建筑幕墻抗震構造設計的分析思考

摘要：近年來，隨著地震等自然災害不斷出現，產生的破壞力嚴重危害到了當地的民眾生命及財產安全。建筑幕墻的強度引起了更多的關注。本文重點對建筑幕墻的抗震設計進行分析，對其構造特點、構造要求以及設計原則等方面的內容進行闡述。

關鍵詞：建筑幕墻；抗震；構造設計

1.引言

經過有關研究數據表明，幕墻有著要比一般的固定窗的抗震強度。一般的玻璃、石材面板幕墻在烈度為9至10度時，位移角會達到1/60左右，并能保持完好，無破損現象出現。幕墻的這種抗震強度讓它在震后重建中有著較強的現實意義。在地震中，只要主體結構未發生倒塌的情況，幕墻一般都能夠保持完好。

我國的建筑幕墻發展歷史較短，但在開始設計時，就已經把抗震設計作為重要指標進行處理。經過一定的分析與研究，并制定了相關規范與標準。

2.幕墻抗震構造措施

建筑幕墻的抗震設計要綜合多方面的因素，首先要對幕墻本身設防與對其所領隊的建筑物主框架的變形限制。幕墻本身的設防要求為采用在一定烈度地震的作用力下，以及其他組合荷載下，面板不產生破損、幕墻桿件無變形。幕墻應該對主框架的承載能力加以限制。抗震設防利用三水準與二階段設計思路，第二個水準烈度相對比第一個烈度作用強三倍。通過一定的分析表明，對幕墻平面內變形性能的要求和建筑結構類型有著極大的關系，要根據不同的類型選擇不同平面內變形性能的幕墻。

幕墻本身在結構上采用的多種位移、伸縮以及變形能力的處理方法，讓幕墻不承受因為地震而使主體結構發生變形而對其產生的荷載，從而保持了幕墻的完整性與安全性，作為外圍保護，將會有極強的可靠性。

2.1幕墻體系構造要求

以下重點對鋁合金玻璃幕墻、石材幕墻、金屬幕墻以及其他類型的幕墻進行分別研究分析。

2.1.1鋁合金玻璃幕墻

鋁合金玻璃幕墻的搞震能力主要與所依附的主框架的抗震能力與自身的抗震構造有著。在設計時，要對鋁合金玻璃幕墻以及其所依附的建筑物分別進行設防要求。當依附的建筑物受到不大于當地設防烈度的地震影響時，普通幕墻與平行、垂直兩個方向的主框架之間的最大彈性層間位移值有著重要的聯系。

在強烈地震作用下，結構薄弱層產生彈性變形，在此情況下要提前進行驗證。在抗震設計時，幕墻的抗震能力要大于主體結構彈性層間位移值的三倍。在多層結構設計時，幕墻的抗震能力要達到非鋼性結構建筑幕墻的兩倍多。

2.1.2明框、半隱形框幕墻

明框、半隱形框幕墻的玻璃邊緣與邊框槽底的空隙內要使用彈性材料進行填充。隱框與半隱框板塊間需要的寬度也需要控制，不應該低于12毫米，同樣以彈性材料填充并密封。

2.1.3石材幕墻

石材幕墻一般采用插件與掛件進行連接，為了防止掛勾脫出，相關標準中已經對石材面板掛裝系統安裝允許偏差等數值做了規定。為了實使現良好的抗震性能，對于普通的短度的槽掛件石材幕墻需要合理使用掛件槽彈性填充密封膠。而對于背栓式石材，要嚴格控制孔徑偏差低于0.5毫米，孔深要大于15毫米。

2.1.4金屬幕墻

金屬幕墻相對于玻璃幕墻的好處是具有較強的抗震性能，因為它的面板不屬于脆性材料，一般的變形不會產生破壞。

2.1.5點支承玻璃幕墻

占支承玻璃幕墻的支承頭連接部位能夠非常好地適應它在支承點處的轉動變形，支承頭的鋼材與玻璃面板之間有彈性材料緩沖，它的厚度不低于1毫米，具有非常良好的抗震性能。

2.1.6全玻璃幕墻

全玻璃幕墻的抗震性能比較差，在周邊進行收口的槽壁與玻璃面板之間留下足夠的空隙，寬度不低于8毫米，而且面板不要與其他的剛性材料發生接觸，面板與裝修面的空隙保持在8毫米以上，使用密封膠進行密封。主體結構墻體容易對全玻璃幕墻的底部造成擠壓，則需要按照規范，進行懸掛。

