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内容简介

　　《玻璃幕墙安全评估与风险检测》共分为10章，系统地介绍了玻璃幕墙用材料、结构及其安装的规定、基本要求及检测方法。重点针对既有玻璃幕墙的典型失效和风险预测的两类问题：①钢化玻璃的自爆、②建筑玻璃的坠落，以及这两类常见的建筑公共安全问题缺乏科学解决方案的现状，介绍了新的钢化玻璃自爆与幕墙玻璃坠落风险的现场检测和预测原理、技术及设备，并给出了操作步骤及大量的应用案例。
　　《玻璃幕墙安全评估与风险检测》可作为既有玻璃幕墙安全性评估及风险检测的现场检测人员职业技术培训的教材，亦可作为从事玻璃幕墙设计、施工、维护与管理等有关工程技术人员的参考用书。

目录

第1章 玻璃幕墙概述及其发展现状
1．1 玻璃幕墙的概念及特征
1．2 玻璃幕墙的发展历史
1．2．1 国外幕墙的发展
1．2．2 国内幕墙的发展
1．3 玻璃幕墙的分类
1．3．1 构件式玻璃幕墙
1．3．2 单元式玻璃幕墙
1．3．3 点支式玻璃幕墙
1．3．4 全玻幕墙
1．3．5 双层玻璃幕墙
1．4 国内外玻璃幕墙研究状况
1．4．1 国外幕墙研究状况
1．4．2 国内幕墙研究现状
1．4．3 我国玻璃幕墙安全现状及安全评估方法研究概况
1．5 我国玻璃幕墙行业标准化发展及现状
1．6 我国建筑幕墙相关管理规定

第2章 玻璃幕墙用材料基本规定及检测
2．1 引言
2．2 玻璃
2．2．1 建筑幕墙玻璃的品种
2．2．2 平板玻璃
2．2．3 钢化玻璃
2．2．4 夹层玻璃
2．2．5 中空玻璃
2．2．6 阳光控制镀膜玻璃
2．2．7 低辐射镀膜玻璃
2．2．8 真空玻璃
2．3 玻璃幕墙结构密封胶材料
2．3．1 玻璃幕墙结构密封胶的种类
2．3．2 玻璃幕墙密封胶
2．3．3 硅酮结构密封胶
2．3．4 中空玻璃双道密封胶
2．4 铝合金型材
2．4．1 铝合金牌号与状态
2．4．2 建筑用铝合金型材基本性能要求及检测技术
2．4．3 建筑用铝合金型材表面处理技术要求及检测
2．5 钢材
2．6 幕墙连接与紧固件

第3章 玻璃幕墙制作安装质量要求及检测
3．1 引言
3．2 建筑幕墙工程质量要求及检验
3．2．1 幕墙组件制作工艺质量要求及检验
3．2．2 玻璃幕墙节点与连接质量检验
3．2．3 玻璃幕墙工程安装质量要求及检测
3．2．4 幕墙工程防雷及防火性能要求及检测

第4章 既有玻璃幕墙失效模式及安全评估与鉴定程序
4．1 引言
4．2 既有玻璃幕墙失效模式及影响
4．2．1 材料失效
4．2．2 结构失效
4．3 既有玻璃幕墙安全鉴定程序
4．3．1 安全性鉴定要求
4．3．2 安全性鉴定程序
4．4 既有玻璃幕墙安全鉴定现场检测内容及要求
4．4．1 材料检测
4．4．2 玻璃幕墙结构和构造的检查检测
4．4．3 结构承载力验算
4．4．4 分析论证、安全性评定
4．4．5 提出处理意见、出具鉴定报告
4．4．6 现场检查检测抽样方案
4．5 既有玻璃幕墙安全检测与鉴定方案

第5章 钢化玻璃的自爆机理与自爆风险检测
5．1 引言
5．2 钢化玻璃的应力分布与能量
5．3 钢化玻璃缺陷与应力集中
5．4 钢化玻璃的局部强度与自爆机理
5．5 光弹扫描法检测钢化玻璃自爆风险技术
5．6 玻璃幕墙检测基本流程
5．6．1 诱射式检测
5．6．2 反射式检测

