幕墻建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計及其要點

楊建華，張劍鋒，王清友

（1.哈爾濱市永大建筑設(shè)計有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150001；2.黑龍江東方學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150086）

1 幕墻建筑概念

首先，幕墻（Curtain Wall）是建筑物的外墻圍護，不承重，像幕布一樣掛上去，因此又稱為懸掛墻，是一些建筑中作為裝飾常用的一種輕質(zhì)材料。由結(jié)構(gòu)框架與鑲嵌板材組成，不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)載荷與作用的建筑圍護結(jié)構(gòu)。幕墻是利用各種強勁、輕盈、美觀的建筑材料取代傳統(tǒng)的磚石或窗墻結(jié)合的外墻工法，是包圍在主結(jié)構(gòu)的外圍而使整棟建筑達到美觀，多功能而又安全的外墻工法。簡言之，是將建筑穿上一件漂亮的外衣。幕墻范圍主要包括建筑的外墻、采光頂（罩）和雨篷。其次，建筑幕墻（curtain wall for building）：由面板與支承結(jié)構(gòu)體系（支承裝置與支承系統(tǒng)）組成，相對主體結(jié)構(gòu)有一定位移能力或自身有一定變形能力，不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用的建筑外圍護墻。以上就是對幕墻以及幕墻建筑概念的簡單概述。

2 幕墻建筑結(jié)構(gòu)的特征

幕墻建筑結(jié)構(gòu)在墻體外面形成一個自己獨立的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；幕墻建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計上要求有更高的審美要求；幕墻建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計上要傾注自己的經(jīng)驗以及更高的知識及設(shè)計要求；幕墻建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計的安全性上有更高的要求，不僅僅是設(shè)計者自己對其安全性有較高的要求，國家在此方面也格外注重其設(shè)計的安全性；幕墻建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計的精準方面有更高的要求，例如結(jié)構(gòu)計算上要求精準，以免費工廢料；幕墻建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計方面要突出個性；幕墻建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計方面要求有不斷的創(chuàng)新精神。

3 幕墻結(jié)構(gòu)概念設(shè)計

幕墻建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計在設(shè)計者中經(jīng)常被提及，但是人們對其的理解卻是片面的，認為幕墻建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計不過是一個大概的概況、一個簡單的方案、一個電腦做出的圖片，其實不然，幕墻結(jié)構(gòu)概念設(shè)計是需要以科學(xué)指導(dǎo)為前提，在加上知識的運用實踐經(jīng)驗的積累以及不斷的吸取其他人的建議中不斷完善的。一個成功的設(shè)計必須選擇一個經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)方案，如何進行合理選擇結(jié)構(gòu)方案，首先既要根據(jù)建筑的根本情況設(shè)計，又要根據(jù)其所處的經(jīng)濟環(huán)境，氣候環(huán)境，人文環(huán)境等多種綜合因素進行設(shè)計，同時還要多方面考慮用哪種合理的幕墻，例如鋼制的、木質(zhì)的、金屬的、非金屬的等?？傊?，同時必須對建筑師設(shè)計要求、幕墻結(jié)構(gòu)特點、材料供應(yīng)、施工條件等情況進行綜合分析，并與設(shè)計院建筑、結(jié)構(gòu)等專業(yè)充分協(xié)商，在此基礎(chǔ)上進行結(jié)構(gòu)選擇，確定結(jié)構(gòu)方案，多種方案進行比較，優(yōu)中選優(yōu)。

當(dāng)下，電腦已經(jīng)處于普及階段，很多設(shè)計者都用電腦來制圖，來做設(shè)計，但是大家卻過分的依賴電腦，成了電腦的奴隸，然而在電腦普及的前提下，各種軟件也應(yīng)運而生就導(dǎo)致在設(shè)計中應(yīng)用不同的軟件所得出的計算結(jié)果是不一樣的，而在這種過分的依賴電腦的前提下，所產(chǎn)生的安全隱患也是越來越多，由于計算出現(xiàn)的偏差，導(dǎo)致在制作過程中費工費料，從而造成經(jīng)濟負擔(dān)，而這種過分依賴電腦的作法也導(dǎo)致設(shè)計作品更新緩慢、沒有新意、缺少創(chuàng)意。

