【BCW】幕墙埋件设计
幕墙承载结构体系与建筑主体结构的连接，通常都是通过预埋件或后加锚固件来实现的。幕墙除了承受自重荷载外，还要承受风力、地震等荷载的影响，因此预埋件与建筑主体结构的连接是否可靠耐久，直接关系到幕墙的结构安全与使用寿命。
一、预埋件的分类
预埋件是预先安置(埋藏)在结构内的构件.即在结构浇注时留设在结构中的由钢板和锚固筋的构件。
1 普通爪式埋件
锚筋,锚板通过焊接而成锚筋可制成直形,弯形,弯钩型。
2 埋板带预留槽式埋件
此种埋件在普通爪式预埋件基础上增加了预留槽，连接起来非常方便，及时在埋件位置误差较大的情况下，也可像普通埋件一样焊接处理，灵活性较大。
3 爪形埋件
(A～F为几种常见类型，如图所示)。
4 槽型埋件
金属槽可由钢板折弯,铸件,锻件制成。锚筋与金属槽可制成一体,或焊接而成。这种形式的预埋件具有体积小施工方便的优点，目前已经国产化，且已形成系列。施工中常用到槽型埋件长度为300mm，锚筋长度为100mm或60mm。
二、槽型预埋件优点
1. 生产加工角度
槽型预埋件加工工艺简单，质量检验方便，一般加工一个槽型预埋件的功效是加工一个平板预埋件功效的3倍。
2. 经济性角度
槽型预埋件价格便宜，节省工程造价。一个槽式埋件的重量约为2公斤左右，外加两个T型螺栓，一套槽型埋件的价格大概为25元左右。而一个平板埋件的重量大约为6公斤左右，价格约为60元左右，槽型埋件的价格约为平板埋件的一半以上。
3. 施工的难易角度
槽型埋件体积小，施工非常方便。槽型预埋件的锚筋只有一排，而且槽型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，施工周期短，大大提高施工进度。而平板预埋件所占的体积大，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，由于槽型预埋件的体积小，当主体结构为一较薄的板式结构时，只能采用槽型预埋件而不能采用平板式预埋件。
4. 幕墙龙骨的安装角度
槽型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。槽型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，转接件与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，安装十分方便。如图所示。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，一方面给现场施工增加了难度，另一方面也增大了发生火灾的可能性。
三、槽型预埋件缺点
槽型预埋件与平板预埋件相比，最为明显的缺点就是槽型预埋件的承载能力要比平板预埋件小很多，槽型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，抗剪承载力设计值为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、后置埋件
后置埋件即平板埋件，通过机械螺栓、化学锚栓或穿透螺栓（双头螺柱）以及焊接封闭钢板等方式实现埋件的固定。
1 后置埋件的几种施工方法
①机械螺栓固定
②化学锚栓固定
③穿透螺栓（双头螺柱）固定
④包箍钢板焊接（通常用于柱或梁）
⑤后补砼结构埋设预埋件
⑥以上几种形式的复合形式
2 埋件的埋设方式
埋件按其在主体结构上的位置划分，可分为上埋式、侧埋式和下埋式，其中下埋式受力较为不利，应谨慎使用。
后置埋件只能通过机械螺栓和化学锚栓和主体结构进行连接。由于后置埋件的安装质量受现场施工的条件和人员的影响非常大，不容易控制，经常达不到设计指标，尤其是国家已明文规定受拉部位不允许使用膨胀螺栓。所以应尽量采用预埋件，在预埋件漏埋、严重偏位才可采用后置埋件作为预埋件的补充。
五、埋件设计
1 埋件与主体的连接强度直接决定了整个幕墙的安全，必须严格控制。
在埋件设计时应注意以下几点：
(1).预埋式埋件锚筋与埋板的尺寸和位置在设计时应严格依据《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ102-2003)及《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）进行设计。
(2).注意锚筋的长度不要超过结构尺寸（如梁厚度），避免锚筋露出结构外。
(3). 爪形埋件中A、B两型锚筋宜采用螺纹钢。C、D型的锚筋在设计时应考虑锚筋间的干涉及锚筋在安装时与结构配筋之间的干涉问题。E、F型埋件适合于需要进行防雷的部位。
(4).埋板的大小在设计时应考虑幕墙的结构形式的需要。
2 重视埋件的技术要求
（1）预埋件技术要求是建设方必须重视的幕墙专项设计内容，根据其受力情况（拉、剪、弯）计算确定锚板规格、锚筋直径、长度以及焊缝厚度等，其中锚板的最小厚度和锚筋的间距，锚筋到锚板边缘距离，预埋件其承载力以及连接件与主体结构的锚固承载力必须通过计算或实物试验予以确认，符合规范要求，但是建设方常常对埋件专项设计不够重视，甚至忽略规范要求，草草的安排土建施工预埋，这种缺乏科学的设计以及盲目预埋，既造成大量预埋件报费，又增加了幕墙安全隐患。
