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河南幕墙工程 亟待建立专业幕墙审查机构
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  随着我国建设事业突飞猛进的发展,高楼大厦如雨后春笋般拔地而起,幕墙把整个城市装扮一新。然而,人们在努力追求时间、效率、金钱的同时,不要忘记由此而生的安全隐患。
   
作为多年从事幕墙设计施工的技术人员,在工作中发现并注意到:许多幕墙设计计算书中存在着错误计算,更为严重的是至今仍未引起人们的注意。众所周知,建筑幕墙设计计算是幕墙施工管理的第一个重要的环节,即幕墙设计的基础,是幕墙质量保证的根基。设计计算的错误将导致幕墙设计图的错误,其结果的利害是无法弥补的。
   
究竟是什么原因造成的呢?笔者认为有以下二个原因:
   
一是,盗版软件泛滥,这些软件是一些不懂幕墙设计,至少是从未搞过幕墙设计的人编制的,所以错误百出。
   
二是,由一些不懂幕墙设计计算的人来使用盗版软件进行计算,更是错上加错。而现今的招标制度中,缺少内行对这种错误百出的设计计算书进行审核,使得这种错误设计计算书泛滥成灾。建筑设计院对设计计算书没有进行认真审核,搞结构的人员说:你们有设计资质,我就不细看了,与主体有关的连接我看一下,其它的由你们单独负责;搞建筑的人员很负责,在分格尺寸上与幕墙设计者充分交流、沟通最后达成一致。这样,错误计算书得以顺利通过建筑设计院的认可。
   
审图公司设计计算书没有认真审查,一是审图公司专业人才不全,审图公司以土建专业为主,幕墙专业人员欠缺。二是审图公司以盈利危目的,审一份图要价2万,只要交钱,就给签字盖章。我所见到的错误计算书,错误设计图,大多有审图公司的签字盖章。监理公司也没有认真审查,当然要求监理公司认真审查幕墙设计计算书也太牵强了。但想想监理公司在监理过程中对任何细节都不放过的认真负责劲,恰恰把最不该放过的错误给放过了,这不是绝大的讽刺吗?
同样的尴尬在ISO9000认证机构审查质量管理体系时表现出来。当审查人员大谈对校对,审核过程应留下记录的时候,我们就想,这种严细作风如用在审查设计计算书上即将杜绝计算书的错误。可他们没有,出据错误计算书的公司照样通过ISO9000认证。这种错误的设计计算书,用于图纸或施工必然给工程留下隐患。
   
无论出于职责还是道德,笔者在此将幕墙设计计算书的错误加以剖析,以防后患:
    1
.截面惯性矩的概念模糊、引用错误、不进行截面惯性矩的计算。例如在一份设计计算书上,立柱截面惯性矩为:Ix = 293.28cm4  = 2.9328×1064(经核算为130系列立柱,出处为何不知道,截面形状、大小没有介绍,计算结果直接就出来)。原文引用为:
df = 5
×q×H4×1000/384×0.7×Ix= 19.814    1
   
先说式子中的表达错误。H4×1000是错误的,应该是:
    H
3.78m×10003780㎜,H43.784×10124
    0.7
的表达是错误的,应该是0.7×105。正确的表达是:
    df = 5qL4/384EI
      = 5
×2.142×3.784×1012/384×0.7×105×2.9328×106
      = 32.45
                              2
1)式的结论是符合规范要求的。但绝不是代入2.9328×1064算出来的。代入2.9328×1064算出来的挠度值是32.45㎜,结论显然不合格。合格的Ix值应为4.8×1064,这是150系列立柱材料。在设计图中反映的立柱截面是110系列。设计计算中引用的是130系列,计算过程代入的是150系列,而设计图中应用的却是110系列。反映出计算者对截面惯性矩认识的模糊。
计算公式中线荷载设计值为:q = 2.412 KN/m,这个值也不正确。经仔细翻看,q值是这样算出来的:q = ω×B = 1.53×1.4 = 2.142 KN/m.
ω — 风荷载设计值,ω = 1.53 KN/.
B
幕墙分格宽度,B = 1.4.
   
