【摘 要】 建筑幕墙的埋件分为预埋件和后补埋件两种，而预埋件通常又分为平板预埋件和槽式预埋件。对于槽式预埋件，我们是从上个世纪80年代随着建筑幕墙在我国飞速发展后才渐渐使用的，因此我们对它的掌握程度相对要少一些。本文就槽式预埋件组成、优缺点、埋设方式、受力状态及计算实例等方面，做一个粗浅的陈述。
【关键词】 玻璃幕墙 槽式预埋件 平板预埋件
一、前言
建筑幕墙的埋件分为预埋件和后补埋件两种，而预埋件通常又分为平板预埋件和槽式预埋件。平板预埋件在我国的建筑史上已经应用了很多年，无论从生产工艺方面还是从受力分析方面都有着相当成熟的经验。关于平板埋件的书籍和国家标准也很多，然而，对于槽式预埋件，我们 是从上个世纪80年代随着建筑幕墙在我国飞速发展后才渐渐使用的，因此我们对它的掌握程度相对要少一些，到目前为止，国家还没有出台针对于槽式预埋件的国家标准。本文就槽式预埋件组成、优缺点、埋设方 式、受力状态及计算实例等方面，做一个粗浅的陈述，希望能给从事幕墙设计的同仁们提供一些参考。
二、槽式预埋件的组成
槽式预埋件是由特殊形状的槽钢和锚筋（词条“锚筋”由行业大百科提供）两部分组成，锚筋通过焊接或铆接的形式同槽钢连接。
我们幕墙施工常用到的槽式预埋件的长度为300mm，锚筋长度为 100mm或60mm。槽式预埋件的抗拉承载力一般为100KN左右，抗剪承 载力为70KN左右，为了施工的安全性考虑，我们取3倍的安全系数， 即抗拉承载力的设计值为32KN，抗剪承载力设计值为23KN。
三、槽式预埋件与平板式预埋件的优缺点对比
槽式预埋件为近些年来幕墙施工中大量采用的一种埋件形式，由于其与平板式预埋件相比有较多的优点，因此，槽式预埋件在幕墙中的使用量有逐年增多的趋势。下面就槽式预埋件的优缺点进行一下说明。
(一)槽式预埋件与平板预埋件相比的优点
(1)、从生产加工角度比较
槽式预埋件的加工工艺简单，质量检验方便。加工一个槽式预埋件共分四道工序，具体如下①槽钢下料，②锚筋下料，③铆接(或焊接)锚筋④表面防腐处理，加工一个这样的槽式预埋件大概用时5 分钟左右。而加工平板式预埋件的工序与槽式预埋件的工序相同，但是每道工序的用时都要比槽式预埋件长，平均加工一个平板式预埋件大概用时20分钟左右，因此槽式预埋件的加工效率要比平板预埋件高3倍左右。
(2)、 从经济性角度比较
槽式预埋件价格便宜，节省工程造价。一个槽式预埋件的重量大概是2公斤左右，外加两个T型螺栓（词条“螺栓”由行业大百科提供），一套槽式预埋件的价格大概为25元左右。而一个平板预埋件的重量大概为6公斤左右，一个平板 预埋件的价格大概为60元左右，因此槽式预埋件的价格要比平板预 埋件的价格节省1/2以上。
(3)、 从施工的难易角度比较
槽式预埋件体积小，施工非常方便。槽式预埋件的锚筋只有一排，槽式预埋件的槽钢体积较小，不容易与主体结构的钢筋发生干涉，施工周期较短，能大大提高施工进度。而平预埋件所站的体积大，锚筋一般为两排两列布置，非常容易与主体结构的主筋发生干涉，由于施工工人不是非常清楚主筋的重要性，偶尔会为了埋设平板预埋件而把主体结构的主筋锯断，这样就会对建筑埋下安全隐患。另外，由于槽式预埋件的体积小，当主体结构为一较薄的板式结构 时，只能采用槽式预埋件而不能采用平板预埋件。
(4)、 从是否方便幕墙龙骨的安装角度比较
槽式预埋件与幕墙龙骨的转接件采用T型螺栓连接，现场不需要焊接，安装非常方便。槽式预埋件是通过在其槽口内能够自由水平滑动的T型螺栓与幕墙龙骨转接件相连接，与T型螺栓连接的幕墙转接件在竖直方向上开长圆孔，幕墙转接件与幕墙龙骨连接的位置开垂直于幕墙面方向的长圆孔，这样就实现了幕墙龙骨安装的三维调整，安装非常方便，如下图二所示。平板预埋件也能实现三维调整，但是调整完之后需要焊接来固定，一方面为现场施工增大了难度，另一方面也增大了发生火灾的可能性。
