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摘要：幕墻工程技術(shù)規(guī)范中有關(guān)墊塊的規(guī)定，適用于常規(guī)構(gòu)造和正常支承條件下的幕墻系統(tǒng)。在特定的幕墻構(gòu)造條件下，需對(duì)幕墻的構(gòu)造和承載方式進(jìn)行具體分析，對(duì)幕墻板塊的支承方式、定位和墊塊種類(lèi)進(jìn)行正確設(shè)計(jì)和選用，才能滿足實(shí)際工程設(shè)計(jì)的需要。本文對(duì)特殊條件下的墊塊設(shè)計(jì)演化進(jìn)行簡(jiǎn)略的歸納，并對(duì)活鉸支承塊、可調(diào)墊塊、模塊化可調(diào)墊塊、無(wú)級(jí)可調(diào)墊塊、重載微調(diào)墊塊等進(jìn)行了介紹。
關(guān)鍵詞：幕墻、墊塊、支承塊、定位塊。
1 前言
墊塊是幕墻系統(tǒng)中的一個(gè)小附件，在很多人眼里是幕墻最不起眼的部件之一。在GB∕T34327-2017《建筑幕墻術(shù)語(yǔ)》中墊塊歸入“5.3 其他零件”的“支承塊”和“定位塊”;但是從定義看，還是局限于面板(尤其是玻璃)的周邊鑲嵌墊塊。在JGJ 113-2015 《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》中，有關(guān)支承塊和定位塊的材質(zhì)(第4.2.2、4.2.3條)，規(guī)格(第12.2.2、12.2.3條)，安裝位置(第12.2.4條);等，有明確的規(guī)定，并有相應(yīng)圖示。另，第12.2.5、12.2.6里提到的“彈性止動(dòng)片”，一般視作定位塊的一種特殊形式，應(yīng)用較少。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，在現(xiàn)行的規(guī)范中提到的墊塊主要是指玻璃墊塊，不同墊塊的標(biāo)準(zhǔn)做法，大部分常規(guī)幕墻工程可依照規(guī)范執(zhí)行。但在某些特殊條件下，有些墊塊并不是直接用于玻璃的支承或定位，則需要按照墊塊所處的位置和作用及受力狀況做相應(yīng)的調(diào)整，本文就一些特殊條件下的墊塊設(shè)計(jì)做一個(gè)介紹。
2 玻璃支承塊和定位塊的設(shè)置
相關(guān)規(guī)范中有關(guān)玻璃墊塊的位置設(shè)置有明確的規(guī)定，“采用固定（詞條“固定”由行業(yè)大百科提供）安裝方式時(shí)，支承塊和定位塊的安裝位置應(yīng)距離槽角為(1/10)～(1/4)邊長(zhǎng)位置之間;”，所以玻璃幕墻通常會(huì)在玻璃底邊兩側(cè)設(shè)置墊塊。但在實(shí)際工程中，由于特定幕墻構(gòu)造的需要，玻璃墊塊的設(shè)置無(wú)法達(dá)到規(guī)范中的規(guī)定，應(yīng)采取特殊的處理方法。
2.1支承塊靠玻璃邊角
當(dāng)橫梁或橫梁的連接出現(xiàn)橫梁抗重力方向很弱(如：扁窄形橫梁);橫梁抗重力偏心扭轉(zhuǎn)能力不足(如：角鋼橫梁);橫梁連接支座抗扭剪能力不足(如：橫梁支座連接螺釘間距較小)等情況時(shí)(圖1)，玻璃面板（詞條“玻璃面板”由行業(yè)大百科提供）的重力通常需考慮支承在立柱上，導(dǎo)致玻璃支承塊只能置于玻璃的邊角部位。包括采用無(wú)橫梁設(shè)計(jì)的幕墻系統(tǒng)(圖2)，更是只能把支承塊連接固定在立柱上，否則就需要采用點(diǎn)式駁接的方式才能承托玻璃的重量。實(shí)際上，非穿孔夾板式點(diǎn)支承玻璃幕墻的支承塊也是位于玻璃角部的夾具內(nèi)。
當(dāng)支承塊靠玻璃邊角布置時(shí)，支承塊長(zhǎng)度往往也不能完全滿足規(guī)范要求，需對(duì)局部壓應(yīng)力（詞條“壓應(yīng)力”由行業(yè)大百科提供）進(jìn)行驗(yàn)算分析。且玻璃角部需進(jìn)行倒角圓角處理，避免應(yīng)力過(guò)度集中，驗(yàn)算安全系數(shù)應(yīng)適當(dāng)提高。另外，此類(lèi)設(shè)計(jì)玻璃局部應(yīng)力往往偏大，玻璃應(yīng)盡量采用鋼化，半鋼化很難實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。
2.2支承塊設(shè)置在玻璃側(cè)邊
當(dāng)幕墻玻璃不是矩形，如平行四邊形，玻璃重心有可能偏離底邊(圖3)，此時(shí)其中一個(gè)玻璃支承塊需設(shè)置在側(cè)邊，才能防止玻璃側(cè)翻。此種設(shè)置在倒置三角形的玻璃板塊的支承中也是常見(jiàn)。側(cè)邊設(shè)置的支承塊需要考慮機(jī)械固定，才能避免移位。
