根據面板材料的不同，建築幕墻可分為玻璃幕墻、金屬幕墻和石材幕墻三大類。無論是哪種幕墻，承重結構體系與建築主體結構的連接通常是通過預埋件或後期錨固來實現的。幕墻不僅要承受自重荷載，還要承受風、地震等荷載的影響，所以預埋件與建築主體結構的連接是否可靠、耐用，直接關系到幕墻的結構安全和使用壽命。
壹、埋設件的分類和組成
預埋件按其形成時間順序分為預埋件和後預埋件，其中預埋件又分為爪型預埋件和槽型預埋件。
1.1預埋件
預埋件是預先放置(埋設)在結構中的構件，即結構澆註時留在結構中的鋼板和錨筋制成的構件。
1.1.1普通爪型預埋件
錨筋和錨板是焊接的。錨筋可以做成直的、彎曲的和鉤狀的。
1.1.2帶預留槽的預埋板。
這種預埋件在普通爪型預埋件的基礎上，增加了壹個預留槽，連接起來非常方便。即使在預埋件位置誤差較大的情況下，也可以像普通預埋件壹樣進行焊接，靈活性很大。
1.1.3爪形預埋件(A ~ F是常見的幾種，如圖)。
1.1.4嵌入式預埋件
金屬槽可由鋼板彎曲、鑄造和鍛造而成。錨筋和金屬槽可以做成壹個整體，也可以焊接。這種形式的預埋件具有體積小、施工方便等優點，並已國產化，已形成系列。施工中常用的溝槽預埋件長度為300mm，錨筋長度為100mm或60mm。
溝槽預埋件與平板預埋件的優缺點比較
槽形預埋件是幕墻施工中常見的壹種形式。與平板預埋件相比，槽形預埋件具有更多的優點，因此在幕墻工程中的應用逐漸增多。
(A)與平面預埋件相比，凹槽預埋件的優點
1，從生產加工角度比較
凹槽預埋件加工工藝簡單，質量檢查方便。壹般加工凹槽預埋件的效率是加工平面預埋件的三倍。
2.從經濟角度比較。
開槽預埋件價格便宜，節省了工程成本。壹個嵌入式預埋件的重量約為2kg，加上兩個T型螺栓，壹個嵌入式預埋件的價格約為25元。壹個平板預埋件的重量在6kg左右，價格在60元左右。槽形預埋件的價格約為平板預埋件的壹半。
3.從施工難度角度比較
槽式預埋件體積小，施工方便。溝槽預埋件只有壹排錨筋，溝槽預埋件的槽鋼較小，不易與主體結構鋼筋發生幹涉，施工周期短，大大提高了施工進度。但平板預埋件占用體積較大，錨筋壹般呈兩排兩列布置，極易幹擾主體結構主筋。由於施工人員對主筋的重要性不是很清楚，為了埋平預埋件，偶爾會鋸掉主體結構的主筋，這樣會給建築埋下安全隱患。另外，由於槽形預埋件體積小，當主體結構為薄板結構時，只能用槽形預埋件代替平板預埋件。
4.從幕墻龍骨安裝方便的角度比較。
t型螺栓用於連接槽形預埋件與幕墻龍骨的轉接件，安裝非常方便，無需現場焊接。凹槽預埋件通過T型螺栓與幕墻龍骨適配器連接，T型螺栓可在其槽口內自由水平滑動，適配器與T型螺栓通過垂直方向的長孔連接，適配器與幕墻龍骨通過垂直方向的長孔連接，實現幕墻龍骨安裝的三維調節，安裝非常方便。如圖所示。平面預埋件也可以三維調整，但調整後需要焊接固定，壹方面增加了現場施工的難度，另壹方面也增加了發生火災的可能性。
(二)凹槽預埋件與平面預埋件相比的缺點
與平板預埋件相比，槽形預埋件最明顯的缺點是，槽形預埋件的承載力比平板預埋件小得多。槽形預埋件的設計抗拉承載力和抗剪承載力分別為32KN和23KN，而扁平預埋件的設計抗拉承載力和抗剪承載力分別為140KN和55KN左右。因此，當幕墻跨度較大或幕墻面離結構面較遠時，不采用槽形預埋件。
1.2後預埋件
備用預埋件為平板預埋件，采用普通膨脹螺栓、化學錨栓或貫穿螺栓(螺柱)和焊接封閉鋼板固定。
1.2.1後預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固定貫穿螺栓(螺柱)
④焊接箍鋼板(通常用於柱或梁)
⑤補土建結構，同時埋設預埋件。
⑥上述形式的復合形式。
1.3預埋件的埋設方法