(二)槽式预埋件与平板预埋件相比的缺点
槽式预埋件与平板预埋件相比，最为明显的缺点就是槽式预埋件的承载能力要比平板预埋件小很多，我们在上文已经提到，槽式预埋件的抗拉承载力设计值为32KN，抗剪承载力设计值为23KN，而平板预埋件的抗拉承载力设计值为140KN，抗剪承载力为55KN左右。因此当幕墙的跨度较大时或者幕墙面离结构面较远时，槽式预埋件就不合适了，只能选择平板预埋件。
四、槽式预埋件的埋设形式
槽式预埋件的埋设形式大体上可分为两种，一种为主体立面放置， 另一种为主体楼面放置，下面对这两种形式分别给予介绍。
(一)、 主体立面放置
主体立面放置，即槽式预埋件埋设在主体结构的立面上，这种埋设方式是幕墙中最常见的一种埋设方式。其特点 是施工方便，适应性强，受力合理。几乎适用于所有的框架式幕墙的施工。但是当幕墙的放尺尺寸较小时，这种埋设 方式就不适用了。具体的埋设形式如图三所示。
( 二)、 主体楼面放置
主体楼面放置，即槽式预埋件埋设在楼板上，这种埋设方式在单元式幕墙（词条“单元式幕墙”由行业大百科提供）中非常常见，因为埋件埋设在楼板上，在进行单元幕墙（词条“单元幕墙”由行业大百科提供）的施工调整时非常方便。另外，当幕墙的放尺尺寸较小时，也只能采用这种埋设方式。具体埋设形式如图四所示。
五.槽式预埋件的受力状态
由于槽式预埋件的埋设方式通常为以上两种形式，那么它的受力状态也通常分为两种形式，下面就这两种形式分别给予介绍。
(一)、 主体立面放置槽式预埋件的受力状态
主体立面放置的槽式预埋件其承载力应满足下式要求：
抗拉承载力应满足式(1)的要求
F=T+G*B/A≤[f]------------------------(1)
式中
F——槽式预埋件实际所承受的拉力设计值，KN;
T——幕墙传递给槽式预埋件的拉力设计值，KN;
G——幕墙的重力荷载设计值，KN;
A——槽式预埋件中心到幕墙转接件边缘的距离，m;
B——幕墙重力作用点到结构面的距离，m;
[f]——槽式预埋件的抗拉强度许用值，KN。
抗剪承载力应满足式(2)的要求
V=G≤[V]-----------------------------(2)
式中
V——槽式预埋件实际所承受的剪力设计值，KN;
G——幕墙的重力荷载设计值，KN;
[V]——槽式预埋件的抗剪强度许用值，KN。
槽式预埋件的受力状态图，如图五所示。
(二)、 主体楼面放置槽式预埋件的受力状态
主体楼面放置的槽式预埋件其承载 力应满足下式要求：
抗拉承载力应满足式(3)的要求
F=G*(C-D)/D≤[f]---------------------------------(3)
式中
F——槽式预埋件实际所承受的拉力设计值，KN;
G——幕墙的重力荷载设计值，KN;
C——幕墙重力作用点到槽式预埋件中心的距离，m;
D——槽式预埋件中心到楼板边缘的距离，m;
[f]——槽式预埋件的抗拉强度许用值，KN。
抗剪承载力应满足式(4)的要求
V=T≤[V]---------------- -------------(4)
式中
V——槽式预埋件实际所承受的剪力设计值，KN;
T——幕墙传递给槽式预埋件的剪力设计值，KN;
[V]——槽式预埋件的抗剪强度许用值，KN。
槽式预埋件的受力状态图，如图六所示。
六、槽式预埋件的计算实例
【例题一】位于北京市朝阳区八里庄附近某一玻璃幕墙工程，本工程的最不利标高为100米，层间高度为H=3.6米，分格宽度为B=1.2 米，玻璃采用6+12A+6mm双钢化中空玻璃。幕墙所在地区的地面粗糙度为C类，风荷载按照50年一遇考虑。此工程采用槽式预埋件，埋件的布置形式及相关尺寸见图七所示，请验算本工程采用槽式预埋件是否安全?
