幕墙埋件的设计与运用

摘要：建筑幕墙是由面板与其后面的支承结构体系组成的建筑护结构或装饰性结构。建筑幕墙承受的荷载与作用，除了幕墙自身的重力荷载外，还有风荷载、地震作用等作用的影响。而幕墙的支承结构体系与主体结构之间的连接，则是通过安装在主体结构上的埋件来实现的。埋件对幕墙的支承结构体系与主体结构之间的连接是十分重要的。埋件与主体结构之间连接的强度，直接决定了幕墙整体的安全。因此，埋件设计是否合理、可靠、耐久，直接关系到幕墙结构的安全与寿命。本文将从以下几个方面进行阐述幕墙埋件的设计与运用。

关键词：建筑 幕墙 埋件 设计 运用

一、幕墙埋件的分类及特点

埋件按其埋设的时间分为预埋件和后补埋件。

1、 预埋件

预埋件，也称预制埋件，就是预先安装或埋藏在隐蔽工程内的构件。对于幕墙工程，预埋件就是在主体结构浇筑时安置在结构中的由锚固筋与钢板焊接而成，并经过表面处理的构件。

预埋件按其截面形状一般可分为板式埋件、槽式埋件和板、槽结合式埋件。

1.1 板式埋件

板式埋件是由锚板与锚筋通过焊接而成的一种埋件。

板式埋件的锚筋可制成各种形状，如直线形、弯折形、弯钩形、弯折弯钩形等，其中常用的形状有直线形、弯折形、弯钩形。

板式埋件的优点：承载能力强，其抗剪承载力设计值可达到55KN，抗拉承载力设计值可达到140KN；接触面大、调节范围大，如钢角码或转接件与埋件进行焊接时接触面大、多，调节的范围比较大；吸收误差大，安装位置偏差可以达到±20L。

板式埋件的缺点：现场焊接量大；安装工序较多；安装精度不高；安装质量较差。

1.2 槽式埋件

槽式埋件是由钢槽型材（一般是C型截面的钢型材）与锚筋通过焊接而成的一种埋

件。槽式埋件与T型螺栓配套使用。

槽式埋件的优点：易加工，易检验；现场焊接量少；结构合理，可调整性好，转接方便；防腐性好；经济合理，与传统平板埋件价格相近；安装容易，节省了大量的人工。

槽式埋件的缺点：埋设时安装精度要求高；吸收误差能力差；相比平板埋件，承载力相对较小，其抗拉承载力设计值为32KN，抗剪承载力设计值为55KN。

槽式埋件最突出的优点是可以实现三维调节。其原理为：通过在其槽口内能够自由水平滑动的T型螺栓与幕墙龙骨的转接件相连接，连接件与T型螺栓连接处在竖直方向上开长型孔，转接件与幕墙龙骨连接处在垂直于幕墙面方向上开长型孔，这样就实现了幕墙龙骨安装的三维调整，安装十分简单方便。

1.3 板、槽结合式埋件

板、槽结合式埋件是在板式、槽式埋件的基础上，在锚板的背面增加了预留槽，使其既具有板式埋件的特点，也有槽式埋件的特点。在工程实际运用中非常方便。

板、槽结合式埋件的特点：安装灵活性，既可焊接，也可采用T形螺栓连接；吸收误差大；可调整性好。

2、 后补埋件

后补埋件，也称后置埋件，就是在主体结构浇注混凝土时没有进行埋设，或是进行了预埋但偏差过大时，而采用后锚固的一种埋件。这种埋件一般是平板的形式，或由其加工成组合的形式。

二、幕墙埋件的设计

在幕墙设计的诸多环节里，埋件设计是幕墙设计的一个重要环节。埋件与主体结构的连接强度直接关系到了幕墙的安全，所以埋件设计应该严格控制。埋件设计分为预埋件设计和后补埋件设计。