这一步运算没错。错在从风荷载标准值ωk向风荷载设计值的转化。
ω = γw×ωk = 1.4×1.093 = 1.53 KN/.这里用分项系数1.4是错误的。在(JGJ1022003)中5.4.4规定:幕墙构件的挠度验算时,风荷载分项系数γw和永久荷载分项系数均γG应取1.0,且可不考虑作用效应的组合。正确计算应该是:
ω =γw×ωk = 1×1.093 = 1.093 KN/.
q =
ω×B = 1.093×1.4 = 1.53 KN/m. = 1.53N/㎜。
也许130系列的立柱是合格的,由于计算者的糊盗,却计算不出正确的结果。一个挠度计算公式里面,仅有的两个需要计算的变量,都出现了错误,这难道不令人深思吗?
2
设计计算的是一回事,图纸设计的却是另一回事。图纸设计应该是在设计计算的基础上完成的。其实不然,居然出现了设计计算和图纸设计互不关联的奇怪现象。例有一次在一个工地上看到,层高3.7水泥 target=_blank>水泥横梁上,焊接固定着8#槽钢立柱。砼横梁与砼横梁之间是泡沫砖,无法再增加固定点。奇怪的是槽钢横置在砼横梁的预埋件上,如图1所示,而不是立置在砼横梁的预埋件上如图2所示。好奇心驱使我们想方设法搞到了图纸,发现图纸与施工一致。又搞到了设计计算书。
计算式为:df = 5×q×L4×1000/384×2.1×Ix= 13.092
根据前面计算公式得出:q = 1.14 KN/= 1.14 N/.
L = 3.7
= 3700 .   E = 2.1×105 N/2
Ix = 101.315
4 = 1.01×1064
Iy = 16.627
4 = 0.17×1064
这样按图1,计算式应为:
df =5qL4/384EI
=5
×1.14×3.74×1012/384×2.1×105×0.17×106
=77.93

按图2,计算式应为:
df = 5qL4/384EI
=5
×1.14×3.74×1012/384×2.1×105×1.01×106
=13.12

显然计算书上是按图2放置的,设计图是按图1放置的。设计计算与图纸两回互不相连。说明,设计计算书纯粹是用来蒙人的,是摆设。图2
    3
.在一高层建筑上有一空中走廊,离地约30m高。其两边点支玻璃分格尺寸为:1919×2900mm支撑孔距为:1719×2700mm,规格为:8+1.14+8mm钢化夹胶玻璃。看到此设计图纸先是大吃一惊,然后就找计算书。计算书找来找去,甲方说有,监理说有,就是没有找到。干脆不找了,自己替他算起来。
① 风荷载标准值计算
风压高度变化系数计算:(GB50009-2001-7.2.1
μ2c = 0.616Z/100.44
Z
— 风压高度值。Z=30.
μ2c = 0.61630/100.44 = 1
C
—西安地区为C类地区.
阵风系数计算:(GB50009-2001-7.5.1-1
βgz = k1+2μf
k
— 取c类地区。k = 0.85
μf  = 0.5×351.8a-0.16)(Z/10-a
a
c 类地区取a = 0.22
μf  = 0.5×350.108Z/10-0.22= 0.576
Z=30

βgz = 0.851+2×0.576= 1.83
风荷载体型系数μs 的取值:(GB50009-2001-7.3.1-33
μs = 1.4
基本风压ω0 :(GB50009-2001-D4P附表)
ω0 0.35 KN/.
ωk 1.83×1×1.4×0.35 = 0.8967
根据(JGJ102-2003-5.3.2)风荷载标准值不应小于1.0 KN/.
ωk 1.0 KN/.
风荷载设计值:ω=γw×ωk = 1×1 1.0 KN/㎡=0.001 N/mm2
玻璃的刚度D的计算:(6.1.3-1
D = Et3/12
1-ν2
E
玻璃的材料弹性模量.
E
0.7×105 N/2
t
玻璃的等效厚度.
t
= (83+831/3 = 10.1
ν— 材料的泊松比,5.2.9表得: ν= 0.2
D = 0.7
×105×(10.13/121-0.22= 6.26×106
③ 挠度系数μ得计算
查表8.1.5-2得:μ= 0.01555.
④ 折减系数η的计算
θ=ωka4/Et4
ωk — 风荷载作用标准
ωk = 0.001 N/2
a — 支撑点间玻璃面板短边边长
a = 1719

E
玻璃的材料弹性模量
E
0.7×105 N/2
t
玻璃的等效厚度
t
= (83+831/3 = 10.1
θ=0.001×17194/0.7×105 ×(10.14 = 1
根据θ查表得η= 0.952
玻璃跨中挠度的计算
df  =
μηωkb4/ D
  = 0.01555
×0.001×27004×0.952/6.26×106 = 125.7
⑥ 挠度限值df.lim  的计算    2700÷60 = 45
4
.结 
125.7
> 45 .玻璃面板不符合规范要求。而且还相差了2.8倍。此玻璃面板若用(12㎜+12㎜)钢化夹胶玻璃,而采用6点支撑,也可满足规范要求。可惜他们不是。他们的计算书没有找到,但计算书上一定说,符合规范要求。我们自信自己的计算正确。则说明他们的计算是错误的。
幕墙设计
计算出现一点错误并不可怕,可怕的是管理不到位。以上所说的招标单位、建筑设计院、审图公司、监理公司ISO9000认证机构,他们都有机会审查出幕墙设计中的错误而又都没有审出来,或者是审查了而没有认真审查,造成了含有错误的设计在工程中得以实施。要求上述单位配一些专业幕墙设计人员来完成认真审查的责任是不现实的,也会造成人才的闲置和浪费。建立幕墙专业自己的审查机构应该提到议事日程上来了。
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