【摘 要】 在當下的幕墻設(shè)計過程中，通風、防火、防風、抗震性受到人們的廣泛關(guān)注，特別是伴隨著幕墻支承跨度的越來越大，其受壓受彎構(gòu)件的安全穩(wěn)定性問題越來越突出顯現(xiàn)。幕墻的種類主要包括了全玻幕墻、鋁板幕墻、石材幕墻等，在計算取值、材料選取、結(jié)構(gòu)連接等各環(huán)節(jié)都存在一些值得注意和急需解決的問題。

【關(guān)鍵詞】 幕墻設(shè)計、技術(shù)規(guī)范、問題分析

1、設(shè)計基本原則

1.1 幕墻

幕墻是建筑外部圍護結(jié)構(gòu)或裝飾性結(jié)構(gòu)，它具備以下幾個顯著特點：

（1）它作為一個完整結(jié)構(gòu)系統(tǒng)分為兩個組成部分，分別是面板和支承結(jié)構(gòu)體系。

（2）它相對于主體結(jié)構(gòu)而言具有一段距離的移動能力；

（3）它只能用于承受直接作用在上面的荷載和作用，而不能為主體結(jié)構(gòu)分擔荷載和作用。

由此可見，固定窗并比屬于建筑幕墻的范疇，直接作用于實體外墻上的干掛石板同樣也不屬于建筑幕墻的范圍。

1.2 技術(shù)規(guī)范和應(yīng)用

工程技術(shù)規(guī)范是對現(xiàn)有的成熟經(jīng)驗總結(jié)和規(guī)范，在日常的生產(chǎn)過程中具有很好的指導(dǎo)意義。對于規(guī)范未寫入的內(nèi)容，只要不是規(guī)范所禁止的，原則上都可以應(yīng)用在工程之中，也只有在應(yīng)用實踐過程中才能夠總結(jié)實踐經(jīng)驗，使其完善并成熟起來。因此，只要是規(guī)范未列入的技術(shù)做法都不可取的想法是不正確的。當然，要采用規(guī)范沒有列入的新的技術(shù)之前，必要要有足夠的理由支撐，保證其安全穩(wěn)定，作為實施單位的幕墻公司理應(yīng)擔當起相應(yīng)的技術(shù)職責，并承擔相應(yīng)的后果。規(guī)范的條文按照屬性可以分為強制性和一般性條文。強制性的條文是必須強制執(zhí)行，要求強制遵守，用詞多為“必須”、“禁止”等強制詞語。對于一般性的條文，則嚴格程度會放寬一些，其用詞多為“應(yīng)”、“宜”“可以”（否定意義為其反義詞）這三個等級。

2、幕墻建筑的設(shè)計

2.1 幕墻的換氣和通風

在幕墻建筑設(shè)計過程中，根據(jù)以往的經(jīng)驗，我們總是把關(guān)注點放在了設(shè)計過程中以人工換氣、通風作為重點，往往忽視了開啟窗的作用，強調(diào)要少打開、少安放開啟扇，目的是降低幕墻的作用能耗，降低開啟扇長期使用的磨耗損失風險，也為了追求立體平面的美觀，因此，GJG102—96對開啟扇的面積做了規(guī)定，要求不能夠大于幕墻總面積的15%。直到非典爆發(fā)以后，在受到其嚴重影響后，幕墻的通風、換氣的要求被業(yè)界關(guān)注，并列入了設(shè)計重點，很多業(yè)主也強烈要求把固定玻璃替換成開啟扇。因此，在GJG102—2003的修訂版本中，取消了開啟扇面積的規(guī)定，改為開啟扇根據(jù)實際需要確定規(guī)格。

2.2 防火防煙設(shè)計

（1）防火玻璃在生活中的應(yīng)用

幕墻一般使用的防火玻璃是單片防火玻璃和其制品，在市面上以單片銫鉀玻璃最為普遍。防火玻璃的應(yīng)用范圍非常廣泛，比如防火墻兩側(cè)使用的玻璃板、樓層水平之間的隔煙層、樓層中間所夾的透明防火隔斷等等。防火玻璃的支撐金屬骨架的材質(zhì)一般要求使用鋼結(jié)構(gòu)。因為在防火試驗中，我們得出的結(jié)論是，鋼型材可以在高溫的情況下維持很長的時間而不被軟化。

（2）關(guān)于雙層通風幕墻的防火性能問題

雙層通風幕墻的工作原理主要是通過熱通道中氣流來調(diào)節(jié)熱通道的溫度，進而達到減少室內(nèi)與外界的溫差，來滿足節(jié)能要求，適合采用多層風道的通風方式。目的就是減少或斷絕樓道本層排風口所排出的氣體被上層進風口吸入形成氣流循環(huán)造成氣流的短路，可以在達到防火隔煙要求前提下，采用增加排風口與上層進風口的豎向距離、從本跨進風到鄰跨排風的S形通風路線的方式。