2.1.7單元式幕墻

單元式幕墻一般為插接類型，在單元部件之間需要有一定的搭接長長，豎向長度大于10毫米，而橫向長度大于15毫米。單元式幕墻具有良好的抗震性能。

2.2幕墻不同連接部位的構造要求

2.2.1立柱與立柱之間的伸縮縫

上下立柱應該保持有不低于15毫米的縫隙，閉口型村需要采用芯柱連接，芯柱長度不低于250毫米，套筒伸入到鋁合金立柱內的長度不低于100毫米。芯柱與上柱或下柱間應該采用機械連接方法進行固定，開口型材兩柱間采用等強型材機械連接。

2.2.2立柱與橫梁之間的連接

立柱與橫梁之間可以通過角碼、螺釘或是螺栓進行連接，角碼應該承受橫梁的剪力，厚度大于3毫米，其與立柱之間的連接螺釘應該滿足搞剪與搞扭承載要求。

2.2.3與主體連接

幕墻主桿件一般會采用懸掛形式，其與主體間連接需要非常牢固，大多數通過螺栓連接。立柱與主體結構之間每一個受力連接部位的連接螺栓數量要多于兩個。螺栓直徑不低于10毫米。

2.2.4變形縫處理

在地震時建筑物主框架會發生變位，尤其是在變形縫處產生較大變位。在建筑物主框架變形縫處的幕墻應該使用可以進行伸縮的構造，讓變形縫 兩側的面板分別屬于不同的單元，相互沒有重大作用力出現。

同時注意變形縫節點設計，按照相關設計規范，龍骨間的距離要與土建變形縫大小基本保持一致。而易擠壓破碎的面板間距可以由第二水準來計算確定。中間材料要有彈性，可水平滑動。

3.相關抗震設防設計標準

3.1標準設防類

在幕墻抗震設防設計中，要根據當地的抗震設防烈度來確定實際的抗震措施以及地震作用，保證在遭遇到罕見地震影響時而不致于發生倒塌以及其他有可能會危害生命安全的情況。

3.2重點設防類

在重點設防類中，幕墻抗震設計要高于當地抗震設防烈度一度的要求，進一步加強抗震措施。比如抗震烈度為8度，在設計時應該按照9度以及以上標準來設計。在設計中注意基礎的抗震措施設置，符合相關的規范。

3.3特殊設防類

同樣在幕墻抗震設計時，要高于當地抗震設防烈度一度的要求進行設置。但當烈度為9度時，要按照比9度更高的要求采用措施。應該按照高于當地抗震設防烈度要求確定地震作用。

3.4適度設防類

在幕墻抗震適度設防中，可以低于當地抗震設防烈度要求采取抗震措施，最低不得低于6度，一般還是根據當地抗震設防烈度確定地震作用。

4.結語

通過2008年汶川地震，對我國目前的建筑幕墻設計進行了一次最有效考驗，通過實踐，我們要認真總結地震災害的特點，對相關設計標準進行重新規定與設計，在施工過程中嚴格按照相關規范要求進行。對于災后重建工作，這些研究更是具有現實意義。在面臨如此嚴重破壞時，除了要研究地震本身的發生特點，還要對建筑結構本身的特點進行反思，對規范規定中的問題進行科學判斷分析，堅持實事求是的原則，嚴格按照正確的規范執行。

建筑幕墻抗震設計是關系到群眾生命安全的重要流程，需要嚴謹的態度對待，對于其中的缺點，堅決進行改正。在未來的社會發展中，會有更多的研究結果出現，抗震設計要不斷與時俱進，利用最先進的技術，創造更加安全的建筑結構。

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