（2）后置埋件技术要求除考虑各类螺栓本身性能差异外，还要考虑基材性状、锚固连接的受力性质、被连接结构的类型、无抗震设防要求等因素。膨胀型螺栓、扩孔型螺栓不得用于受拉和边缘受剪（边距C＜10hcf锚件有效锚固深度），拉剪复合受力的结构构件及生命线工程的非结构构件的后锚连接。化学植筋及螺杆，在满足锚固深度的化学植筋和螺杆可应用于抗震设防烈度不大于8级的受拉、边缘受剪、拉剪复合受力的结构构件和非结构构件的后锚固连接等待。
3 埋件的构造规定
《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003关于预埋件设计较旧规范在适应幕墙行业荷载较小等特点方面有一定改进，如取消了锚板厚度与锚筋中心距之比≥1/8的规定；以及受拉锚筋长度降低到≥15d等。这些还是不能满足在较小截面混凝土构件上设置埋件的需要，工程上经常要面对监理按规范检查锚筋长度不符合规范规定的尴尬。据了解，幕墙行业至今还没有发生过因埋件抗力不够而导致幕墙损坏事故，这说明现行埋件是安全的，同时也在某种程度上反映埋件是保守的，尚有继续改进的空间。
3.1 锚筋截面积
新规范对锚筋最小截面积进行了规定，提供了锚筋最小截面积计算公式。由于作用于一般幕墙埋设件上的荷载较小，按构造确定的锚筋截面积均能满足规范要求，故在一般情况下，无须进行锚筋截面积验算。
3.2 埋件的材质
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）9.7.1条规定：
受力预埋件的锚板宜采用Q235 、Q345 级钢，锚板厚度应根据受力情况计算确定，且不宜小于锚筋直径的60% ；受拉和受弯预埋件的锚板厚度尚宜大于b/8, b 为锚筋的间距。
受力预埋件的锚筋应采用HRB400 或HPB300 钢筋，不应采用冷加工钢筋。
直锚筋与锚板应采用T形焊接。当锚筋直径不大于20mm时宜采用压力埋弧焊；当锚筋直径大于20mm 时宜采用穿孔塞焊。当采用手工焊时，焊缝高度不宜小于6mm，且对300MPa级钢筋不宜小于0. 5d ，对其他钢筋不宜小于0. 6d, d 为锚筋的直径。
《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013.5.1.4条规定：
锚板厚度应按现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017进行设计,且不宜小于锚栓直径的0.6倍；受拉和受弯锚板的厚度尚宜大于锚栓间距的1/8；外围锚栓孔至锚板边缘的距离不应小于2倍锚栓孔直径和20mm。
《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003附录C规定：
C.0.2 预埋件的锚板宜采用Q235 级钢。锚筋应采用HPB235、HRB335或HRB40级热轧钢筋，严禁采用冷加工钢筋。
C.0.3 预埋件的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8mm ，且不宜大于25mm 。受剪预埋件的直锚筋可采用2根。预埋件的锚筋应放置在构件的外排主筋的内侧。
C.0.4 直锚筋与锚板应采用T型焊。当锚筋直径不大于20mm时，宜采用压力埋弧焊;当锚筋直径大于20mm时，宜采用穿孔塞焊。当采用手工焊时，焊缝高度不宜小于6mm及0.5d(HPB235级钢筋)或0 .6d(HRB335或HRB400级钢筋)，d为锚筋直径。
C.0.6 受剪和受压直锚筋的锚固长度不应小于巧倍锚固钢筋直径。除受压直锚筋外，当采用HPB235级钢筋时，钢筋末端应作180°弯钩，弯钩平直段长度不应小于3倍的锚筋直径。
C.0.7 锚板厚度应根据其受力情况按计算确定，且宜大于锚筋直径的0.6倍。锚筋中心至锚板边缘的距离。不应小于锚筋直径的2倍和20mm的较大值。
对受拉和受弯预埋件，其钢筋 的 间 距 b、b1和锚筋至构件边缘的距离。c、c1均不应小于锚筋直径的3倍和45mm的较大值。
对受 剪 预 埋 件，其锚筋的间距 b、b1均不应大于30mm，且b1不应小于锚筋直径的6倍及70mm的较大值；锚筋至构件边缘的距离c1不应小于锚筋直径的6倍及70mm的较大值，锚筋的间距b锚筋至构件边缘的距离c均不应小于锚筋直径的3倍和45mm的较大值。
六、总结
埋件虽然占幕墙投资的比例不大，但作用至关重要，它是幕墙构件存在的根基，是与主体结构连接的桥梁，是工程安全的关键，它在整个幕墙工程环节中节点性很强，由于#缺少经验#、#设计滞后#、#审核不力#等各种原因，常常会出现幕墙招标滞后于主体施工招标的现象，以致于土建已经开工，幕墙设计还不明确，错过了预埋件与主体结构同步施工的关键节点，仓促委托土建按建筑设计的粗略幕墙分格预埋，又出现了埋件位置偏差过大，浪费严重的现象。有的主体已经封顶，幕墙施工才刚开始，不得不全部采用后置埋件，既成倍的增加工程造价，又出现了结构破坏、质量不稳等系列问题。