第6章 幕墙玻璃坠落风险现场检测技术——动态法
6．1 引言
6．2 幕墙玻璃板振动特性理论解析
6．2．1 幕墙玻璃板支承边界条件
6．2．2 幕墙玻璃板的自由振动分析
6．2．3 不同支承条件幕墙玻璃板振动模态分析
6．3 幕墙玻璃固有频率变化与其边界支承松动损伤关系——简单的试验验证
6．4 结构胶界面脱胶对幕墙玻璃固有频率的影响
6．5 结构胶老化对幕墙玻璃固有频率的影响
6．6 基于玻璃固有频率变化的玻璃幕墙安全评估
6．6．1 相对比较法
6．6．2 划分安全频率区间法
6．7 基于固有频率变化的玻璃幕墙安全评估现场操作细则
6．7．1 检测装置
6．7．2 检测步骤

第7章 幕墙中空/空玻璃结构安全隐患现场检测
7．1 引言
7．2 中空玻璃结构安全隐患现场检测技术
7．2．1 检测原理
7．2．2 中空玻璃中空层失效在线检测方法
7．2．3 中空玻璃中空层失效在线检测自动分析软件
7．3 真空玻璃结构安全隐患现场检测技术
7．3．1 检测原理
7．3．2 真空玻璃真空度衰减率在线检测方法

