淺談構(gòu)件式玻璃幕墻設(shè)計

1、<p>　　淺談構(gòu)件式玻璃幕墻設(shè)計</p><p>　　摘要：通過對玻璃幕墻設(shè)計過程中遇到的一些問題的分析，討論玻璃幕墻設(shè)計過程的原則及相關(guān)注意點(diǎn)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：玻璃幕墻、明框、隱框、連接件 </p><p>　　Abstract: through the analysis of some of the problems encounte

2、red in the process of the design of glass curtain wall, glass curtain wall design process is discussed the principle and related points for attention. </p><p>　　Keywords: glass curtain wall, frame, hidden fr

3、ame, connecting piece </p><p><b>　　TU2 </b></p><p>　　當(dāng)今社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，給我國的幕墻行業(yè)帶來了翻天覆地的變化。隨著國家城市工業(yè)化的不斷深入，土地資源日趨短缺，高層建筑、地標(biāo)性建筑越來越多，為了能夠更好的展現(xiàn)現(xiàn)代建筑文化、建筑個性、建筑藝術(shù)，建筑幕墻已經(jīng)從最初的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計，拓展為結(jié)合建筑美學(xué)、

4、功能設(shè)計、材料理化、系統(tǒng)設(shè)計、機(jī)械工藝設(shè)計、熱工、光電、機(jī)電控制等多學(xué)科化、集成化的專業(yè)設(shè)計。 </p><p>　　一、建筑幕墻的定義及種類： </p><p>　　建筑幕墻是由面板和支承結(jié)構(gòu)體系（支承裝置和支承結(jié)構(gòu)）組成的、可相對主體結(jié)構(gòu)有一定位移能力或自身有一定變形能力、不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用的建筑外圍護(hù)墻。 </p><p>　　關(guān)于建筑幕墻的產(chǎn)品分類，《建

5、筑幕墻規(guī)范》（GBT21086-2007）規(guī)定： </p><p>　　按主要支承結(jié)構(gòu)形式分類：構(gòu)件式、單元式、點(diǎn)支承、全玻、雙層、天幕； </p><p>　　按密閉形式分類：封閉式、開放式； </p><p>　　按面板材料分類：玻璃幕墻、金屬板幕墻、石材幕墻、人造板材幕墻、組合面板幕墻； </p><p>　　二、玻璃幕墻的選型 <

6、;/p><p>　　為考慮外裝飾面的美觀、通透感、造價以及節(jié)能等要求，大多數(shù)建筑物采取框架式玻璃幕墻作為外立面的主要裝修方式。 </p><p>　　根據(jù)建筑物的藝術(shù)要求（建筑物的造型）、建筑物的功能、當(dāng)?shù)氐牡匦魏蜌夂驐l件以及經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，選取不同的玻璃幕墻類型，玻璃幕墻主要有以下幾種類型： </p><p>　　1、全明框玻璃幕墻 </p><p&

7、gt;　　“明框”指將玻璃板鑲嵌在明框內(nèi)，構(gòu)成四邊都露出鋁框幕墻構(gòu)件，再將其鑲在橫梁、立柱上，橫梁立柱可見，形成了水平和垂直的格線。如圖1所示： </p><p>　　圖1明框玻璃幕墻外視節(jié)點(diǎn)效果圖 </p><p>　　2、 半隱框玻璃幕墻 </p><p>　　“半隱框”是將玻璃兩邊對嵌在鋁框上，另外兩對用結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)在鋁礦上，立柱外露橫梁被擋住稱為豎明橫隱，形成

8、垂直的格線；橫梁外露立柱被擋稱為橫明豎隱，形成水平的格線。如圖2、3所示： </p><p>　　圖2 橫明豎隱玻璃幕墻外視節(jié)點(diǎn)效果圖圖3 豎明橫隱玻璃幕墻外視節(jié)點(diǎn)效果圖 </p><p><b>　　3、隱框玻璃形式 </b></p><p>　　“隱框”是指將玻璃用結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)在鋁框上，使鋁框隱藏在玻璃后面，形成大面積的全玻璃鏡面，玻璃之間的

9、間隙形成不太明顯的格線，如圖4所示： </p><p>　　圖4 隱框玻璃幕墻外視節(jié)點(diǎn)效果圖 </p><p>　　三、玻璃幕墻設(shè)計原則及特點(diǎn) </p><p>　　玻璃幕墻是建筑物的外圍護(hù)構(gòu)件，其設(shè)計原則：通過先進(jìn)節(jié)能的幕墻技術(shù)，量身定做的幕墻系統(tǒng)，構(gòu)造設(shè)計，材料理化，細(xì)部處理，工藝設(shè)計，提供建筑設(shè)計縱深及提高品效，打造合理及舒適的裝飾環(huán)境、光環(huán)境、熱環(huán)境、聲環(huán)境

