【摘 要】 建筑幕墻的埋件分為預埋件和后補埋件兩種，而預埋件通常又分為平板預埋件和槽式預埋件。對于槽式預埋件，我們是從上個世紀80年代隨著建筑幕墻在我國飛速發展后才漸漸使用的，因此我們對它的掌握程度相對要少一些。本文就槽式預埋件組成、優缺點、埋設方式、受力狀態及計算實例等方面，做一個粗淺的陳述。
【關鍵詞】 玻璃幕墻 槽式預埋件 平板預埋件
一、前言
建筑幕墻的埋件分為預埋件和后補埋件兩種，而預埋件通常又分為平板預埋件和槽式預埋件。平板預埋件在我國的建筑史上已經應用了很多年，無論從生產工藝方面還是從受力分析方面都有著相當成熟的經驗。關于平板埋件的書籍和國家標準也很多，然而，對于槽式預埋件，我們 是從上個世紀80年代隨著建筑幕墻在我國飛速發展后才漸漸使用的，因此我們對它的掌握程度相對要少一些，到目前為止，國家還沒有出臺針對于槽式預埋件的國家標準。本文就槽式預埋件組成、優缺點、埋設方 式、受力狀態及計算實例等方面，做一個粗淺的陳述，希望能給從事幕墻設計的同仁們提供一些參考。
二、槽式預埋件的組成
槽式預埋件是由特殊形狀的槽鋼和錨筋（詞條“錨筋”由行業大百科提供）兩部分組成，錨筋通過焊接或鉚接的形式同槽鋼連接。
我們幕墻施工常用到的槽式預埋件的長度為300mm，錨筋長度為 100mm或60mm。槽式預埋件的抗拉承載力一般為100KN左右，抗剪承 載力為70KN左右，為了施工的安全性考慮，我們取3倍的安全系數， 即抗拉承載力的設計值為32KN，抗剪承載力設計值為23KN。
三、槽式預埋件與平板式預埋件的優缺點對比
槽式預埋件為近些年來幕墻施工中大量采用的一種埋件形式，由于其與平板式預埋件相比有較多的優點，因此，槽式預埋件在幕墻中的使用量有逐年增多的趨勢。下面就槽式預埋件的優缺點進行一下說明。
(一)槽式預埋件與平板預埋件相比的優點
(1)、從生產加工角度比較
槽式預埋件的加工工藝簡單，質量檢驗方便。加工一個槽式預埋件共分四道工序，具體如下①槽鋼下料，②錨筋下料，③鉚接(或焊接)錨筋④表面防腐處理，加工一個這樣的槽式預埋件大概用時5 分鐘左右。而加工平板式預埋件的工序與槽式預埋件的工序相同，但是每道工序的用時都要比槽式預埋件長，平均加工一個平板式預埋件大概用時20分鐘左右，因此槽式預埋件的加工效率要比平板預埋件高3倍左右。
(2)、 從經濟性角度比較
槽式預埋件價格便宜，節省工程造價。一個槽式預埋件的重量大概是2公斤左右，外加兩個T型螺栓（詞條“螺栓”由行業大百科提供），一套槽式預埋件的價格大概為25元左右。而一個平板預埋件的重量大概為6公斤左右，一個平板 預埋件的價格大概為60元左右，因此槽式預埋件的價格要比平板預 埋件的價格節省1/2以上。
(3)、 從施工的難易角度比較
槽式預埋件體積小，施工非常方便。槽式預埋件的錨筋只有一排，槽式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，施工周期較短，能大大提高施工進度。而平預埋件所站的體積大，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，由于施工工人不是非常清楚主筋的重要性，偶爾會為了埋設平板預埋件而把主體結構的主筋鋸斷，這樣就會對建筑埋下安全隱患。另外，由于槽式預埋件的體積小，當主體結構為一較薄的板式結構 時，只能采用槽式預埋件而不能采用平板預埋件。
(4)、 從是否方便幕墻龍骨的安裝角度比較
槽式預埋件與幕墻龍骨的轉接件采用T型螺栓連接，現場不需要焊接，安裝非常方便。槽式預埋件是通過在其槽口內能夠自由水平滑動的T型螺栓與幕墻龍骨轉接件相連接，與T型螺栓連接的幕墻轉接件在豎直方向上開長圓孔，幕墻轉接件與幕墻龍骨連接的位置開垂直于幕墻面方向的長圓孔，這樣就實現了幕墻龍骨安裝的三維調整，安裝非常方便，如下圖二所示。平板預埋件也能實現三維調整，但是調整完之后需要焊接來固定，一方面為現場施工增大了難度，另一方面也增大了發生火災的可能性。
