建筑幕墻在四川大地震中的優良表現

　　今年發生的5.12四川大地震，已造成650萬間房屋倒塌，2300多萬間房屋損壞。地震的重災區“都江堰市”烈度為九度，建筑物受損情況統計，大約有90%建筑物受損，其中20%的建筑物倒塌，70%的建筑物變成危樓……

倒塌的都江堰居民樓

都江堰居民小區

都江堰第二人民醫院

都江堰著名古跡----二王廟

　　我們在和都江堰市城建局同志的交談中得知：這次地震災難中，都江堰市的建筑玻璃幕墻工程相對完好，玻璃無一掉落或破損，并未出現某些人擔心的“玻璃雨”現象！


　　一、不同形式的建筑維護結構，在大地震中的表現差異很大：
　　在幕墻建筑與其他建筑在地震中的表現對比：

都江堰建設大廈

都江堰水利大廈

都江堰締都大廈

都江堰華峰大廈

都江堰煙草公司

　　從這些照片中，可以清楚地看出：
　　從這些照片中，可以清楚地看出：框架結構的建筑物，采用磚墻填充墻作為建筑外圍護結構的，損毀嚴重；而采用各種幕墻作為外圍護結構的，幾乎完好無損。采用玻璃幕墻作為外圍護結構的建筑物，幕墻玻璃板塊無一掉落或破損，并未出現人們擔心的“玻璃雨”現象！另外，1995年日本阪神大地震、1999年臺灣集集大地震，震中烈度都在11度左右，砌體填充墻、常規玻璃窗大量破壞，而各種建筑幕墻，即使是玻璃幕墻，也很少有震害的報告，震后大多保存完好。這些建筑幕墻的表觀是一致的。


　　二、建筑幕墻工程在大地震中表現優良的原因:
　　建筑幕墻通常由面板（玻璃、鋁板、石板、陶瓷板等）和幕墻的支承結構（鋁橫梁立柱、鋼結構、玻璃肋等等）組成。這個外墻系統支承在主體結構上，通常包封主體結構。采用各種幕墻作為外圍護結構的建筑物，一般都是主體框架結構的建筑物，在幕墻結構設計中，幕墻的支承結構（龍骨）和主體框架結構之間，通常采用角鐵等鋼性連接；而支承結構和幕墻面板板塊之間，通常采用硅酮結構膠等柔性連接。由于面板之間有較寬的伸縮縫，面板與橫梁立柱的連接有活動能力，所以幕墻在平面內，可以承受1/100的大變形。幕墻支承結構如果采用螺栓、搖臂、彈簧機構與主體結構連接，則可以在兩者之間產生更大的相對位移，甚至當主體結構側移達到1/60時，幕墻也不會破壞。而砌體（如空心磚、實心磚等）填充墻在1/1000位移時開裂，1/300位移時破壞，即使在小地震下也會產生破損，中震下會嚴重破壞。其原因是填充墻在自身平面內變形能力很差，又被填充在主體結構內，不能有相對的位移，被強迫一起振動，最終導致破壞。常規玻璃窗大體上也差不多。因此在地震中震害非常嚴重。由此可以看出，建筑幕墻完全不同于填充墻，它具有以下的特點：

　　幕墻不同于填充墻，具有以下的特點：
　　1.幕墻是由面板和支承結構組成的完整的圍護結構系統；

　　2.幕墻在自身平面內可以承受較大的變形或者相對于主體結構可以有足夠的位移能力；

　　3.幕墻是不分擔主體結構所受的荷載和作用的圍護結構。

　　事實上，在此次5.12四川大地震中，建筑幕墻的性能優勢，得到了充分的展示和體現。　
　　干掛石材幕墻，用一般的環氧類石材干掛膠，地震時也有點問題。由于石材、干掛膠、鋼掛件都是鋼性材料，它們各自的熱膨脹系數都不一樣，造成石材開槽處被漲裂（一般是比較細小的裂痕）。建筑物震動時，也完全將應力傳遞給石材面板，由于石材本身的脆性，受力點很容易被震裂。如果采用彈性干掛膠，在石材和掛件同時發生不同程度的膨脹或收縮時，以及發生地震震動時，彈性的干掛膠就可以吸收這兩種材料之間的變位應力，避免石材開裂現象的發生。目前國內有硅寶等少數廠家已生產銷售“彈性石材干掛膠”，使用效果不錯。

