建筑幕墙结构设计及优化措施探讨 张性富

发表时间:2020/1/13   来源:《基层建设》2019年第28期   作者:张性富
[导读] 摘要:近年来,我国的建筑工程建设有了很大进展,建筑幕墙结构设计也越来越受到重视。
        中建交通建设集团有限公司  北京市  100000
        摘要:近年来,我国的建筑工程建设有了很大进展,建筑幕墙结构设计也越来越受到重视。建筑幕墙属于一种外围结构,由面板和支撑结构组成,广泛应用于现代建筑中。作为外观装潢的新方案,幕墙以其美观和多样性受到了很多设计者的追捧。
        关键词:建筑幕墙;结构设计;优化
        引言
        近年来,城市化进程的不断加快使建筑工程获得良好发展,也出现了很多新型的施工技术,如幕墙施工技术。当前,幕墙施工技术在实际应用过程中还存在一些问题。因此需要加强对幕墙施工技术的研究,改进幕墙施工技术,从而满足人们对居住环境的要求及对生活品质的追求。
        1建筑幕墙设计的基本原则
        1.1安全可靠原则
        在建筑幕墙设计过程当中要严格遵守安全可靠原则,保证设计与施工作业的统一性,现阶段,我国已经颁布了有关建筑幕墙设计的法律规章制度,在实际设计的时候要严格遵循此规章制度,保障建筑幕墙的可靠性与稳定性。
        1.2受力设计
        作为建筑物外围结构的幕墙,没有承受整个建筑物的负载,所以设计幕墙时需要考虑幕墙自身的重量和风的负载。同时也要考虑到幕墙的热胀冷缩、整体建筑的变形和移位、地质变化及地震对幕墙产生的影响。幕墙所在的柱子、梁和用到的连接件,也要有足够的强度,幕墙与主体结构的结合要有位移能力,这些条件都满足的情况下,才能保证幕墙不变形、不破裂。安全是幕墙设计的前提。
        1.3绿色,环保节能原则
        在建筑幕墙设计过程当中要重视绿色,环保节能原则,绿色建筑物是我国建筑行业得以发展的必然趋势,幕墙在建筑物当中占据着十分重要的位置,其属于建筑物的外围系统,要想保证建筑物的节能性,要做好建筑幕墙的节能性,所以在实际设计建筑幕墙的时候,要严格遵守有关规定,与此同时,也应将绿色设计当做重要理论,保证建筑物绿色目标的实现。
        2建筑幕墙结构设计内容
        在单元式幕墙结构的设计中,要充分考虑后期施工和安装的便利性,结合在施工中经常遇到的幕墙安装问题,一定要熟悉单元式幕墙设计要点,尤其是在设计外立面造型比较复杂的幕墙结构,更是要完善单元板块及挂件系统的设计,这样才能保证幕墙结构的质量,也便于后期的安装和施工。
        2.1方案的选定
        幕墙的结构和面板材料,要根据建筑整体的设计效果、功能要求和设计的造型来选定。设计的结构形式有半隐式、全隐式、干法隐框幕墙、明框样式等;普遍的幕墙板有玻璃、石材和金属,还有最近新推出的光电幕墙板,根据室内或者室外的外观要求,来确定设计的结构形式。在众多的幕墙材料中,选择铝合金的比较多,因为可以减轻自重和增加耐用性。在一些跨度比较大的项目中,会选择钢立柱,因为要考虑到硬度的需要;一般的项目选择铝合金立柱比较多。
        2.2建筑幕墙结构细节的设计要点
        在设计建筑幕墙的时候,要重视结构细节方面的要求,首先,做好立柱的受力方式,把立柱设计为偏心受拉的构件,选择铰接节点设置在上端位置,在其下端选择上下伸缩的节点方式,这样可以防止立柱设计出现不稳定现象。其次,重视电化学腐蚀,对于不一样的金属构件,要在其中放置相应的绝缘垫片,不然会造成电化学腐蚀现象的出现,进而对建筑物结构的安全性与可靠性产生严重的影响。再次,重视防噪音的设计,在设计建筑幕墙的时候,要在横梁和立柱的链接位置留出相应的空间,防止由于刚性链接导致噪音出现。最后,做好防雷设计,在建筑幕墙设计过程当中,要严格根据防雷设计规范制定完善的防雷体系,根据具体要求,做好建筑幕墙的防侧击雷,和建筑物主体之间进行连接,把雷电引入到地里。


        2.3面板的安装
