建筑幕墙结构设计及优化措施探讨郭昆仑

发表时间:2020/7/7   来源:《建筑实践》2020年第39卷2月第5期   作者:郭昆仑
[导读] 建筑建设的过程中人们的审美逐渐的增强,对于幕墙美观度要求也逐渐的提高。
        摘要:建筑建设的过程中人们的审美逐渐的增强,对于幕墙美观度要求也逐渐的提高。玻璃幕墙具有丰富多彩的颜色、采光效果比其他的幕墙更好,同时能够对建筑的外墙进行装饰,因此,玻璃目前受到更多人的喜爱。玻璃幕墙经过多年的发展在国内得到了广泛的应用,充实着我们的生活。任何一件有利于人们的产品背后,都有着质量高低的相关问题,而且新兴的行业在技术与工艺方面的标准都还为齐全,再有使用玻璃幕墙的企业单位或个人缺乏对产品的认知,以至于疏忽维护与检查举措,这都加大了玻璃幕墙的安全隐患问题,种种问题使得人们对玻璃幕墙的安全性能感到担忧。近些年新的工艺与材料得到了大规模的改善,使产品进入了一个新的篇章,但在此基础上仍需要持续改革与进步。
        关键词:建筑;幕墙结构设计;优化措施
        1建筑幕墙结构的设计原则
        1.1安全可靠原则
        幕墙作为建筑建筑物的外围结构,它的安全可靠性是至关重要的,它既要面对大自然风吹雨打的侵蚀更要经受大地震动所带来的冲击,所以幕墙的结构设计要充分考虑到使用寿命以及荷载能力,这是建筑物必要的安全保障。
        1.2造型的美观原则
        建筑幕墙的结构设计初衷是要做到具有观赏性和展现建筑美感,但是要达到这些条件要考虑的因素以及设计人员本身的素质就至关重要,比如在幕墙立面线条的划分就充分体现出了设计人员的设计理念,而且还要遵照业主的构思,在设计能够实现的前提下尽量满足业主的要求。最终要做到突出特色展现设计亮点迎合时代风尚的幕墙设计。
        1.3设计结构轻巧、稳定的原则
        关于结构设计是设计者能力的一种体现,具有创新结构轻巧的设计不仅是设计人员体现出来的艺术美更是减少结构材料降低建设成本的一种体现。在满足创新且降低成本的同时更要考虑到居住人员对结构安全稳定性的考虑,所以在设计的同时要面面俱到,使未来的居住者能够感受到所居住的建筑是安全的、稳定的、充满美感的居所
        1.4节能环保、创新性原则
        科技日新月异,新型外维护结构的技术与材料都在随之更替,作为设计人员应该跟上时代的潮流,将能够使用的新技术与材料合理的利用到设计理念中从而体现独有创新的艺术美。按照党中央的重要指示绿水青山就是金山银山的指导方针,环保节能也成为了衡量一个幕墙品质好坏的重要标准,所以在幕墙设计过程中要着重合理的使用环保型新材料和环保节能理念。
        2建筑幕墙结构设计内容
        2.1方案的选定
        幕墙的机构形式和面板材质的选择要根据建筑的整体设计理念、艺术效果、和需要的功能来确定。在实际的使用过程中幕墙存在很多种不同的形式,其中使用最多的为半隐式、全隐式、干法隐框幕墙、明框式等。同时,幕墙的面板也有多种不同的形式,包括玻璃幕墙、金属板幕墙等。建筑建设对于幕墙的选择不仅仅要考虑提高建筑外观的美观程度,还要结合室内外结构的特点有效提高目前的使用寿命。铝合金框架的质地比较轻可以有效地降低幕墙框架的重量。钢立柱的强度比较高,在进行跨度大的幕墙施工时使用的比较多。有些建筑为了使人们的视野更加开阔,会选择使用点支结构。总之,幕墙结构在设计的过程中必须结合建筑的实际情况以及业主的实际需求进行,确保幕墙结构的质量的前提下增加幕墙的美观程度。
        2.2建筑结构的受力分析
        幕墙通常是建设建筑户外的结构,设计人员在进行设计前要结合建筑施工当地的地理环境进行合理的受力分析。包括由于自然气候等引起的受力发生的比较大的变化。我国地域的阔度比较大,不同地区的温度以及风力的大小有很大的不同,对幕墙结构的稳定性也有不同的影响。举例说明,我国北方冬季多雪,学会堆积在幕墙顶端从而增加了幕墙的总重量,因此,设计时要全面考虑所有影响幕墙受力稳定性以及安全性的所有因素。幕墙的施工还要结合受力的情况合理选择施工材料。


