幕墙工程常见质量问题及处理

一、幕墙骨架安全和耐久性的几个问题

建筑幕墙在我国的兴起与应用已有20多年的历史。某些工程由于钢材材质低劣、焊接缺陷、涂装不足、幕墙骨架承载力不足、变形过大或与主体结构连接不良等。在狂风暴雨或烈日高温作用下，破坏脱落的危险性增大、渗漏增多，甚至在平常的日子里也有玻璃、石板掉落，危及过往行人。

1. 钢材材质低劣

由于构件式幕墙骨架（金属框架）多采用56或口63 一类的小尺寸角钢焊接而成,由地方小钢厂轧制的“再生”伪劣角钢屡见不鲜：一种情况是全部用“再生”伪劣角钢，另一种情况是标准角钢里夹杂一部分“再生”伪劣角钢，但最令人担心的是角钢进场“见证送检”的力学性能试验报告单全是“合格”钢材。

该“再生”伪劣钢材的特点是，除角钢的肢间局部加厚外，其截面厚度（壁厚）均小于规定的标准尺寸，另有部分角钢的边棱部位残缺不全；屈服强度变化幅度很大，由不足215MPa至超过460MPa可能采用拆船钢或其他废旧钢材轧制而成；角钢表面为冷镀锌，防腐性能差，“再生”伪劣角钢外观缺陷的现场照片，如图1所示。

图1 “再生”伪劣角钢外观缺陷

(a)截面(壁厚)超薄；(b)边棱残缺

2. 焊缝缺陷多

(1) 焊接时，电流太大，焊缝普遍“咬边”较深，削弱母材；又由于电流太

大，角钢的镀锌层普遍烧伤，或电弧擦伤而且往往又无补涂油漆，降低了钢材防锈的耐久性。焊缝外观缺陷多，若施焊电流过大，将导致焊液往下流淌，焊脚不对称，角焊缝塌边现象严重；焊缝宽度不齐，焊缝宽度改变过大；焊缝表面不规则，表面过分粗糙；局部组装偏差过大时，随意捡根钢筋头或小螺丝填塞，以上这些都违反了《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)5.2.11条规定，“焊缝外观应达到：外形均匀、成型较好，焊道与焊道、焊道与基本金属间过渡较平滑，焊渣和飞溅物基本清除干净”。

(2) 随意在幕墙钢骨架上“打火、引弧”，烧伤钢材，违反了《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ 81-2002)中规定，“不应在焊缝以外的母材上打火、引弧”。

(3) 由于部分幕墙骨架焊接施工偏差过大，螺栓孔对不上，采用电焊扩孔或

改螺栓连接为电焊连接违反了《钢结构工程施工质量验收规范》(GB

50205-2001)7 . 6. 3条规定，螺栓孔孔距的允许偏差超过规定的允许偏差时，应采

用与母材材质相匹配的焊条补焊后重新制孔。也违反了《金属与石材幕墙工程技术规范》(JGJ 133-2001)5 . 7. 11条强制性条文规定，“立柱应采用螺栓与角码连接，并再通过角码与预埋件或钢构件连接”，如图2所示。

图2焊接缺陷

(a)咬边；(b)填塞小螺丝；(c)电焊扩孔

3. 涂装不足

(1) 《建筑幕墙》(GB/T 21086-2007 ) 5. 2. 1规定“结构设计使用年限不宜低于25年”。《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ 102-2003)3 . 3. 4条规定“玻璃幕墙用碳素结构钢和低合金高强度结构钢应采取有效的防腐处理” 。

但是，有的幕墙骨架虽采用热浸镀锌或耐候结构钢Q235或Q345,但忽视钢

材和焊接骨架的表面处理，未能完整的注明除锈方法、除锈等级、底面配套涂料名称及道数、涂膜总厚度等，工程实际中除锈等级与除锈方法不符，达不到除锈等级与除锈质量的要求。

钢构件的表面处理应选用热浸镀锌或喷丸除锈，用热浸镀锌钢材制作的焊接

幕墙骨架在焊接成型之后，其焊接部位的镀锌层均已烧掉或烧伤。只有清洁焊接部位，包括焊渣、镀锌层烧伤后的伤疤和粉末补涂防腐涂料才能防锈蚀。但是，由于许多设计图纸都无涂料品种和涂膜厚度要求，目前常见的办法是将焊接烧伤部位涂刷

银粉漆，其耐久年限不足6年。笔者认为，目前与热浸镀锌角钢相匹配的，应是氟碳涂料，其耐久性可达20年。

(2) 漆膜厚度未用“干漆膜测厚仪”检查。《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)14 . 2. 2条强制性条文规定，“当设计对涂层厚度无要求时，涂层干漆膜总厚度：室外应为150卩m”

(3) 涂漆不均匀，并有漏涂现象。违反了《钢结构工程施工质量验收规范》

(GB50205-2001)14 . 2. 3条规定，“构件表面不应误涂、漏涂，涂层不应脱皮和返锈。涂层应均匀、无明显皱皮、流坠、针眼和气泡等”。

4. 整体安全隐患多

(1) 《混凝土结构届锚固技术规程》(JGJ145-2004)4 . 1. 2条规定，幕墙骨架与主体混凝土结构用后锚固件连接，幕墙骨架属“非结构构件” ；4. 2. 3条规定其锚固类型属“一般的锚固”，安全等级为“二级”。

