玻璃栏板设计的常见问题及解决方案

谢得亮

玻璃栏板设计的常见问题及解决方案

谢得亮

近五年来，在深圳地区幕墙及外装饰工程的施工图强制性审查过程中，发现有较多的玻璃栏板设计不符合规范要求，出现安全隐患。本文针对玻璃栏板施工图设计与规范要求不相符等常见问题，进行分析，并提出相应的解决方案。

临空；可踏部位；玻璃栏板高度；人体荷载；夹胶钢化玻璃

玻璃栏板是护栏的一种形式，其外型美观、新颖，属于建筑的外围护结构，经常被用于民用建筑和工业建筑中，尤其广泛应用于民用建筑的公共建筑和居住建筑。

与玻璃栏板有关的规范主要有《民用建筑设计通则》GB50352-2005、《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012、《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2015、《建筑用玻璃与金属护栏》JG/T342-2012、《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013、《住宅设计规范》GB50096-2011，等。

1 玻璃栏板设计常见的问题

1.1 计算书常见问题

1.1.1 玻璃栏板风荷载局部体型系数取1.3或1.2，不符合《建筑结构荷载规范》GB50009-2012的要求。

《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012的第8.3.3条抄摘如下：“计算围护构件及其连接的风荷载时，可按下列规定采用局部体型系数μsl：

1）封闭式矩形平面房屋的墙面及屋面可按表8.3.3的规定采用；

2）檐口、雨篷、遮阳板、边棱处的装饰条等突出构件，取-2.0；

3）其他房屋和构筑物可按本规范第8.3.1条规定体型系数的1.25倍取值。”

以上第1项、第2项并没有对栏板进行明确的规定，但在该规范的主要受力构件表8.3.1的第34项（独立墙壁及围墙）的风荷载体型系数为1.3，该参数可以参照使用。玻璃栏板作为建筑外围护构件，其风荷载局部体型系数μsl可取1.3×1.25=1.625。

1.1.2 铝合金型材立柱的内腔加衬钢型材，在栏板立柱根部校核时，把铝合金型材和钢型材一起计算的做法是错误的。

外露的钢材因为锈蚀，造成不安全和不美观，从而，铝合金型材成为玻璃栏板立柱较好的选择之一。栏板立柱根部必须生根于预埋钢件或后埋钢件上，焊接是主要的连接形式，但铝合金型材并不适合于这类焊接。通常的做法是在铝合金型材立柱的内腔加衬钢型材，钢型材与埋件焊接。如下图所示：

因而，栏板立柱根部的受力计算，只能取加衬的钢型材进行校核。

1.1.3 栏板立柱根部校核时，把弯矩当成扭矩计算的做法是错误的。

连接如下图所示：

假设栏板根部弯矩M=3.5kN.m，分别按照弯矩和扭矩进行计算，结果是不同的。

1.1.3.1 按照弯矩计算，则可以求出一个螺栓在弯矩作用下的剪切力

F＝M/L/2=3.5×1000000/50/2=35000(N)=35(kN)

1.1.3.2 按照扭矩计算，则可以求出一个螺栓在扭矩作用下的剪切力

V＝T/e/4=3.5×1000000/35/4=25000(N)=25(kN)

栏板立柱为悬臂构件，由水平荷载作用，对立柱根部产生的是弯矩，不是扭矩。校核螺栓群时，按照扭矩计算是错误的、不安全的。

1.1.4 栏板顶部活荷载取值错误或计算漏项。

《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012的第5.5.2强制性条文抄摘如下：“楼梯、看台、阳台和上人屋面等的栏杆活荷载标准值，不应小于下列规定：

1）住宅、宿舍、办公楼、旅馆、医院、托儿所、幼儿园，栏杆顶部的水平荷载应取1.0kN/m；

2）学校、食堂、剧场、电影院、车站、礼堂、展览馆或体育场，栏杆顶部的水平荷载应取1.0kN/m。竖向荷载应取1.2kN/ m，水平荷载与竖向荷载应分别考虑。”

