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1、 四川省建筑科学研究院四川省建筑科学研究院 邓邓 莉莉 办公室:办公室:028-83344612028-83344612 手手 机:机: 1一、一、幕墙幕墙的基的基础础知识知识1、现行标准、现行标准2、幕墙的定义、幕墙的定义3、幕墙的特征、幕墙的特征4、幕墙的发展史、幕墙的发展史二、二、2幕墙的主要现行标准1、GB/T21086-2007建筑幕墙;2、JGJ102-2003玻璃幕墙工程技术规范;3、JGJ/T139-2001玻璃幕墙工程质量检验标准;4、JGJ 133-2001金属与石材幕墙工程技术规范5、DB51/T5068-2010既有玻璃幕墙安全使用性能检测鉴定技术规程3幕墙的定义(标准
2、)幕墙的定义(标准) 由支承结构体系与面板组成由支承结构体系与面板组成的、可相对主体结构有一定位移能的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰性结构。筑外围护结构或装饰性结构。4幕墙的定义(一)幕墙(Curtain Wall)是建筑物的外墙围护,不承重,像幕布一样挂上去,故又称为悬挂墙,是现代大型和高层建筑常用的带有装饰效果的轻质墙体。由结构框架与镶嵌板材组成,不承担主体结构载荷与作用的建筑围护结构。5幕墙的定义(二)幕墙是利用各种强劲、轻盈、美观的幕墙是利用各种强劲、轻盈、美观的建筑材料取代传统的砖石或窗墙结合建筑材料取代传统
3、的砖石或窗墙结合的外墙工法,是包围在主结构的外围的外墙工法,是包围在主结构的外围而使整栋建筑达到美观,多功能而又而使整栋建筑达到美观,多功能而又安全的外墙工法。简言之,是将建筑安全的外墙工法。简言之,是将建筑穿上一件漂亮的外衣。幕墙范围主要穿上一件漂亮的外衣。幕墙范围主要包括建筑的外墙、采光顶(罩)和雨包括建筑的外墙、采光顶(罩)和雨篷。篷。6幕墙的定义(三)幕墙的定义(三)建筑幕墙建筑幕墙 :有面板与支承结构:有面板与支承结构体系(支承装置与支承系统)组体系(支承装置与支承系统)组成的,可相对主体结构有一定位成的,可相对主体结构有一定位移能力或自身有一定变形能力,移能力或自身有一定变形能力,
4、不承担主体结构所受作用的建筑不承担主体结构所受作用的建筑外围护墙。外围护墙。7幕墙的特征幕墙的特征 1、幕墙是一个独立完整的整体结构系统;、幕墙是一个独立完整的整体结构系统; 2、幕幕墙墙通通常常用用在在主主体体结结构构的的外外侧侧,一一般般都都包覆在主体结构表面之上;包覆在主体结构表面之上; 3、幕幕墙墙相相对对主主体体结结构构在在平平面面内内有有一一定定的的微微动能力。动能力。8建筑幕墙的发展历史(一)建筑装饰幕墙早在150年前(19世纪中叶)就已在建筑工程中使用,由于受当时材料和加工工艺的局限,幕墙达不到水密性、气密性、抵抗各种自然外力的侵袭(如风、地震、气温)、热物理因素(热辐射、结露
5、)以及隔音、防火等要求,一直得不到很好的发展及推广。9建筑幕墙的发展历史(二) 自20世纪50年代以来,由于建筑材料及加工工艺的迅速发展,各种类型的建筑材料研制成功,如各种密封胶的发明及其它隔声、防火填充材料的出现,很好地解决了建筑外围对幕墙的指标要求,并逐渐成为当代外墙建筑装饰新潮流。今天,幕墙不仅广泛用于各种建筑物的外墙,还应用于各种功能的建筑内墙,如通信机房、电视演播室、航空港(机场)、大车站、体育馆、博物馆、文化中心、大酒店、大型商场等。10中国幕墙行业发展概况幕墙行业的发展经历了三个阶段:萌芽期、成长期和发展期。1983年至1994年为萌芽期,每年全国产量约10万平方米,这个阶段总共