(二)槽式預埋件與平板預埋件相比的缺點
槽式預埋件與平板預埋件相比，最為明顯的缺點就是槽式預埋件的承載能力要比平板預埋件小很多，我們在上文已經提到，槽式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，抗剪承載力為55KN左右。因此當幕墻的跨度較大時或者幕墻面離結構面較遠時，槽式預埋件就不合適了，只能選擇平板預埋件。
四、槽式預埋件的埋設形式
槽式預埋件的埋設形式大體上可分為兩種，一種為主體立面放置， 另一種為主體樓面放置，下面對這兩種形式分別給予介紹。
(一)、 主體立面放置
主體立面放置，即槽式預埋件埋設在主體結構的立面上，這種埋設方式是幕墻中最常見的一種埋設方式。其特點 是施工方便，適應性強，受力合理。幾乎適用于所有的框架式幕墻的施工。但是當幕墻的放尺尺寸較小時，這種埋設 方式就不適用了。具體的埋設形式如圖三所示。
( 二)、 主體樓面放置
主體樓面放置，即槽式預埋件埋設在樓板上，這種埋設方式在單元式幕墻（詞條“單元式幕墻”由行業大百科提供）中非常常見，因為埋件埋設在樓板上，在進行單元幕墻（詞條“單元幕墻”由行業大百科提供）的施工調整時非常方便。另外，當幕墻的放尺尺寸較小時，也只能采用這種埋設方式。具體埋設形式如圖四所示。
五.槽式預埋件的受力狀態
由于槽式預埋件的埋設方式通常為以上兩種形式，那么它的受力狀態也通常分為兩種形式，下面就這兩種形式分別給予介紹。
(一)、 主體立面放置槽式預埋件的受力狀態
主體立面放置的槽式預埋件其承載力應滿足下式要求：
抗拉承載力應滿足式(1)的要求
F=T+G*B/A≤[f]------------------------(1)
式中
F——槽式預埋件實際所承受的拉力設計值，KN;
T——幕墻傳遞給槽式預埋件的拉力設計值，KN;
G——幕墻的重力荷載設計值，KN;
A——槽式預埋件中心到幕墻轉接件邊緣的距離，m;
B——幕墻重力作用點到結構面的距離，m;
[f]——槽式預埋件的抗拉強度許用值，KN。
抗剪承載力應滿足式(2)的要求
V=G≤[V]-----------------------------(2)
式中
V——槽式預埋件實際所承受的剪力設計值，KN;
G——幕墻的重力荷載設計值，KN;
[V]——槽式預埋件的抗剪強度許用值，KN。
槽式預埋件的受力狀態圖，如圖五所示。
(二)、 主體樓面放置槽式預埋件的受力狀態
主體樓面放置的槽式預埋件其承載 力應滿足下式要求：
抗拉承載力應滿足式(3)的要求
F=G*(C-D)/D≤[f]---------------------------------(3)
式中
F——槽式預埋件實際所承受的拉力設計值，KN;
G——幕墻的重力荷載設計值，KN;
C——幕墻重力作用點到槽式預埋件中心的距離，m;
D——槽式預埋件中心到樓板邊緣的距離，m;
[f]——槽式預埋件的抗拉強度許用值，KN。
抗剪承載力應滿足式(4)的要求
V=T≤[V]---------------- -------------(4)
式中
V——槽式預埋件實際所承受的剪力設計值，KN;
T——幕墻傳遞給槽式預埋件的剪力設計值，KN;
[V]——槽式預埋件的抗剪強度許用值，KN。
槽式預埋件的受力狀態圖，如圖六所示。
六、槽式預埋件的計算實例
【例題一】位于北京市朝陽區八里莊附近某一玻璃幕墻工程，本工程的最不利標高為100米，層間高度為H=3.6米，分格寬度為B=1.2 米，玻璃采用6+12A+6mm雙鋼化中空玻璃。幕墻所在地區的地面粗糙度為C類，風荷載按照50年一遇考慮。此工程采用槽式預埋件，埋件的布置形式及相關尺寸見圖七所示，請驗算本工程采用槽式預埋件是否安全?
