幕墻鋼結構設計要點淺析

張月琴

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1、前期的技術準備

1.1 技術資料收集

根據現場的實際情況土建設計資料收集和土建結構尺寸測量。根據施工圖紙，結合預算項目，統計出各項施工項目單位數量表，由于土建施工時可能會有一些變動，實際尺寸不一定都與設計圖紙符合。鋼結構幕墻對土建結構相關的尺寸要求較高。項目經理與施工員、材料員、技術員、質檢員等必須學會對圖紙和工程說明了解，然后根據業主要求繪制切實可行的幕墻分隔圖。

1.2 設計和施工方案確定

在對鋼結構幕墻進行設計分隔時，要考慮外觀的美觀性，對材料堆放位置事先安排，不能影響施工進程，在正式施工前了解施工現場環境、交通運輸及施工人員住宿等情況，核對施工空間與設計圖紙無誤，還應對施工范圍的場地進行整平填實，做好場地的清理工作，保證吊車行走暢通。

2、鋼結構對周圍主體結構的作用

幕墻鋼結構在滿足自身強度、剛度、穩定性前提下對其所依附的混凝土主結構的反作用要盡可能的小，減輕其對混凝土主結構的破壞作用。尤其對于已經做好的主體結構，若支座反力太大，需對主結構加固相當困難。設計時的具體辦法有：支座能用鉸接算過，就不用剛接，當然要考慮鉸接節點要方便設計且要考慮到施工的可行性；溫度作用往往會對支座產生很大的反作用，為減輕溫度作用，往往要對鋼結構節點或桿件進行釋放，使鋼結構能自由伸縮，消除溫度應力作用。

3、埋件的設計

幕墻鋼結構的埋件分為兩類：預埋件和后置埋件。埋件的作用是連接鋼結構與主體混凝土結構，預埋件是指先在鋼板上開孔，然后鋼筋穿入、塞焊，然后根據設計要求在混凝土澆筑前把埋件定位，依靠錨筋和混凝土之間的粘結力來承受支座反力，預埋件可以承受較大的支座反力。預埋件的錨筋間距，錨固長度，邊距尤其是與混凝土邊緣距離要滿足設計要求，對受剪力較大的預埋件要嚴格驗算錨筋與混凝土的邊距。后置埋件主要采用后置錨栓和植筋。后置錨栓主要采用化學錨栓，膨脹錨栓，重型自切底錨栓等。根據外荷載的不同采用適宜的錨栓種類，因后置錨栓需要在混凝土上開孔，所以對主體結構有削弱，錨栓與混凝土之間的粘結力有限，因此，承受外荷載能力較差。錨栓與混凝土的邊距要求也較嚴格，植筋的設計和使用要滿足混凝土結構后錨固技術規程的有關要求。兩種埋件的使用原則：首先盡量考慮使用預埋件，其次考慮使用后置埋件。

4、人員崗位職責

項目經理是根據工程的工期特點以及施工現場周邊的環境，充分發揮各職能人員的工作能力，監督落實工程質量和人員安全，確保在規定時間內完成工程項目工作。認真履行項目工程管理職責，對意外情況和質量問題負責。制訂項目工程的質量，安全及工期和文明施工的技術保證措施，并組織實施。對項目各項管理人員進行監督和教育。

項目技術負責人加強項目施工技術和質量檢驗工作，對其工作和質量負責。對施工過程的技術管理和控制，對因施工技術管理原因導致的不合格工程項目負直接責任。開展質量管理知識培訓教育和崗位技能培訓，規范操作流程，確保操作人員的安全和工程的質量。

質檢員制定項目質量計劃，并協助領導組織實施，認真收集各種有關質量管理的合理化建議，及時反饋各種信息，整合信息并提出合理化建議。認真做好本工程的質量檢查、監督、質量控制，收集保管質量檔案，參與質量體系及質量資料的編制，專人負責到石材生產廠家及礦山抓質量，防止原材料的不合格品進入施工現場并防止石料的色差。材料員要對現場的物資進行清點和正確的擺放，做好防水防潮的工作，并保管好現場物資，對物資的使用情況有明確的記錄，防止浪費行為，及時準確對使用的材料進行采購與供應。

5、關于半剛節點與埋件設計的處理

在節點設計時經常遇到半剛節點，例如在柱腳處因幕墻要求，柱腳不能加勁板，此柱腳即為半剛節點，此時又要涉及到埋件的設計問題，處理方法為：分別按剛接和鉸接進行計算，保證鋼結構能夠計算通過，為了保證埋件的安全性，設計埋件時把支座當剛接處理，使埋件的設計富余量盡量大些。在設計預埋件時要留足埋件的安全富余量，因為埋件一般要提前預埋，而鋼結構的方案后期可能要調整，支座反力會有變化，為避免因反力變化超過埋件原先設計強度，因此要把埋件做強、做扎實。

6、盡量減輕溫度作用對鋼結構的影響

幕墻鋼結構要考慮溫度作用的影響，一般為±30℃，溫度變化一度，溫度應力為2.4MPa。溫度對鋼結構作用有兩種作用結果：一是約束鋼結構，有溫度應力；二是鋼結構自由變形，無溫度應力。對于幕墻鋼結構一般采用桿件軸向釋放，使桿件自由伸縮，減輕溫度作用對構件及支座的影響。要采用合理的鋼結構設計形式，超靜定結構因溫度作用而產生附加應力，在滿足抗震要求的前提下盡量減少鋼結構的超靜定次數。在鋼立柱的根部不宜設置水平的柱間支撐，若必須設置，則需要進行軸向釋放。

總之，鋼結構的設計是一個需要不斷學習理論知識，在工程項目中積累總結，慢慢沉淀，由量變到質變的過程，只有遵循這一規律，才能更精準的把握“體系”和“節點”這兩個鋼結構設計的基本要素，從而設計出更安全適用、經濟合理、簡潔美觀的鋼結構作品。

[1]肖長永，朱菁.幕墻鋼結構設計要點淺析[J].科技展望，2017，27(19)：42.

[2]徐印睿.鋼結構幕墻施工組織設計[J].黑龍江科技信息，2016，(29)：227.