玻璃幕墻設計技術關鍵要點

文/孫鳳平 山東雄獅建筑裝飾股份有限公司 山東滕州 277500

玻璃幕墻設計技術關鍵要點

文/孫鳳平 山東雄獅建筑裝飾股份有限公司 山東滕州 277500

隨著建筑行業的不斷發展,幕墻結構所發揮的作用越來越大,對幕墻的應用也越來越多。當前,幕墻結構種類繁多,在各種功能的建筑中均有應用。一般來說,建筑中使用幕墻結構主要是裝飾建筑的外立面。但是在實際應用過程中,幕墻除了可以達到一定的裝飾效果以外,還可以承受一些外部荷載力,具有相應的位移能力,并且不承擔主體結構的荷載量,所以在建筑外立面進行幕墻設計可以起到一定的承載作用。本文就玻璃幕墻設計技術關鍵要點進行了探討。

玻璃幕墻；設計技術；關鍵要點

1、引言

在當今的建筑施工中，出現了很多新型的材料，這些材料在給建筑帶來更多轉變的同時也給建筑本身的設計和施工提出了一些新的要求。玻璃幕墻作為幕墻的一大新技術，其在設計方面也有所不同，同時還存在著一定的重點和難點。

2、玻璃幕墻種類

玻璃幕墻設計的關鍵點是結構設計，這是因為玻璃幕墻是典型的外圍護結構，因此設計人員必須根據圍護結構設計要求來完成基本的設計任務。玻璃幕墻主要由兩部分組成，一部分是支撐結構體系，另一部分是玻璃。與建筑主體結構相比，玻璃幕墻能夠進行位移，但是位移需要控制在指定范圍內，位移期間幕墻并不會承擔著主體結構形成的重力。設計人員在進行設計時，需要考量重力負荷、風荷載、地震荷載等。玻璃幕墻可分為如下三種：

2.1框支承玻璃幕墻

框支承玻璃幕墻，即玻璃面板周邊由金屬框架支承的玻璃幕墻，其力學計算模型為：面板按四邊支承板，橫梁按雙向受彎構件，立柱按鉸接多跨梁且宜按偏心受拉構件設計，并按有關結構設計手冊或專門的計算軟件計算。

2.2全玻幕墻

全玻幕墻由玻璃肋和玻璃面板構成，面板為對邊簡支和多點簡支形式，玻璃肋類似簡支梁。

2.3點支承玻璃幕墻

點支承玻璃幕墻由玻璃面板、點支承裝置和支承結構構成。

3、玻璃幕墻設計技術關鍵要點

3.1連接件設計關鍵要點

3.1.1精密計算

幕墻自重與外界需要承受的各項荷載都是經過連接件傳輸到橫梁上，再通過橫梁傳輸到立柱上，最終傳輸到建筑主體結構上。基于這樣的傳力路徑的要求，連接件與主體結構錨固承載力之間的設計計算值必須要高于連接件自身的承載能力值。因為玻璃幕墻本身并沒有過高的變形能力，而受到地震或者是風荷載的影響，建筑主體結構梁非常容易出現側移。但是玻璃幕墻結構無法承擔過于嚴重的位移量，所以只能夠借助彈性連接件來防止建筑主體結構出現嚴重側移。在此基礎上，幕墻構件、立柱、橫梁要能夠化解一些外界荷載帶來的不良影響，因此連接件勢必要具備相應的適應位移的功能。現實實踐中，幕墻時常會被破壞，尤其是連接點位置最容易發生破壞，導致整個幕墻結構系統隱患重重。基于此，設計者必須對連接件有一個清楚的認識，要對連接件進行精密計算，在一切計算數值未確定的情況下，不允許貿然進行下一步設計。

