談建筑幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

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摘要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，建筑業(yè)的發(fā)展勢頭越來越好。建筑幕墻作為建筑工程施工的關(guān)鍵部分，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響到施工質(zhì)量，在設(shè)計(jì)過程中需要引起更多的重視。分析了建筑幕墻的設(shè)計(jì)過程，介紹了幕墻的相關(guān)特點(diǎn)和不足，闡述了如何在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行優(yōu)化，以期促進(jìn)建筑幕墻設(shè)計(jì)的更好發(fā)展。

關(guān)鍵詞：建筑幕墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化

1建筑幕墻的分類及特點(diǎn)

為了更好地設(shè)計(jì)幕墻結(jié)構(gòu)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，需要對幕墻的組成和分類有一個(gè)清晰的認(rèn)識。了解幕墻特征后，優(yōu)化墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對設(shè)計(jì)者更為有利。通過對幕墻的分類和特點(diǎn)的深入研究，可以更好地理解建筑幕墻的功能和作用。

1.1單元式幕墻

單元幕墻是當(dāng)今建筑領(lǐng)域的一種常見應(yīng)用形式，具有很大的發(fā)展?jié)摿?。發(fā)展單元式幕墻在整個(gè)加工廠進(jìn)行拼裝，便于廠內(nèi)檢查。有利于保證幕墻的綜合質(zhì)量和工程質(zhì)量的多樣化，在應(yīng)用過程中受到高度重視實(shí)用。單元幕墻在廠內(nèi)自始至終實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，生產(chǎn)精度高，周期短。它能保證大批量生產(chǎn)，給煤礦領(lǐng)域帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益。另外，單元間采用膠帶結(jié)構(gòu)拼裝，單元幕墻無需使用密封膠等材料。因此，不應(yīng)考慮影響幕墻質(zhì)量的氣象因素。同時(shí)，高防水單元幕墻也具有防水、抗風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)，這與當(dāng)今社會(huì)綠色發(fā)展理念的應(yīng)用和應(yīng)用非常吻合。

1.2構(gòu)件式幕墻

構(gòu)件式幕墻用于將成品構(gòu)件運(yùn)至施工現(xiàn)場的車間，根據(jù)施工工藝將構(gòu)件逐個(gè)安裝在建筑結(jié)構(gòu)上。最后完成墻的安裝-窗簾。構(gòu)件式幕墻根據(jù)其視覺效果分為四種類型：全隱式幕墻、半隱式幕墻、明框幕墻和干隱式幕墻。半隱式幕墻分為兩種類型：水平幕墻和幕墻垂直。組裝方式，可分為兩種：壓塊式和D型聯(lián)軸器。建筑結(jié)構(gòu)，使用建筑幕墻，幕墻不僅起到了保護(hù)外殼的作用，而且在整個(gè)建筑中起到了裝飾作用，為整個(gè)建筑增加了藝術(shù)性，使建筑空間具有較好的視覺效果。

2建筑幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

在幕墻設(shè)計(jì)中，不僅要充分考慮其功能性、美觀性和整體結(jié)構(gòu)，還要考慮整個(gè)工程的風(fēng)格和理念。在幕墻設(shè)計(jì)中，最重要的一個(gè)因素就是要考慮建筑的受力作用，以此來保障建筑的安全性，在保障美觀和建筑風(fēng)格的同時(shí)，也要考慮建筑的安全性能。

2.1外觀設(shè)計(jì)

外觀設(shè)計(jì)應(yīng)在保證工程結(jié)構(gòu)安全和良好功能的基礎(chǔ)上，與周圍環(huán)境相互結(jié)合，同時(shí)提高外部美感。在對外觀進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要充分考慮建筑與周圍環(huán)境的相互作用，只有這樣，外觀設(shè)計(jì)才可以發(fā)揮出更大的作用。

2.2受力設(shè)計(jì)

幕墻作為建筑的外圍結(jié)構(gòu)，不用承受整個(gè)建筑的荷載，因此，在設(shè)計(jì)幕墻的時(shí)候，必須要考慮幕墻本身的重量和風(fēng)荷載。于此同時(shí)，還應(yīng)考慮幕墻的熱膨脹和冷縮、整個(gè)建筑的變形和位移、地質(zhì)變化以及地震對幕墻的影響。幕墻所處的柱、梁、連接件也應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，幕墻與主體結(jié)構(gòu)的組合應(yīng)具有位移能力。只有滿足這些條件，幕墻才能合理范圍內(nèi)變形、不破碎。安全性是幕墻變形合適或不破壞。安全是幕墻設(shè)計(jì)的前提。

