淺談建筑幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)與優(yōu)化策略

顏?zhàn)勇?/p>

摘? ? 要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)，城市化進(jìn)程逐漸加快，建筑行業(yè)也取得了繁榮的發(fā)展，而且建筑幕墻也得到了廣泛使用。伴隨建筑幕墻的廣泛應(yīng)用，在設(shè)計(jì)中產(chǎn)生的問(wèn)題也將更加突出，結(jié)構(gòu)的安全性也相應(yīng)的更加得到重視。對(duì)此必須根據(jù)實(shí)際情況，制定出科學(xué)的改進(jìn)措施，進(jìn)一步優(yōu)化建筑幕墻設(shè)計(jì)。本文主要介紹了建筑幕墻構(gòu)造中存在的不足及設(shè)計(jì)要點(diǎn)，提出了科學(xué)的優(yōu)化策略。

關(guān)鍵詞：建筑幕墻;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);優(yōu)化策略;設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1? 前言

隨著城市化建設(shè)速度的加快，建筑的基本功能、實(shí)用性及節(jié)能低碳性等逐漸突出，建筑幕墻結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生剛好滿足許多應(yīng)用要求。建筑幕墻的模式和功能的多元化促使建筑充滿較高的美觀性及實(shí)用性，為此，建筑幕墻的使用日益普遍?，F(xiàn)代化房屋中形式多樣、構(gòu)造復(fù)雜的幕墻，在針對(duì)建筑的總體構(gòu)造在力學(xué)性能及安全性能等層面，對(duì)幕墻結(jié)構(gòu)規(guī)劃提出了更高的要求，而且，在設(shè)計(jì)建筑幕墻時(shí)還要考慮到經(jīng)濟(jì)性與美觀性。但在具體設(shè)計(jì)中，因?yàn)槎喾N設(shè)計(jì)及施工因素的制約，許多建筑幕墻設(shè)計(jì)中都存有許多問(wèn)題，影響到建筑物的安全及質(zhì)量，這就要求在設(shè)計(jì)建筑物幕墻時(shí)，仔細(xì)研究其結(jié)構(gòu)框架選型與外觀效果，進(jìn)而滿足幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。

2? 建筑物幕墻設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）幕墻結(jié)構(gòu)屬于建筑結(jié)構(gòu)外觀造型的組成部分之一，其必須在符合美觀與實(shí)用性的基礎(chǔ)上，按照幕墻結(jié)構(gòu)的基本功能，全面考慮結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計(jì)應(yīng)用要求與較高的強(qiáng)度、剛度，指在外力影響下變形性處于可控范圍內(nèi)。但是，當(dāng)有些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求按照需要側(cè)重于某個(gè)方面設(shè)計(jì)時(shí)，就必須在安全的基礎(chǔ)上進(jìn)行。

（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要思考幕墻可以承擔(dān)的各種負(fù)荷，按照建筑結(jié)構(gòu)所處環(huán)境和建筑結(jié)構(gòu)模式，研究存在的風(fēng)荷載、雪荷載以及壓力荷載，還要按照當(dāng)時(shí)的氣候環(huán)境研究溫度變化與自然災(zāi)害將會(huì)產(chǎn)生的荷載作用，以及這類(lèi)荷載改變?cè)斐傻哪粔Y(jié)構(gòu)外觀的改變，科學(xué)設(shè)置建筑幕墻的承載水平，確保結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定。

（3）設(shè)計(jì)建筑幕墻時(shí)，還要按照結(jié)構(gòu)的基本功能機(jī)荷載設(shè)計(jì)水平，科學(xué)取值，完善結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性能。防止在設(shè)計(jì)過(guò)程一味注重經(jīng)濟(jì)性而忽視安全性，還要防止巨大浪費(fèi)。

