建築幕牆預埋件知識大全
建築幕牆依據不同的面板材料分為玻璃幕牆、金屬幕牆和石材幕牆三大類，無論哪類幕牆，其承載結構體系與建築主體結構的連接，通常都是通過預埋件或後加錨固件來實現的。幕牆除了承受自重荷載外，還要承受風力、地震等荷載的影響，因此預埋件與建築主體結構的連接是否可靠耐久，直接關係到幕牆的結構安全與使用壽命。
一、埋設件的分類及構成
埋設件按其形成時序分為預埋件和後置埋件，其中預埋件分為爪式埋件和槽型埋件。
1.1預埋件
預埋件是預先安置(埋藏)在結構內的構件.即在結構澆注時留設在結構中的由鋼板和錨固筋的構件。
1.1.1 普通爪式埋件
錨筋,錨板通過焊接而成錨筋可製成直形,彎形,彎鉤型。
1.1.2 埋板帶預留槽式埋件
此種埋件在普通爪式預埋件基礎上增加了預留槽，連接起來非常方便，及時在埋件位置誤差較大的情況下，也可像普通埋件一樣焊接處理，靈活性較大。
1.1.3 爪形埋件 (A～F為幾種常見類型，如圖所示)。
1.1.4 槽型埋件
金屬槽可由鋼板折彎,鑄件,鍛件製成。錨筋與金屬槽可製成一體,或焊接而成。這種形式的預埋件具有體積小施工方便的優點，目前已經國產化，且已形成系列。施工中常用到槽型埋件長度為300mm，錨筋長度為100mm或60mm。
槽型埋件與平板預埋件的優缺點對比
槽型埋件為幕牆施工中常用的一種形式，由於其與平板式預埋件相比有較多的優點，因此槽型預埋件在幕牆工程中的應用逐漸增多。
（一）槽型預埋件與平板預埋件比較的優點
1、從生產加工角度比較
槽型預埋件加工工藝簡單，質量檢驗方便，一般加工一個槽型預埋件的功效是加工一個平板預埋件功效的3倍。
2、從經濟性角度比較
槽型預埋件價格便宜，節省工程造價。一個槽式埋件的重量約為2公斤左右，外加兩個T型螺栓，一套槽型埋件的價格大概為25元左右。而一個平板埋件的重量大約為6公斤左右，價格約為60元左右，槽型埋件的價格約為平板埋件的一半以上。
3.從施工的難易角度比較
槽型埋件體積小，施工非常方便。槽型預埋件的錨筋只有一排，而且槽型預埋件的槽鋼體積較小，不容易與主體結構的鋼筋發生干涉，施工周期短，大大提高施工進度。而平板預埋件所佔的體積大，錨筋一般為兩排兩列布置，非常容易與主體結構的主筋發生干涉，由於施工工人不是非常清楚主筋的重要性，偶爾為了埋設平板預埋件而把主體結構的主筋鋸斷，這樣就會對建築埋下安全隱患。另外，由於槽型預埋件的體積小，當主體結構為一較薄的板式結構時，只能採用槽型預埋件而不能採用平板式預埋件。
4.從是否方便幕牆龍骨的安裝角度比較
槽型預埋件與幕牆龍骨的轉接件採用T型螺栓連接，現場不需要焊接，安裝非常方便。槽型預埋件是通過在其槽口內能夠自由水平滑動的T型螺栓與幕牆龍骨轉接件相連接，轉接件與T型螺栓連接處在豎直方向上開長型孔，轉接件與幕牆龍骨連接處在垂直於幕牆面方向上開長型孔，這樣就實現了幕牆龍骨安裝的三維調整，安裝十分方便。如圖所示。平板預埋件也能實現三維調整，但是調整完之後需要焊接來固定，一方面給現場施工增加了難度，另一方面也增大了發生火災的可能性。
（二）槽型預埋件與平板預埋件相比的缺點
槽型預埋件與平板預埋件相比，最為明顯的缺點就是槽型預埋件的承載能力要比平板預埋件小很多，槽型預埋件的抗拉承載力設計值為32KN，抗剪承載力設計值為23KN，而平板預埋件的抗拉承載力設計值為140KN，抗剪承載力設計值為55KN左右，因此，當幕牆的跨度較大時，或者幕牆面離結構面較遠時，槽式預埋件就不合適了，只能選擇平板預埋件。