預埋件按其在主體結構上的位置可分為上埋式、側埋式和下埋式，下埋式受力不利，慎用。
回填預埋件只能通過膨脹螺栓和化學錨栓與主體結構連接。由於後補償預埋件安裝質量受現場施工條件和人員影響較大，不易控制，往往達不到設計指標，特別是國家有明文規定，受拉部位不允許使用膨脹螺栓，所以盡量不使用後補償預埋件。
二、預埋件設計
1.預埋件與主體的連接強度直接決定了整個幕墻的安全性，必須嚴格控制。在預埋件的設計中，應註意以下幾點:
(1).設置錨筋和預埋件預埋板的尺寸和位置。
計時應嚴格依據《玻璃幕墻工程規範》。
(JGJ102-2003)和《混凝土結構設計規範》。
(GB50010-2002)。
(2)註意錨筋長度不要超過結構尺寸(如梁的厚度)，避免錨筋暴露在結構外。
(3)爪形預埋件中的A、B類錨筋應采用螺紋鋼。在設計C型和D型錨筋時，應考慮錨筋與結構鋼筋之間的幹涉。e、F類預埋件適用於需要防雷的部位。
(4)埋板的尺寸在設計時應考慮幕墻結構形式的需要。
2.註意預埋件的技術要求
(1)預埋件的技術要求是施工方必須重視的幕墻特殊設計內容。根據其受力(拉力、剪力和彎曲力)計算確定錨板規格、錨筋直徑、長度和焊縫厚度，其中錨板最小厚度和錨筋間距、錨筋與錨板邊緣的距離、預埋件承載力和連接件與主體結構的錨固承載力必須通過計算或實體試驗確認，符合規範要求。而施工方往往對預埋件的特殊設計重視不夠，甚至無視規範要求，倉促安排土建預埋。這種缺乏科學設計和盲目預埋的做法，不僅造成預埋件大量報裝，還增加了幕墻安全隱患。
(2)後預埋件的技術要求不僅包括各種螺栓的性能差異，還包括基體材料的性能、錨固連接的力學性能、連接結構的類型、無抗震設防要求等。受拉和邊緣剪力(邊緣c < 10 HCF錨固有效錨固深度)、受拉剪組合力的結構構件和生命線工程的非結構構件的錨固後連接不得使用膨脹螺栓和擴孔螺栓。滿足錨固深度的化學植筋和螺釘，可應用於抗震設防烈度不大於8度的受拉、邊緣剪力和拉剪組合應力作用下的結構構件和非結構構件的後錨固連接。
3.預埋件結構的規定
舊規範JGJ102-96《玻璃幕墻工程技術規範》，抄襲GBJ10-89《混凝土結構設計規範》。新規範JGJGJ 102-2003在適應幕墻行業小荷載的特點方面有所改進，如取消了錨板厚度與錨筋中心距之比≥1/8的規定；受拉錨筋長度縮減至≥15d。這些仍然不能滿足在小截面混凝土構件上設置預埋件的需要，工程經常面臨監理人員按規範檢查錨筋長度的尷尬。據了解，到目前為止幕墻行業還沒有出現過因預埋件抗力不足導致的幕墻損壞事故，說明現有的預埋件是安全的，同時也反映出預埋件在壹定程度上是保守的，還有進壹步改進的空間。
4-1錨筋橫截面積
新規範規定了錨桿的最小截面積，並提供了錨桿最小截面積的計算公式。根據我的經驗，由於作用在壹般幕墻預埋件上的荷載較小，根據結構確定的錨筋截面積可以滿足規範的要求，所以壹般情況下不需要驗算錨筋截面積。
4-2預埋件的材料
規範規定預埋件錨板應采用Q235級鋼。錨筋應為HPB235、HRB335或HRB400級熱軋鋼筋，嚴禁使用冷加工鋼筋。根據幕墻的設計，做如下說明:
規範(1)只要求錨板材料為Q235級鋼，沒有規定A、B、C級中的哪壹種。幕墻行業，太高不可取，要墊底。只要能滿足使用要求，就比較經濟，比較有競爭力。
(2)錨筋可以是任何壹種常用的建築鋼筋。采用HRB335級鋼筋作為錨筋最為合適。HPB235鋼筋是光滑的，端頭必須彎鉤，所以異形鋼筋的制作和安裝難度較大。但HRB400鋼筋價格較貴，加工難度較大。