但是，不少高层公共建筑其幕墙设计与土建主体结构设计往往不是同一单位。

为追求艺术造型，不时出现大悬挑、大吊挂一类的设计，其增加的荷载，本应通过原土建设计单位的审核认可，或做加固补强处理，但是不少工程都未经原土建设计单位的审核认可：新增的大悬挑、大吊挂设计采用的后锚固件，本应按《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367-2006)重要构件(承重构件)的要求进行设计，如“定型化学锚栓”仅允许用于地震设防烈度不高于7度的建筑物；有效锚固深

度对承受拉力的锚栓不得小于8. 0d0,对承受剪力的锚栓不得小于6. 5d0;其锚固胶应采用A级胶且必须进行安全性能检验，锚固承载力现场检验方法应采用破坏性检验等等。但是不少幕墙设计图纸对此无任何设计说明，即等同于非结构

构件设计

(2) 具体的后锚固件设计都有锚栓规格、锚栓个数、锚栓间距、钻孔深度、钻孔直径等要求。但是，出现偷工减料的事情屡有发生，如商品锚栓尺寸普遍偏短，负偏差达5mn或更多，钻孔深度不足或锚栓外露过长，锚栓数量不足或锚固点之间的间距任意变疏；有些锚栓部位由于钢筋阻碍或混凝土缺陷，一连几个钻孔并排，如“蜂窝煤”，未用锚固胶插短钢筋填塞：有的锚栓钉在砖墙上等，都会严重降低锚栓的抗拔力。连接安装时，螺帽未上紧，也未检查，天长日久，造成螺帽松动。

(3) 同一幢高层公共建筑的幕墙出现多样化，如有玻璃幕墙、石材幕墙、铝板

幕墙等，但其“三性试验”即抗风压、气密性、水密性试验时，为了省钱却仅做其中的一种，如某工程仅做“构件式”框支承骨架的“三性”试验，而框架式支承体系的骨架(按理受风压后其变形会较大)比例也较大，却不做“三性”试验。

“三性”试验抽样不足，关系幕墙骨架设计是否安全的问题缺乏佐证，可能留下

较多安全隐患。

二、全玻璃幕墙吊挂玻璃自爆

安装不当是造成玻璃自爆的重要原因之一。

1. 事故基本情况

某钢结构展厅，外墙采用单块平面尺寸为1.5m x 9.0m、厚19mm自重0.65t 的吊挂玻璃。2002年9?10月安装，次年6?7月份发现部分玻璃自爆。至2004 年2月，自爆玻璃已达总数的1/3。玻璃裂缝都是从吊夹开始，再往下开展，如图4所示。

2. 原因分析

2004年2月18日，经现场检查，发现问题出在吊夹，如图 5 (a)所示,LJ n I I

■ a活动A K IA吊夹

图5玻璃吊夹

1-小圆环；2-普通螺栓；3-黄铜片

(1)吊夹本身有缺点。该工程采用活动式KLA型吊夹，其黄铜片先由2个

普通螺栓固定，单个吊夹对玻璃的夹紧压强不得大于 6.6MPa。由于该螺栓是普通螺栓，无扭矩系数测定，无测力板手施拧，该螺栓对黄铜片的夹紧程度，难于预控和检查，全凭技术工人的手感。从现场检查看，2个螺栓中，1个弹簧垫圈已

压平，1个未压平，说明其拧紧程度不一；黄铜片范围内的两端，玻璃都已出现短短的竖向裂缝，说明是螺栓拧得过紧、玻璃受压过大所致。而固定式型号为KLC 的吊夹，如图5-7 (b)所示，其楔形铜片无需螺栓，只要吊夹承载力满足允许的荷载值，不会产生上述毛病。又，KLC吊夹的上中部有一小圆环，能使吊挂玻璃在垂直其大平面的方向上有一定的自由度，当钢屋盖热胀冷缩时，经小圆环的调

整，可以减少吊挂玻璃的上部支承中心线与下部支承中心线的偏差，减免吊挂玻璃在垂直其大平面内的弯矩应力。

从现场实物看，其中有3块玻璃的裂缝呈水平方向走势，或从吊夹部位竖向往下又“拐弯”，是受了钢屋盖热胀冷缩水平推力的影响。与混凝土屋盖相比，钢屋盖对环境温度变化很“敏感”，热胀冷缩的变化速度较快。该工程所用的KLA 型吊夹的上部中间无小圆环，使吊挂玻璃在垂直其大平面方向的自由度大大减少，较难应付钢屋盖的热胀冷缩。

(2)吊夹安装偏差过大，致玻璃受力不均匀。其每块玻璃用2个吊夹吊在

钢梁上，经检查吊杆松紧不一，有的玻璃仅有1个吊杆受力。吊夹离玻璃边缘的尺寸从190?310mm不等，靠技工“大概”掌握。两块黄铜片在水平方向和垂直方向的安装都明显错位，一般错位达3?4mm黄铜片平面尺寸仅为29mrhC 120mr)