玻璃幕墙设计技术关键要点

文/孙凤平 山东雄狮建筑装饰股份有限公司 山东滕州 277500

玻璃幕墙设计技术关键要点

文/孙凤平 山东雄狮建筑装饰股份有限公司 山东滕州 277500

随着建筑行业的不断发展,幕墙结构所发挥的作用越来越大,对幕墙的应用也越来越多。当前,幕墙结构种类繁多,在各种功能的建筑中均有应用。一般来说,建筑中使用幕墙结构主要是装饰建筑的外立面。但是在实际应用过程中,幕墙除了可以达到一定的装饰效果以外,还可以承受一些外部荷载力,具有相应的位移能力,并且不承担主体结构的荷载量,所以在建筑外立面进行幕墙设计可以起到一定的承载作用。本文就玻璃幕墙设计技术关键要点进行了探讨。

玻璃幕墙；设计技术；关键要点

1、引言

在当今的建筑施工中，出现了很多新型的材料，这些材料在给建筑带来更多转变的同时也给建筑本身的设计和施工提出了一些新的要求。玻璃幕墙作为幕墙的一大新技术，其在设计方面也有所不同，同时还存在着一定的重点和难点。

2、玻璃幕墙种类

玻璃幕墙设计的关键点是结构设计，这是因为玻璃幕墙是典型的外围护结构，因此设计人员必须根据围护结构设计要求来完成基本的设计任务。玻璃幕墙主要由两部分组成，一部分是支撑结构体系，另一部分是玻璃。与建筑主体结构相比，玻璃幕墙能够进行位移，但是位移需要控制在指定范围内，位移期间幕墙并不会承担着主体结构形成的重力。设计人员在进行设计时，需要考量重力负荷、风荷载、地震荷载等。玻璃幕墙可分为如下三种：

2.1框支承玻璃幕墙

框支承玻璃幕墙，即玻璃面板周边由金属框架支承的玻璃幕墙，其力学计算模型为：面板按四边支承板，横梁按双向受弯构件，立柱按铰接多跨梁且宜按偏心受拉构件设计，并按有关结构设计手册或专门的计算软件计算。

2.2全玻幕墙

全玻幕墙由玻璃肋和玻璃面板构成，面板为对边简支和多点简支形式，玻璃肋类似简支梁。

2.3点支承玻璃幕墙

点支承玻璃幕墙由玻璃面板、点支承装置和支承结构构成。

3、玻璃幕墙设计技术关键要点

3.1连接件设计关键要点

3.1.1精密计算

幕墙自重与外界需要承受的各项荷载都是经过连接件传输到横梁上，再通过横梁传输到立柱上，最终传输到建筑主体结构上。基于这样的传力路径的要求，连接件与主体结构锚固承载力之间的设计计算值必须要高于连接件自身的承载能力值。因为玻璃幕墙本身并没有过高的变形能力，而受到地震或者是风荷载的影响，建筑主体结构梁非常容易出现侧移。但是玻璃幕墙结构无法承担过于严重的位移量，所以只能够借助弹性连接件来防止建筑主体结构出现严重侧移。在此基础上，幕墙构件、立柱、横梁要能够化解一些外界荷载带来的不良影响，因此连接件势必要具备相应的适应位移的功能。现实实践中，幕墙时常会被破坏，尤其是连接点位置最容易发生破坏，导致整个幕墙结构系统隐患重重。基于此，设计者必须对连接件有一个清楚的认识，要对连接件进行精密计算，在一切计算数值未确定的情况下，不允许贸然进行下一步设计。

3.1.2连接件构造的设计以及具体方法

如果只是单纯的风荷载，连接幕墙与建筑主体的连接件并不容易发生破坏，因此幕墙自身活动能力充足，即便受到建筑主体结构位移影响，也不会造成过于严重的问题。但是如果发生地震，连接件则会受到动力影响，而产生巨大损害。为避免这一问题，设计人员有必要对连接件具体构造进行了解，而后从严设计。通常情况下，幕墙结构与主体的混凝土结构都是借助预埋件来展开连接，预埋件需要在建筑主体混凝土施工期间就埋入到指定位置。这就需要设计人员对预埋件图纸进行精确放样与布置。现实生活中，玻璃幕墙受到各种因素限制，通常都是在建筑主体结构施工结束后才开始施工，所以预埋件不能预先埋入到指定位置上。

如果没有合适条件来运用预埋件，设计人员就需要通过其他方法来进行连接，但是这些方法必须要进行试验，以此保证承载力正确。

一般而言，设计者都会运用后加化学植筋螺栓来进行连接，螺栓具体需要多大直径，应用多少数量，都需要设计者通过精密计算来确定。此种方法的运用还需要对承载力展开现场试验，如果有需要还应该展开极限拉、拔等方面的试验。具体施工时，主体结构受力钢筋一定要避开，否则很有可能截断受力筋。

3.2结构胶各项参数的设计计算

设计计算时，施工人员需要对风荷载分项系数取值进行精确计算，不能疏忽大意。正常情况下，需正确辨别墙角与墙面的区别，按照《GB 5009—2012建筑结构荷载规范》取值。如果玻璃幕墙高度比较高，风荷载定会非常复杂，因此设计各人员要预先展开风洞试验，以便确定结构胶各项参数。

3.3防火设计

幕墙周围与建筑主体结构之间存在着一定的缝隙，此外，楼板、隔墙都存在缝隙，如果应用普通材料填充，将会留下很大的火灾隐患，因此必须应用防火材料。

通常情况下，设计人员会选择应用防火封堵法，即在缝隙中填充不燃或者难以燃烧的材料来构成整个防火系统，这样就能够避免火焰与烟气任意扩散，确保人员能够逃生。

具体做法如下：应用岩棉或者是矿棉来填充楼板、隔墙等缝隙，岩棉应用时，需要使用镀锌钢板来进行衬托，钢板厚度至少达到1.5 mm，而岩棉或者矿棉厚度则至少要达到100mm。

3.4防雷设计

建筑应用玻璃幕墙围护装饰后，防雷装置功能在一定程度上会被玻璃幕墙屏蔽，无法发挥接闪与防雷的功能。如遇雷雨天气，闪电会对玻璃幕墙直接产生影响。正是如此，设计人员必须做好玻璃幕墙的防雷设计工作。但现实实践中，设计人员并未重视玻璃幕墙的防雷设计工作或者做好了防雷设计，但是未能依照要求进行施工，所以这使得导电不够通畅，没有形成整体系统。通常建筑物的防雷装置有三部分，接闪器、引下线和接地装置。目前防止侧击雷的常见做法是在30m以上的高层建筑玻璃幕墙部位，每10m x 10m的网格设置一圈均压环。将幕墙竖向龙骨、横向龙骨和建筑物防雷网接通连成一个防雷整体，把幕墙获得的巨大雷电能量，通过建筑物的接地系统，迅速地输送到地下。

结语：

玻璃幕墙是当今建筑设计和施工中比较常见的一种形式，它在满足人们对个性和审美需求的同时，也能够创造一个美观舒适的室内环境，所以该材料在当今的建筑市场中受到了很多人的关注和青睐，所以从目前的发展形势来看，玻璃幕墙有着非常好的发展前景。

[1]赵文俊,金永祥.对玻璃幕墙防火设计的几点建议[J].门窗,2016,02:5-6.

[2]金永祥,赵文俊.玻璃幕墙设计技术关键要点[J].门窗,2016,02:7-8.

[3]叶海波.建筑玻璃幕墙的绿色节能设计探讨[J].住宅与房地产,2016,12:84.