玻璃幕墙的安全问题分析与建议(4)
本文接上文《玻璃幕墙的安全问题分析与建议(3)》。
二、须提高安全意识
在上述两例事件中,无论是沿海城市厦门还是内陆城市成都,从现场的情况看,幕墙门窗玻璃破碎的原因都是杆件承载力不足以抵抗风荷载,产生变形后导致玻璃破碎掉落。这足以警示我们提高对结构设计安全度的重视。
结构设计方法经历了从容许应力法、破坏阶段设计法、极限状态设计法到概率极限状态设计法的发展过程。建筑幕墙的设计源于钢结构设计,也是按近似概率理论的极限状态设计法,设计满足功能要求的结构,也就是把外界作用对结构的效应与结构本身的抵抗力来加以比较,以达到结构设计既安全又经济的目的。具体的说也就是在预定的作用及材料性能条件下,确定结构构件按功能要求的截面尺寸和满足构造要求。但是,极限状态设计并不意味着幕墙构件的承载力设计都趋于极限值。
玻璃幕墙作为建筑外围护结构,应遵守三个基本的原则:安全性、适用性和经济性。安全是第一位的,适用、合理的结构是必须的。构件的极限状态不仅包括承载力的极限状态,而且包括挠度(变形)的极限状态,这其中就已经包含了安全性和适用性的一些概念。
安全性即是要求幕墙杆件要在安全的承载力状态和稳定性,而不是在极限状态。极限状态是杆件处于失效状态的临界状态,倘若设计时取用极限承载力状态,也就把幕墙构件置于危险的边缘。一旦有短时极端气候条件出现,风力过大就会导致杆件失稳,扭曲变形从而造成幕墙破损,可能导致人身伤亡和大量的财产损失。
适用性是指构件在正常使用条件下具有良好的工作性能,对于幕墙而言,应该还包括幕墙构造与主体结构的匹配性。当今的幕墙设计都是根据具体的建筑结构量身定做,一些好的幕墙设计项目在其本身结构上是适合的,用到其他建筑结构上就未必适用,应该根据实际情况具体分析、综合考虑。
结构的可靠性是结构的安全性、适用性和耐久性这三者的总称,我们在幕墙设计中要综合考虑这三个要素。我们提倡大胆创新,只有创新,才有发展。但是创新不等于蛮干。正如行业内一位老专家所言:建筑设计的创新,要由合乎逻辑的结构设计来成全,大胆不可妄为;经不住自然风暴突袭就大面积散落,绝不等同于意外破碎散落肇事;在安全面前不慎不周的设计与施工,必将酿成难以收拾的灾祸。
结语
建筑幕墙是建筑的外围护结构,是属于建筑设计的一部分,首先也应遵循《建筑结构可靠度设计统一标准》(GBJ68-1984)。作为幕墙设计师要有责任意识,在幕墙设计中要提高安全意识,构件设计必须保留足够的安全度,以确保在出现极端气候条件时幕墙构件有足够的承载力,不因失效而出现安全事故。在追求利润,降低成本的同时要优先考虑安全,既要大胆创新,更要小心求证;我们不反对借鉴,借鉴也是学习的过程,但是要理性的、有分析、有鉴别的借鉴,选择适合自身结构特点的构造,绝不可以生搬硬套。要充分兼顾幕墙结构的安全性、适用性和耐久性。
幕墙结构的可靠度是我们每一个幕墙设计师必需坚守的底线。
参考文献
【1】《玻璃工艺学》赵彦钊、殷海荣主编,化学工业出版社
【2】《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003
【3】《钢结构-原理与设计》沈德洪,同济大学
【4】《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001
来源:中国幕墙网