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摘要:伴随着我国建筑业的不断发展,其施工水平不断提高,新型材料也不断涌现,因此传统围护结构被幕墙取代,而最广泛应用的幕墙形式就是玻璃幕墙。对于以往的围护结构,其具有施工速度快和装饰效果良好的特点,在一定程度上提升了建筑物整体质量。现阶段玻璃幕墙工程设计中还存在很多问题,所以需要我们进行充分考虑,不断优化工程设计方案,并提升其设计质量和总体效果。鉴于此,本文首先概述了建筑玻璃幕墙的类型特点,然后重点探讨了建筑玻璃幕墙设计要点。
关键词:建筑;玻璃幕墙;类型特点;设计要点
引 言
在我国各项经济获得稳步发展的今天,建筑行业施工水平的提升和新材料的出现,传统的砖砌围护结构逐渐被幕墙所取代,其中应用最广泛的就是玻璃幕墙。相比于传统的围护结构,玻璃幕墙施工速度更快,装饰效果也比较好,提升了整个建筑物的品质。当前玻璃幕墙的设计中还存在一些不足,主要是因为设计方案跟不上人们与日俱增的生活要求。
1 建筑玻璃幕墙的类型特点
1.1 单元式玻璃幕墙
这种类型的玻璃幕墙是根据单元的形式来组织玻璃幕墙面板、金属框架生产以及组装施工的玻璃幕墙类型。其在工厂里面完成
了加工以及组装操作,构件具有很高的精度;同时具有良好的防水性能;可以降低现场施工的安全操作,最大限度的节约人力成本,同时能够在一定程度上缩短工期。然而这种类型的幕墙含有很高的铝合金型材,由于防水等方面的构造手段,提高了辅助材料的使用量,同时也使得其与常规构建式幕墙相比成本更高。目前,单元式玻璃幕墙具有的长处慢慢的被人们发现,在钢结构以及主体结构位移能力比较强的高层建筑中,这种类型的玻璃幕墙应用范围非常普遍。
1.2 构件式玻璃幕墙
构件式玻璃幕墙在建筑工程中的应用非常广泛,工艺较为简单,并且施工非常的灵活。构件式玻璃幕墙通过耐候密封胶和三元乙丙胶条来进行密封,具备了更强的气密性及水密性,极大的提升了建筑玻璃幕墙的隔热效果及隔音效果,同时也具备了防位移的能力。该类型幕墙现场施工工作量比价大,安装精度比较依赖施工水平及施工管理。
1.3 点支式玻璃幕墙
点支式玻璃幕墙,通过多种组合形式,能够带来更多丰富的视觉效果。点支式玻璃幕墙的连接构件主要以不锈钢铸件为主,同时会经过电镀处理,支撑结构主要包括玻璃肋、钢结构、索结构以及索杆结构等。将点支式玻璃幕墙应用于建筑工程施工中,具备了非常明显的优势,能够应用于全景形式,幕墙结构不仅有着良好的稳定性,同时其外观也非常的美观,并且结构形式非常的丰富,能够塑造更加丰富的外观效果。
1.4 全玻璃幕墙
这种类型的玻璃幕墙是透明的,因此相对来说有非常广阔的视野,综合玻璃具有的透明性特点,会让建筑物的内部空间与外部空间融合起来,从而在人们通过玻璃观看整个结构体系的过程中,玻璃幕墙可以在很大程度上提高整体结构体系的可见性,从而使得建筑结构具有更强的立体感,并且让装饰充满艺术感。目前,全玻璃幕墙由于施工简便以及维护简单的方面的好处,在建筑施工过程中的应用比较普及,其可以表现出建筑的立体效果,其是现代科学技术应用于建筑装饰上充分体现。
2 建筑玻璃幕墙的设计要点
2.1 幕墙设计的方法
如何将设计与主体达到较好的配合,减少施工工程量,这是在设计过程当中需要解决的问题。尤其是异形点支承玻璃幕墙的设计,审核复验时一定要将直面拐角的折点和曲面定位的圆心点与放线结合起来,还应做好标记。如此将会减小设计与施工中的累积误差,避免对现场施工产生影响。