(3)鋼筋按其生產方法可分為熱軋鋼筋、熱處理鋼筋和冷拉鋼筋。建築工程中廣泛使用的HPB235鋼筋和HRB335鋼筋都是熱軋鋼筋。冷拉鋼筋又稱冷加工鋼筋，通過冷拉工藝提高材料的屈服極限，增加強度。缺點是塑性降低，材料變脆，冷彎性能差，規定錨筋嚴禁使用冷加工鋼筋是正確的。允許對熱軋鋼筋進行冷加工，如冷彎，並在建築中廣泛使用。認為熱軋鋼筋不能冷加工，熱軋鋼筋錨具不能彎曲，混淆了冷加工鋼筋和冷加工鋼筋這兩個不同的概念。
4-3錨桿錨固長度規範錨桿錨固長度是指充分利用錨桿抗拉強度時所允許的最小結構長度。
(1)當計算中充分利用了錨桿的抗拉強度時，錨固長度應計算如下:
其中圓形鋼筋(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:
C20C25C30C35C40對應的混凝土抗拉強度(n/mm):1.101.271.431.571。
d是鋼筋的直徑。
4.4錨板的厚度應根據其受力情況計算確定。
計算圖為點支平板，錨筋支點間距是決定板厚的主要因素。這就是《混凝土結構設計規範》中錨板厚度與錨筋中心距之比≥1/8的原因。根據幕墻的特點，新規範沒有采用這壹規定，對錨板的厚度限制較寬。目前設計的錨板厚度是任意的，有的錨板面積較大，厚度較小，有的面積較小，厚度較大。我認為，壹般情況下，幕墻4的錨板邊長小於< 250mm時，板厚為8mm；當250mm≤邊長< < 350mm時，板厚為10mm；；當邊長≥350mm時，適宜厚度為12 mm。
4.5錨筋與錨板連接錨筋與錨板壹般采用T型焊連接。當錨筋直徑大於20mm時，應采用穿孔塞焊，焊縫等級為ⅲ級。當連接不同強度的鋼材時，應采用適用於低強度鋼材的焊條。工程中采用E43X(0~5)焊條，焊縫高度為mm，可以滿足普通幕墻預埋件的焊接要求。
4.6埋件的質量標準
(1)預埋件的品種、型號、規格、尺寸、性能、板厚和表面處理應符合設計要求，並應有出廠合格證。
(2)預埋件的焊接處理，應檢查鋼筋鋼板的品種是否符合設計要求和強制性標準。
(3)預埋件錨板(平板式和槽型)采用Q235B級鋼，錨筋采用HRB335或HRB400級(帶肋)熱軋鋼筋。
(4)直錨筋與錨板采用T型焊接，錨筋直徑小於20mm時采用壓力電弧焊；當錨筋直徑大於20mm時，采用穿孔塞焊；不允許將錨筋彎成L形並與錨板焊接。
(5)預埋件表面進行熱浸鍍鋅處理時，鋅膜厚度應大於45微米。
(6)制作預埋件時，應按規範控制錨板、錨筋的允許偏差及錨筋與錨板表面的垂直度，錨筋長度不允許負偏差。
三、建築幕墻預埋件施工要求
(壹)標準jgj102-2003第5.5條相關規定:
1.主體結構或結構構件應能承受幕墻傳遞的荷載和功能。連接器與主體結構的錨固承載力設計值應大於連接器本身的設計值；
2.玻璃幕墻立柱與主體混凝土結構應采用預埋件連接，預埋件應在主體結構混凝土施工時預埋，且位置準確；當沒有條件使用預埋件連接件時，應采取可靠措施，並通過試驗確定其承載力。
3.由錨板和對稱布置的錨筋組成的應力預埋件可按本規範附錄C的規定進行設計。
4.線槽預埋件的預埋鋼板及其他連接措施應按現行國家標準《鋼結構設計規範》(GB50017)的有關規定進行設計，其承載力應通過試驗確定。
5.玻璃幕墻框架與主體結構采用增加地腳螺栓連接時，應符合下列要求:
(1)產品應有合格證；(有鋼材化學成分和機械性能的檢測報告，設計方法數據和出廠合格證)。
(2)碳鋼地腳螺栓應進行防腐處理；
(3)加螺栓後，現場必須進行單根拔出試驗和節點(組)拔出試驗，試驗中加的荷載應達到荷載設計值的1.5倍，且無明顯滑移。必要時，極限拉拔試驗應在試驗單位進行。
(4)每個連接點後，應不少於兩個螺栓，螺栓間距和螺栓到構件邊緣的距離不應小於70mm，並應設計為螺栓受剪處的節點；
(5)螺栓直徑應通過承載力計算確定，且不得小於l0mm；
(6)不得在與化學錨栓接觸的連接器上進行焊接作業；