3.1.2連接件構造的設計以及具體方法

如果只是單純的風荷載，連接幕墻與建筑主體的連接件并不容易發生破壞，因此幕墻自身活動能力充足，即便受到建筑主體結構位移影響，也不會造成過于嚴重的問題。但是如果發生地震，連接件則會受到動力影響，而產生巨大損害。為避免這一問題，設計人員有必要對連接件具體構造進行了解，而后從嚴設計。通常情況下，幕墻結構與主體的混凝土結構都是借助預埋件來展開連接，預埋件需要在建筑主體混凝土施工期間就埋入到指定位置。這就需要設計人員對預埋件圖紙進行精確放樣與布置。現實生活中，玻璃幕墻受到各種因素限制，通常都是在建筑主體結構施工結束后才開始施工，所以預埋件不能預先埋入到指定位置上。

如果沒有合適條件來運用預埋件，設計人員就需要通過其他方法來進行連接，但是這些方法必須要進行試驗，以此保證承載力正確。

一般而言，設計者都會運用后加化學植筋螺栓來進行連接，螺栓具體需要多大直徑，應用多少數量，都需要設計者通過精密計算來確定。此種方法的運用還需要對承載力展開現場試驗，如果有需要還應該展開極限拉、拔等方面的試驗。具體施工時，主體結構受力鋼筋一定要避開，否則很有可能截斷受力筋。

3.2結構膠各項參數的設計計算

設計計算時，施工人員需要對風荷載分項系數取值進行精確計算，不能疏忽大意。正常情況下，需正確辨別墻角與墻面的區別，按照《GB 5009—2012建筑結構荷載規范》取值。如果玻璃幕墻高度比較高，風荷載定會非常復雜，因此設計各人員要預先展開風洞試驗，以便確定結構膠各項參數。

3.3防火設計

幕墻周圍與建筑主體結構之間存在著一定的縫隙，此外，樓板、隔墻都存在縫隙，如果應用普通材料填充，將會留下很大的火災隱患，因此必須應用防火材料。

通常情況下，設計人員會選擇應用防火封堵法，即在縫隙中填充不燃或者難以燃燒的材料來構成整個防火系統，這樣就能夠避免火焰與煙氣任意擴散，確保人員能夠逃生。

具體做法如下：應用巖棉或者是礦棉來填充樓板、隔墻等縫隙，巖棉應用時，需要使用鍍鋅鋼板來進行襯托，鋼板厚度至少達到1.5 mm，而巖棉或者礦棉厚度則至少要達到100mm。

3.4防雷設計

建筑應用玻璃幕墻圍護裝飾后，防雷裝置功能在一定程度上會被玻璃幕墻屏蔽，無法發揮接閃與防雷的功能。如遇雷雨天氣，閃電會對玻璃幕墻直接產生影響。正是如此，設計人員必須做好玻璃幕墻的防雷設計工作。但現實實踐中，設計人員并未重視玻璃幕墻的防雷設計工作或者做好了防雷設計，但是未能依照要求進行施工，所以這使得導電不夠通暢，沒有形成整體系統。通常建筑物的防雷裝置有三部分，接閃器、引下線和接地裝置。目前防止側擊雷的常見做法是在30m以上的高層建筑玻璃幕墻部位，每10m x 10m的網格設置一圈均壓環。將幕墻豎向龍骨、橫向龍骨和建筑物防雷網接通連成一個防雷整體，把幕墻獲得的巨大雷電能量，通過建筑物的接地系統，迅速地輸送到地下。

結語：

玻璃幕墻是當今建筑設計和施工中比較常見的一種形式，它在滿足人們對個性和審美需求的同時，也能夠創造一個美觀舒適的室內環境，所以該材料在當今的建筑市場中受到了很多人的關注和青睞，所以從目前的發展形勢來看，玻璃幕墻有著非常好的發展前景。

[1]趙文俊,金永祥.對玻璃幕墻防火設計的幾點建議[J].門窗,2016,02:5-6.

[2]金永祥,趙文俊.玻璃幕墻設計技術關鍵要點[J].門窗,2016,02:7-8.

[3]葉海波.建筑玻璃幕墻的綠色節能設計探討[J].住宅與房地產,2016,12:84.