6、约200万平方米,主要是构件式明框玻璃幕墙,引进、模仿国外技术,没有自己规范和标准,技术质量水平较低。1995年至2002年,玻璃幕墙年均产量约800万平方米,除明框玻璃幕墙,发展了隐框幕墙、单元式幕墙、铝板及石材幕墙。1995年引进点支承幕墙。1997年单元式幕墙开始被社会接受。1998年出现点支式幕墙。第三阶段从2003年到2010年。我国建筑幕墙还将继续保持稳步增长,建筑幕墙仍将是公共建筑中外维护结构的主导,年均产量约1200万平方米左右。11中国幕墙行业发展概况(续)在国家改革开放政策的推动下,我国铝门窗建筑幕墙行业从引进国外先进技术起步,逐步缩小与国际先进水平差距。上个世纪80年代,
7、引进了一批铝门窗专用加工设备和生产技术。90年代,以引进建筑幕墙的先进生产技术和新型成套设备为主,相应地引进了国外最新的工程材料及国内的工艺技术,逐步缩小了与国际先进水平的差距,又掌握了国外前沿技术,这时候的行业是以学习国外先进技术,独立开发中国特色产品的动态发展为主题。现在不少公司已有或将有更多的自主知识产权的新技术,有些已达到国际水平。12建筑幕墙在四川的发展 四川地区20世纪80年代后期开始发展,修建蜀都大厦的时候开始在成都运用幕墙。当时由省建安装公司施工。由于是正规单位,施工质量比较好。当时没有规范,没有行业制约机制,有一些不正规的单位施工,有的根本没有正规设计。1994年之前出现了一
8、些结构和施工质量都比较差的幕墙。13幕墙标准、规范的发展1994年四川省出现了幕墙的地方标准玻璃幕墙技术规程DB51/5009-94,由四川省建筑科学研究院主编,实施日期为1994年3月1日,当时我国、我省玻璃幕墙刚刚起步,急需规范来约束该行业的设计、施工、检测行为,保障各个环节的质量。该规范的实施填补了这方面的空白,对我省幕墙行业的发展和进步起了积极的作用。1996年中华人民共和国建设部发布了玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-96第一部幕墙行业标准。2001年建设部又发布了玻璃幕墙工程质量检验标准JGJ/T139-2001、JGJ 133-2001金属与石材幕墙工程技术规范。 14幕墙标准、
9、规范的发展(续) 2003年建设部又在JGJ102-96标准基础上进行了修订,发布了玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-20032007年国家标准建筑幕墙GB/T21086-2007也出台了。2010年由我院(四川省建筑科学研究院)主编的地方标准既有玻璃幕墙安全使用性能检测鉴定技术规程DB51/T5068-2010也发布了,对既有玻璃幕墙进行了进一步的规范。这一系列的标准、规范已涵盖了玻璃幕墙设计、施工、检测的各个环节。15幕墙的发展方向今后,由于幕墙工艺与科技的结合,响应全球节能减排的号召,智能型幕墙,如太阳能光伏幕墙、通风道呼吸幕墙、感应风雨智能幕墙等,将展示出建筑的独特魅力。16幕墙的发展
10、方向(续)1、从笨重性走向更轻型的板材和结构(天然石材厚度25mm,新型材料最薄达到1mm)2、品种少逐步走向多类型的板材及更丰富的色彩(目前有石材、陶瓷板、微晶玻璃、高压层板、水泥纤维丝板、玻璃、无机玻璃钢、陶土板、金属板等近60种板材应用在外墙)3、更高的安全性能4、更灵活方便快捷的施工技术5、更高的防水性能,延长了幕墙的寿命(从封闭式幕墙发展到开放式幕墙)6、环保节能(现今欧美建筑市场比较常用的为金属装饰保温板,由经过彩色烤漆的铝锌合金雕花饰面、聚氨酯保温层、玻璃纤维布复合而成;兼顾装饰和保温节能功能,面漆10-15年无褪色,整体使用寿命可达45年;)17目前幕墙的典范德国法兰克福银行大