【解】根据已知条件，再根据《建筑结构荷载规范》、《建筑抗震设计规范》及《玻璃幕墙工程技术规范》结合本文(1)及(2)的公司，具体计算如下：
F=T+G*B/A≤[f]-----(1) V=G≤[V]--------(2)
式中
F——槽式预埋件实际所承受的拉力设计值，KN;
T——幕墙传递给槽式预埋件的拉力设计值，KN;
T=(W+EQ)*B*H
=(1.4x2.448+1.3x0.5x0.27)x1.2x3.6=15.56KN
G——幕墙的重力荷载设计值，KN;G=1.6KN
A——槽式预埋件中心到幕墙转接件边缘的距离，m;
A=60mm=0.06m
B——幕墙重力作用点到结构面的距离，m;
B=100mm=0.1m
[f]——槽式预埋件的抗拉强度许用值，KN;
[f]=32KN
[V]——槽式预埋件的抗剪强度许用值，KN。
[V]=23KN
把上面的数据带入公式(1)得：
F=T+G*B/A=15.56+1.6x0.1/0.06=18.23KN≤[f]=32KN，因此抗拉承载力满足要求!
把上面的数据带入公式(2)得： V=G=1.6≤[V]=23KN，因此抗剪承载力满足要求!
综上所述，本工程采用槽式预埋件主体立面放置是安全的!
【例题二】本例题的荷载条件【例题一】相同，所不同的是，槽式预埋件主体楼面放置，埋件的布置形式及相关尺寸见图八所示，请验算本工程采用槽式预埋件是否安全?
【解】根据已知条件，再根据《建筑结构荷载规范》、《建筑抗震设计规范》及《玻璃幕墙工程技术规范》结合本文(3)及(4)的公司，具体计算如下：
F=G*(C-D)/D≤[f]-----(3) V=T≤[V]--------(4)
式中
F——槽式预埋件实际所承受的拉力设计值，KN;
T——幕墙传递给槽式预埋件的剪力设计值，KN;
T=15.56KN
G——幕墙的重力荷载设计值，KN;G=1.6KN
C——幕墙重力作用点到槽式预埋件中心的距离，m;
C=210mm=0.21m
D——槽式预埋件中心到楼板边缘的距离，m;
D=140mm=0.14m
[f]——槽式预埋件的抗拉强度许用值，KN;
[f]=32KN
[V]——槽式预埋件的抗剪强度许用值，KN。
[V]=23KN
把上面的数据带入公式(3)得：
F=G*(C-D)/D≤[f]=1.6x(0.21-0.14)/0.14=0.8KN≤[f]=32KN， 因此抗拉承载力满足要求!
把上面的数据带入公式(4)得：
V=T=15.56≤[V]=23KN，因此抗剪承载力满足要求!
综上所述，本工程采用槽式预埋件主体楼面放置是安全的!
比较【例题一】和【例题二】可以得出这样的结论，当埋件主体立面放置时，埋件所承受的拉力较大，剪力较小;当埋件主体楼面放置时，埋件所承受的剪力较大，拉力较小。
七、结束语
本文以上内容介绍了槽式预埋件组成、优缺点、埋设方式、受力状态及计算实例。通过此篇文章的介绍，希望能为幕墙设计人员在今后选择槽式预埋件时提供一些设计思路和借鉴作用。
主要参考资料
[1]《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003
[2]《建筑结构荷载设计规范》GB 50009-2001
[3]《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001