1、预埋件设计

预埋件的设计是幕墙专项设计的内容，应根据其受力情况（受拉、受剪、受弯），通过计算确定预埋件锚板的规格、锚筋的直径、锚筋的锚固长度，以及焊缝的高度，长度等。

1.1 锚板的材质、厚度及焊接要求

预埋件锚板的材质应采用Q235级钢或更高一级的钢材。Q235级钢分为A、B、C类，其中B类经常用于焊接结构。在幕墙工程中，一般选用Q235B作为锚板的材质。

锚板厚度应根据其受力情况按计算确定，而且宜大于锚筋直径的0.6倍。

锚板与锚筋通过焊接来实现连接，焊接的质量直接决定了锚筋与锚板之间的强度，所以要严格控制焊接的质量。焊接的要求详见相关规范。

1.2 锚筋的材质

预埋件锚筋应采用HPB235、HRB335、HRB400级热轧钢筋。国家相关规范强烈要求锚筋应采用热轧钢筋，严禁采用冷加工钢筋。

1.3 锚筋的构造要求

1.3.1锚筋布置形式的规定：受力直锚筋不宜少于4根，且不宜多于4层，其直径不宜小于8L，且不宜大于25L；受剪预埋件的直锚筋可采用2根；锚筋应放置在构件的外排主筋的内侧。

1.3.2锚筋锚固长度的要求和锚筋的间距、距边要求在《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ 102-2003）和《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）中有详细说明，可按规定要求高的执行。

2、后补埋件的设计

后补埋件即平板埋件，一般是一块经过表面处理的钢板，或由几块钢板焊接成具有某些形状的组合件，后补埋板的材质宜采用Q235级或以上钢材，其厚度应根据工程的锚固方式，并经计算进行确定。

后补埋件一般是通过普通膨胀螺栓、化学锚栓或双头螺栓，以及焊接等进行固定。后补埋件采用普通膨胀螺栓、化学锚栓进行固定的，属于后加锚固的方式，按照规范要求，后加锚栓必须在施工现场进行单体拉拔试验和节点（群体）拉拔试验，试验所加荷载应达到荷载设计值的1.5倍而无明显滑移，必要时应在检测单位进行极限拉拔试验。试验的结果应与设计值进行比较，要求锚栓承载力设计值不应大于其极限承载力的50%。只有后加锚栓在达到设计的指标，满足设计的要求之后，才可以运用到工程中；否则应更换其他的锚固方式。国家已明文规定对于受拉部位的锚固，不允许使用膨胀螺栓。

后补埋件的设计，在计算时应预留足够的设计数值，确保埋件受力达到设计的要求。因此，在有条件的情况下，尽量不要采用后补式埋件。

3、埋件表面处理

埋件应进行表面热浸镀锌处理、无机富锌涂料处理或采取其他有效的防腐措施。幕墙工程中，埋件一般进行表面热浸镀锌处理，其锌膜的厚度应满足规范要求。

三、幕墙埋件的运用

幕墙埋件在工程实际运用中，应结合该工程的技术参数及要求，并要经过计算进行确定。若埋件图已通过审批，且符合工程实际要求的就进行预埋，因为预埋件对构件的受力是最为有利的。下面将介绍预埋件的运用。

1、埋设的方式

预埋件按其在主体结构上埋设的位置不同，分顶埋式（即上埋式），侧埋式和底埋式（即下埋式）三种埋设方式。在工程实践经验中，其中侧埋式对受力最为有利，而底埋式对受力最为不利。所以，我们在设计时应慎重考虑预埋件的埋设方式，尽量不要采用底埋式。

2、埋件的种类

在幕墙工程中，我们应在满足国家相关规范要求的情况下，结合工程实际情况，从安全适用、经济合理的角度，进行选择埋件的种类。对于幕墙转接件需与埋件进行焊接的，可以优先考虑板式埋件；对于现场不允许进行焊接的，可以优先考虑槽式埋件。不管采用那一种类型的埋件，都应该满足该工程的需要。

结束语：埋件设计是幕墙设计的一个重要环节，埋件与主体结构之间连接的强度直接决定了幕墙整体的安全与稳定，所以我们应十分重视埋件的设计，并严格控制埋件设计的质量，在工程实际运用中，给幕墙提供更加安全、可靠的支承。

[参考文献]

1、《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ 102-2003）

2、《金属与石材幕墙工程技术规范》（JGJ 133-201）

3、《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）

4、《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ 145-2013）

5、《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）