11、厦就是典型之例:它是1997年设计的,其设计师诺曼福斯特提出的目标是:节能并不是最终目的,设计的基本原则是在保证自然通风和健康舒适生态环境的前提下尽量节能。为达到这一目的,建筑师把立面的双层玻璃幕墙和内部空间及建筑结构统一处理精心设计。这座大厦是50多层的三角形塔楼,塔楼三个角部都有核心空间,里边包括电梯,楼梯和服务台,这些核心空间组成了每八层的一个办公单元的支撑结构体系。建筑为中空,形成一个通高的中庭,以其烟囱效应为整个大厦排气。这个中庭又被玻璃天花板每12层分为一段,以阻挠气流或烟聚集。52层被划分为4个办公单元,每个办公单元都带有一个4层高的空中花园,并种植了丰富的植物,空中花园的外侧是
12、双层玻璃幕墙,室外空气通过外墙进风口进入内,外层玻璃幕墙之间的热通道,可开启的窗户设在内层玻璃幕墙上,即使再恶劣的天气,最高层窗户的开启,也不会受到强风的干扰,从而保证了整个大厦的自然通风,办公室朝向中庭一侧的窗户也是可以开启的,从而保证一年的大部分时间都可以自然通风。花园植物的光合作用、双层玻璃幕墙的自然通风和中庭烟囱效应的排气等共同构成了大厦之“肺”,将绿色植物引入室内,创造与自然接触的人性化空间,又称之为“生态舱”,福斯特自称这一设计是世界上第一座活着的、能够自然呼吸的高层建筑。18二、幕墙主要材料1、骨架材料:钢材、铝合金、玻璃。2、面板材料:玻璃、铝塑板、金属板、石材、人造板材(建筑
13、幕墙用瓷板、玻镁平板、合成树脂板、纤维水泥板等)。3、胶类:硅酮结构密封胶、硅酮结构耐候胶、石材干挂胶等。4、五金件:、紧固件(螺栓、螺钉、铆钉等)、连接件(角码类)19三、幕墙的结构介绍1、总体结构2、幕墙与主体结构的连接3、转接件与立柱的连接4、石材幕墙立柱与横梁的连接5、玻璃幕墙立柱与横梁的连接6、幕墙立柱与立柱的连接201、幕墙的总体结构212、幕墙与主体结构的连接(一)22幕墙与主体结构的连接(二)233、转接件与立柱的连接244、石材幕墙立柱与横梁的连接(一)255、玻璃幕墙立柱与横梁的连接(二)266、幕墙立柱与立柱的连接(一)27幕墙立柱与立柱的连接(二)28四、幕墙的分类A、
14、按支承方式分:1、框支承玻璃幕墙(隐框玻璃幕墙、明框玻璃幕墙、半隐框玻璃幕墙)2、 全玻幕墙(玻璃肋支承式、吊挂式)3、点支承玻璃幕墙(钢骨架支承、钢丝绳支承)4、框支石材幕墙B、按安装方式分1、单元式(玻璃、石材)2、构件式(玻璃、石材)291、框支(1)、隐框玻璃幕墙30隐框玻璃幕墙(续)31(2)、明框玻璃幕墙32(3)、横明竖隐玻璃幕墙33横明竖隐玻璃幕墙(续)342、全玻幕墙(1)玻璃肋支承352、全玻幕墙(2)吊挂支承36吊挂件(续)373、点支玻璃幕墙(1)钢骨架支承383、点支玻璃幕墙(2)钢丝绳支承393、点支幕墙(3)玻璃肋支承404、框支石材幕墙(1)干挂件与横梁和石材的
15、连接41(2)另一种石材干挂42(3)背栓连接(燕尾槽式)43(4)石材背栓式连接44五、幕墙的主要安全要求1、基本要求2、防火要求3、防雷要求451、基本要求(1)、框支承玻璃幕墙,宜采用安全玻璃。(2)、点支承玻璃幕墙的面板玻璃应采用钢化玻璃。(3)、 采用玻璃肋支承的点支承玻璃幕墙,其玻璃肋应采用钢化夹层玻璃。 (4)、人员流动密度大、青少年或幼儿活动的公共场所以及使用中容易受到撞击的部位,其玻璃幕墙应采用安全玻璃;对使用中容易受到撞击的部位,尚应设置明显的警示标志。(5)、当与玻璃幕墙相邻的楼面外缘无实体墙时,应设置防撞设施。46472、防火的主要要求 玻璃幕墙与各层楼板、隔墙外沿间的
