刘长庚
（中建新疆建工集团第一建筑工程有限公司 乌鲁木齐市 830000）
摘要：建筑幕墙设计是高层建筑设计中常见的设计方法之一，这种设计方法的应用可以极大地促进建筑设计质量的提高。然而，随着近年来高层建筑幕墙板块脱落事故的频繁发生，建筑模板结构的设计质量越来越受到社会各界的关注。本文主要对高层建筑模板设计的控制要点进行探讨和分析，希望能提升我国高层建筑幕墙结构设计的质量和效果。
关键词:建筑幕墙；结构设计；优化措施
1引言
玻璃幕墙因其具有市场外观、色彩艳丽、景观效果和采光效果显著等特点，在我国高层建筑设计中被广泛应用。随着建筑玻璃幕墙景观在中国几十年的发展和应用，到目前为止，玻璃幕墙的总面积已经超过1亿平方米。但由于玻璃幕墙质量参差不齐，缺乏行业标准，施工工艺不完善，后期维护检查措施不到位等因素。因此，玻璃幕墙在实际应用中存在严重的安全隐患，成为影响玻璃幕墙发展和应用的重要原因之一。
2建筑幕墙结构设计原则
设计师在进行幕墙设计时，必须充分重视幕墙的功能、美观和整体结构设计，严格按照建筑整体结构的风格和要求来表达设计思想。
2.1外观设计
在建筑外观设计中，幕墙结构的安全性和功能性应根据周围环境的特点和建筑的整体外观进行设计。
2.2应力设计
因为建筑幕墙只是建筑工程中常见的外围护结构。因此，在实际应用过程中，不需要承受主体建筑结构的荷载。设计幕墙时，设计师只需考虑建筑幕墙自重和风荷载的影响。在建筑幕墙设计中，设计人员必须充分注意温度变化、主体结构变形和位移等因素引起的热胀冷缩对当前结构的影响。只有在保证幕墙设计强度满足设计要求的基础上，才能提高建筑幕墙设计的美观性和功能性，降低建筑幕墙结构设计的成本。
3建筑幕墙结构设计内容
3.1方案选择
设计师应根据建筑设计艺术的装饰效果和功能要求设计各种幕墙形状，并确定幕墙结构的形式和使用的面板材料。目前常见的幕墙板块主要有玻璃幕墙、石材幕墙、金属板幕墙、光电幕墙等。在设计和选择幕墙结构时，设计师必须根据建筑室内外外观的要求进行设计，同时，为了有效降低幕墙的自重，提高幕墙的耐久性，设计师应尽可能选择铝合金矿山幕墙来设计幕墙结构。如果幕墙跨度较大，为了保证幕墙结构设计的强度和稳定性，设计人员可以根据实际情况采用钢柱或钢铝柱。
3.2建筑结构应力分析
在对幕墙结构的受力形式进行分析和建模时，设计人员必须准确计算建筑幕墙承受压力的大小和方向，然后根据风荷载、温度应力、重力等因素对幕墙结构受力的影响来设计建筑幕墙结构。比如北方设计师在设计幕墙时，一定要充分重视幕墙的雪荷载设计。根据幕墙雪荷载限值进行幕墙设计工作，可以在保证幕墙弹性状态、风压变形、平面变形始终得到控制的前提下，提高幕墙的安全性和稳定性。
3.3材料的选择
随着科学技术的发展，越来越多的新型建筑幕墙材料被广泛应用于建筑幕墙设计中。幕墙常见的新型建筑材料主要有石材、微晶玻璃、金属装饰保温板、陶瓷板、胶合玻璃、中空玻璃等。设计师在设计建筑幕墙时，必须根据建筑设计方案的要求选择相应的面板和结构材料，以促进幕墙结构设计效果的有效提高。
4建筑幕墙结构设计的优化措施
4.1安全性的优化