1.2 後補埋件
後補埋件即平板埋件，通過普通膨脹螺栓、化學錨栓或穿透螺栓（雙頭螺柱）以及焊接封閉鋼板等方式實現埋件的固定。
1.2.1 後補埋件的幾種施工方法
①普通膨脹螺栓固定
②化學錨栓固定
③穿透螺栓（雙頭螺柱）固定
④包箍鋼板焊接（通常用於柱或梁）
⑤後補做土建結構同時埋設預埋式埋件。
⑥以上幾種形式的複合形式。
1.3 埋件的埋設方式
埋件按其在主體結構上的位置劃分，可分為上埋式、側埋式和下埋式，其中下埋式受力較為不利，應謹慎使用。
後補式埋件只能通過膨脹螺栓和化學錨栓和主體結構進行連接。由於後補式埋件的安裝質量受現場施工的條件和人員的影響非常大，不容易控制，經常達不到設計指標，尤其是國家已明文規定受拉部位不允許使用膨脹螺栓，所以盡量不採用後補式埋件。
二、埋件設計
1.埋件與主體的連接強度直接決定了整個幕牆的安全，必須嚴格控制。在埋件設計時應注意以下幾點：
(1).預埋式埋件錨筋與埋板的尺寸和位置在設
計時應嚴格依據《玻璃幕牆工程規範》
(JGJ102-2003)及《混凝土結構設計規範》
(GB50010-2002)進行設計。
(2).注意錨筋的長度不要超過結構尺寸（如梁厚度），避免錨筋露出結構外。
(3). 爪形埋件中A、B兩型錨筋宜採用螺紋鋼。C、D型的錨筋在設計時應考慮錨筋間的干涉及錨筋在安裝時與結構配筋之間的干涉問題。E、F型埋件適合於需要進行防雷的部位。
(4).埋板的大小在設計時應考慮幕牆的結構形式的需要。
2.重視埋件的技術要求
（1）預埋件技術要求是建設方必須重視的幕牆專項設計內容，根據其受力情況（拉、剪、彎）計算確定錨板規格、錨筋直徑、長度以及焊縫厚度等，其中錨板的最小厚度和錨筋的間距，錨筋到錨板邊緣距離，預埋件其承載力以及連接件與主體結構的錨固承載力必須通過計算或實物試驗予以確認，符合規範要求，但是建設方常常對埋件專項設計不夠重視，甚至忽略規範要求，草草的安排土建施工預埋，這種缺乏科學的設計以及盲目預埋，既造成大量預埋件報費，又增加了幕牆安全隱患。
（2）後置埋件技術要求除考慮各類螺栓本身性能差異外，還要考慮基材性狀、錨固連接的受力性質、被連接 結構的類型、胡無抗震設防要求等因素。膨脹型螺栓、擴孔型螺栓不得用於受拉和邊緣受剪（邊距C＜10hcf錨件有效錨固深度），拉剪複合受力的結構構件及生命線工程的非結構構件的後錨連接。化學植筋及螺桿，在滿足錨固深度的化學植筋和螺桿可應用於抗震設防烈度不大於8級的受拉、邊緣受剪、拉剪複合受力之的結構構件和非結構構件的後錨固連接等待。
3.埋設件的構造規定
舊規範JGJ102-96《玻璃幕牆工程技術規範》原樣照搬GBJ10-89 《混凝土結構設計規範》。新規範JGJ102-2003<玻璃幕牆工程技術規範>關於預埋件設計較舊規範在適應幕牆行業荷載較小等特點方面有一定改進，如取消了錨板厚度與錨筋中心距之比≥1/8的規定；以及受拉錨筋長度降低到≥15d等。這些還是不能滿足在較小截面混凝土構件上設置埋設件的需要，工程上經常要面對監理按規範檢查錨筋長度不符合規範規定的尷尬。據了解，幕牆行業至今還沒有發生過因埋設件抗力不夠而導致幕牆損壞事故，這說明現行埋設件是安全的，同時也在某種程度上反映埋設件是保守的，尚有繼續改進的空間。