10、、風(fēng)和空氣環(huán)境，在建筑表皮的功能、結(jié)構(gòu)、細(xì)部、材料、成本以及系統(tǒng)性能等各方面提供直接、準(zhǔn)確的保障，使其抗風(fēng)壓變形性能、水密性能、氣密性能、熱工性能、空氣聲隔聲性能、平面內(nèi)變形性能和抗震要求以及耐撞擊性能等均滿足規(guī)范要求。設(shè)計時應(yīng)根據(jù)建筑物所在的地理位置，氣候條件，建筑物的高度，體型和環(huán)境，建筑物的功能和重要性等，對玻璃幕墻的各項性能分別提出等級要求。 </p><p>　　框架式玻璃幕墻的主要特點(diǎn)如下： <

11、/p><p>　　1、施工手段靈活，工藝較為成熟，經(jīng)過較多工程實(shí)踐經(jīng)驗，是目前采用較多的幕墻結(jié)構(gòu)形式。 </p><p>　　2、主體適應(yīng)能力強(qiáng)，安裝順序基本不受主體結(jié)構(gòu)的影響。 </p><p>　　3、采用密封膠接縫處理，水密性、氣密性好，具有較好的保溫、隔音降噪能力，具有一定的抗層間位移能力。 </p><p>　　4、面板材料單元組件工廠

12、制作，結(jié)構(gòu)膠使用性能有保證。 </p><p>　　5、大量安裝工序現(xiàn)場進(jìn)行，要求現(xiàn)場管理工作量大。 </p><p>　　6、密封膠施工要求嚴(yán)格，前期清洗、打膠過程對工人素質(zhì)要求高，安裝打膠控制點(diǎn)多，工序多，要求工程現(xiàn)場管理質(zhì)量高。 </p><p>　　四、玻璃幕墻設(shè)計中的注意點(diǎn) </p><p>　　幕墻的構(gòu)造設(shè)計，直接關(guān)系到幕墻的使用

13、功能，設(shè)計時應(yīng)對以下問題予以注意： </p><p>　　1、玻璃面板應(yīng)選用安全玻璃，盡量采用夾層玻璃、均質(zhì)鋼化玻璃或超白玻璃，降低鋼化玻璃自爆率。 </p><p>　　2、合理選擇立柱力學(xué)模型，優(yōu)化選材，降低造價。 </p><p>　　3、盡量選擇綠色、環(huán)保節(jié)能建材，在滿足經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上提升工程的檔次，使用壽命、外觀效果。 </p><p&

14、gt;　　4、幕墻構(gòu)件的面板與邊框所形成的空腔應(yīng)采用等壓設(shè)計，使空腔內(nèi)氣壓與室外氣壓相同，防止室外空氣壓力將雨水壓人腔內(nèi)，以提高幕墻抗雨水滲透的功能。 </p><p>　　5、應(yīng)在可能產(chǎn)生滲水的部位或可能產(chǎn)滲水的部位可能產(chǎn)生結(jié)露的部位預(yù)留泄水孔道，集水后由通道排出。 </p><p>　　6、板材與邊框連結(jié)處必須用硅酮密封膠進(jìn)行處理，密封材料應(yīng)能在長期壓力下保持良好的彈性。 </p

15、><p>　　7、注意防震縫、伸縮縫處理，通常面板不應(yīng)跨越防震縫和伸縮縫。目前有兩種設(shè)計方法：一是采用活動蓋板，避免連接部位損壞；二是允許縫上的玻璃板局部損壞，只要及時修補(bǔ)既可。后者表面不露痕跡，較為美觀。 </p><p>　　8、開啟扇掛鉤入槽要足夠深，且需設(shè)計防脫限位裝置，防止開啟扇脫落事故發(fā)生。 </p><p>　　9、由于幕墻位移和溫度變化，幕墻各部位會因磨

16、擦產(chǎn)生噪音，影響建筑物的使用質(zhì)量，所以應(yīng)在磨擦部位設(shè)置墊片以減少磨擦噪音。 </p><p>　　10、各種五金件、連接件設(shè)計要防止不同金屬相接觸產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。 </p><p>　　11、立柱與主體結(jié)構(gòu)之間需采用螺栓連接，通過三維調(diào)整消除主體結(jié)構(gòu)施工誤差的不利影響。 </p><p>　　12、層間防火、隔煙措施，冷橋部位的保溫措施要考慮周全。 </p&g

17、t;<p>　　五、玻璃幕墻設(shè)計中易疏忽的設(shè)計環(huán)節(jié) </p><p><b>　　1、連接件的設(shè)計 </b></p><p>　　幕墻的傳力路徑為：面板的自重和所承受的風(fēng)荷載、地震作用等通過連接件傳給橫梁→立柱→通過錨接點(diǎn)以點(diǎn)傳遞方式傳至建筑物主框架。所以，連接件與主體結(jié)構(gòu)的錨固承載力設(shè)計值應(yīng)大于連接件本身的承載力設(shè)計值。幕墻本身變形能力較小，在水平地震