16、缝隙,当采用岩棉或矿棉封堵时,其厚度不应小于100mm,并应填充密实;楼层间水平防烟带的岩棉或矿棉宜采用厚度不小于1.5mm的镀锌钢板承托;承托板与主体结构、幕墙结构有承托板之间的缝隙宜填充防火密封材料。当建筑在求防火分区间设置通透隔断时,可采用防火玻璃,其耐火极限应符合设计要求。 同一幕墙玻璃单元,不宜跨越建筑物的两个防火分区。48防火隔断493、防雷的主要要求幕墙的金属框架应与主体结构的防雷体系可靠连接,连接部位应清除非导电保护层。有均压环的楼层数少于 3层时 ,应全数检查 。多于3层时 ,抽查不得少于3层 。对有女儿墙盖顶的必须检查 ,每层至少应查3 处。 无均压环的楼层抽查不得少于2
17、层, 每层至少应查3处50防雷均压环51防雷立柱接通52六、玻璃幕墙的主要构造要求1、基本构造要求2、玻璃幕墙的骨架材料构造要求3、玻璃幕墙立柱与立柱连接的构造要求4、玻璃幕墙梁柱连接的构造要求5、全玻幕墙的构造要求6、点支幕墙的构造要求7、石材幕墙骨架的构造要求531、基本构造要求 (1)、除不锈钢外,玻璃幕墙中不同金属材料接触处,应合理设置绝缘垫片或采取其他防腐蚀措施。(2)幕墙玻璃之间的拼接胶缝宽度应能满足玻璃和胶的变形要求,并不宜小于10mm。(2)、幕墙玻璃表面周边与建筑内、外装饰物之间的缝隙不宜小于5mm,可采用柔性材料嵌缝。(3)、明框幕墙玻璃下边缘与下边框槽底之间应采用硬橡胶垫
18、块衬托,垫块数量应为2个,厚度不应小于5mm,每块长度不应小于100mm。54不同金属隔断552、玻璃幕墙骨架材料构造要求(一)横梁:(1)、当横梁跨度不大于1.2m时,铝合金型材截面主要受力部位的厚度不应小于2.0mm;当横梁跨度大于1.2m时,其截面主要受力部位的厚度不应小于2.5mm。型材孔壁与螺钉之间直接采用螺纹受力连接时,其局部截面厚度不应小于螺钉的公称直径;(2)、钢型材截面主要受力部位的厚度不应小于2.5mm。 562、玻璃幕墙骨架材料构造要求(二)立柱:(1)、 铝型材截面开口部位的厚度不应小于3.0mm,闭口部位的厚度不应小于2.5mm;型材孔壁与螺钉之间直接采用螺纹受力连接
19、时,其局部厚度尚不应小于螺钉的公称直径;(2)、 钢型材截面主要受力部位的厚度不应小于3.0mm。573、玻璃幕墙立柱与立柱连接的构造要求(1)、芯管材质 规格应符合设计要求;(2)、芯管插入上下立柱的长度均不得小于200mm;(3)上下两立柱间的空隙不应小于10mm;(4)立柱的上端应与主体结构固定连接 下端应为可上下活动的连接。58玻璃幕墙立柱与立柱的连接59立柱与立柱连接604、玻璃幕墙梁柱连接的构造要求(1)、连接件 螺栓的规格 、品种 、数量应符合设计要求。螺栓应有防松脱的措施 ,同一连接处的连接螺栓不应少于两个, 且不应采用自攻螺钉;(2)、梁 、柱连接应牢固不松动 两端连接处应设
20、弹性橡胶垫片 ,或以密封胶密封;(3)、与铝合金接触的螺钉及金属配件应采用不锈钢或铝制品。61梁柱连接625、全玻幕墙的构造要求(一)(1)全玻幕墙的周边收口槽壁与玻璃面板或玻璃肋的空隙均不宜小于8mm,吊挂玻璃下端与下槽底的空隙尚应满足玻璃伸长变形的要求;玻璃与下槽底应采用弹性垫块支承或填塞,垫块长度不宜小于100mm,厚度不宜小于10mm;槽壁与玻璃间应采用硅酮建筑密封胶密封。635、全玻幕墙的主要规定(二)(2) 全玻幕墙的板面不得与其他刚性材料直接接触。板面与装修面或结构面之间的空隙不应小于8mm,且应采用密封胶密封。(3)全玻幕墙玻璃肋的截面厚度不应小于12mm,截面高度不应小于10