2.2 单元式玻璃幕墙设计要点
单元式玻璃幕墙有其特殊的设计要点,如单元构件型材宜设置2个或以上腔体,幕墙组件的插接对接及开启部位,均应按等压腔和雨幕原理进行构造设计,明确排水路径,保证组合后的立柱前腔积水不会排入顶底横梁组件后腔。单元对插部位应有导插构造,防止密封胶条错位带出或损坏,影响整体性能。单元部位之间立柱及顶底横梁均应设置相应的搭接长度,以适应温度及地震作用下的位移协调,插接间隙应大于搭接长度。单元板块之间设置的过桥型材≥150mm,宜按1端铰接,1端可滑动连接设置,并使用硅酮密封胶完整密封。
2.3 点式玻璃幕墙设计要点
点式玻璃幕墙不仅在建筑立面大量应用,而且在屋面采光顶及雨棚等部位也有广泛应用。其面板与支承结构的驳接可采用钻孔式或无孔式,此连接部位常在面板强度薄弱处,因而应可靠密封,更应严格计算校核局部承压强度的安全性。
对不同类型的支承结构,应有不同的分析方法。如钢管桁架可采用线性计算,对结构体系整体稳定、构件强度和稳定、连接强度和挠度进行验算;索杆桁架和索网体系应采用非线性分析计算,并按零状态、初始状态和工作状态进行阶段设计,叠加温度作用影响时,应在其他荷载组合平衡状态下附加作用效应。
建筑主体结构的边界条件对支承体系有较大影响,对于各连接构造及负荷的可行性,建筑主体设计均应与幕墙设计统一协调,保证体系完整可行。
2.4 全玻璃幕墙设计要点
全玻璃幕墙的面板及玻璃肋应有效连接,不应与其他刚性材料直接接触,采用胶缝传力时必须采用硅酮结构密封胶,面板与结构封修面空隙应采用密封胶密封。
采用悬挂式全玻璃幕墙应经建筑主体
结构强度和刚度复核,确保其满足玻璃系统构造要求,玻璃下端与槽底垫块应留有适当空隙,以满足玻璃伸长变形需要。采用坐式体系时,其对主体结构变形的适应性和对地震作用下层间位移的适应性均应充分考虑,以确保安全可行。
玻璃肋与夹具间的连接构造宜采用锚固胶黏结,避免螺栓群与玻璃局部刚性挤压。当玻璃肋高〉8m时,应考虑平面外的稳定验算,必要时采取防止侧向失稳的构造措施。当玻璃肋采用金属连接件时,其接头应能承受截面弯矩和剪力设计值,同时应对螺栓受剪和玻璃孔壁承压进行端面强度验算。
2.6 大面圆弧幕墙设计要点
对于塔楼大面的圆弧型幕墙来讲,其板块宽度为其板块宽度为1.35m,基于板块之间的折线水平夹角较小,所以,相应的横梁端部切斜角间的距离也较小,这导致车间内各环节加工操作的开展需要面临更多挑战。通过研究分析,最后选择了利用板块折线拟合的形式开展圆弧幕墙的设计。对于其他板块水平夹角适宜的项目,需要基于现实测量角度开展其横梁端部的加工操作。初始设计阶段,基于幕墙水平分格和板块水平夹角引发的影响较为显著,所以,需要有针对性的开展相关各环节设计施工操作。通过提前加设单元体挂座,并促使其和幕墙板块中原有挂件共同发挥作用的方式,实现对单元幕墙的挂接。同时,可选择侧面与顶面挂接两种形式开展单元体挂座设置。经由对造价等相关因素的充分考量,决定不开展弯弧处理操作,施工过程中均采取直线段设计法,但相关操作会知识转接件出现多种不同的长度规格,且会增加焊接工作量。工程选择成品钢楼承板式作为楼板,同时,由于混凝土板的厚度和槽式埋件设置的埋设要求不符,所以对楼板实施了外轮廓加厚操作,增加厚度设计为加厚度设计为200mm。