3建筑幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容

3.1方案的選定

根據(jù)建筑設(shè)計(jì)的藝術(shù)裝飾效果和功能要求，設(shè)計(jì)各種形式，確定幕墻的結(jié)構(gòu)形式和材料。幕墻的結(jié)構(gòu)形式通常為：單元幕墻、構(gòu)件式幕墻；嵌板-常用幕墻有：玻璃幕墻、石材幕墻、鈑金幕墻和新型光電幕墻；結(jié)構(gòu)形式的選擇一般根據(jù)室內(nèi)外外觀要求確定笑吧。減少自重和增加耐久性，鋁合金框架幕墻一般為但選擇。，跨度較大時(shí)，一般考慮鋼柱或鋼結(jié)鋁柱，以達(dá)到要求的強(qiáng)度；視野較大時(shí)，可采用點(diǎn)支承結(jié)構(gòu)，柱的受力模型由主體結(jié)構(gòu)的支承點(diǎn)計(jì)算確定。

3.2建筑結(jié)構(gòu)的受力分析

在分析建筑幕墻結(jié)構(gòu)應(yīng)力時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)算應(yīng)力的大小和方向，綜合考慮風(fēng)荷載、溫度、重力等引起的應(yīng)力，并考慮雪荷載?？紤]到北部地區(qū)，這通常是根據(jù)其價(jià)值設(shè)計(jì)的限制控制鈑金幕墻的彈性狀態(tài)、風(fēng)壓變形和平面變形，確保其安全使用安全。同時(shí)，對于不同的幕墻，應(yīng)考慮不同的應(yīng)力特性和強(qiáng)度，并根據(jù)選定的材料和面板進(jìn)行應(yīng)力分析和計(jì)算。

3.3材料的選擇

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，幕墻材料也得到了很大的發(fā)展，目前常用的幕墻材料有石材、陶瓷板、微晶玻璃等。但也有金屬裝飾隔熱板、雙層中空玻璃和粘結(jié)玻璃等幕墻材料。每種類型的幕墻材料都有其獨(dú)特的功能和特征。根據(jù)建筑設(shè)計(jì)方案和預(yù)期結(jié)果，合理選擇板材和結(jié)構(gòu)材料，使幕墻材料的設(shè)計(jì)符合建筑設(shè)計(jì)的要求。

4建筑幕墻設(shè)計(jì)思路

4.1功能性與安全性折衷設(shè)計(jì)

在實(shí)際工程的施工和應(yīng)用過程中，建筑物的幕墻不是用來承載荷載的，而是用來保護(hù)，以及用來保護(hù)建筑物的外圍，在一定程度上關(guān)系到建筑物的施工，于此同時(shí)，這也關(guān)系到建筑物的安全。它也扮演著美麗的角色時(shí)間。因此，在設(shè)計(jì)幕墻時(shí)，必須考慮美學(xué)和安全因素。不要為藝術(shù)增加太多的奇特裝飾，忽視幕墻本身的抗壓因素，使建筑處于危險(xiǎn)之中。

4.2各種突發(fā)情況下的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

建筑幕墻是用來保護(hù)建筑物的，相當(dāng)于最外層的保護(hù)層。當(dāng)建筑物受到外力攻擊時(shí)，幕墻是第一個(gè)受到攻擊和損傷的。因此，在實(shí)際的幕墻設(shè)計(jì)中，有必要要考慮到建筑物的穩(wěn)定性因素，目的是防止突發(fā)情況影響幕墻，造成幕墻荷載過大，給建筑安全帶來隱患。在設(shè)計(jì)中，要計(jì)算清楚建筑荷載數(shù)據(jù)，科學(xué)設(shè)計(jì)，保證幕墻和建筑的穩(wěn)定性。

5建筑幕墻設(shè)計(jì)中存在的問題

5.1設(shè)計(jì)理念不受到重視

幕墻在建筑行業(yè)已經(jīng)發(fā)展了很長一段時(shí)間，但是，由與其設(shè)計(jì)理念并沒有得到有效的發(fā)展。在實(shí)際的應(yīng)用中，非常多的企業(yè)都需要進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的過程中，大多數(shù)設(shè)計(jì)者對幕墻設(shè)計(jì)的重視不夠，這就會(huì)導(dǎo)致會(huì)出現(xiàn)一些問題，從而影響了工程進(jìn)度，在建筑幕墻的應(yīng)用中，要重視其幕墻的設(shè)計(jì)理念，只有如此，才可以對幕墻更好的應(yīng)用。