第8章 玻璃幕墙结构密封胶失效现场检测
第9章 玻璃幕墙安全性鉴定结构计算与验算
第10章 既有玻璃幕墙安全性能现场检测案例
参考文献

精彩书摘

　　《玻璃幕墙安全评估与风险检测》：
　　隐框玻璃幕墙外观简洁，无其他装饰构件，并且能形成大面积镜面，其简约的装饰风格、梦幻般的视觉效果及超然意境，使得建筑物更具有现代气派。
　　1971年世界上出现了首栋隐框玻璃幕墙建筑，而我国在1994年才开始使用，并迅速形成“隐框玻璃幕墙热”。
　　隐框玻璃幕墙中玻璃的自重以及外界载荷的承受者主要为结构胶，一旦胶老化或者粘结强度下降，则有可能导致玻璃整体坠落风险。
　　（3）半隐框玻璃幕墙
　　半隐框玻璃幕墙是金属框架竖向或横向支承构件显露在外表面的玻璃幕墙。半隐框玻璃幕墙的玻璃两对边镶嵌在铝框内，两对边用结构胶粘结在铝框上，形成半隐框形式。立柱外露，横梁隐蔽的则称为竖明横隐玻璃幕墙，横梁外露、立柱隐蔽则称为竖隐横明玻璃幕墙。有时，为了使建筑物更显线条明快、层次分明，也适当地在隐框玻璃幕墙表面镶、贴一定形状的装饰条，形成半隐框玻璃幕墙。
　　半隐框玻璃幕墙安装简便、易于调整、容易适应施工现场情况变化。与隐框玻璃幕墙相比，增加了玻璃幕墙结构的稳定性和安全性，避免了单一由结构胶长期承受玻璃自重的受力模式，增加了建筑物的层次感，能够在视觉上弥补建筑物外形的不足，提高了建筑幕墙的艺术效果。
　　1.3.2单元式玻璃幕墙
　　单元式幕墙是指玻璃面板与支承框架在工厂制成完整的幕墙结构基本单元，以幕墙单元形式在现场完成安装施工的建筑幕墙形式，有明框、隐框等多种形式。单元式玻璃幕墙连接形式主要有插接型、对接型和连接型3种。
　　单元式玻璃幕墙具有如下特点：
　　（1）幕墙单元工厂内加工制作易实现工业化生产，降低人工费用，控制单元质量；大量的加工制作、准备工作在工厂内完成，从而缩短幕墙现场施工周期和工程施工周期，为业主带来较大的经济效益和社会效益。
　　（2）单元与单元之间阴阳镶嵌连接，适应主体结构位移能力强，能有效吸收地震作用、温度变化、层间位移，单元式幕墙较适用于超高层建筑和纯钢结构高层建筑。
　　（3）接缝处多使用胶条密封，不使用耐候胶（是目前国内外幕墙技术的发展趋势），不受天气对打胶的影响，工期易控制。
　　（4）由于单元式幕墙主要在室内施工安装，主体结构适应能力较差，不适用于有剪力墙和窗间墙的主体结构。
　　（5）要求有严格的施工组织管理，施工时有严格的施工顺序，必须按对插的次序进行安装。对主体施工用垂直运输设备等施工机械的安放位置有严格限制，否则将影响整个工程的安装。
　　此外，半单元式玻璃幕墙和小单元式玻璃幕墙也可看作单元式幕墙。
　　半单元式玻璃幕墙是介于构件式幕墙与单元式幕墙之间的一种幕墙结构。它是指玻璃饰面材料与部分主龙骨构件在工厂内组装完成，在施工现场将组装好的板块安装到与主体结构连接的主要受力龙骨上，从而完成幕墙安装。同单元式幕墙一样，半单元式幕墙大部分组装工作在工厂车间内完成，组装精度高，安装速度较快，施工周期短，便于成品保护，板块挂装后不需调整，板块可拆卸，便于更换。利用等压原理实现结构防水，水密性和气密性良好。
　　小单元式玻璃幕墙是指由金属副框、玻璃面板，采用金属挂钩与立柱、横梁连接的可拆装的玻璃幕墙形式。
　　1.3.3点支式玻璃幕墙
　　由玻璃面板、点支撑装置和支撑结构构成的玻璃幕墙。点支式玻璃幕墙可分为三大类：一是金属支撑结构点支式玻璃幕墙，这是最早的点支式玻璃幕墙结构，也是采用最多的结构类型；二是点支式全玻璃幕墙，其支撑结构是玻璃板，称为玻璃肋。采用金属紧固件和连接件将玻璃面板和玻璃肋相连接，形成玻璃幕墙；三是杆（索）式玻璃幕墙，其支撑结构是不锈钢拉杆或拉索，玻璃由金属紧固件和金属连接件与拉杆或拉索连接。
　　点支式玻璃幕墙的构造元素均采用目前较为成熟的建筑材料，钢化玻璃和各种特效玻璃的使用增加了玻璃幕墙的安全性和建筑物理效果，高强度钢材的支承能力提高了整体支承结构的强度和刚度，各种金属驳接爪、转接件、拉杆及支撑杆等点支承式玻璃幕墙配件为工程的施工提供了方便、也易于维护。
　　支承结构是点支式玻璃幕墙的重要组成部分，它把玻璃面板承受的风载荷、温差作用、自身重量和地震载荷传递给建筑主体结构，隐藏必须具有足够的强度和刚度。相对于建筑物的主体结构，点支式玻璃幕墙的支承结构又有其特殊的独立性，既要与建筑主体结构又可靠的连接，又不承担主体结构因变形对玻璃幕墙产生的附和作用。点支承式玻璃幕墙的支承结构主要有钢结构支承体系、钢架、桁架和网架架构、预应力张拉索杆支承体系和玻璃肋板支承体系等，一般是根据承受的载荷大小和建筑造型来选择结构形式和材料。
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前言/序言

