建筑幕墙用预埋件设计

建筑幕墙用预埋件设计

仓志渊

中建幕墙有限公司上海分公司上海201907

摘要：埋件是建筑幕墙不可缺失的一部分，是建筑幕墙与主体结构之间的连接桥梁，埋件的可靠性直接影响到幕墙的安全性。在建筑幕墙的设计深化过程中，埋件的设计往往被忽视。本文为本人在工作中对建筑幕墙预埋件设计的一个总结。

关键词：建筑幕墙；预埋件；主体结构；平板埋件；槽式埋件

幕墙所受的风荷载、地震荷载、自重荷载等其它荷载最终是通过埋件传递给主体结构，因幕墙属于外围护结构，故其构件均为可更换构件，唯有预埋件为不可更换构件，预埋件设计年限等同于主体结构设计年限，主体结构的设计年限一般为50年，幕墙预埋件设计的重要性不言而喻。

埋件根据施工时间的不同可分为预埋件与后置埋件，本文分三个部分着重对幕墙用预埋件的设计进行阐述。

一、幕墙预埋件的分类以及优缺点分析

幕墙预埋件按照其构造不同可分为平板埋件、槽式埋件、平板与槽式组合埋件。

1、平板埋件

平板埋件由锚板与锚筋组成，通俗点讲就是将一定数量的钢筋焊接在同一块钢板上组成的构件称为平板埋件。又可根据锚筋使用材料不同又可分为钢筋型平板埋件、圆钢型平板埋件、后置钢板式平板埋件。

a、钢筋型平板埋件

基本组成：采用螺纹钢作为锚筋，钢板作为锚板。

优点：取材方便，螺纹钢以及钢板均为建筑材料中最基本且最常见的建筑材料。在建筑工地上可就地取材和加工，不会因缺少埋件而造成工期延误。

适用性强，适用于各种工况，无需其他工序辅助。

施工方便，可靠性较强。

抗偏差能力较强，一般上下、左右能有正负35mm的调节余量，即使埋件发生偏位，补救措施较简单。

缺点：对混凝土厚度要求较高，当预埋件在受拉工况下，为保证预埋件安全、可靠、不被损坏，预埋件锚筋长度不应小于250mm，再考虑到混凝土保护层厚度，故当此埋件用于受拉构件时混凝土厚度至少需要300mm。

b.、圆钢型平板埋件

基本组成：采用圆钢作为锚筋，钢板作为锚板。

优点：取材方便，圆钢以及钢板均为建筑材料中最基本且最常见的建筑材料。在建筑工地上可就地取材和加工，不会因缺少埋件而造成工期延误。

适用性强，适用于各种工况，无需其他工序辅助。

抗偏差能力较强，一般上下、左右能有正负35mm的调节余量，即使埋件发生偏位，补救措施较简单。

可靠性一般，因圆钢表面光滑，与混凝土结合层度不如螺纹钢。

缺点：对混凝土厚度要求较高，当预埋件在受拉工况下，为保证预埋件安全、可靠、不被损坏，预埋件锚筋长度不应小于250mm，再考虑到混凝土保护层厚度，故当此埋件用于受拉构件时混凝土厚度至少需要300mm。且为增加锚筋与混泥土的结合度，锚筋端头需要做弯钩。

