幕墻建筑結構概念設計及其要點

楊建華，張劍鋒，王清友

（1.哈爾濱市永大建筑設計有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150001；2.黑龍江東方學院，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材料。由結構框架與鑲嵌板材組成，不承擔主體結構載荷與作用的建筑圍護結構。幕墻是利用各種強勁、輕盈、美觀的建筑材料取代傳統的磚石或窗墻結合的外墻工法，是包圍在主結構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）：由面板與支承結構體系（支承裝置與支承系統）組成，相對主體結構有一定位移能力或自身有一定變形能力，不承擔主體結構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 幕墻建筑結構的特征

幕墻建筑結構在墻體外面形成一個自己獨立的結構系統；幕墻建筑結構在設計上要求有更高的審美要求；幕墻建筑結構在設計上要傾注自己的經驗以及更高的知識及設計要求；幕墻建筑結構在設計的安全性上有更高的要求，不僅僅是設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計的安全性；幕墻建筑結構在設計的精準方面有更高的要求，例如結構計算上要求精準，以免費工廢料；幕墻建筑結構在設計方面要突出個性；幕墻建筑結構在設計方面要求有不斷的創新精神。

3 幕墻結構概念設計

幕墻建筑結構概念設計在設計者中經常被提及，但是人們對其的理解卻是片面的，認為幕墻建筑結構概念設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，幕墻結構概念設計是需要以科學指導為前提，在加上知識的運用實踐經驗的積累以及不斷的吸取其他人的建議中不斷完善的。一個成功的設計必須選擇一個經濟合理的結構方案，如何進行合理選擇結構方案，首先既要根據建筑的根本情況設計，又要根據其所處的經濟環境，氣候環境，人文環境等多種綜合因素進行設計，同時還要多方面考慮用哪種合理的幕墻，例如鋼制的、木質的、金屬的、非金屬的等。總之，同時必須對建筑師設計要求、幕墻結構特點、材料供應、施工條件等情況進行綜合分析，并與設計院建筑、結構等專業充分協商，在此基礎上進行結構選擇，確定結構方案，多種方案進行比較，優中選優。

當下，電腦已經處于普及階段，很多設計者都用電腦來制圖，來做設計，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，各種軟件也應運而生就導致在設計中應用不同的軟件所得出的計算結果是不一樣的，而在這種過分的依賴電腦的前提下，所產生的安全隱患也是越來越多，由于計算出現的偏差，導致在制作過程中費工費料，從而造成經濟負擔，而這種過分依賴電腦的作法也導致設計作品更新緩慢、沒有新意、缺少創意。

4 幕墻建筑設計應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；了解主體結構對幕墻的邊界條件；理解建筑師級業主對幕墻建筑的方案設計的要求。

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

4.2 在幕墻結構設計中需要注意的幾個問題

幕墻建筑結構式懸掛在主體建筑外面的結構，也就是說幕墻建筑結構是懸掛在主體建筑外面的一種裝飾性物件，幕墻只承擔本體所帶來的負荷，無法承擔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，同時也要求其適應主體建筑的變形。

4.3 幕墻建筑設計的一般步驟

根據規范規定及幕墻結構特點合理確定建筑結構形式，不要一味的最求幕墻建筑效果，要多方面考慮幕墻建筑結構的安全性、耐用性及計算結果的準確性，以防止出現安全問題和費工廢料等問題，當然在條件允許的情況下可以考慮設計師及業主的要求。

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

應當重視鋼結構連接節點的安全性，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構上，其連接非常重要（預埋件、螺栓、角碼），這廣西到整體的安全可靠。

隱框幕墻設計要謹慎，玻璃下設托條，結構膠設計計算及質量要有可靠保證。

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 結語

我國工程師在幕墻建筑設計中不斷的總結經驗教訓，從中積累了大量的有用的有價值的經驗。隨著社會經濟及科學技術的發展，幕墻建筑設計不斷的被大家所認知，而應用到各種各樣的建筑中。

[1]方信子.建筑結構荷載規范[S].中國建筑工業出版社，2012.

[2]程大志.玻璃幕墻工程技術規范[S].中國電力出版社，2012.