域西塔外围护结构是目前世界上最高的双曲面隐框单元式玻璃幕墙，设计和施工难度均位于世界前列，充满了挑战。此超高层玻璃幕墙一次性通过了中美双重标准多达19项的严格试验测试，充分验证了西塔幕墙的各种物理性能和施工工艺均达到设计要求。
关键词：双曲面；单元式；隐框玻璃幕墙；试验
广州珠江新城西塔位于珠江新城西南部核心金融商务区，总高437.5米，位列世界第六高楼。外幕墙造型别致，是目前世界上最高的双曲面隐框单元式玻璃幕墙，其平面由隐框折线玻璃拼成圆弧半径为71米和10米的大小圆弧，大小圆弧圆滑连接，再在高度方向上有规律的层叠起来，使建筑的整个体量由底部不断向上放大，在第31层处达到峰值，然后又顺滑地内缩，直至最顶部1O3层。这样，西塔幕墙形成了圆润的双曲面纺锤体(三角水晶体)造型，业内人士一致认为其设计、施工难度均达到世界顶尖级。为了验证西塔幕墙系统设计理念和施工安装工艺的合理性，并为以后的超高层幕墙的系统设计和施工获取宝贵的实际数据，现从69~1O3层取出部分最具代表性的区域,建立1:1实体幕墙模型来进行试验研究，如图1。
实验实体模型
1．试验特点
此次幕墙性能检测试验的内容远远突破了幕墙中经常提到的“三性”或 四性 试验的概念，其内容达到19项，内容之多范围之广在国内外幕墙性能检测试验中也是鲜见的。
本次幕墙性能检测试验的最大特点是： “中西合璧”。所谓“中”是指国标《建筑幕墙》GB/T21086-20O7等等国家标准;所谓“西”是指美标，在幕墙性能检测试验中大量运用了美国标准(ASTME283、AAMA5O1.1~O5等等)，两者穿插进行。一般而言，国标是偏难偏严，测试的指标值较高；而美标的要求重在模拟样板实际环境，特别强调幕墙变形之后的水密性能，因此特点也是非常鲜明的。
幕墙性能检测试验内容包含有动态水密性能检测(AAMA5O11-05)，即使用电动螺旋桨产生空气急速流动,吹袭幕墙表面，同时辅以喷淋系统不间断的手水。这样就最大可能的模拟了真实环境下大风大雨的共同作用效应对幕墙的影响。
同时，按照美标(AAMA5O1.4_O0)的要求，在幕墙试件的上下、左右、前后三个方向上均进行了位移测试，以模拟幕墙对百年―遇的风压作用下主体结构变形的适应能力；并且还按地震作用下主体结构位移三倍的位移量(JGJ1O2-2O03)来完全模拟幕墙变形适应情况,充分检测幕墙吸收变形和适应位移的能力
在上述对幕墙试件的位移检测过程中，水密性能
检测（静态）（ASTM E331-00）始终贯穿其中，重复次数
达到6次之多，充分体现了对幕墙水密性能的极度关注。在百年一遇的风压作用下和地震作用下幕墙位移相关大，能否在上述极度
苛刻的条件下所确保其水密性能正是本次试验检测的目标之一。
75%和150%的风荷载标准值作用下的结构安全性能检测(ASTM E33O^O2)是按美标要求进行的破坏性试验。众所周知，在国标中风荷载的分项系数是1.4，即140%的风荷载标准值为风荷载设计值。而本次幕墙性能检测试验的检测值在达到150%的风荷载标准值(超过国标风荷载设计值)的情况下，会不会出现幕墙试件破坏的情形，这也是以往常规的试验从未经历的新考验。
针对上述难点，在幕墙试件安装前拟订了详细确切的方案，严格控制试件安装过程中的偏差，确保试件精度的要求，并对可能出现的问题制定了应急预案以确保试验的顺利进行。
2．试验展开
此次试验委托广州省建筑幕墙质量检测中心，利用其超大型建筑幕墙物理性能检测设各(CGDMQ2)来进行单元式玻璃幕墙的试验测试。
2．1试件的选取
本次测试位置的幕墙形式为单元式隐框幕墙，层高3.375米，大弧板块分格为150Omm×3375mm，小弧板块分格为1000mm×3375mm。幕墙试件的选取位置为内倾幕墙，属于最不利位置。幕墙试件将会根据材料的实际厚度和横切面运用于本次实验测试，板块的制作、安装与工地实际情况完全相同，1：1复制。其外形尺寸约为：宽7574mm(展开尺寸)×高10125rnrη。
2.2试件主要材料
玻璃采用8+152PVB+8+12A+10半钢化夹胶中空双银LoW一E玻璃；结构胶为超高性能硅酮结构密封胶；密封胶为硅酮耐候密封胶；铝型材、钢龙骨、连接件等均与施工图一致。
幕墙的底部和顶部支座与试验场提供的可动钢梁连接，来模拟地震对建筑主体结构作用时，对幕墙的变形性能的影响。试验四周与试验箱体之间的空隙用密封胶填注。
2.3试件的安装
幕墙试件的安装完全按照工程现场的实际情况进行，钢箱体提供的钢横梁全真的模拟工程现场的主体结构钢梁，以实际运用在工程上的隐框单元式幕墙玻璃板块来进行实验模型安装。
3.试验研究
3．1试验步骤
(1)预加载与预测试(50%风荷载标准值)∶
(2)根据GBlT15227-2007进行气密性能检测；
(3)根据AsTM E283进行静态气密性能检测；
(4)根据AsTM E331进行静态水密性能检测；
(5)根据GBlT15227-2007进行水密性能检测(波动加压法)；
(6)根据AAMA501.1-05进行动态水密性能检测;
(7)根据ASTM E330进行50%和100%风荷载标准值作用下的结构性能检测L2O。7进行抗风压性能检
(8)根据GB/T15227-2007进行抗风压性能检测；
(9)重复AsTM E331进行静态水密性能检测；
(1o)竖向变形检测；
(11)重复ASTM E331进行静态水密性能检测；
(12)水平变形检测(平行于安装试件用钢横梁)；
(13)重复AsTM E331进行静态水密性能检测；
(14)水平变形检测(垂直于安装试件用钢横梁)；
(15)重复AsTM E283进行气密性能检测；
(16)重复ASTM E331进行静态水密性能检测；
(17)根据GB/T18250-2000进行平面内变形性能检测；
(18)根据ASTM E330进行75%和150%的风荷载标准值作用下的结构安全性能检测；
(19)根据GB/T21086-2007进行耐撞击性能检测。  上一页12下一页
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