21、0mm。(4)采用胶缝传力的全玻幕墙,其胶缝必须采用硅酮结构密封胶。64656、点支玻璃幕墙的构造要求(1)、采用浮头式连接件的幕墙玻璃厚度不应小于6mm;采用沉头式连接件的幕墙玻璃厚度不应小于8mm。(2)、安装连接件的夹层玻璃和中空玻璃,其单片厚度也应符合上述要求。(3)、玻璃之间的空隙宽度不应小于10mm,且应采用硅酮建筑密封胶嵌缝。6667687、石材幕墙骨架的构造要求(一)(1)、钢型材横梁、立柱等主要受力杆件的截面受力部位的壁厚应3.5mm。(2)、横梁应通过角码、螺钉或螺栓与立柱连接,角码应能承受横向剪力。螺钉直径不得小于4mm,每处连接螺钉数量不得少于3个,螺栓不应少于2个。横
22、梁与立柱间应有一定的位移能力。(3)、上下立柱之间应有不小于15 mm的缝隙,并应采用芯柱连接。芯柱总长度不应小于400mm。芯柱与立柱应紧密接触。芯柱与下柱之间应采用不锈钢螺栓固定。69石材的梁柱连接70石材幕墙梁柱连接71石材立柱芯柱连接725、石材幕墙骨架的构造要求(二) (4) 立柱采用螺栓与角码连接,并再通过角码与预埋件或钢构件连接。螺栓直径不应小于10mm。立柱与角码采用不同金属材料时应采用绝缘垫片分离。73不同金属之间绝缘垫隔离74七、幕墙的日常保养和维护 日常维护和保养应符合下列规定:1 应保持幕墙表面清洁,避免锐器及腐蚀性气体和液体与幕墙表面接触;2 应保持幕墙排水系统的通畅
23、,发现堵塞应及时疏通;3 在使用过程中如发现门、窗启闭不灵或附件损坏等现象时,应及时修理或更换;4 当发现密封胶或密封胶条脱落或损坏时,应及时进行修补与更换;5 当发现幕墙构件或附件的螺栓、螺钉松动或锈蚀时,应及时拧紧或更换; 6 当发现幕墙构件锈蚀时,应及时除锈补漆或采取其他防锈措施。75关于隐框幕墙隐框玻璃幕墙没有传统的幕墙用以夹持玻璃并承重的铝合金外框,而是完全依靠玻璃背面的结构胶,把玻璃粘在铝型材框架上,因其表面无框架,感观效果比明框的要好得多。成百上千块镀膜玻璃、中空玻璃无任何外框,完全依靠胶粘在铝型材表面上,要能长期有效抵抗风荷载、自重荷载、热胀冷缩、地震等,对材料、工艺要求极其严
24、格。质量若不过关,危险性极大。特别是中空玻璃的隐框幕墙。76关于隐框幕墙(续)因隐框玻璃幕墙是一项有争议的新技术,日本限制使用,德国禁止使用,美国也只能保证10年不脱落。中国建筑装饰协会铝制品委员会针对当时隐框玻璃幕墙所存在的安全问题和国际惯例,1991年底提出“有条件承接该类幕墙的厂商,对甲方写出玻璃10年不脱落的保证书,否则赔偿一切”的要求。1992年中提出了相关生产厂家要出具三个10年的保证书:一是要做铝合金型材、玻璃、结构胶、胶条四者的相容性实验,结构胶厂家要出具10年不掉的保证书;二是镀膜玻璃厂家要出具最少10年镀膜不被粘掉的保证书,否则在粘胶部位除去镀膜;三是生产隐框幕墙的厂家,要
25、出具最少10年玻璃不脱落的安全责任保证书。以上要求,遂成为行业规范。77关于幕墙的普查建设部1997年7月8日发布的167号文加强建筑幕墙工程管理的暂行规定第六章第二十条:建设项目法人对已交付使用的玻璃幕墙的安全使用和维护负有全面责任,按国家现行标准的规定,定期进行保养,至少每五年进行一次质量安全性检测。2003年11月14日修订的玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003,其中12.2.2.1 条:在幕墙工程竣工验收后一年时,应对幕墙工程进行一次全面的检查,以后每五年应检查一次。12.2.2.4 条:幕墙工程使用十年后应对该工程不同部位的硅酮结构密封胶进行粘接性能的抽样检查;此后每三年宜检查