3? 建筑物幕墻設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題

3.1? 設(shè)計(jì)滯后，影響到幕墻施工的順利進(jìn)行

目前絕大多數(shù)的設(shè)計(jì)單位都沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)到結(jié)構(gòu)安全性能對(duì)建筑幕墻設(shè)計(jì)的重要性和關(guān)鍵性，也沒(méi)有對(duì)幕墻工程特殊性精心充分的考慮，而是工程動(dòng)工以后，當(dāng)主體工程進(jìn)行到預(yù)埋件作業(yè)的程序時(shí)，才開(kāi)啟幕墻的招標(biāo)工作，到最后工程施工是增加結(jié)構(gòu)梁、柱或被動(dòng)的使用后置埋件等，降低了幕墻的檔次及結(jié)構(gòu)安全性，外觀也會(huì)造成一定的影響。

3.2? 建筑施工和建筑幕墻設(shè)計(jì)之間缺乏一定的協(xié)作性

在建筑工程施工進(jìn)行時(shí)，通常會(huì)遇到一個(gè)難題，就是建筑幕墻的設(shè)計(jì)一定要同建筑施工保持一致。在具體施工的過(guò)程中，通常無(wú)法保持一致性，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)單位，沒(méi)有專(zhuān)業(yè)從事設(shè)計(jì)建筑幕墻工作的人員，大多的員工不會(huì)很了解建筑幕墻的技術(shù)與材料，所以他們不能科學(xué)的進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得設(shè)計(jì)建筑幕墻與建筑施工無(wú)法保持一致，從而導(dǎo)致正常施工受到影響。

3.3? 幕墻設(shè)計(jì)過(guò)于局限結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)

幕墻設(shè)計(jì)人員局限于對(duì)幕墻結(jié)構(gòu)框架的設(shè)計(jì)，忽略幕墻對(duì)建筑整體及幕墻功能對(duì)建筑本身的補(bǔ)充作用。幕墻設(shè)計(jì)應(yīng)充分將建筑主體與幕墻外觀、功能等各個(gè)方面有效地聯(lián)系起來(lái)。對(duì)于那些落標(biāo)的設(shè)計(jì)方法來(lái)說(shuō)，因?yàn)槿鄙俦匾难a(bǔ)償，影響到該設(shè)計(jì)方案，得作改進(jìn)。這些問(wèn)題是國(guó)內(nèi)幕墻設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的主要問(wèn)題，需要設(shè)計(jì)人員與施工人員不懈的努力去改正與提高。

4? 建筑物幕墻設(shè)計(jì)的完善策略

建筑物幕墻設(shè)計(jì)是一件十分復(fù)雜的設(shè)計(jì)活動(dòng)，其通常會(huì)包含許多繁瑣的應(yīng)力計(jì)算及安全設(shè)計(jì)，在確保安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上，完善設(shè)計(jì)方案，這是幕墻項(xiàng)目設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。建筑幕墻項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，結(jié)合施工環(huán)境及建筑要求，能采用如下幾點(diǎn)優(yōu)化、完善策略。

4.1? 安全性設(shè)計(jì)

建筑幕墻的安全程序設(shè)計(jì)除了要符合結(jié)構(gòu)承受荷載的需要外，整個(gè)建筑物的安全性也與其相關(guān)，建筑幕墻的安全性完善除了要符合結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求以外，還要兼顧到采光頂?shù)南酪?guī)劃。針對(duì)很大的玻璃采光頂，一定要采用耐火極限不小于0.25h的三級(jí)防火級(jí)的吊頂，而且符合結(jié)構(gòu)抗火需要，對(duì)于其他的設(shè)計(jì)要求，如抗雷、防高空墜落、抗冰雹等內(nèi)容，在防震設(shè)計(jì)過(guò)程，玻璃幕墻的施工深度要確保穩(wěn)定、可靠。主要做好各部件連接處的設(shè)計(jì)完善，幕墻項(xiàng)目消防安全道路的分布也非常重要。

4.2? 荷載設(shè)計(jì)

幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)幕墻荷載要按照結(jié)構(gòu)的模式及材料選取來(lái)計(jì)算最好的荷載極限，例如，針對(duì)封閉式結(jié)構(gòu)，幕墻荷載根據(jù)外表風(fēng)壓的正負(fù)條件取-0.2/0.2.部分體型系數(shù)主要指適用于圍護(hù)部件的從屬范圍A≤1㎡;但當(dāng)從屬范圍超過(guò)10㎡時(shí)，這時(shí)的局域風(fēng)壓體型系數(shù)就能夠折減0.8的系數(shù);當(dāng)1㎡≤A≤10㎡時(shí)，體型系數(shù)能根據(jù)A的對(duì)數(shù)線性插值判斷風(fēng)載荷標(biāo)準(zhǔn)值的高低。而且，選用新型輕質(zhì)材料用作建筑幕墻的主體建材時(shí)，要結(jié)合局部單位大小承擔(dān)風(fēng)載荷的承載水平，合理加載筋肋，并且加筋肋應(yīng)與折邊相連。

4.3? 幕墻框架設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)幕墻項(xiàng)目時(shí)，必須注重幕墻框架的設(shè)計(jì)。一般情況下，幕墻是建筑物的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，必須兼顧到其自重，并發(fā)揮出抗震、保溫以及風(fēng)荷載等功能。

4.3.1? 幕墻支護(hù)構(gòu)造

支護(hù)構(gòu)造是幕墻結(jié)構(gòu)中十分關(guān)鍵的構(gòu)成部分，其自重、保溫性能、風(fēng)荷載性能、抗震性能等都能在主體結(jié)構(gòu)和幕墻之間進(jìn)行傳遞[3]。所以，必須確定支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及剛度。另外，還能夠?qū)δ粔o(hù)構(gòu)造進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟饟Q，這需要幕墻項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、應(yīng)用時(shí)間超過(guò)25年。在設(shè)計(jì)幕墻支護(hù)構(gòu)造時(shí)，必須注重立柱上下連接的設(shè)計(jì)，確保其滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，符合應(yīng)用要求。

4.3.2? 幕墻后錨固施工

在幕墻后錨固施工中，采取的主要方式是錨栓，當(dāng)前較為常見(jiàn)的錨栓包含化學(xué)錨栓與金屬物膨脹錨栓。在使用化學(xué)錨栓時(shí)，不得焊接其銜接部件;金屬物膨脹錨栓的基本原理是，基于膨脹片對(duì)砼的摩擦力和壓力，形成一定的承載力，從而承載外部拉力。

4.3.3? 優(yōu)化預(yù)埋件設(shè)計(jì)

在加固幕墻支護(hù)構(gòu)造時(shí)，主要使用的受力部件為預(yù)埋件，所以，必須重視其質(zhì)量。預(yù)埋件是由錨筋、錨板構(gòu)成的。較為常見(jiàn)的預(yù)埋件是平板式、槽型兩類(lèi)。其中，錨板要求采用的鋼材型號(hào)是Q235B，而且必須在表面加以鍍鋅，鍍鋅膜厚度必須超過(guò)40μm，并且具有一定的抗腐、散熱效果。在生產(chǎn)預(yù)埋件時(shí)，幾乎無(wú)規(guī)定的錨筋、錨板處理方式，一般將之焊接為T(mén)形或是塞焊，不過(guò)必須確保其質(zhì)量合格，盡量采用坡口塞焊手段處理。

5? 結(jié)束語(yǔ)

簡(jiǎn)而言之，在幕墻結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)過(guò)程和幕墻施工過(guò)程，必須嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行，保障幕墻結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。假設(shè)涌現(xiàn)出了很多新技術(shù)、新工藝及新建材，但缺少相關(guān)的使用標(biāo)準(zhǔn)，就必須根據(jù)實(shí)際情況來(lái)利用，在不違規(guī)的前提下提升幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果，確保幕墻結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 賈玉彥.建筑幕墻安全及使用、維護(hù)檢測(cè)現(xiàn)狀的分析[J].中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)，2015（4）：44～48.

[2] 任祥香，盧文勝，曹文清.考慮主體結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的建筑幕墻振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)方法[J].土木工程學(xué)報(bào)，2014（S2）：235～240.

[3] 唐勇.建筑幕墻設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題及對(duì)策[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2014（2）：43～44.