现代建筑幕墙抗震设计的要点分析

【摘要】本文对现代建筑幕墙的特点以及分类做了介绍，从建筑幕墙选型、结构条件，幕墙构造设计措施等对现代建筑幕墙抗震设计要点进行了具体分析，旨在提高建筑幕墙设计的抗震性能。

【关键词】建筑幕墙；类别；特征；幕墙设计；抗震设计要点

经济的快速增长带动建筑行业飞速发展，人们对建筑造型、外立面的美感要求也越来越高。幕墙作为建筑物的外衣，是建筑外观的主要表现之一。这些追求促进了建筑幕墙的广泛普及。我国部分地区处于地震带，现代建筑幕墙在设计过程中，抗震设计具有十分重要的地位。建筑的整体抗震性能和幕墙有着密切的关系，幕墙设计人员越来越关注怎样采用有效的措施提高建筑幕墙的抗震性能，进而有效提高整个建筑的综合抗震能力。

1、建筑幕墙的概述

幕墙是建筑的外围护，不承重，像幕布一样挂上去，故称为幕墙。是现代大型建筑、商业体和高层建筑常用的带有装饰性效果的轻质墙体，由面板（金属铝板、石材、玻璃，陶土板等）和支承结构体系（铝合金立柱横梁、钢结构、玻璃肋等）组成，凭借钢连接件悬挂在主体建筑的外围，可相对主体结构有一定的位移能力。虽然不具有承重作用，也不是建筑的主体结构，但是建筑幕墙对于现代建筑的功能要求和建筑外观的美感要求来说十分重要，因此保证建筑幕墙的设计施工质量对于提高建筑的整体质量具有十分重要的意义。

2、现代建筑幕墙的类别及其主要特点

2.1现代建筑幕墙的具体分类

目前国内建筑幕墙分类的方式不一，如果按主要支撑结构划分，有智能呼吸式幕墙、全玻幕墙、点支承幕墙、构件式幕墙以及单元式幕墙；如果按封闭形式划分，有两种幕墙形式，分别为封闭式幕墙和开放式幕墙两种。在开展建筑幕墙设计的过程中，为了保证建筑抗震性能，不同种类的幕墙应注意不同的设计细节。

2.2现代建筑幕墙的主要特点

就目前来说，现代建筑幕墙具有三个主要特征：维护简便、美观以及节能。（1）对比建筑其它分项，幕墙的后期维护较为简单，不会消耗过多的资源。（2）外观轻盈通透虚实结合是幕墙最基本的特点，有利于减轻建筑物的整体重量，有利于采光并展现多元化的建筑外观设计表现手法。（3）随着科技的发展，各种新材料的开发应用，面板材料和骨架具有丰富的选择，可以选用参数合适的材料，满足建筑节能设计要求。正因为幕墙的这些优点，使各类公用建筑、大型商业体普遍采用玻璃幕墙的外观设计，幕墙应用越来越广泛，关乎安全使用功能例如抗震性能设计就要被重视起来。

3、幕墙结构抗震设计要点

3.1合理选择建筑造型和幕墙形式

现代建筑中，建筑师往往喜欢采用曲面，凹凸，大悬挑等造型来取得新颖的建筑效果，建筑初步设计阶段幕墙设计师可以适当介入参与论证，对于建筑物的造型和方案设计，论证建筑幕墙是否能够实现，是否可能存在幕墙抗震设计薄弱环节进行积极的探讨，协助建筑师做好幕墙的选型，根据主体结构形式选择合适的幕墙形式。选型阶段必须符合抗震原则，尽量使建筑物的平面规则，无大的凸出或者凹进，立面尽量避免线条变化幅度过大，避免大的突出或者收进，功能分区规整，使结构构件布置对称，荷载均匀。