2.3支承塊設(shè)置在玻璃底邊中點(diǎn)
圖4為一結(jié)構(gòu)特殊的玻璃幕墻樣板，幕墻板塊兩側(cè)立柱的安裝方式，一側(cè)為上端吊掛連接，一側(cè)為落地固定連接，立柱受溫度作用產(chǎn)生熱脹冷縮時(shí)沿長(zhǎng)度方向會(huì)出現(xiàn)反的變化，極端條件下，橫梁會(huì)出現(xiàn)左右不等高的情況。如采用傳統(tǒng)的兩邊墊塊形式，玻璃會(huì)出現(xiàn)平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，可能與幕墻框架發(fā)生擠碰。為此，可采用多墊塊設(shè)計(jì)來(lái)控制玻璃的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)及防止玻璃板塊與立柱間的碰撞。橫梁上的支承塊可設(shè)置在中點(diǎn)，支承塊最好采用活鉸結(jié)構(gòu)，以便適應(yīng)橫梁的傾斜。兩側(cè)邊設(shè)置定位塊，防止玻璃側(cè)翻。活鉸如果是分離式的，上部需與玻璃粘接，下部也盡量與橫梁固定。定位塊也需要固定在立柱上，在保證玻璃與定位塊可以相互移動(dòng)的條件下，定位塊不得逐漸滑落(圖5)。
2.4活動(dòng)板塊定位塊的設(shè)置
玻璃幕墻的開(kāi)啟扇屬于活動(dòng)板塊，其墊塊的設(shè)置可以按照JGJ113-2015《建筑玻璃（詞條“建筑玻璃”由行業(yè)大百科提供）應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》中第12.2.4條“2)采用可開(kāi)啟安裝方式時(shí)，支承塊和定位塊的安裝位置距槽角不應(yīng)小于 30mm 。當(dāng)安裝在窗框架上的餃鏈位于槽角部30mm和距槽角1/4邊長(zhǎng)點(diǎn)之間時(shí)，支承塊和定位塊的安裝位置應(yīng)與鉸鏈安裝的位置一致;”執(zhí)行。除了玻璃幕墻開(kāi)啟扇外，活動(dòng)板塊還包括帶玻璃運(yùn)輸安裝的的窗、窗墻單元、PC集成墻和單元幕墻等，在現(xiàn)場(chǎng)的按照和運(yùn)輸過(guò)程中，均應(yīng)考慮定位塊的設(shè)置問(wèn)題。對(duì)于周邊或?qū)吺┳?a target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>硅酮密封膠膠進(jìn)行密封或結(jié)構(gòu)裝配固定的活動(dòng)板塊，固化后的膠也能部分起到防止玻璃與框架發(fā)生相對(duì)位移的作用。
2.5多個(gè)支承塊或連續(xù)支承
玻璃幕墻板塊安裝設(shè)置兩個(gè)支承塊的原因，是基于工程實(shí)際中難于保證三點(diǎn)共線的原因，設(shè)置兩點(diǎn)支承能較好的實(shí)現(xiàn)承重點(diǎn)的有效性。這種設(shè)置適用于玻璃垂直安裝，玻璃垂直方向剛性較大，且忽略支承塊間距的影響。當(dāng)玻璃處于水平(采光頂)或傾斜安裝時(shí)(傾斜幕墻)，在重力影響下，玻璃就會(huì)產(chǎn)生較大的平面外變形（詞條“變形”由行業(yè)大百科提供）。較大跨距的支撐，不利于控制玻璃平整度。可適當(dāng)增加支承點(diǎn)的數(shù)量，支撐點(diǎn)間距一般不宜大于700mm，并按相應(yīng)支承條件進(jìn)行玻璃平面外變形的驗(yàn)算。如按JG∕T 231-2018《建筑玻璃采光頂技術(shù)要求》“5.3 玻璃采光頂用玻璃面板面積應(yīng)不大于2.5m²，長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)宜不大于2m。”控制了玻璃幅面，或玻璃周邊采用連續(xù)膠條的連續(xù)支承來(lái)代替支承塊，即可以忽略有關(guān)支撐間距的影響。
隨著超大、超寬、超重玻璃板塊越來(lái)越多的應(yīng)用，即使玻璃是垂直安裝，但由于底邊太長(zhǎng)，玻璃太重，也需要考慮多支承塊設(shè)計(jì)。也可采用連續(xù)支承設(shè)計(jì)來(lái)支承玻璃面板，一般是在工廠內(nèi)將玻璃與鋼靴采用硅酮結(jié)構(gòu)膠固化，通過(guò)鋼靴轉(zhuǎn)換，使得玻璃不承受集中力。隱框玻璃幕墻（詞條“隱框玻璃幕墻”由行業(yè)大百科提供）當(dāng)硅酮結(jié)構(gòu)膠承載設(shè)計(jì)不承載重力所產(chǎn)生的剪力時(shí)，玻璃的支承構(gòu)件應(yīng)采用連續(xù)支承構(gòu)件并與幕墻支承構(gòu)件可靠連接。
2.6多向支承塊的設(shè)置