【解】根據已知條件，再根據《建筑結構荷載規范》、《建筑抗震設計規范》及《玻璃幕墻工程技術規范》結合本文(1)及(2)的公司，具體計算如下：
F=T+G*B/A≤[f]-----(1) V=G≤[V]--------(2)
式中
F——槽式預埋件實際所承受的拉力設計值，KN;
T——幕墻傳遞給槽式預埋件的拉力設計值，KN;
T=(W+EQ)*B*H
=(1.4x2.448+1.3x0.5x0.27)x1.2x3.6=15.56KN
G——幕墻的重力荷載設計值，KN;G=1.6KN
A——槽式預埋件中心到幕墻轉接件邊緣的距離，m;
A=60mm=0.06m
B——幕墻重力作用點到結構面的距離，m;
B=100mm=0.1m
[f]——槽式預埋件的抗拉強度許用值，KN;
[f]=32KN
[V]——槽式預埋件的抗剪強度許用值，KN。
[V]=23KN
把上面的數據帶入公式(1)得：
F=T+G*B/A=15.56+1.6x0.1/0.06=18.23KN≤[f]=32KN，因此抗拉承載力滿足要求!
把上面的數據帶入公式(2)得： V=G=1.6≤[V]=23KN，因此抗剪承載力滿足要求!
綜上所述，本工程采用槽式預埋件主體立面放置是安全的!
【例題二】本例題的荷載條件【例題一】相同，所不同的是，槽式預埋件主體樓面放置，埋件的布置形式及相關尺寸見圖八所示，請驗算本工程采用槽式預埋件是否安全?
【解】根據已知條件，再根據《建筑結構荷載規范》、《建筑抗震設計規范》及《玻璃幕墻工程技術規范》結合本文(3)及(4)的公司，具體計算如下：
F=G*(C-D)/D≤[f]-----(3) V=T≤[V]--------(4)
式中
F——槽式預埋件實際所承受的拉力設計值，KN;
T——幕墻傳遞給槽式預埋件的剪力設計值，KN;
T=15.56KN
G——幕墻的重力荷載設計值，KN;G=1.6KN
C——幕墻重力作用點到槽式預埋件中心的距離，m;
C=210mm=0.21m
D——槽式預埋件中心到樓板邊緣的距離，m;
D=140mm=0.14m
[f]——槽式預埋件的抗拉強度許用值，KN;
[f]=32KN
[V]——槽式預埋件的抗剪強度許用值，KN。
[V]=23KN
把上面的數據帶入公式(3)得：
F=G*(C-D)/D≤[f]=1.6x(0.21-0.14)/0.14=0.8KN≤[f]=32KN， 因此抗拉承載力滿足要求!
把上面的數據帶入公式(4)得：
V=T=15.56≤[V]=23KN，因此抗剪承載力滿足要求!
綜上所述，本工程采用槽式預埋件主體樓面放置是安全的!
比較【例題一】和【例題二】可以得出這樣的結論，當埋件主體立面放置時，埋件所承受的拉力較大，剪力較小;當埋件主體樓面放置時，埋件所承受的剪力較大，拉力較小。
七、結束語
本文以上內容介紹了槽式預埋件組成、優缺點、埋設方式、受力狀態及計算實例。通過此篇文章的介紹，希望能為幕墻設計人員在今后選擇槽式預埋件時提供一些設計思路和借鑒作用。
主要參考資料
[1]《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ102-2003
[2]《建筑結構荷載設計規范》GB 50009-2001
[3]《建筑抗震設計規范》GB 50011-2001