　　日本是個地震多發的國家，他們開發出“建筑用抗震橡膠”，具有很高的耐壓強度、卓越的耐老化性能，主要是硅橡膠。“抗震硅橡膠”是用在高層建筑的地基上，在建筑物的結構柱的下端與建筑基礎之間，采用一層鋼板一層膠的方式，多層次地填充這種“抗震硅橡膠”。相當于將建筑物放在橡膠墊子上面！在地震發生時，由于抗震硅橡膠的彈性，能夠吸收一定的地震波的能量，有效地減緩建筑物的上下震動和搖擺的幅度。1995年日本阪神大地震后，抗震硅橡膠已經在日本建筑業得到應用。目前在國內未見這方面的報道。


　　三、硅酮密封膠對玻璃幕墻抗震性能，起到了關鍵作用
　　建筑幕墻的支承結構和幕墻面板板塊之間，采用硅酮結構膠等柔性連接，使面板板塊與橫梁立柱的連接有一定的活動能力。這些硅酮結構膠不但能將幕墻玻璃面板牢固持久地粘結在鋁框料上，而且在地震等偶發因素引起建筑物震動嚴重變形時，能夠被拉伸或壓縮20%以上而不被損壞；硅酮結構膠是彈性體，還能有效的減小幕墻面板的震動強度和頻率。幕墻面板之間有較寬的伸縮縫，縫隙采用硅酮耐候密封膠填充密封。硅酮耐候密封膠是很好的彈性建筑密封材料，不但具有良好的防水性、優異的耐高低溫性能和卓越的耐老化等性能，而且具有極佳的彈性，能夠被拉伸60%或壓縮20%以上，完全能夠承受幕墻板塊間的位移，能夠吸收震動位移產生的能量，對幕墻起到了很好的緩沖保護作用。

　　建筑幕墻設計的抗震烈度越大，或者幕墻的面板板塊面積越大，需要設計的板塊間伸縮縫就要越寬，就需要選用模量更低、彈性更好的硅酮密封膠。建筑采光頂或索結構幕墻，幕墻板塊震動和位移更大，需要選用低模量高彈性的采光頂專用硅酮密封膠。


　　四、結 論
　　玻璃幕墻建筑在這次5.12四川大地震中的優良表現，以及1995年日本阪神大地震、1999年臺灣集集大地震，震中烈度都在11度左右，砌體填充墻、常規玻璃窗大量破壞，而各種建筑幕墻，即使是玻璃幕墻，也很少有震害的報告，震后大多保存完好。可以概括為一句話：主體不倒，幕墻完好！

　　這些事實都無可辯駁地證明：建筑幕墻，尤其是玻璃幕墻是現代建筑的最優良的外圍結構。硅酮結構膠和硅酮耐候密封膠，是保證玻璃幕墻抗震性能的關鍵材料，玻璃幕墻建筑不存在“空中定時炸彈”之説。

　　在目前的技術條件下，建筑幕墻還具有藝術美觀、重量輕、節約資源等優點，高樓大廈還得采用建筑幕墻，其它填充墻體難以代替。建筑幕墻是建筑結構安全的一個重要保障。


　　•感謝《為什么高樓大廈需要建筑幕墻?》的作者<<<<點擊查看；感謝提供照片的硅寶工作人員；

　　•衷心感謝各界同仁對四川災區和硅寶公司的關心和支持！

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