26、一次。78普查要求上海市政府主管部门已经采取了行动。2004年11月29日上海市建委、市房地资源局发出的关于开展本市玻璃幕墙建筑普查工作的通知,普查内容为2004年12月31日前竣工的玻璃、金属和石材组合幕墙,重点是8层以上高层和8层以下人流密集区域和青少年或幼儿活动公共场所,具体工作由上海市装饰装修行业协会建筑幕墙专业委员会负责,由市幕墙检测中心配合。79普查要求(续)目前有不少幕墙工程竣工使用年限较长,有的已经超过10年,为维护公众利益和安全,防止因材质老化和使用不当可能出现的危险,防止幕墙附件坠落等质量事故的发生,根据金属与石材幕墙工程技术规范、玻璃幕墙工程技术规范和相关文件要求,各幕墙
27、工程使用单位应对本单位的幕墙工程进行一次全面检查,也可委托幕墙检测单位检查。重点检查幕墙的整体外观、主要受力构件、连接构件、连接螺栓、开启窗、五金附件、密封胶和排水系统,以及防雷、防水、防风、防火功能等,应严格检查。 若查有异常,使用单位必须及时委托原幕墙承包商或具有施工资质的专业幕墙公司进行处理。80八、定期检查和维护1 在幕墙工程竣工验收后一年时,应对幕墙工程进行一次全面的检查,此后每五年应检查一次。检查项目应包括:1) 幕墙整体有无变形、错位、松动,如有,则应对该部位对应的隐蔽结构进行进一步检查;幕墙的主要承力构件、连接构件和连接螺栓等是否损坏、连接是否可靠、有无锈蚀等;81八、定期检查
28、和维护(续)2) 玻璃面板有无松动和损坏;3) 密封胶有无脱胶、开裂、起泡,密封胶条有无脱落、老化等损坏现象;4) 开启部分是否启闭灵活,五金附件是否有功能障碍或损坏,安装螺栓或螺钉是否松动和失效;5) 幕墙排水系统是否通畅。82定期检查和维护(续)2 应对检查项目中不符合要求者进行维修或更换;3 施加预拉力的拉杆或拉索结构的幕墙工程在工程竣工验收后六个月时,必须对该工程进行一次全面的预拉力检查和调整,此后每三年应检查一次;4 幕墙工程使用十年后应对该工程不同部位的结构硅酮密封胶进行粘接性能的抽样检查;此后每三年宜检查一次。83定期检查和维护(续) 灾后检查和修复应符合下列规定:1 当幕墙遭遇
29、强风袭击后,应及时对幕墙进行全面的检查,修复或更换损坏的构件。对施加预拉力的拉杆或拉索结构的幕墙工程,应进行一次全面的预拉力检查和调整;2 当幕墙遭遇地震、火灾等灾害后,应由专业技术人员对幕墙进行全面的检查,并根据损坏程度制定处理方案,及时处理。84九、检测鉴定1 材料:立柱、横梁、玻璃面板、结构胶、耐候胶、五金件及连接件等;2 结构构造:包括幕墙与主体结构的连接构造、转接件与立柱的连接构造、立柱与横梁的连接构造、立柱与立柱的连接构造、面板与龙骨的连接构造、幕墙顶部与女儿墙的连接构造、幕墙根部的连接构造、窗户的连接构造、防火结构构造、防雷结构构造等;85九、检测鉴定(续)3 整体及局部变形:包括整体垂直度、面板水平度、相邻面板高差等;4 承载能力验算:根据检测结果按相关规范校核其承载能力。86十、幕墙存在的主要问题(一)87幕墙存在的主要问题(二)88幕墙存在的主要问题(三)89幕墙存在的主要问题(四)90幕墙存在的主要问题(五)91幕墙存在的主要问题(六)92幕墙存在的主要问题(七)93女儿墙上骨架与主体未接通(错)94石材幕墙横梁与立柱直接焊接(错)95谢谢大家!96