        2.3材料的选择
        随着科学技术的不断发展我国的幕墙材料的种类不断的发生着变化。现阶段,我国幕墙的材料向着轻质化方向发展,同时材料的功能性也在不断地增强。幕墙的结构材料要结合实际需求就行选择。目前,使用最多的有微晶玻璃、双层中空玻璃等。幕墙面板以及结构的材料的质量大大影响着幕墙后期使用的安全性以及使用寿命。
        3建筑幕墙结构设计的优化措施
        3.1安全性的优化
        幕墙设计过程中设计师必须结合幕墙建设施工现场的具体情况合理做好按全性的优化工作。过去的幕墙在使用的过程中经常出现幕墙坠落的问题,因此,施工人员要重视对幕墙安全性的提高。要保证幕墙竖直方向上的稳定性,通过是所使用的各种材料质量合格,避免局部脱落问题的出现。同时,幕墙的各个零部件的连接必须要牢固,避免由于螺丝等松动或者气候的变化使得幕墙受到破坏,从而埋下安全隐患。
        针对玻璃幕墙的节点,设计师要预留出安装间隙,保证安装质量。为了放置因玻璃破碎发生安全事故可以适当的选择玻璃上贴膜或者选择使用夹层玻璃。有些建筑会将屋顶设计成玻璃采光顶,从而使室内的光线更加充足,对于此类屋顶,设计人员要合理的设计防护设备,避免高空坠物引起的安全事故发生。
        3.2承载力的优化
        传统的玻璃幕墙使用的材料质地比较重同时耐久性比较差。而建筑幕墙的寿命与其承载力有极大的联系。现阶段使用的材料质地比较轻,为了有效地提高建筑幕墙的重量从而保证建筑幕墙的承载力的提升,设计师可以适当的在建筑幕墙局部增加筋肋和折边工艺。针对不同材质的建筑幕墙其优化承载力的方式存在很大的差别。在玻璃幕墙施工中,要对硅酮结构胶的质量进行把握,并分析计算出相应的粘结宽度和厚度。在框格幕墙构造体系中,由于横梁和立柱是主要的受力部分,因此要对其承载力进行计算,来确定合适的截面积以及厚度,综合考虑安全性和经济性,来选择材料。
        3.3环保节能方面的优化
        建筑幕墙的安全性以及功能性是设计中主要关注的问题。同时,为了提高建筑幕墙的社会效益,设计师可以选择使用新材料新技术从而使建筑幕墙的耗能有效地降低。现阶段比较流程的双层幕墙结构,其原理是利用气压差和烟囱效应。通过合理的技术手段控制进风口和排风口的气流,从而使空气进行流通,避免室内温度过高的情况出现,从而有效地降低室内因为换气而产生的额外能源的消耗。同时,还可以为人们提供更加舒适的生活环境。此外,光电幕墙主要运用的是太阳能,通过一定的技术手段将太阳能转化为电能等其他形式的能,从而共给建筑室内的使用,大大降低了能源的损耗,同时还在很大程度上实现了对环境的保护。
        3.4采用更新的设计技术
        随着我国计算机技术的不断发展, BIM技术应用的范围越来越广泛。建筑幕墙中使用BIM技术,可以帮助设计师建立直观的幕墙模型。通过观察等发现设计中存在的不足之处,然后进行合理的调整。不仅可以提高建筑幕墙设计的效率,还可以降低幕墙设计的人工成本,有效避免了返工问题的出现。
        3.5加强过渡设计
        随着时代的不断发展建筑的结构发生了很大的变化,设计师在进行建筑幕墙的设计时,要充分更具城市的特点以及城市中老建筑的结构特点。设计师可以将老建筑的设计参数作为参考,同时结合新技术新工艺等对老建筑的参数进行调整。新建筑要能够与老建筑形成统一和谐的整体。
        结论
        建筑幕墙结构随着时代的变化以及人们需求的不同也在发生着变化。我国的建筑幕墙结构设计中仍然存在很大的问题。本文主要分析了现阶段建筑幕墙设计中的主要内容,并给出了提高建筑幕墙质量的优化设计的方案。笔者希望本文可以为建筑幕墙行业的持续发展做出贡献。
        参考文献:
        [1]陈爱妹.建筑幕墙结构设计与优化探讨[J].江西建材,2019(8):39.
        [2]陈春林.建筑幕墙系统构造优化及应用的探讨[J].中华民居(下旬刊),2019(4).
       
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