(7)地腳螺栓承載力的設計值不應大於其極限承載力的50%。
6.當幕墻與砌體結構連接時，宜在連接部分的主體結構上增設鋼筋混凝土或鋼結構梁、柱。相連主體結構的混凝土強度等級不應低於C30。幕墻不應與砌體相連，更不要說輕質墻。
(二)後錨固件的施工要求
後錨固廣泛應用於建築幕墻施工中，尤其是在舊建築改擴建中的大量幕墻工程中，甚至全部使用。幕墻工程中大量甚至全部使用後錨，施工質量控制不好，會給幕墻的使用帶來安全隱患。
《混凝土結構後錨固技術規程》(JGJ145—2004)明確規定了後錨固的施工要求。
1.後錨包括膨脹螺栓、擴孔螺栓、化學植筋和其他類型的螺栓。
使用後錨時，除了各種螺栓的性能差異外，還應考慮其他因素，如基材的性質、錨固連接的力學性能、連接結構的類型、是否有抗震設防要求等。
受拉和邊緣剪力(邊緣c < 10 HCF錨固有效錨固深度)、受拉剪組合力的結構構件和生命線工程的非結構構件的錨固後連接不得使用膨脹螺栓和擴孔螺栓。(建築的非結構構件包括:圍護墻、隔墻、幕墻、吊頂、廣告牌等。)
滿足錨固深度的化學植筋和螺釘，可應用於抗震設防烈度不大於8度的受拉、邊緣剪力和拉剪組合應力作用下的結構構件和非結構構件的後錨固連接。
2.重視地腳螺栓的施工質量。《混凝土結構後錨固技術規範》(JGJG145-2004)中規定了地腳螺栓的施工:
(1)地腳螺栓鉆孔要求:見下表。
孔徑允許偏差
孔深允許偏差
垂直度允許偏差
位置允許偏差
≤0.5毫米
膨脹和鉸孔螺栓010毫米
化學植筋:020毫米
≤50
5毫米
四、預埋件的施工質量
(壹)。設計和計算問題
有些幕墻工程，尤其是中小型幕墻工程，對幕墻的專業設計不夠重視。有的設計只有幾張簡單的設計圖，沒有預埋件位置圖，沒有結構力學計算書，有的有計算書，但沒有預埋件計算，也沒有審核。
(二)平板預埋件的焊接質量
1.預埋件的常見形式是由錨板上的焊接錨筋組成。(冷軋鋼筋不得用於錨桿。當錨筋直徑≥10mm時，采用二級螺紋鋼，包括月牙形和螺紋鋼筋。見JSJT-203《鋼筋混凝土結構預埋件》。)早期是將鋼筋彎曲後直接焊接在錨板上。現在基本采用在錨板上鉆孔，塞焊的方法。後者更靠譜。錨板和錨筋的焊接質量是預埋件質量的關鍵。為保證焊接質量，焊接操作人員必須經過培訓並取得證書。預埋件的驗收也是關鍵，不僅要檢查外觀質量防止虛焊脫焊，還要按規定檢查錨板與鋼筋之間的焊接強度。
2.大部分預埋件偏離設計位置，導致無法使用。
原因是:
(1)土建施工時已埋設預埋件，但因幕墻設計變更無法使用。
(2)預埋件綁紮不牢，施工中澆搗混凝土時預埋件移位、偏移。
《玻璃幕墻工程技術規範》(JGJ102—2003)第10.2.3條:玻璃幕墻與主體結構之間連接的預埋件應在主體結構施工時按設計要求埋設，預埋件位置偏差不應大於20 mm。
3.後錨固施工質量問題。
(1)將後錨定器安裝在燈壁上。
有些工程樓層跨度較大，柱的撓度計算或強度計算失敗，於是有些設計師在上下梁之間加了壹個支點，如果是在鋼筋混凝土(或鋼結構)結構梁(柱)上，這個支點是有效的。在壹些框架結構中，輕質填充墻通常用於砌築。如果在輕質填充墻上增設支點，即使使用鋼板和穿墻螺栓，也不能起到有效的支撐作用。所以規範規定幕墻不得與砌體相連，更不要說輕質墻體了。
(2)錨固基體不可靠，如混凝土基材強度不夠，余量不夠，會導致混凝土基材開裂，錨固失效。
(3)後錨偏置。鉆孔時，遇到鋼筋經常會出現偏差和偏斜，且孔內沒有清理幹凈，導致使用時錨件松動。
根據規範規定，對增加的螺栓必須現場進行單根拔出試驗和節點(組)拔出試驗，試驗中增加的荷載應達到荷載設計值的1.5倍，且無明顯滑移。如有必要，最終拔出試驗應在試驗裝置中進行。試驗結果應與設計計算進行核對，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。