3.2满足幕墙支承的结构条件

项目初始设计阶段幕墙设计师同样不能忽略与建筑结构设计师的充分沟通。在实现建筑设计外观的同时，幕墙设计师有时会发现结构设计并没有满足幕墙支承所需要的必要条件，例如一些大跨度幕墙，大雨蓬所需要的支点会相应增加，但实际往往可能出现只有顶底位置有钢筋混凝土结构可以作为幕墙支点、大型雨蓬找不到适合支承的钢筋混凝土结构位置、支点数量不足或者钢筋混凝土结构梁的截面尺寸不足等情况。在一些高抗震设防烈度地区地震作用对此的影响不可小视。如果项目设计前期幕墙设计师没有向结构设计师提出满足幕墙设计所需要的结构支持，到了施工阶段就会变成难以解决的先天不足问题，能运用的解决办法就可能捉襟见肘。

3.3幕墙结构框架和主体结构之间的关系

建筑幕墙层间变形性能是指在建筑主体结构发生反复层间位移时，幕墙保持其自身及与主体连接部位不发生损坏及功能障碍的能力。幕墙抗震性能主要取决于两个方面，主框架的抗震能力以及铝合金结构自身的构造。抗震设计时，幕墙的抗震能力指标值应不小于主体结构弹性层间位移角控制值的三倍。项目需通过选取建筑物的最不利位置进行幕墙四性试验，幕墙平面变形性能试验结果必须满足幕墙相关规范的要求。幕墙平面内变形性能与建筑结构类型有关，例如框架结构、剪力墙结构、框剪、框筒结构等，要根据结构类型选用具有不同平面内变形性能的幕墙。

3.4连接部位构造设计措施

幕墙结构抗震性能设计、一个重点内容就是连接部位设计。连接部位设计主要包含以下内容：（1）上下相邻立柱之间的连接，上下相邻立柱之间主要通过伸缩缝进行连接，上下伸缩活动空间15-20mm。两者相互连接时，立柱和芯柱要紧密配合。（2）横梁和立柱之间的连接。横梁和立柱之间通过螺栓和角码进行连接，设置柔性垫片，合理控制角码厚度，确保角码可以充分承受横梁的剪力。（3）明框玻璃幕墙的玻璃与铝合金框之间的间隙采用泡沫条和密封胶等弹性材料填充，避免玻璃和铝合金框之间有硬性接触。（4）隐框玻璃幕墙玻璃与玻璃之间设置15mm的胶缝，使用泡沫条和密封胶等弹性材料填充。（5）全玻幕墙玻璃面板与周围装饰性材料或者钢槽内壁的间隙不小于8mm，防止刚性接触，全玻幕墙面板高度超过4米时可采用将玻璃吊挂于主体结构，避免采用下端支承的方式。（6）点支承幕墙的驳接头和玻璃孔之间应设置柔性垫片。（7）石材幕墙挂件应设置有防止挂件震动滑出石材槽口的防脱限制装置，石材挂件开槽部位填充弹性胶，避免挂件和石材有硬性接触。（8）建筑变形缝位置幕墙的节点处理，幕墙面板通常使用铝金属板进行搭接，但两部分面板没有实际连接接触，是互相独立的，该搭接仅实现立面造型的整体性和防水，面板里面设置橡胶风琴板，整体实现幕墙面板可以跟随主体结构位移。

结语：

幕墙在建筑设计中的应用越来越广泛，尤其是高层公用建筑以及大型商业体。地质灾害频发会造成重大的人员伤亡以及财产损失。近年来，人们越来越重视建筑物的安全使用。基于此，幕墙抗震设计应该越来越受到幕墙设计师以及施工单位的重视。本文对幕墙抗震设计的一些要点进行介绍和分析，旨在提高建筑幕墙的抗震能力。

参考文献：

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[2]秦坤.结构抗震设计在现代建筑幕墙设计中的探讨[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2017，（03）.

[3]吴国军.建筑幕墙设计中的结构抗震设计分析[J].智能城市，2017，（03）.

[4]《玻璃幕墙工程技术规范》，中华人民共和国行业标准，JGJ102-2003.

[5]《建筑幕墙》，中华人民共和国国家标准，GB/T21086-2007.

作者簡介：

韦义波，广东世纪达建设集团有限公司，广东佛山。