在计算栏板扶手应力的时候，经常有直接用水平荷载标准值1.0kN/m进行校核的，这是错误的，应考虑活荷载的分项系数1.4。

在学校、食堂、剧场、电影院、车站、礼堂、展览馆或体育场的栏杆校核中，经常有漏掉竖向荷载作用的校核。此处的竖向荷载标准值必须考虑活荷载的分项系数1.4。栏板扶手的水平荷载和竖向荷载应分别考虑。

玻璃栏板的玻璃有风荷载作用，扶手有活荷载作用，深圳地区的风荷载较大，可以将扶手的活荷载作为第2个可变荷载考虑，按照《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012的3.2.3条的(3.2.3-1)公式进行校核。

应注意，《中小学建筑设计规范》GB50099-2011的8.1.6强制性条文“上人屋面、外廊、楼梯、平台、阳台等临空部位必须设防护栏杆，防护栏杆必须牢固，安全，高度不应低于1.10m。防护栏杆最薄弱处承受的最小水平推力应不小于1.5kN/m。”其规定比《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012的第5.5.2强制性条文有更严格之处，应按严格条款执行。

2 可踏部位的相关问题

2.1 《民用建筑设计通则》GB50352-2005的第6.6.3强制性条文“阳台、外廊、室内回廊、内天井、上人屋面及室外楼梯等临空处应设置防护栏杆。并应符合下列规定：

1）栏杆应以坚固、耐久的材料制作，共能承受荷载规范规定的水平荷载；

2）临空高度在24m以下时，栏杆高度不应低于1.05m；临空高度在24m以下时，栏杆高度不应低于1.05m；临空高度在24m及24m以上（包括中空层住宅）时，栏杆高度不应低于1.10m。

注：栏杆高度应从楼地面或屋面至栏杆扶手顶面垂直高度计算，如底部有宽度大于或等于0.22m，且高度低于或等于0.45m的可踏部位，应从可踏部位顶面起计算。”

在栏杆（包括栏板）的设计中，存在不同的情况：

2.2.1 对于反坎或女儿墙高度大于0.45m的，毫无疑问，反坎顶面或女儿墙顶面都不属于可踏部位。

2.2.2 对于反坎或女儿墙高度低于或等于0.45m的，反坎顶面或女儿墙顶面栏杆（包括栏板）有如下类型：

以上各类型的栏板、栏板中A型、B型、C型、D型均为实体型玻璃栏板，从该规范的第6.6.3强制性条文及其条文解释可知，其中：

2.2.2.1 A型玻璃栏板的玻璃直接落地，反坎或女儿墙顶面玻璃内侧的进出位宽度小于0.22m，不属于可踏部位；

2.2.2.2 B型玻璃栏板的玻璃直接落地，反坎或女儿墙顶面玻璃内侧的进出位宽度大于或等于0.22m，属于可踏部位；

2.2.2.3 C型玻璃栏板的玻璃底部透空，但透空较小，脚难以插进，玻璃栏板反坎或女儿墙顶面玻璃内侧的进出位宽度小于0.22m，不属于可踏部位；

2.2.2.4 D型玻璃栏板的玻璃底部透空，透空高度较大，脚可以较容易插入，玻璃栏板反坎或女儿墙顶面玻璃内侧的进出位宽度大于或等于0.22m，属于可踏部位；

2.2.2.5 透空栏杆底部的反坎顶面或女儿墙顶面宽度大于或等于0.22m，属于可踏部位。

从规范条文可知，栏板（栏杆）底部或内侧属于可踏部位的，其高度从可踏部位起算；栏板（栏杆）底部或内侧属于不可踏部位的，其高度从楼地面起算。

2.2 《建筑用玻璃与金属护栏》JG/T342-2012的A.1.1条的可踏面定义为，可踏面应符合《民用建筑设计通则》GB50352的规定，对于反坎或女儿墙高度低于或等于0.45m的，扶手内侧平台宽度大于65mm时（即扶手内侧边缘的向下垂直投影线至平台内侧的距离），其平台应视为可踏面。此条比《民用建筑设计通则》GB50352的规定增加了必要的内容。