2.7 敞开式外循环体系动态幕墙设计要点
通常所说的敞开型外循环体系动态幕墙,也叫做自然通风型动态幕墙。和铝合金材料的幕墙有较大差异,该种幕墙包括内层与外层,内层包括中空玻璃与绝热感键,外层包括单层玻璃与非绝热感键。内层架构为推拉型的窗户和推拉门,外层架构为敞开型玻璃幕墙,外层和内层间的热通道应装设智能控制的百叶,另外热通道上面与下面位置还应当装设进风设施与排风设施。自然通风型的动态幕墙,在很大程度上受气候影响,为此在其运作过程中可依据气候的差异来剖析其运行状况。当处在夏天的时候,内层幕墙和外层幕墙在天气的影响下,会致使热通道的温度快速增高,在这种状况下便可打开热通道所具有的排气口设备,在热烟囱作用下,产生自下向上的气流运动,其会带走热通道中所具有的热量,将内层幕墙外表温度下降,确保屋内温度平稳,减小空调在工作时的负载,实现节能目标。当排气口将温度较高的空气排出以后,能够在开启扇亦或压力差的效应下将外面的空气运输到屋内。当处在冬天时,排气口会关上,处于内外玻璃幕墙间的热通道,会在太阳光的照射下温度快速增高,内层幕墙外表温度相应增高,为此建筑在冬季,无需依托空调来让室内温度增高,实现节能目标。在春季与秋季,由于季节特点不显著,为此无需降温或者升温,可依托设置的推拉门来达到控制室内温度的目的。
2.3 避难层幕墙系统
对于超高层建筑来讲,避难层具有的作用极为关键,该层是用于火灾发生时的紧急避难。从初始建设操作,到第一个避难层的建设,相隔距离需要控制在相隔距离需要控制在45m之内之内,两个避难层相隔的距离也不应超过隔的距离也不应超过45m。基于避难层本身存在跨度、高度大等特点,所以需考量扩大单元体幕墙的龙骨,或钢立柱。但针对单元式玻璃幕墙而言,由于其和土建结构边缘间进出位关系是提前设计好的,因此,如果要扩大龙骨的截面基本无法实现。通过研究,没有利用扩大龙骨的办法,而是选择在加设钢立柱的过程中,通过增多钢型受力龙骨挂点的方式,强化龙骨的荷载能力,此类方式不仅有助于统一幕墙型材截面,且能够减少造价投资量,具体开展相关设计操作的过程中,确定应用在龙骨后方加设钢立柱的规划。
2.5 玻璃幕墙遮阳设计
做好对建筑玻璃幕墙的遮阳设计工作也具有重要的现实意义。在实际设计的过程当中,对于遮阳板面的设计,要确保板面具备良好的视野、通风状况良好,采光良好,构造合理,最重要的是要考虑到对于直射阳光的遮挡。一般情况下,大多将遮阳板面设计成为百叶模式,遮阳板主要是由混凝土、轻金属以及铝板等材料所构成的。与此同时,在设计遮阳板的过程当中,由于会在一定程度上影响到通风及防热,因此要想避免室内进入热空气,要合理的控制好板面和玻璃幕墙两者间的距离,使得热空气实现快速消散。此外,在选择遮阳板面材料及颜色的过程当中,由于遮阳构件大多处于外部,因此要确保所选择使用的材料具备较强的坚固性,轻质性,有效降低构件整体重量。在颜色方面,最好选择浅色,避免影响到隔热效果。
结束语
综上所述,当前建筑玻璃幕墙凭借自身的诸多优势,实现了在建筑工程中的广泛应用。在实际应用中,要严格的按照相应的原则做好设计工作,明确设计要点,提升建筑玻璃幕墙设计效果,满足人们对于建筑的美观性、实用性等方面的要求,促进建筑行业可持续发展。
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