4·1錨筋截面積
新規範對錨筋最小截面積進行了規定，提供了錨筋最小截面積計算公式。根據本人經驗，由於作用於一般幕牆埋設件上的荷載較小，按構造確定的錨筋截面積均能滿足規範要求，故在一般情況下，無須進行錨筋截面積驗算。
4·2埋設件的材質
規範規定「預埋件的錨板宜採用Q235級鋼。錨筋應採用HPB235，HRB335或HRB400級熱軋鋼筋，嚴禁採用冷加工鋼筋。」 根據幕牆設計情況，作如下說明：
（1）規範對錨板材質只要求採用Q235級鋼，並未明確規定A，B，C類中的哪一類。幕牆行業中流行一種就高不就底的傾向很不可取，只要能滿足使用要求，越經濟，越具有競爭力。
（2）錨筋可以採用常用的建築鋼筋之中的任意一種。採用HRB335級鋼筋作錨筋最合適。HPB235鋼筋為光面，端部必須做彎鉤，製作和安裝較變形鋼筋難。而HRB400鋼筋價格較貴，加工較難。
（3）鋼筋按製作方式可分為熱軋鋼筋，熱處理鋼筋和冷拉鋼筋。建築工程大量使用的HPB235鋼筋和HRB335鋼筋都是熱軋鋼筋。冷拉鋼筋亦稱冷加工鋼筋，通過冷拉工序，提高了材料的屈服極限，增加了強度，缺點是降低了塑性，材質變脆，冷彎性能差，不適宜作冷彎材料，所以，規範規定錨筋嚴禁採用冷加工鋼筋是正確的。熱軋鋼筋的冷加工，如冷彎，是允許的，並在施工中被大量應用。認為熱軋鋼筋不能進行冷加工，熱軋鋼筋錨筋不能彎折，是把「冷加工鋼筋」與「鋼筋冷加工」兩種不同概念混淆了。
4·3錨筋的錨固長度規範所說的錨筋的錨固長度是指充分利用錨筋的抗拉強度時允許採用的最小構造長度。
（1） 當計算中充分利用錨筋的抗拉強度時，其錨固長度應按下式計算：
式中 光圓鋼筋（如HPB235鋼筋）：α=0.16；帶肋鋼筋（如HRB335鋼筋）：α=0.14。
鋼筋設計強度：HPB235鋼筋 =210N/mm ；HRB335鋼筋 =300N/mm混凝土強度等級：
C20 C25 C30 C35 C40 對應的混凝土抗拉強度 ( N/mm )： 1.10 1.27 1.43 1.57 1.71
d為鋼筋直徑
4.4錨板厚度錨板厚度應根據其受力情況通過計算確定。
計算簡圖為點支平面板，錨筋支點之間的距離是確定板厚的主要因素，《混凝土結構設計規範》規定錨板厚度與錨筋中心距之比≥1/8的原因就在於此。根據幕牆特點，新規範沒有採用這款規定，對錨板厚度限制較寬。當前設計錨板厚度較隨意，有的錨板面積較大厚度較小，有的錨板面積較小厚度卻較大。我認為，一般情況下幕牆4錨筋埋設件，錨板邊長＜250mm時，板厚8mm；250mm≤邊長＜350mm時，板厚10mm；邊長≥350mm時，板厚12mm為宜。
4.5錨筋錨板連接錨筋與錨板一般採用T型焊連接，當錨筋直徑大於20mm時，宜採用穿孔塞焊，焊縫等級為三級。不同強度鋼材連接時，採用強度較低鋼材所適應的焊條。工程上，採用E43X（0~5）型焊條，焊縫高度 mm，可以滿足一般幕牆埋件焊接要求。
4.6埋件的質量標準
（1）預埋件的品種、類型、規格、尺寸、性能、板材的壁厚、表面處理應符合設計要求，且應有出廠合格證。
（2）預埋件的焊接處理，必須檢查鋼筋鋼板的品種是否符合設計要求及強制性標準規定，
（3）預埋件（平板、槽型）錨板採用Q235B級鋼，錨筋採用HRB335或HRB400級（帶肋）熱軋鋼筋。