垂直幕墙强度与结构稳定性是建筑幕墙设计的关键环节之一。由于大多数的幕墙脱落事故都出现在垂直幕墙上，因此为了确保幕墙结构设计关键点的稳定性与可靠性，降低外部因素对幕墙结构稳定性产生的不利影响，设计人员在开展玻璃幕墙的设计时，必须事先预留玻璃边缘与镶嵌槽底板之间的配合间隙，避免因为玻璃被挤压而出现应力被破坏的问题。如果现场条件允许的话，设计人员应该尽可能的选用夹层玻璃或者贴膜玻璃设计建筑玻璃幕墙结构。采用这种设计方法，即便是玻璃出现了破碎的情况，也会因为其被固定于整体的框架上，不会在短时间内发生脱落的情况，为后续维修更换工作的开展赢得了充足的时间，促进了幕墙结构使用的安全性。在进行玻璃采光顶的设计时，不仅要满足建筑室内采光的要求，而且还应对玻璃采光顶的防雷、耐火、刚度、消防等各方面予以充分的重视，避免因为火灾发生时发生爆裂火灾塌落的情况，威胁到人们的生命安全。此外，开启窗设计也是建筑幕墙设计的重要内容之一，经过深入的调查研究发现，很多建筑都因为建筑幕墙存在的设计缺陷和维护管理不到位等因素，而出现了开启窗脱落的现象。由于开启窗的结构复杂程度较高，很多设计人员在设计建筑幕墙时都存在着不重视开启窗设计的问题。就目前来说，常见的开启窗设计缺陷主要有顶框与横龙骨、扣板连接传力稳定性较差、开启扇底部没有铝合金或不锈钢托条等。如果设计人员选择的摩擦式铰链开启窗设计方式的话，必须严格的按照开启窗重量与开启角度结合部位产生的风压大小，选择符合要求的铰链。同时在铰链连接部位还应采取适当增加铝合金型材厚度的方式，提高开启窗的强度。
4.2承载力的优化
为了有效的减轻建筑幕墙的自重，设计人员在设计建筑幕墙时，一般都会采用轻质材料，随着材料厚度的降低，幕墙结构的强度也随之降低。所以，设计人员在设计建筑幕墙时，必须采取在外部增加筋肋并使用折边工艺进行建筑幕墙的设计。设计人员在设计玻璃幕墙结构时，必须严格的按照要求控制硅酮结构胶的质量，详细的计算和分析玻璃幕墙结构的粘结宽度与厚度，并在确定幕墙结构的承载力后，按照安全性与经济性的原则，选择符合要求的材料，进行建筑幕墙结构的设计和施工。
4.3环保节能方面的优化
设计人员必须在确保幕墙结构安全性与功能性的前提下，将幕墙结构长期使用的效益，作为幕墙设计的首要目标。在建筑幕墙设计中，合理运用新型的技术不仅有助于建筑能耗的降低，同时也提高了建筑幕墙结构的稳定性与安全性。比如，近年来比较流行的双层幕墙结构，就是充分利用气压差与烟囱效应，通过对进风口和排风口的有效控制，实现双层幕墙间空气自然循环的目的。这种利用自然通风换气的方式，提高幕墙保温隔热性能，降低建筑能源消耗的设计方式，因为自身具有的显著的节能降耗优势而被广泛应用于建筑幕墙的结构设计中。另外，光电幕墙结构设计方法的应用，主要是通过为建筑提供清洁能源的方式，降低建筑的能源消耗。虽然光电幕墙结构设计方式初期的投入较大，但是，随着幕墙结构使用时间的不断增加，其经济效益与环境效益自然也就越来越显著。
4.4采用更新的设计技术
现阶段我国建筑行业中广泛应用的技术同样也可应用于建筑幕墙的设计中。设计人员借助可视化模型，不仅实现了优化建筑幕墙结构设计，减少碰撞点与返工现象发生的几率，而且促进了工程施工质量的有效提升，降低了建筑幕墙施工的成本。
5结束语
总之，随着新技术、新材料以及新施工工艺在建筑幕墙设计中的推广和应用，不仅彻底解决了长期以来困扰建筑幕墙行业的安全问题，而且对于建筑幕墙结构使用寿命的延长也有着极大的促进作用。另外，为了充分发挥出建筑幕墙结构在建筑设计中的积极性作用，幕墙施工企业应该充分重视幕墙后期的维护与管理工作，在向业主交付建筑幕墙时，必须按照相关的规定和要求，同时向业主提供幕墙的维护使用说明书以及相关技术资料，以便于业主根据实际的情况，开展日常的维护与管理工作，延长幕墙结构的使用寿命，推动我国建筑幕墙产业的健康可持续发展。
参考文献：
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