        在幕墙连接结构和支撑结构设计完成后,就要考虑幕墙外面板的设计,在进行幕墙面板设计时,要综合考虑建筑物外墙的造型和色彩,结合建筑立面图将合适的板块造型设计到对应的单元板块中;同时为了方便后期幕墙外面板的维修和更换,一定要保证面板的设计具有独立性,便于安拆,这样才能方便后期的维护管理工作,让人们感受到单元式幕墙的便利。
        2.4门窗设计重点应用
        在对门窗进行分割的过程中,需要按照美学原理进行设计。之后,按照设计的基本情况对其中的内容进行分割,这需要一直按照相关的尺度进行设计。然后按照长宽的尺度进行设计,尤其是在玻璃的选用上,一般选择钢化玻璃最为合适,在门窗最为薄弱的地方,需要进行保温节能的处理,这样才可以让建筑整体内容的实用性增强。
        2.5单元幕墙密封系统设计
        在建筑工程施工中,单元式幕墙充当了外墙维护结构,建筑物的维护结构一定要有很好的密封性和隔音性,在单元式幕墙的设计中,主要通过设计密封线来形成密封系统从而保证单元式幕墙的密封性,这样可以很好的将建筑物室内环境与外界环境隔离开来,例如夏天高温时,室内的温度不会上升的那么快;冬天低温时,也不会觉得漏风寒冷,这也体现了单元式幕墙的节能型。在单元式幕墙密封系统的设计时,一定要重视每一条密封线的质量,通过密封胶条和密封线的共同作用保证幕墙良好的密封性,这是在幕墙设计中需要注意的地方。
        3完善建筑幕墙设计的策略
        3.1建筑幕墙整体的设计要点
        在建筑幕墙实际设计过程当中,要掌握其安全性,对于现阶段的公共建筑物而言,安全是需要考虑的主要因素,在设计建筑结构的时候要全面考虑地震等灾害对建筑幕墙产生的影响,在建筑结构当中尽可能使用结构较为简单的双跨梁结构使用更加安全的结构保证建筑工程项目的复杂情况,在计算建筑物施工材料的时候应留有相应的余地。
        3.2安全防雷设计
        在单元式幕墙的设计中,还要考虑幕墙的防雷安全设计,结合幕墙的结构来看,很容易发现单元体板块的四周边都具有EPDM胶条构造材料,造成单元体板块之间均是弹性插接构造,板块之间无论是上下还是左右均是不具有互相传递热能、电能的功能,单从密封构造考虑满足了要求,但是从安全的防雷角度分析,确具有一定的防雷安全隐患,所以单元体幕墙在防雷区域内,所有板块都要互相连接,让所有板块都具有防雷安全构造。
        3.3荷载设计
        幕墙设计时,要根据结构的设计模式和选材来计算幕墙的负载极限,如封闭结构的幕墙,要按照风压的正负条件取-0.2/0.2,部分体型系数是指保护件的从属范围A≤1m2;如果范围超过10m2,局域风压的系数就能减到0.8;当1m2≤A≤10m2,体型系数能根据A的对数线性差值判断风的负载高低。选取新的幕墙材料,在保证轻的前提下,还要保持与周围环境、当地风俗和传统建筑的统一性。
        结语
        综上所述,随着社会进步与经济发展,我国建筑行业得以快速发展,导致此行业所面临的挑战增多,幕墙在建筑物整体当中占据着十分重要的位置,其对建筑整体设计产生着至关重要的作用,一方面可以装饰建筑物,另一方面加强建筑物的防雷抗震性。因此,在设计建筑幕墙的时候要严格遵循其原则,重视设计过程中的重点,与此同时,建筑幕墙的设计要与时俱进,只有这样,才能够推动我国建筑幕墙领域的健康可持续发展。
        参考文献
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        [3]闫雯.建筑幕墙设计的问题与建议[J].中国建筑金属结构,2018,(07):105-106.
        [4]陆星宇.单元式幕墙设计的几个关键点[J].中华民居(下旬刊),2017,(02):101.
        [5]王守卫.建筑幕墙的安全使用及发展现状[J].住宅与房地产,2018(33):98.
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