　　我国20世纪70年代末期开始引入玻璃幕墙技术，80年代初期开始建设玻璃幕墙，并于90年代进入高速发展时期。到21世纪初，我国已发展成世界上玻璃幕墙生产和使用量最多的国家。截至目前，我国玻璃幕墙累计使用总量已经超过10亿III2。
　　玻璃幕墙就像一件华丽的衣裳，它给我们的城市建筑赋予高贵、美观和抵挡风雨的同时，也带来了一些不和谐的因素。随着玻璃幕墙在我国建筑上的广泛应用，由幕墙钢化玻璃自爆及玻璃面板整体坠落引发的安全问题也逐渐增多。据不完全统计，目前，我国每年因幕墙玻璃破裂或坠落造成人员伤亡及财产损失的安全事故上万起。因此，钢化玻璃自爆被称为玻璃的癌症，玻璃幕墙也被人们称为“城市中的空中杀手”和“悬在市民头顶上的利剑”。有时，甚至因玻璃幕墙安全事故的发生，导致在特定的时间和地点造成人们极度的恐慌。因此，如何预防预测这种玻璃的癌症，如何现场检测预测有高空脱落风险的幕墙玻璃就成为检测人员和科研人员的一项重要的任务和责任。
　　玻璃幕墙的安全问题受到建筑行业和政府等机构的高度重视。从1997年至今，我国住房城乡建设部、发改委、国家质监总局、工商行政总局、全国政协及多家地方机构等陆续发文要求加强玻璃幕墙的安全维护与管理工作，并制定了相应的指导性建议。
　　玻璃幕墙安全问题主要有材料、设计、施工及维护等各方面引发的风险。我国的玻璃幕墙设计使用年限规定为25年，而应用于玻璃幕墙中起结构粘结作用的硅酮结构密封胶的大多数厂家保质期仅为10年。因此，部分20世纪90年代及更早期建设的玻璃幕墙已经接近甚至超过其使用寿命期。玻璃幕墙在长期的使用过程中，要受到风、雪、雨及振动、冲击载荷的作用与侵蚀，必然存在材料老化、性能退化及结构失效现象，从而最终引发安全问题。特别是，在我国最早于1995年颁布实施的有关建筑幕墙质量控制的相关标准之前，整个玻璃幕墙建筑行业均缺乏相应的建设质量、验收规范要求及技术指导，致使在这之前建设的玻璃幕墙经常存在结构设计不当、材料质量低劣等现象，从而导致玻璃幕墙在日后服役过程中大量安全事故发生。
　　既有玻璃幕墙安全检测与风险评估是一项繁琐而又复杂的工作。以往，人们只能通过目测、手动、耳听的方法，并结合一些简单的材料性能及尺寸测量等常规手段进行现场检测，这种检测方法往往只能定性地在表观层次上发现玻璃幕墙存在的一些安全问题表现，并不能从深层次上发现和预测玻璃幕墙存在的安全隐患。而且，有些如钢化玻璃自爆等安全隐患的现场检测，常规方法是根本无法检测出来的。近10多年来，笔者在科技部国际合作项目“安全玻璃可靠性评价与无损在线测试”（2005DFA51010）、科技部科研院所专项“玻璃幕墙在线性能和可靠性检测技术”（NCSTE-2006-JKZX-269）、科技部国际合作项目“建筑玻璃的结构／功能一体化研究”（2010DFB53100）等多个科研项目的支持下，开展了玻璃幕墙的失效机理、检测技术及方法、检测设备、标准编制、工程推广应用等一系列理论与应用研究，开发了钢化玻璃自爆风险检测与预测、幕墙玻璃整体松动坠落风险检测与预测、中空／真空玻璃结构安全隐患检测等一系列现场检测技术及设备。研究成果为我国玻璃幕墙安全检测与风险评估提供了相应的理论和技术的解决方案。钢化玻璃自爆风险检测和幕墙玻璃坠落风险检测都具有普适性。前者可推广到钢化玻璃生产线的质量检测和幕墙玻璃安装前的可靠性检测。后者可推广到其他建筑外饰件，如陶瓷、岩石、金属外饰砖的坠落风险检测。
　　本书在笔者长期研究的基础上，结合现行国家、行业及地方标准和规范，系统地介绍了玻璃幕墙的安全性能和自爆与脱落风险检测预测技术。这些工作聚集了中国建材检验认证集团中央研究院的全体同事的心血，感谢他们对这项工作和本书的重要贡献，特别感谢邱岩博士、万德田博士、刘正权高工等各位同事的大力支持和工作成果。
　　为了反映国内外相关研究动态及成果，本书参考了不少公开发表的论文、标准、规范及书籍等相关资料的内容，丰富了本书的内容，在此对这些资料的作者表示感谢。
　　玻璃幕墙的安全评估涉及材料、结构、物理化学及试验、测试、检测、仪器等多方面学科知识。由于笔者知识面、能力及时间有限，难免书中出现错误之处及词不达意和疏漏的地方，书中内容也难以全面覆盖玻璃幕墙安全评估与风险检测中涉及的全部检测内容，希望读者在阅读和使用过程中批评指正，以期达到共同的进步。
　　2015年10月于北京朝阳区管庄

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