對(duì)于斜幕墻，支承塊需要在玻璃底部端面和玻璃邊緣兩個(gè)方向同時(shí)設(shè)置支承塊，兩側(cè)邊緣支承塊的設(shè)置可參考采光頂?shù)脑O(shè)計(jì)要求。
3 其他墊塊設(shè)計(jì)
除了玻璃需要設(shè)置支承塊外，實(shí)際上還有其他部件有設(shè)置類(lèi)似于支撐塊的要求，特別是用于幕墻安裝時(shí)的調(diào)整墊塊。由于主體結(jié)構(gòu)的施工誤差，幕墻安裝經(jīng)常使用大量的調(diào)整墊塊來(lái)調(diào)整幕墻的位置，以便保證幕墻安裝的精度。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)工程安裝用調(diào)整墊塊不太重視，功能和規(guī)格千差萬(wàn)別，極不規(guī)范，給幕墻施工質(zhì)量帶來(lái)很大的影響，急需產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和施工的規(guī)范化。
3.1模塊化可調(diào)墊塊
模塊化墊塊一般是工程塑料產(chǎn)品，外形基本上是采用馬鞍型U形墊片，方便插入，避開(kāi)連接螺栓。墊塊由不同厚度的板塊組成，可以組合，滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際厚度的需要。一般不同厚度會(huì)采用不同顏色以方便快速分辨取用。圖6為國(guó)外常用模塊化墊塊。
3.2無(wú)級(jí)可調(diào)墊塊
無(wú)級(jí)可調(diào)墊塊如圖7所示，它由兩塊三角鍥形墊塊相互咬合組成，其特點(diǎn)是在相互接觸的斜坡面上設(shè)置了鋸齒面，所以兩墊塊在相互接觸后會(huì)“咬合”在一起不產(chǎn)生滑動(dòng)。鍥形墊塊與U型墊塊有很多相似之處，墊片的中間均為開(kāi)放式U新條孔設(shè)計(jì)。鍥形墊塊開(kāi)放式條孔的一端未設(shè)有鎖定螺桿的突起造型，主要是因?yàn)榭梢钥績(jī)蓪?duì)墊塊相互咬合后自然形成的閉合長(zhǎng)圓孔來(lái)將自身定位。無(wú)級(jí)可調(diào)墊塊適用于微量調(diào)節(jié)，通過(guò)兩三角形墊塊帶齒條面間的相對(duì)滑動(dòng)，無(wú)級(jí)可調(diào)墊塊的整體厚度可在一定的范圍內(nèi)不斷變化。不同厚度的鍥形墊塊其可調(diào)整的厚度范圍是不同的。
無(wú)級(jí)可調(diào)墊塊具有多種尺寸系列產(chǎn)品以適應(yīng)不同公稱(chēng)直徑的螺桿和調(diào)節(jié)厚度的要求，表1為常用無(wú)級(jí)可調(diào)墊塊規(guī)格表。
從側(cè)面看，鍥形墊片與周邊結(jié)構(gòu)相接觸的平面上帶有特殊凹槽造型，見(jiàn)圖中虛線框中的放大圖，此處的特殊造型主要是考慮在和U型墊片配合使用時(shí)用來(lái)限制墊片間相對(duì)滑動(dòng)的。
3.3帶有螺旋的重載微調(diào)墊塊
超大落地玻璃板塊的設(shè)計(jì)，如蘋(píng)果店外立面玻璃，底部支承力很大，普通的墊塊是無(wú)法滿足要求的。一般都需要廠內(nèi)預(yù)制鋼靴加螺旋可調(diào)墊塊，才能滿足現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)整的要求。基本做法見(jiàn)圖8。通過(guò)剛性?shī)A持、鋼制楔形可滑動(dòng)墊塊、螺桿等一套裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)微調(diào)。
4 結(jié)語(yǔ)
幕墻墊塊的設(shè)計(jì)需要適應(yīng)實(shí)際工程需要，由于幕墻方案的多變形，需要配合實(shí)際情況進(jìn)行變通。
1) 玻璃墊塊可能不止兩個(gè)，玻璃墊塊位置可能不在底部;
2) 墊塊設(shè)置應(yīng)考慮搬運(yùn)、安裝、活動(dòng)、變形等實(shí)際情況;
3) 特殊位置定位塊需考慮機(jī)械固定;
4) 特殊位置墊塊應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算，尤其注意集中應(yīng)力對(duì)玻璃的影響;
5) 模塊化、可調(diào)化的墊塊更適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要。
參考文獻(xiàn)
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[4]杜繼予.一種外插式可調(diào)墊片[P].中國(guó)專(zhuān)利：ZL 2009 2 0154144.7，2010-3-10。
作者單位：深圳市新山幕墻技術(shù)咨詢有限公司