18、或風(fēng)荷載作用下，主體結(jié)構(gòu)梁容易產(chǎn)生側(cè)移。幕墻構(gòu)件與立柱、橫梁的連接要能可靠地傳遞風(fēng)荷載、地震作用、自重作用及主體結(jié)構(gòu)水平位移產(chǎn)生的影響，所以連接件須具有一定的適應(yīng)位移的能力。 </p><p>　　2、設(shè)計圖中未交代或不重視連接件的構(gòu)造設(shè)計和措施 </p><p>　　（1）風(fēng)荷載作用下，幕墻與主體結(jié)構(gòu)之間的連接件發(fā)生拔出、折斷等嚴(yán)重破壞的情況比較少見，只要保證其足夠的活動能力，使幕墻結(jié)構(gòu)

19、避免受主體結(jié)構(gòu)過大位移的影響，一般不會出現(xiàn)這樣的問題。但在地震作用下，幕墻和連接件會受到強(qiáng)烈的動力作用，相對而言更容易發(fā)生破壞。防止或減輕震害的主要途徑是加強(qiáng)構(gòu)造措施、精心設(shè)計、從嚴(yán)掌握。特別是甲類和乙類建筑，必須提高一度采取抗震設(shè)防措施。 </p><p>　　（2）幕墻結(jié)構(gòu)與主體砼結(jié)構(gòu)通過預(yù)埋件來進(jìn)行連接，預(yù)埋件應(yīng)在主體結(jié)構(gòu)砼施工時埋入，且位置應(yīng)準(zhǔn)確。當(dāng)無條件采用預(yù)埋件時，應(yīng)采用其他可靠的連接措施，并通過試驗

20、確定其承載力。通?？刹捎煤蠹踊瘜W(xué)錨栓、化學(xué)植筋或后擴(kuò)底錨栓連接，錨筋或錨栓直徑和數(shù)量應(yīng)通過承載力計算確定，且應(yīng)進(jìn)行承載力現(xiàn)場試驗，必要時應(yīng)進(jìn)行極限拉、拔試驗。施工操作時，應(yīng)避開主體結(jié)構(gòu)的受力鋼筋及防止截斷其受力筋。 </p><p>　　3、 結(jié)構(gòu)膠未進(jìn)行設(shè)計計算，設(shè)計圖中未標(biāo)注膠寬度和厚度。 </p><p>　　4、設(shè)計計算中，風(fēng)荷載體型系數(shù)取值有些不準(zhǔn)確 </p>&l

21、t;p>　　主要疏忽：未區(qū)分負(fù)壓區(qū)墻角，凹凸部位，取值 1.2 偏小，應(yīng)取 1.6。對高度＞ 200m 或體型、風(fēng)荷載環(huán)境復(fù)雜時，宜進(jìn)行風(fēng)洞試驗。 </p><p>　　5、 玻璃幕墻的防火、隔煙設(shè)計不到位 </p><p>　　幕墻四周與主體結(jié)構(gòu)之間的縫隙、與每層樓板、隔墻處的縫隙僅用普通裝飾材料進(jìn)行封閉，沒有采用防火保溫材料進(jìn)行填塞，未能滿足消防要求，如樓層發(fā)生火災(zāi)時不能有效對火

22、勢進(jìn)行隔斷。防火、隔煙設(shè)計應(yīng)分樓面、豎向耐火墻的設(shè)計和層間防煙封堵設(shè)計。一般的做法是通過在縫隙間填塞不燃或難燃材料或由此形成的系統(tǒng)，以達(dá)到防止火焰和高溫?zé)煔庠诮ㄖ?nèi)部擴(kuò)散的目的，其耐候時間及寬度、高度均應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求。 </p><p>　　6、 玻璃幕墻的防雷設(shè)計易疏漏 </p><p>　　有些幕墻設(shè)計中未作防雷設(shè)計，或雖做了防雷設(shè)計，其設(shè)計和技術(shù)措施不到位。幕墻工程不必單獨(dú)設(shè)置接

23、閃器和單獨(dú)接地，但必須與主體結(jié)構(gòu)防雷系統(tǒng)可靠連接。立柱要與主體均壓環(huán)連接，連接扁鋼不小于5mmX40mm，圓鋼直徑不小于12mm。立柱每隔10m應(yīng)連通一根，上下柱連接銅線截面積不宜小于25mm2；鋁線截面積不宜小于30mm2。兼作接閃器的女兒墻壓頂板宜用3mm厚的鋁板，截面積不小于50mm2。 </p><p><b>　　六、結(jié)語 </b></p><p>　　隨著

24、社會的不斷發(fā)展以及人們對自然的渴望與追求，玻璃幕墻必將成為建筑物外立面裝飾的主流選擇，在設(shè)計過程中我們不但要考慮它的裝飾效果，更要考慮它的安全性、綠色環(huán)保性等，使其更好的為社會服務(wù)，提升城市的整體建筑形象。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 《建筑幕墻規(guī)范》（GBT21086-2007） </p><p&