2.3 《住宅设计规范》GB50096-2011的5.6.3条：阳台栏板或栏杆净高，六层及六层以下的不应低于1.05m，七层及七层以上的不应低于1.10m。该条文采用了“净高”的表达，可以理解为：不管是垂直于栏板踩踏还是平行于栏板踩踏，阳台反坎只要人的脚能踩踏上去，就按可踏部位考虑。

在深圳地区的玻璃栏板，不管是居住建筑，还是公共建筑，建筑工程质量监督检查站一般都是按照住宅栏板的“净高”概念进行验收的。

应注意，《中小学建筑设计规范》GB50099-2011的8.1.6强制性条文抄摘“上人屋面、外廊、楼梯、平台、阳台等临空部位必须设防护栏杆，高度不应低于1.10m。另外，《托儿所、幼儿园建筑设计规范》JGJ39-87的第8.7.4条规定：阳台屋顶平台的护栏高度不应小于1.20m。因中小学、托儿所、幼儿园的人体高度相对低小，会直接撞击到玻璃，因而玻璃栏板不应用于中小学、托儿所、幼儿园等场所。

3 栏板顶部的高度计算

在玻璃栏板施工图设计中，玻璃栏板的高度如何确定，成了建筑师、幕墙设计师及审图人员不容易搞清楚的问题。如何判定玻璃栏板的高度是否符合规范要求？下面举一个例子：某商业中心离地约30m高的可上人屋面临空位置的玻璃栏板，原设计玻璃栏板图如下：

该处栏板位置现分析如下：

3.1 可踏部位的判断：该栏板底部玻璃内侧的进出位宽度小于0.22m，不属于可踏部位；

3.2 《建筑用金属与玻璃护栏》JG/T342-2012的第3.4条的玻璃栏板高度的定义为：扶手上表面至立柱底部或底座中心位置的垂直距离。

则该玻璃栏板的扶手顶面至屋顶地面的垂直距离为250+860=1110mm，该栏板高度符合《民用建筑设计通则》GB50352-2005的规定。

但在深圳地区的玻璃栏板，不管是居住建筑，还是公共建筑，建筑工程质量监督检查站一般都是参照住宅栏板的“净高”的概念进行验收的，不管是垂直于栏板踩踏还是平行于栏板踩踏，阳台反坎只要人的脚能踩踏上去，就按可踏部位考虑。对原设计的玻璃栏板进行修改，把扶手的顶面高度调整，如修改后的玻璃栏板图。

4 《建筑玻璃应用技术规程》的执行

《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2015的条文部分抄摘内容：第7.2.6条，室外栏板玻璃应符合第7.2.5条的规定。

第7.2.5之1条内容抄摘如下：栏板设有立柱和扶手，栏板玻璃作为镶嵌面板安装在护栏系统中，栏板玻璃应使用符合本规程表7.1.1-1规定的夹胶玻璃。

第7.2.5之2条内容抄摘如下：玻璃栏板固定在结构上且直接承受人体荷载的护栏系统，其栏板玻璃应符合如下规定：

4.1 当栏板玻璃最低点离一侧楼地面高度不大于5m时，应使用公称公度不小于16.76mm钢化夹胶玻璃。

4.2 当栏板玻璃最低点离一侧楼地面高度大于5m时，不得使用此类护栏系统。

从第7.2.5条及其条文解释可知，上述的人体荷载是指直接作用在栏板玻璃上的人体背靠、俯靠和手的推、拉等荷载。直接承受人体荷载的护栏系统，一般应理解为没有设置立柱和扶手，只有玻璃的栏板系统。