（4）直錨筋與錨板採用T形焊，當錨筋直徑小於20mm，採用壓力弧焊；當錨筋直徑大於20mm，採用穿孔塞焊；不允許把錨筋彎成L形與錨板焊接。
（5）當預埋件表面採用熱浸鍍鋅防腐處理時，鋅膜厚度應大於45微米。
（6）預埋件製作時，錨板、錨筋及錨筋與錨板面垂直度等允許偏差應按規範控制，其中錨筋長度不允許負偏差。
三、建築幕牆預埋件施工要求
（一）標準JGJ102—2003第5.5條款相關規定要求：
1．主體結構或結構構件，應能夠承受幕牆傳遞的荷載和作用。連接件與主體結構的錨固承載力設計值應大於連接件本身的承載力設計值；
2．玻璃幕牆立柱與主體混凝土結構應通過預埋件連接,預埋件應在主體結構混凝土施工時埋入，預埋件位置準確；當沒有條件採用預埋件連接件時，應採用可靠的措施，並通過試驗確定其承載力。
3．由錨板和對稱配置的錨固鋼筋所組成的受力預埋件，可按照本規範附錄C的規定進行設計。
4．槽式預埋件的預埋鋼板及其它連接措施，應按照現行國家標準《鋼結構設計規範》GB 50017的有關規定進行設計，並通過試驗確定其承載力。
5．玻璃幕牆構架與主體結構採用後加錨栓連接時,應符合下列規定：
（1）產品應有合格證；（有鋼材化學成分和力學性能試驗報告，有設計方法資料和出廠合格證）。
（2）碳素鋼錨栓需進行防腐處理；
（3）後加螺栓必須在現場進行單體拉拔試驗和節點(群體)拉拔試驗，試驗所加荷載應達荷載設計值的1.5倍而無明顯滑移，必要時應在檢測單位進行極限拉拔試驗。
（4）每個連接點後加螺栓不得少於2個，螺栓間距和螺栓到構件邊緣的距離不應小於70mm，宜設計成螺栓受剪的節點；
（5）螺栓直徑應通過承載力計算確定,並不得小於l0mm；
（6）不宜在與化學錨栓接觸的連接件上進行焊接操作；
（7）錨栓承載力設計值不應大於其極限承載力的50%。
6．幕牆與砌體結構連接時,宜在連接部位的主體結構上增設鋼筋混凝土或鋼結構梁、柱。相連接的主體結構混凝土強度等級不宜低於C30。幕牆不應連接在磚石砌體上，更不得與輕質牆連接。
（二）後錨固件的施工要求
後錨固件在建築幕牆施工中廣泛使用，特別在舊樓改建、擴建的幕牆工程大量，甚至全部使用後錨固件。幕牆工程中大量、甚至全部採用後錨固件，加上施工質量未能得到很好的控制，會給幕牆使用帶來安全隱患。
對於後錨固件的施工要求在規範《混凝土結構後錨固技術規程》JGJ 145—2004，有明確的規定。
1. 後錨固件有膨脹型螺栓、擴孔型螺栓、化學植筋及其它類型螺栓。
後錨固件使用時，除考慮各類螺栓本身性能差異外，尚要考慮基材性狀、錨固連接的受力性質、被連接 結構的類型、胡無抗震設防要求等因素。
膨脹型螺栓、擴孔型螺栓不得用於受拉和邊緣受剪（邊距C＜10hcf錨件有效錨固深度），拉剪複合受力的結構構件及生命線工程的非結構構件的後錨連接。（建築非結構構件包括：圍護外牆、隔牆、幕牆、吊頂、廣告牌等）
化學植筋及螺桿，在滿足錨固深度的化學植筋和螺桿可應用於抗震設防烈度不大於8級的受拉、邊緣受剪、拉剪複合受力之的結構構件和非結構構件的後錨固連接。
2. 注意錨固栓的施工質量。對於錨固栓的施工，在標準《混凝土結構後錨固技術規程》JGJ 145—2004中規定：
（1） 錨固栓鑽孔要求： 見下表
| 孔徑直徑允許偏差 | 孔深允許偏差 | 垂直度允許偏差 | 位置允許偏差 |
