浅谈建筑幕墙预埋件设计

计算公式中拉力项的抗力均乘以系数 0. 8，是考虑预
埋件的重要性，受力复杂性而采取提高其安全储备的
折减系数。
直锚筋和弯 折 锚 筋 同 时 作 用 时，取 总 剪 力 中 扣 除
直锚筋所能承担的剪力，作为弯折锚筋所承受的剪力，
根据此计算其截面面积：
Asb ≥1. 4V / fy － 1. 25ar As
（2）
2） 当有剪力、法向压力和弯矩共同作用时，其锚筋
的总截面积 As，应分别按以下公式计算，取二者的较大 值：
As ≥ （ V － 0. 3N） /（ aravfy ） + （ M － 0. 4Mz ） /（ 1. 3
ar ab fy Z）
As≥（M － 0. 4Mz） /（1. 3arabfyZ）
大于锚筋直径的 0. 6 倍。锚筋中心至锚板边缘的距离
c 不应小于锚筋直径的 2 倍和 20mm 的较大值。对受
ห้องสมุดไป่ตู้
拉和受弯预埋件，其钢筋的间距 b、b1 和锚筋至构建边 缘的距离 c、c1 均应小于锚筋直径的 3 倍和 45mm 的较 大值。对受剪预埋件，其锚筋的间距 b、b1 均应不大于 300mm，且 b1 不应小于锚筋直径的 6 倍及 70mm 的较 大值；锚筋至构件边缘的距离 c1 不应小于锚筋直径的 6 倍及 70mm 的较大值，锚筋的间距 b、锚筋至构件边
［收稿日期］2010-05-23 ［作者简介］徐 印 代，中 国 新 兴 建 设 开 发 总 公 司 幕 墙 设 计 所 所 长，高级工程师，北京市海淀区太平路 36 号中国新兴建设装饰 工程公司幕墙设计所 100039，电话：13520924871，E-mail：xinxingmuqiang@ 126. com
1） 承受剪力的预埋件，其受剪承载力与混凝土强 度等级、锚固面积、直径等有关。在保证锚固长度和锚 筋到埋件边缘距离的前提下，根据试验得出半理论、半 经验的公式，并考虑锚筋的排数、锚筋直径对受剪承载 力的影响。
2） 承受法向拉力的预埋件，钢板弯曲变形时，锚筋 不仅单独承受拉 力，还 承 受 钢 板 弯 曲 变 形 引 起 的 内 剪 力，使锚筋处于复合应力状态，在计算公式中引入锚板 弯曲变形的折减系数。
2）槽式预埋件（见图 2） 此种埋件通 过 螺 栓 与 幕 墙 立 柱 连 接 快 捷 方 便 ，便 于龙骨位置的调整，材质采用 Q235 级钢，由热轧槽钢 和工字型钢焊接而成。预埋件是主体与幕墙立柱连接 的基础，要求位置准确，而幕墙立柱要求三维调节，这 样平板式预埋件需增加转换连接钢件才能实现三维可
Key words：curtain wall embedded part； design mode； design requirement； computation
建筑幕墙是由金属构件与各种板材组成的悬挂在 主体结构上，不承担结构荷载作用的建筑外围护结构， 建筑幕墙依据不 同 的 面 板 材 料 分 为 玻 璃 幕 墙 、金 属 幕 墙、石材幕墙及组合幕墙等，无论哪类幕墙，幕墙立柱 与主体结构的连 接，都 是 通 过 预 埋 件 或 后 补 锚 固 件 来 实现的。幕墙主要承受自重荷载以及直接作用于其上 的风荷载、地震作用效应、温度作用等，幕墙应具有足 够的承载能力、刚度、稳定性和相对于主体结构的位移 能力。幕墙属于易于替换的结构件，除预埋件之外，其 余幕墙构件的安 全 等 级 一 般 不 超 过 二 级 ，设 计 使 用 年 限 25 年，预埋件的安全等级最低三级，设计使用年限 50 年，可见预埋件在建筑幕墙设计中的重要性。 1 幕墙预埋件设计形式
ar———钢筋层 数 影 响 系 数，当 锚 筋 等 间 距 配 置 时，2 层取 1. 0，3 层取 0. 9，4 层取 0. 85；
av———锚筋受剪承载力系数。当 av 大于 0. 7 时， 取 av 等于 0. 7；
d———钢筋直径（ mm） ；
560
施工技术
2010 增刊
t———锚板厚度（ mm） ； a b ———锚板弯 曲 变 形 折 减 系 数。 当 采 取 防 止 锚
ar = （4. 0 － 0. 08d） / （ fc / fy ）
av = 0. 6 + 0. 25（ t / d）
（3）
式中：V———剪力设计值（ N） ；
N———法向拉力或法向压力设计值（ N） ，法向压
力设计值不应大于 0. 5fcA，此处 A 为锚板 的面积（ mm2 ） ；
M———弯矩设计值（ N·mm） 。当 M 小于 0. 4Mz 时，取 M 值等于 0. 4Nz ；
其锚筋的总截面积 As，不是受单一力，而是受剪力、法 向拉（压）力和弯矩共同作用的。如图 3 所示。
1） 当有剪力、法向拉力和弯矩共同作用时，应分别
按以下公式计算取较大值：
As ≥V / （ ar av fv ） + N / （0. 8ahfy ） + M / （1. 3ar ab fy Z）