在广东省个别沿海城市，施工图第三方强制性审查单位把住宅阳台的带立柱、扶手的玻璃栏板也作了严格的限制，其认为住宅属于少年儿童的活动场所，少年儿童个子不高，可以直接冲击玻璃，在栏板玻璃最低点离一侧楼地面高度大于5m时，不得使用直接承受人体荷载的护栏系统，即不得使用没有设置立柱、扶手的玻璃栏板，也不能使用有设置立柱、扶手的玻璃栏板，除非设置竖向杆件，且间距不大于0.11m。

有少年儿童活动的住宅，文化娱乐建筑、商业服务建筑、体育建筑、园林景观等允许少年儿童进入活动的场所，也有少年儿童活动，过度严格的审查会严重制约建筑的发展，在深圳地区，并没有像上述的个别城市那么严格限制玻璃栏板的使用，深圳地区的建筑师非常喜欢采用玻璃栏板作为外围护结构。在施工图强制性审查中，在有少年儿童活动的场所（托儿所、幼儿园、中小学及少年儿童专用场所除外），一侧楼地面高度大于5m时的玻璃栏板，应按规范规定设置立柱及扶手，一般要求按照可以承受人体荷载的玻璃配置执行，即要求使用公称厚度不小于16.76mm钢化夹胶玻璃。当玻璃厚度小于以上要求时，则宜增加防人体撞击的验算，撞击荷载可参照《上海市建筑幕墙工程技术规范》 DGJ08-56-2012的4.3.5条规定执行，冲击力标准取1.2kN，冲击系数取1.5，荷载分项系数取1.4，冲击荷载垂直作用在玻璃板块的正中间。参照《建筑用玻璃与金属护栏》JG/T342-2012的6.3.3条软重物0.45kN和硬重物1.04kN撞击要求，考虑少年儿童的撞击力较成年人小，且人体介于软物和硬物之间，其冲击力标准值可适当折减，建议取0.60kN。

5 后埋件问题

栏板立柱一般为悬臂构件，即悬挑于根部预埋件或后埋件上，一般情况下，预埋件的设计不会有较大的问题。由于临空反坎的高度和厚度一般尺寸较小，混凝土浇注质量也难有保障，后埋件的设计较容易出现问题。现罗列如下：

5.1 混凝土强度未能达到规范的要求。《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013的3.1.3条：后锚固的基材混凝土强度不应低于C20。

5.2 后埋件采用位移控制式膨胀锚栓，该类膨胀螺栓利用扳手旋拧，膨胀锚螺的芯杆向外拔，芯杆四周的铁皮胀开与混凝土孔摩擦从而达到受力的要求。《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013的表4.1.1-2中：位移控制式锚栓不适用于承受拉力的状况。玻璃栏板立柱根部承受弯矩，弯矩对锚栓产生拉力，因而玻璃栏板立柱后埋件不适用位移控制式膨胀锚栓。

5.3 后埋件受力模型不成立。栏板立柱一般为悬臂构件，即立柱的根部应为固接，对立柱根部的锚固要求较高。举如下例子：

上述例子中，栏板外侧和内侧的位于进出位的同一直线上，是典型的铰接支座，而栏板立柱为悬臂构件，要求支座为固接支座，力学计算模型不成立。

5.4 反坎厚度过小，后埋件设计不合理，也难以满足受力要求。

举如下例子：

上述例子中，假设锚栓直径为10mm，锚固深度为80mm，存在问题有：

5.4.1 锚栓过于靠外侧和内侧，此类锚栓一般使用冲击钻钻孔，冲击力较大，容易使混凝土崩掉。

5.4.2 锚栓过于靠外侧和内侧，钻孔的位置一般有钢筋，不能钻孔，锚栓无法锚固。

5.4.3 锚栓过于靠外侧和内侧，锚栓承受拉力和剪力，不符合《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013的4.3.6之1条、之2条的锚栓至结构边距的规定：小于10he或60d，其中he为锚栓有效锚固深度，d为锚杆的公称直径。