| ≤0.5mm | 膨脹、擴孔型螺栓 0+10 mm化學植筋：0+20 mm | ≤50 | 5mm |
註：A. 鑽孔時應避開主受力筋，對於廢孔應用化學錨固膠或高強度等級的樹脂水泥砂漿填實；
B. 鑽孔後用壓縮機或手動氣筒，清除孔內的粉塵和碎渣，再用丙酮擦拭孔道，並保持孔道乾燥。
（2）錨固栓最小有效錨固深度hmin：hmin/d = 6，d為錨固栓直徑。
若採用d為12mm的錨固栓，其最小有效錨固深度應72mm。（設防烈度為7級，混凝土C30），有效錨固的深度應不包含牆面的抹灰層和裝飾層厚度。
（3）注意鑽孔最小邊距：膨脹螺栓Cmin ≥12d ，擴孔型錨栓Cmin ≥10d，化學植筋 Cmin ≥5d。（d為螺栓外徑）。
（4）考慮到焊接高溫對化學錨固劑的不良影響，應採取有效的降溫措施。
四、預埋件的施工的質量問題
（一）．設計計算問題
部分幕牆工程，特別是中小幕牆項目，對幕牆專業設計重視不夠，有的設計只有簡單的幾張設計圖紙，沒有預埋件的埋設位置圖，沒有結構力學計算書，有的雖有計算書，但沒有預埋件的計算，也未進行複核。
（二）．平板預埋件的焊接質量
1. 預埋件常見形式是由錨板上焊接錨筋所組成。（錨筋不得採用冷軋鋼筋，當錨筋直徑≥10mm時採用Ⅱ級變形鋼筋，包括月牙紋及螺紋鋼筋，見《鋼筋混凝土結構預埋件》JSJT-203）早期的做法是把鋼筋彎折後直接焊到錨板上，現在基本採用錨板上鑽孔後塞焊的方式,後者比較可靠。錨板與錨筋的焊接質量是預埋件的質量關鍵。要保證焊接質量，電焊操作工必須經培訓持證上崗。預埋件的驗收也是關鍵，不僅檢查外觀質量，防止出現虛焊、脫焊，還要按規定進行錨板與鋼筋的焊縫強度檢查。
2. 預埋件埋設多數偏離設計位置，造成不能使用。
造成原因有：
（1）預埋件在土建施工時已埋設，後因幕牆設計分格的改變或變更造成不能使用。
（2）預埋件捆紮不牢，施工時混凝土澆灌、搗固時使預埋件位移、偏斜。
《玻璃幕牆工程技術規範》JGJ102—2003 第10.2.3條款：玻璃幕牆與主體結構連接的預埋件，應在主體結構施工時按設計要求埋設，預埋件的位置偏差不應大於20mm。
3．後置錨固件施工質量問題
（1）輕質牆體上安裝後錨固件
有的工程樓層跨度較大，立柱的撓度計算或強度計算未能通過，因此有的設計人員則在上下層梁之間增加一個支點，如果這一支點是在鋼筋混凝土(或鋼結構)構造梁(柱)上是有效的。有的框架結構建築物其砌體通常都選用輕質填充牆，若把增加的支點放在輕質填充牆上，即使是採用鋼板加穿牆螺栓，也則無法起到有效的支承作用。所以規範規定：幕牆不應連接在磚石砌體上，更不得與輕質牆連接。
（2）錨固基體不實不可靠，如砼體基材強度不夠，邊距不夠，都會導致砼基材崩裂造成錨固失效。
（3）後置錨固件偏位。鑽孔經常遇到鋼筋時產生偏位和偏斜，還有孔洞粉屑碎渣清除不凈，造成錨固件使用時鬆動。
規範規定：後加螺栓必須在現場進行單體拉拔試驗和節點（群體）拉拔試驗，試驗所加荷載應達荷載設計值的1.5倍而無明顯滑移，必要時應在檢測單位進行極限拉拔試驗。試驗的結果應與設計計算進行校核，要求錨栓承載力設計值不應大於其極限承載力的50%。
4. 化學錨栓質量不高