As ≥N / （0. 8ahfy ） + M / （0. 4ar ab fy Z）
根据工程 实 际 情 况 的 不 同 以 及 建 设 单 位 的 要 求 等，不同的工程采用的预埋件也有所不同，通常情况下 预埋件主要有以下两种。
1）平板式预埋件（见图 1） 此种平板式埋 件 钢 板 后 加 焊 热 轧 钢 筋 ，加 工 方 便 简洁，焊接 的 钢 筋 不 同 采 取 不 同 的 做 法，锚 板 宜 采 用 Q235 级 钢，锚 筋 应 采 用 HPB235、HRB335 或 HRB400 级热轧钢筋，严禁采用冷加工钢筋，埋件的受力直锚筋 不宜少 于 4 根，且 不 宜 多 于 4 层； 其 直 径 不 宜 小 于 8mm，且不宜大于 25mm。当采用圆钢时要在端部做弯 钩（ 见图 1b） ，钢筋直径不小于 12mm，当采用螺纹钢筋 是不需要弯钩（ 见图 1a） ，同样钢筋直径不小于 12mm，
2010 增刊
徐印代：浅谈建筑幕墙预埋件设计
559
图 2 槽式预埋件 调，只能采用焊接，增加了现场焊接工作量，并由于焊 接时混凝土温度 升 高 而 强 度 有 影 响 ，采 用 槽 式 预 埋 件 避免了平板式埋件的不足，但产生了新问题，一旦埋入 位置不正确，无法补救。 2 幕墙埋件设计要求
幕墙预埋件的承载力必须通过计算或实物试验予 以确认，并要留有余地，连接件与主体结构的锚固承载 力应大于连接件本身的承载力。任何情况下不允许发 生锚固破 坏。幕 墙 预 埋 件 的 设 计 应 根 据 其 受 力 情 况 （ 拉、剪、弯） 计算确定锚板规格、锚筋直径、长度以及 焊缝厚度等，其中锚板的最小厚度和锚筋的间距、锚筋 到锚板边缘距离等规范都有相应的构造要求。而现有 部分幕墙工程，特别是中小幕墙项目，对幕墙专项设计 不够重视，有的设计文件只有简单几张图纸，没有预埋 件的施工位置图，有的设计文件没有计算书，有的计算 书把预埋件的设 计 计 算 忽 略 不 提 ，这 种 简 略 的 设 计 缺 乏科学确切的依据，不但给施工带来盲目性，还会造成 安全 隐 患。 根 据《混 凝 土 结 构 设 计 规 范 》GB500102002，对预埋件的要求如下。
Xu Yindai
（ China Xinxing Construction ＆ Development General Co. ，Beijing 100039，China）
Abstract：Design of embedded parts is one of important steps for building glass curtain wall design. Design modes，design
3） 承受弯矩的预埋件，试验表明其受压合力点往 往超过受压区边排筋以外，为方便和安全考虑，承受力 臂取外排锚筋中 心 线 之 间 的 距 离 ，并 在 计 算 公 式 中 引 入锚筋排数对力臂的折减系数。
4） 承受拉力和剪力或拉力和弯矩的预埋件，根据 试验结果，其承载力均取线性相关关系。
5） 承受剪力和弯矩的预埋件，根据试验结果，当 V / Vuo > 0. 7 时，取剪弯承载力线性相关；当 V / Vuo ≤0. 7
图 1 平板式预埋件示意 且直筋与锚板采用 T 形焊，当锚筋直径大于 20mm 时， 宜采用穿孔塞焊。当锚筋直径不大于 20mm 时，宜采 用压力埋弧焊；当采用手工焊时，焊缝高度不小于 6mm 及 0. 5d（ HPB235 级钢筋） 或 0. 6d（ HRB335 或 HRB400 级钢筋） ，d 为锚筋直径。
时，取受剪承载力与受弯承载力不相关。这里，Vuo 为 预埋件单独承受剪力作用时的受剪承载力。
6） 当轴力 N < 0. 5fcA 时，可近似取 M － 0. 4NZ = 0 作为受压剪 承 载 力 与 受 压 弯 剪 承 载 力 计 算 的 界 限 条
件。
承受法向拉 力 和 弯 矩 的 预 埋 件，其 锚 筋 载 面 面 积
GB50010-2002 的规 定 取 用； 当 混 凝 土 强 度 等 级 高 于
C40 时，按 C40 取值；d 为锚筋公称直径（ mm） ；af 为钢 筋的外形系数，光圆筋取 0. 16，带肋钢筋取 0. 14；②抗
震设计的幕墙，钢 筋 锚 固 长 度 应 按 以 上 公 式 计 算 值 的
1. 1 倍采用；③当锚筋的拉应力设计值小于钢筋抗拉
施工技术
2010 年 6 月
558
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
第 39 卷 增刊
浅谈建筑幕墙预埋件设计
徐印代
（ 中国新兴建设开发总公司，北京 100039）
［摘要］预埋件设计是建筑幕墙设计中至关重要的环节，主要介绍幕墙预埋件的设计形式、设计要求及设计计算。
并对幕墙预埋件应用中存在的问题加以分析，给出解决方法。
图 3 由锚板和赶锚筋组成的预埋件