化學螺栓廣泛應用於幕墻行業的後預埋件。20世紀90年代，化學螺栓產品從國外引進並應用於建築工程。近幾年國內很多廠商紛紛效仿，大量生產。市場價格從十幾元到兩三元不等，可謂品牌異質，魚目混珠，質量不壹。化學螺栓的錨固膠起到粘結混凝土基材和錨筋的作用。目前市場上有多種化學錨固劑，常用的有改性環氧樹脂、乙烯丙烯酸樹脂和不飽和樹脂。錨固膠的理化性能直接影響錨固效果。除了壹些知名進口品牌的宣傳資料，如錨固膠的耐久性、耐溫性、耐凍融性等，大部分廠家的產品介紹只有耐酸堿性、耐熱耐火性、低溫敏感性等模糊聲明。
雖然現場拉拔力試驗符合設計要求，但由於目前錨固膠的耐久性只有實驗室預測，焊接溫度高對錨固劑的影響沒有明確說明，難怪業內人士質疑錨固膠的耐久性，擔心壹些廉價產品的大規模使用。
後置預埋件的不銹鋼螺栓應有合格證、材料機械性能報告和機械性能復驗。
在國家建築裝飾獎(建築幕墻類)的復審過程中，發現部分後裝錨固件的施工和現場抗拔試驗仍存在問題。
(1)有些工程沒有預埋件，用各種規格的化學螺栓作為後處理預處理。在可觀察到的部位，螺栓的外露長度不壹，有的明顯感覺螺栓與混凝土基體的有效接觸長度不夠。
在舊建築改造中，墻體上有油漆層(壹般為20mm)，螺栓的有效埋設深度也要考慮油漆層的厚度。如果有舊樓改造工程，原墻面貼瓷磚。為了彌補非垂直結構，采用增加墻漆層厚度的方法，使其最大厚度達到7-10 mm。如果在本工程中使用化學螺栓作為後置預埋件，我們應該非常謹慎，應該使用穿墻螺釘和錨定板或采用其他可靠的連接方法。
(2)有些項目只在實驗室使用的試塊上測試拉拔力，現場不測試拉拔力，或者只測試1-2種螺栓。例如，壹個項目使用了4種不同規格的化學螺栓，但只測試了2種螺栓。
(3)現場螺栓拉力檢測數量不夠，有的項目只進行壹組(3件)象征性檢測。
根據規定，螺栓現場拉拔力檢測應由同型號、同規格、基本相同零件組成壹個檢驗批，拉拔批量應為每批螺栓總數的1‰，且每批不少於3個。
(4)試驗結果未與設計計算核對。確保地腳螺栓承載力的設計值不應大於其極限承載力的50%。
5.凹槽預埋件的問題
槽式預埋件具有可調性好、連接靈活、無需焊接、易於埋設等優點，在建築幕墻工程中得到了廣泛應用。但槽形預埋件和其他預埋件壹樣，在埋設時容易產生偏移、傾斜，進入結構墻體。
五、預埋件的偏差處理意見
1.平板預埋件位置偏離設計位置。
當預埋件出現偏差時，可采用增加(或加長)預埋錨板的方法進行補救。加長錨板後，用螺栓固定。
2.預埋件歪斜
當發生偏斜時，可以改變適配器的角度，以適應適配器嵌入引起的偏斜，也可以用新的錨板代替。
3.空腔出現在嵌入的錨板下面。
預埋件下有空洞時，應用水泥砂漿填實。
雖然預埋件在幕墻投資中所占比例很小，但卻起著至關重要的作用。它是幕墻構件的基礎，是連接主體結構的橋梁，是工程安全的關鍵。它在整個幕墻工程中具有很強的節點性。由於'經驗不足'、'設計滯後'、'審核不暢'等各種原因，幕墻招標往往滯後於主體施工招標，以至於土建已經開工，幕墻設計還不明確。錯過了預埋件與主體結構同步施工的關鍵節點，倉促委托土建按照建築設計粗糙的幕墻進行預埋，存在預埋件位置偏差過大，浪費嚴重的現象。部分主體已經封頂，幕墻施工剛剛開始，不得不全部采用後置預埋件，不僅工程造價翻倍，還存在結構破壞、質量不穩定等壹系列問題。
因此，掌握幕墻工程的節點規律，科學選擇幕墻預埋件，不僅關系到建築工程的投資成本，還關系到幕墻工程的後期施工和質量安全。
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