现对以上锚固做法进行修改，修改后做法如下：

6 其他细部连接问题

玻璃栏板的一些细部，如处理不好，容易成为破坏的诱导因素。举如右边的例子。

以上例子中，其细节存在问题如下：

玻璃为夹胶钢化玻璃，基顶边没有保护，在室外环境，时间长了，玻璃夹胶层容易开胶开裂。

此类点驳接头不能转动，对安装精度要求较高，在加工或安装中如有误差，强行安装，容易产生初始缺陷，进而容易导致破坏。且驳接头与玻璃前后面间的间隙较小，难以满足玻璃平面外变形的要求。

建议改进：

6.1 在玻璃顶边采用铝合金或不锈钢U槽护边；

6.2 采用可转动的点式驳接头连接玻璃；

6.3 取消点驳接连接方式，采用对边入槽或四边入槽的方式固定玻璃。

图1 铸铁软封旋启式止回阀

图2 铸铁橡胶瓣旋启式止回阀

7 小结

玻璃栏板的设计，牵涉到较多的规范，要考虑建筑、机械、结构、力学计算等诸多方面的因素，其根本的出发点就是安全。

本文从玻璃栏板施工图强制性审查及咨询的角度，提出相关问题，指出适用规范的相关条文，应考虑的相关因素及构造措施，确保玻璃栏板的安全。

（作者为：

中国建筑装饰协会幕墙专家

深圳市土木协会幕墙专家

深圳市幕墙施工图审查专家）

目前，国内外传统软密封旋启式止回阀的结构型式主要有图示的两种，如图1、图2所示。采用的设计标准有GB/T 13932-1992(通用阀门 铁制旋启式止回阀)、EN 12334-2001(工业阀门-铸铁止回阀)、EN 1074-3：2000(供水阀门 适用性要求及验证试验)。上述两种结构的旋启式止回阀被广泛应用在蓄水池进出口旁通管、高层建筑及消防领域的给排水系统，用作防止介质水的倒流。尽管此类软封止回阀使用的如此广泛，但各阀门生产厂家执行的设计标准不尽相同，国标和城镇建设行业标准一直没有与之对应的具有指导意义的最新标准，大多沿用和参考1992年版的GB/T13932。出口欧盟等国家的则参照执行EN 12334居多。每个生产厂家的出厂检验标准执行的都是GB/ T13927(国内)和EN 12266-1/2（出口）试验标准，做的试验项目皆为标准要求的壳体试强度试验和高压密封试验。随着时代的发展和客户维权意识的不断提高，客户对软封止回阀不仅要求有高的壳体强度以承受水锤带来的冲击和很好的高压密封性能，还要求生产制造的软封止回阀在低压状况下具有较好的密封能力。

众所周知，对于止回阀而言，高压力下容易实现密封，若阀瓣强度满足的话，压力越高，则密封效果越好，但低压状况下的密封就不易做到A级渗漏了。还有一个纠结的问题是低压密封的压力究竟为多少，很多制造商莫衷一是，确定的密封压力也是各不相同，无法给客户一个有标准出处的合理的数据。

其实，在这一方面，欧盟标准已经对上述问题进行了标准的规范，标准可谓非常到位并贴近实际。只是许多国内生产制造商没有很好地参照和借鉴，在此与大家共享。

EN 1074-3：2000虽是供水用阀门标准，属于“适用性要求及验证试验“共计六个标准的第三部分，第一部分为一般要求，也是其余5部分如隔断阀、止回阀、水控阀等共性通用要求。在EN 1074-3中的5.2.2.2条款规定了供水用止回阀的低压差下阀座密封性按照EN 1074-1中的5.2.2.2规定，而EN 1074-1中的5.2.2.2中规定止回阀的低压差密封压力应在0.5Bar下，试验要求等同5.2.2.1条款的高压差下的阀座密封。可以看出供水用软密封止回阀，在欧盟标准中规定的低压差阀座密封就

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