5.2建筑施工與幕墻施工之間缺乏溝通

在實(shí)際施工過程中，幕墻施工會(huì)與整體施工發(fā)生沖突，由于各方溝通不暢，最終幕墻質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。在幕墻的施工過程中，由于幕墻的施工設(shè)計(jì)相對來說比較晚，同時(shí)，這也就會(huì)導(dǎo)致幕墻施工與整體建筑施工發(fā)生沖突，進(jìn)而對施工進(jìn)度產(chǎn)生較大的影響，程度比較嚴(yán)重的話啊，就會(huì)對施工進(jìn)度產(chǎn)生拖延，對施工的資金鏈有很大的考驗(yàn)。

5.3設(shè)計(jì)人員專業(yè)能力不足

在幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者的專業(yè)水平和技術(shù)水平也是影響幕墻質(zhì)量的關(guān)鍵因素。所以，在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師應(yīng)該根據(jù)建筑物的實(shí)際情況，以此為基礎(chǔ)，來進(jìn)行幕墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，根本不能根據(jù)工程實(shí)際情況考慮幕墻的設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)致最終設(shè)計(jì)不符合預(yù)期，不能反映幕墻的美感。

6進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施

6.1安全性優(yōu)化

幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性也直接影響到整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)，因此除了荷載要求外，還必須考慮建筑結(jié)構(gòu)的安全性。關(guān)于安全設(shè)計(jì)，應(yīng)合理優(yōu)化結(jié)構(gòu)，并考慮保護(hù)設(shè)計(jì)。火災(zāi)。建筑物將是全玻璃屋頂，因此，其配件的設(shè)計(jì)需要根據(jù)耐火等級高于3級的材料，以確保建筑物的安全，火災(zāi)除了消防通道要保證安全之外，還要考慮到建筑物的地理位置和周圍環(huán)境，根據(jù)實(shí)際情況來保證建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。幕墻設(shè)計(jì)還應(yīng)優(yōu)化結(jié)構(gòu)，以避免冰雹等等一些惡劣的天氣。閃電和其他影響因素的干擾。幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是幕墻各種構(gòu)件的設(shè)計(jì)，保證構(gòu)件的材質(zhì)，以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都要滿足相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)。在幕墻設(shè)計(jì)中，應(yīng)特別注意垂直幕墻的剛度，以及幕墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。幕墻脫落事故多發(fā)生在垂直幕墻上。要保證結(jié)構(gòu)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的連接穩(wěn)定性和可靠性，特別是受溫度影響大、易爆裂的玻璃幕墻。因此，在玻璃幕墻的接縫設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意玻璃邊緣與桿件之間的縫隙，防止玻璃因擠壓應(yīng)力而損壞。如有可能，玻璃應(yīng)采用夾層玻璃、超白鋼化玻璃或均質(zhì)鋼化玻璃及其制品。降低玻璃的自爆率，可以大大提高玻璃幕墻的安全性。對于玻璃采光屋面，在保證采光，還必須考慮其防雷、耐火和剛度，防止墜物的破壞，還應(yīng)在防火方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，防止火災(zāi)時(shí)爆裂和倒塌。

6.2載荷優(yōu)化

荷載優(yōu)化在幕墻設(shè)計(jì)中占有重要的地位。材料選擇和結(jié)構(gòu)形式需要仔細(xì)測量，以確保最大安全荷載。通常采用輕質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝，優(yōu)化局部承載力。應(yīng)安裝肋，安裝時(shí)應(yīng)連接折邊。

6.3采光保溫等功能性優(yōu)化

幕墻不僅要保證建筑的整體美觀性，而且要保證安全性。在實(shí)際使用過程中，幕墻也要體現(xiàn)自身的性能，隔熱、采光是幕墻的主要性能，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生一定的沖突，因此兩種性能會(huì)相互影響，降低彼此的效率，針對這種情況，有必要對不同傳熱系數(shù)的玻璃進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化，以保證玻璃的照明功能。當(dāng)設(shè)計(jì)有特殊要求時(shí)，也可以采用雙層幕墻來提高幕墻的質(zhì)量。

6.4結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化

在設(shè)計(jì)過程中，除了美學(xué)、安全性和其他因素外，還必須考慮其性價(jià)比。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能使用最合適的材料，以確保性能并降低成本，為了避免大量在實(shí)際設(shè)計(jì)中，為了保證幕墻的安全可靠，有效地控制成本，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須做到簡單易行，設(shè)計(jì)不合理，浪費(fèi)資源。

結(jié)語

總之，隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，幕墻設(shè)計(jì)也在不斷的發(fā)展，幕墻的形式和材質(zhì)都發(fā)生了很大的變化，對于幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說，需要結(jié)合RE設(shè)計(jì)考慮功能性和安全性她。施工荷載、采光等因素科學(xué)測量，在保證經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化。為了提高建筑業(yè)的施工質(zhì)量，促進(jìn)建筑業(yè)的快速發(fā)展。

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作者：林新貴 單位：福建省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司