不宜施工，因锚筋端部采用弯钩形式，在施工过程中容易与混凝土中的钢筋发生干涉。

c.、后置钢板式平板埋件

基本组成：采用圆钢以及后置锚板作为锚筋，钢板作为锚板。

优点：取材方便，圆钢以及钢板均为建筑材料中最基本且最常见的建筑材料。

适用性强，适用于各种工况，无需其他工序辅助。

可靠性较强，因锚筋端部增加一块锚板，增大与混凝土的锚固面积。对混凝土厚度要求较低，可用于200mm宽的梁。

抗偏差能力较强，一般上下、左右能有正负35mm的调节余量，即使埋件发生偏位，补救措施较简单。

缺点：加工较繁琐，焊接量大。

不宜施工，因锚筋端部增加锚板，在施工过程中容易与混凝土中的钢筋发生干涉。

2、槽式埋件

槽式埋件由C型槽钢和锚筋组成，锚筋一般为工字钢。

优点：调节能力强，一般槽型埋件在C槽方向调节能力可达到正负50mm。

施工方便，因锚筋采用工字钢，锚筋较短，与混凝土干涉小。

焊接量少，施工周期短，槽型埋件采用T型螺栓与幕墙转接件连接，避免大面积的焊接工作。

缺点：抗偏差能力较差，槽型埋件一旦埋入位置不正确，无法补救。

供货周期长，一般由专业厂家提供。

3、平板与槽式组合埋件

平板与槽式组合埋件由C型槽钢和平板埋件组成。

优点：集合了平板埋件与槽型埋件的优点，抗偏差能力强，调节能力强。

缺点：加工复杂，加工工序多。

供货周期长，一般由专业厂家提供。

二、预埋件设计注意事项

1、由于钢筋冷加工以后延性大幅损失，容易发生脆性断裂破坏。且锚筋与锚板焊接也可能使冷加工后提高的强度因焊接受热而丧失，故预埋件的锚筋严禁采用冷加工钢筋。

2、预埋件锚筋数量的规定：预埋件受拉工况下直锚筋数量不宜少于4根，预埋件受剪工况下直锚筋不宜少于2根。

3、预埋件锚筋长度不应小于其锚固直径的15倍。且当预埋件在受拉、受剪工况下采用HPB235级钢筋时，钢筋末端应作180?弯钩或增加后置锚板，弯钩平直段长度应大于3倍的锚筋直径。

4、预埋件设计时宜在锚板中间位置设置排气孔，排气孔数量以及大小视锚板大小而定，一般200mm*300mm预埋件在中间位置设置直径为20mm的排气孔。其作用为防止混泥土浇筑时混入空气而影响混泥土无法浇灌密实。

三、关于预埋件的设计提出自己的看法

中国建筑幕墙已飞速发展20余年，目前中国幕墙正从粗狂阶段往精细阶段发展。最近几年新产品、新工艺不断涌现，槽式埋件是典型的新产品。目前槽式埋件已实现国产化，其中喜利得、坚朗、远大均已有成熟的产品且有相应的检测报告。

随着中国经济的迅速发展，现人力成本越来越高。槽式埋件优势明显，与平板埋件对比有如下优势：

1、槽式埋件体积小且锚筋只有一排，与混凝土中钢筋干涉的概率大大降低，施工方便，施工周期短，大大提高施工进度。而平板埋件锚筋数量一般不少于4个，且一般为两排，非常容易与主体结构干涉。施工过程中经常发现平板埋件锚筋与钢筋干涉，无法安装，施工人员将干涉的锚筋切除后安装埋件，这样会埋下严重的安全隐患。

2、槽型埋件加工简单，一般均采用机械加工，而平板埋件均为人工焊接，焊接效率低且合格率低。

3、槽型埋件价格便宜，槽式埋件体积小，质量轻。幕墙使用的槽式埋件一般30元左右一套（含两颗T型螺栓），而平板埋件一般8公斤左右，一块平板埋件50元左右。

4、现场焊接量大幅降低，由于槽式埋件采用T型螺栓与转接件相连接，现场只要将转接件调整到位后拧紧螺栓即可，而平板埋件与转接件一般是通过焊接进行连接的，现场焊接工作量大、有火灾隐患且施工人员工作量较大，人力成本高。

槽式埋件与平板埋件相比劣势也相当明显，如下：

1、由于槽式埋件为新产品，无行业规范支持，目前仅上海市《建筑幕墙工程技术规范》中对槽型埋件做了明确的规定，国家级的行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》中并无槽式埋件的相关规定。

2、槽式埋件由于锚筋短，在受拉工况下其抗拉设计值远低于平板埋件。故在大跨度的玻璃幕墙的谨慎使用。

通过上述对比，本人认为槽型埋件满足要求的情况下尽量选用槽型埋件，槽型埋件也是未来的发展趋势。

四、结束语

本文针对幕墙预埋件设计进行浅析，谈不上新想法、新技术，仅仅是本人在工作中总结的经验之谈，对于幕墙预埋件设计有一定的指导意义。

参考文献：

1、《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003

2、《上海市建筑幕墙工程技术规范》DGJ08-56-2012

3、《混泥土结构设计规范》GB50010-2002