幕牆行業後置埋件普遍使用化學螺栓。九十年代化學螺栓產品從國外引進應用於建築工程上，近年來，國內眾多廠家紛紛跟進，大量生產，市場價格從十幾元到二三元都有，可謂是品牌雜多、魚目混珠、質量不一。化學螺栓的錨固膠起著粘結砼基材與錨筋的作用。目前市場上出現多種化學成份的化學錨固劑，比較常用的是改性環氧樹脂、乙烯丙烯酸樹脂和不飽和樹脂三類。錨固膠的物理化學性能直接影響錨固效果，除幾家進口知名品牌宣傳資料有錨固膠的耐久、耐溫、凍融性等測試指標，大部分廠家產品介紹只有「抗酸鹼、抗熱防火、溫度敏感度低」等模糊宣示。
儘管現場拉撥力測試滿足設計要求，但由於由於錨固膠的耐久性目前只有通過實驗室預測，而且電焊高溫對錨固劑的影響，無人說得清楚，難怪業內人士對錨固膠的耐久性提出質疑，對某些低廉的產品大量使用表示擔憂。
後置埋件不鏽鋼螺栓應提供合格證、材質力學性能報告並進行力學性能復驗。
在全國建築工程裝飾獎（建築幕牆類）複查中，發現受檢的部分工程後置錨固件的施工和現場抗拉拔力測試還存在問題。
(1) 有的工程沒有預埋件，採用多種規格的化學螺栓作為處理後置預理。在可觀察到的部位，螺栓的外露長度不一，有的明顯感到螺栓與砼基體的有效接觸長度不夠。
在舊樓改造時，牆面存在粉刷層（正常情況下為20mm）螺栓埋設有效深度還應考慮粉刷層厚度。如有一舊樓改造工程，原牆面是貼面磚，為補償結構構造的不垂直，採用增加牆麵粉刷層厚度方法，使其厚度最大可到7—10mm，如果此工程採用化學螺栓作為後置埋件應非常謹慎，應採用穿牆螺桿加錨板或採用其它可靠的連接方法。
(2) 有的工程僅在試驗室用試塊上進行拉撥力檢測，沒有進行現場拉撥力檢測，或僅進行其中1-2種螺栓檢測，如某一工程使用4 種不同規格化學螺栓，而只有2種規格的螺栓進行檢測。
(3) 螺栓現場拉撥力檢測數量不夠，有的工程僅進行一組（3件）象徵性的檢測。
按規定螺栓現場拉撥力檢測應在同型號、同規格、基本相同的部位組成一個檢驗批，抽批數量按每批螺栓總數的1‰，且每批不少於3個。
(4) 對檢測結果沒有與設計計算進行校核。確保錨栓承載力設計值不應大於其極限承載力的50%。
5. 槽形預埋件問題
槽型預埋件具有調節性好、連接靈活、無須焊接和易於埋優點，已廣泛的建築幕牆工程上使用，但槽型預埋件與其它預埋件一樣，埋設時也容易偏移、傾斜和進入結構牆體內等故障。
五、出現偏離的預埋件的處理意見
1．平板預埋件位置偏離設計位置
出現預埋件偏離時，可以加大（或加長）預埋錨板方法補救。加長錨板後使用化螺栓固定 。
2．預埋件出現偏斜
出現偏斜時，可以變動轉接件角度，以適應轉接件埋設產生的偏斜，也可根據用新的錨板代替。
3．預埋錨板下面出現空洞
預埋件下面出現空洞時應該充填水泥沙漿填實。
埋件雖然占幕牆投資的比例不大，但作用至關重要，它是幕牆構件存在的根基，是與主體結構連接的橋樑，是工程安全的關鍵，它在整個幕牆工程環節中節點性很強，由於"缺少經驗"、"設計滯後"、"審核不力"等各種原因，常常會出現幕牆招標滯後於主體施工招標的現象，以致於土建已經開工，幕牆設計還不明確，錯過了預埋件與主體結構同步施工的關鍵節點，倉促委託土建按建築設計的粗略幕牆分格預埋，又出現了埋件位置偏差過大，浪費嚴重的現象。有的主體已經封頂，幕牆施工才剛開始，不得不全部採用後置埋件，既成倍的增加工程造價，又出現了結構破壞、質量不穩等系列問題。
因此，把握幕牆工程節點規律，科學的選擇幕牆埋件，不僅關係到建築工程的投資造價，也關係到幕牆工程的後期施工與質量安全。
