幕墙耐撞击性能测试分析

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【摘 要】 幕墙耐撞击性能是其物理性能指标中的重要一项。幕墙安装前的实验室样板测试结果，与工程检测结果之间具有一定差异。对此差异做详尽分析，并查找类似试验失效原因，指导工程实践。

【关键词】 幕墙；耐撞击性能；样板测试；工程测试

【中图分类号】 TU312.3 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123（2013）04-011-02

1 概述

幕墙在使用过程中，其室内侧和室外侧都有可能受到撞击，包括人员日常活动、各种设备的使用等都有可能会对幕墙表面造成撞击效果。幕墙抵抗这种撞击的能力简称为耐撞击性能，但不包括故意破坏，汽车撞击，枪击等特殊情况。

耐撞击性能的检测，既有实验室检测，亦有实际工程现场检测。某特定情况下，对送样样板和实际工程都做了测试，测试结果有较大差异。实验室样板的耐撞击性能未满足设计要求，但工程现场板块通过了测试。针对此情况，结合其他检测项目中出现的失效情况，做了详尽分析，并将结论用于指导工程实践。

2 试验分析

2.1 试验方法。目前国内广泛采用GB/T 21086《建筑幕墙》作为检验幕墙耐撞击性能的技术标准，其方法与欧洲标准EN 13049《窗的软体重物撞击测试方法》类似。采用软体重物（充压的轮胎包裹重物）模拟人体或设备等撞击物，提升软体重物储备重力势能，释放后将重力势能转化为冲击能量作用于幕墙表面，检验幕墙在此冲击能量下的性能表现。

2.2 实验室测试。A工程为某一公用建筑半隐框玻璃幕墙，立柱和横梁为方钢管，6+12A+6中空钢化玻璃。计算书理论计算和幕墙抗风压检测结果表明，各构件均有十分富足应力和变形余量。耐撞击性能设计指标为2级，在委托方指定位置用重物冲击，撞击点所在玻璃破碎，相邻立柱上的玻璃副框压块崩脱。经检查，压块安装方式、玻璃与副框粘结构造等与设计图纸符合，均满足设计要求，无明显因安装造成的局部缺陷。工程中已有部分幕墙完成施工，后对实际工程进行现场撞击测试。

2.3 工程现场测试。在现场板块同样位置，采用同样设备和参数，实施冲击测试。经受重物冲击后，幕墙完好，角部薄弱位置的压块和胶条等无可见损坏。经现场核实，其构造无额外加强措施，与实验室送检板块一致。取多处测点多次测试，无面板破碎等严重损坏情况发生。

B工程为某一公用建筑石材幕墙，立柱为方钢管，横梁为镀锌角钢，采用30mm厚花岗岩作为面板。测试结果表明，出现2种破坏形式，其一为石材面板局部破损，原因为面板开槽部分强度削弱，在撞击作用下失效；另一为与横梁连接的挂钩变形，导致石材表面凹陷。

图 6 A工程现场测试结束，撞击点所在板块检查

C工程为某一办公楼构件式玻璃幕墙。重物释放后撞击于幕墙表面，现场可见可观的变形，变形沿单元板块向上传递至顶部，形成肉眼可见变形波，沿大面向上传递并减弱消失。其他工程现场撞击测试中，铝合金作为主要受力构件的幕墙，包括单元式和构件式，均可见类似较大的变形波浪。而钢结构作为主要受力杆件的幕墙，如A工程玻璃幕墙，B工程石材幕墙等，无肉眼可见变形波传递。

图 8 B工程现场测试，2种失效形式

理论分析认为，变形从撞击点所在板块传递到周围的板块，伴随着的必然是能量的传递和耗散，对减弱冲击造成的损害能起到削弱作用。对A工程实验室检测和工程现场检测的差别，排除了施工差异导致的局部缺陷等因素，变形波的存在是唯一合理的解释。

图 9 C工程现场测试

从另一角度理解，实验室进行的耐撞击性能检测，能反应工程实际撞击情况，并且检测结果偏于保守。

2.4 结论。通过试验案例分析，可以得到以下结论：①幕墙的耐撞击性能取决于多方面因素，现场施工细节，比如垫块与面板之间细部处理，型材主料之间的连接等，局部缺陷会影响耐撞击性能；②从安全角度出发，应采取措施如加装防撞栏杆等，尽量避免碰撞；若条件受限制无法预防，应有措施防止碰撞后造成的次生灾害；③撞击点所在板块周围幕墙对撞击能量的吸收和耗散，能削弱撞击造成的损坏。可以得出，同等设计和安装条件下，实验室检测的试样耐撞击性能与实际幕墙工程耐撞击性能相比较，偏于安全和保守。

3 结语

幕墙的耐撞击性能与其结构性能密切相关，亦与施工细节联系密切。送检的幕墙试样检测结果，比工程实际检测结果偏于保守，更有利于实际工程安全系数的提高。

参考文献

1 GB/T 21086-2007.建筑幕墙.中国标准出版社，2007

2 EN 13049：2003 Windows-Soft and heavy body impact. Test method，

safety requirements and classification

3 BS EN 14019-2004 Curtain walling-Impact resistance-Performance

requirements