4 幕墻建筑設(shè)計應(yīng)考慮的一些因素及一般步驟

4.1 因素

要了解幕墻面板的分布情況及格局，一般由設(shè)計師提供具體的方案及圖樣；要準確找到幕布的承重點及其幕墻主體的承重情況，從而確保幕墻的安全可靠；了解主體結(jié)構(gòu)對幕墻的邊界條件；理解建筑師級業(yè)主對幕墻建筑的方案設(shè)計的要求。

根據(jù)以下因素確定結(jié)構(gòu)型式（鋼結(jié)構(gòu)、索結(jié)構(gòu)、玻璃結(jié)構(gòu)、單桿結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)構(gòu)或組合結(jié)構(gòu)等）：各種結(jié)構(gòu)型式的受力特點；各種結(jié)構(gòu)型式所需要的適用條件；各種結(jié)構(gòu)型式是否經(jīng)濟合理；各種結(jié)構(gòu)型式與幕墻的匹配性；各種結(jié)構(gòu)型式是否安全可靠。

4.2 在幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要注意的幾個問題

幕墻建筑結(jié)構(gòu)式懸掛在主體建筑外面的結(jié)構(gòu)，也就是說幕墻建筑結(jié)構(gòu)是懸掛在主體建筑外面的一種裝飾性物件，幕墻只承擔(dān)本體所帶來的負荷，無法承擔(dān)主體建筑所帶來的負荷，而幕墻建筑和主體建筑之間有連接點及連接件，這就要求幕墻和主體建筑的連接點和連接件要夠堅固耐用，足夠有力量來承接主體和幕墻所帶來的重力，同時也要求其適應(yīng)主體建筑的變形。

4.3 幕墻建筑設(shè)計的一般步驟

根據(jù)規(guī)范規(guī)定及幕墻結(jié)構(gòu)特點合理確定建筑結(jié)構(gòu)形式，不要一味的最求幕墻建筑效果，要多方面考慮幕墻建筑結(jié)構(gòu)的安全性、耐用性及計算結(jié)果的準確性，以防止出現(xiàn)安全問題和費工廢料等問題，當(dāng)然在條件允許的情況下可以考慮設(shè)計師及業(yè)主的要求。

要多吸取專家，設(shè)計院人員及有諸多豐富經(jīng)驗的設(shè)計者的意見建議，把別人更好的設(shè)計思路和理念轉(zhuǎn)化成自己頭腦中的素材，更好的運用到設(shè)計方案中及具體的實踐中，從而使幕墻建筑設(shè)計更美觀實用，爭取做出完美的幕墻建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。

應(yīng)當(dāng)重視鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點的安全性，可靠性，耐用性（耳板、銷軸、焊縫的計算等）；有框幕墻及石材是掛在主體結(jié)構(gòu)上，其連接非常重要（預(yù)埋件、螺栓、角碼），這廣西到整體的安全可靠。

隱框幕墻設(shè)計要謹慎，玻璃下設(shè)托條，結(jié)構(gòu)膠設(shè)計計算及質(zhì)量要有可靠保證。

要了解各個連接件的承載路徑，使連接件的承載路徑盡量是直線，盡可能的減少其負荷。

5 結(jié)語

我國工程師在幕墻建筑設(shè)計中不斷的總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，從中積累了大量的有用的有價值的經(jīng)驗。隨著社會經(jīng)濟及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，幕墻建筑設(shè)計不斷的被大家所認知，而應(yīng)用到各種各樣的建筑中。

[1]方信子.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[2]程大志.玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范[S].中國電力出版社，2012.