3、荷載和地震作用

3.1風荷載計算

風荷載計算國際上規(guī)定是以50年一遇的基本風壓為基準，對體型結(jié)構(gòu)復(fù)雜、且高度超過200M的幕墻，進行的風洞試驗。

3.2 地震作用

按照新修訂的抗震規(guī)范對幕墻抗震的規(guī)定，作用在幕墻表面的平面垂直方向地震作用擴大系數(shù)取值規(guī)定為5.0。只有石材幕墻除外，因為地震的作用力相對會小一些，沒有發(fā)揮主要的作用。當?shù)卣鹱饔脜⑴c組合時，組合值系數(shù) 規(guī)定為0.5.

4、結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題

幕墻一般的設(shè)計基本要求是要具有相當程度的載重能力、強度、安全穩(wěn)定性能及位置的空間移動能力。位移可通過結(jié)構(gòu)之間的連接工具來實現(xiàn)，不強制要求一定都用螺栓。只要在幕墻和主體間具有位移能力的要求即可，也可以采用部分節(jié)點焊接的方式。

在幕墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性這個問題上面，操作過程中要考慮周全。隨著幕墻承重的跨度擴大，其受壓和受彎構(gòu)建的穩(wěn)定性已經(jīng)成為突出的問題，一旦考慮失誤，就會對幕墻的穩(wěn)定性產(chǎn)生極大的破壞，進而產(chǎn)生具有的危險隱患。對于全玻幕墻而言，其肋壁是很脆弱的，安全性較差，因此，規(guī)范中規(guī)定8M以上的幕墻玻璃肋在考慮其安全穩(wěn)定性的同時，一定要采取防止水平面失穩(wěn)的防護措施。

5、幾種常見幕墻的分析

5.1全玻璃幕墻

對全玻璃幕墻的承重方式作出的統(tǒng)一規(guī)定是，設(shè)置一個統(tǒng)一的高度，若超出這個高度就要求吊掛的做法不是很合理。應(yīng)該對應(yīng)不同玻璃的厚度而設(shè)定相應(yīng)的高度極限值。厚度不能滿足12MM的時候，下面的支承玻璃高度最高為4M；15MM的時候設(shè)定為5M；19MM的時候設(shè)定為6M.

鋼化的夾層玻璃式作為玻璃肋的最好材料。在通過實驗并加以分析，我們可以得出玻璃開裂主要原因是兩個方面。第一是玻璃變形受限，第二是玻璃的受力不均。因此在施工的管理過程中，我們要盡量考慮到上面提到的這兩個原因進而防止發(fā)生玻璃開裂的情況。

5.2 鋁板幕墻

鋁板幕墻的材質(zhì)大致分為三類，分別為復(fù)合鋁板、單層鋁板、蜂窩鋁板。復(fù)合鋁板一般都是不能燃燒的材料芯材，一般用在污染嚴重的地方。單層鋁板質(zhì)地較軟，一般以3.0MM厚最好。蜂窩鋁板具有承載能力高的性能，并且它的剛度和保溫隔音效果都很好。

對于復(fù)合鋁板和單層鋁板都應(yīng)該加肋，其中復(fù)合鋁板還要加邊肋。在面板和肋之間用電栓釘或者雙面貼、結(jié)構(gòu)膠來連接。

5.3 石材幕墻

石材的種類多為花崗巖?？箯潖姸纫笥?Mpa，隨著近年人們對建筑藝術(shù)的追求，一些非花崗石巖比如砂巖、凝灰?guī)r等的石材被越來越多的應(yīng)用到幕墻的制作過程中。這種現(xiàn)象在歐洲等西方國家尤為突出，在西方，砂巖、凝灰?guī)r的選用范圍也是非常廣泛。

在石材和主體結(jié)構(gòu)的連接上面，最為普遍的方式為短槽式。掛板一般都是采用L形掛件。規(guī)范要求鋁制L掛件長度不小于4MM，不銹鋼的長度為3MM；寬度均不能小于40MM，并且嚴格控制弧形槽開槽深度和長度。

從連接方式上面來看，背栓式的連接在使用之中具有很明顯的優(yōu)點，其中以用在均勻致密的石材上面產(chǎn)生的效果最為突出；但在不均勻且多孔的石材試驗中也會出現(xiàn)過個別連接點拔出致使連接點失效的情況。因而在微晶玻璃的使用中，當連接點處石材開裂的問題發(fā)生的時候，就應(yīng)該從工藝技術(shù)上面加以改進。

砂巖、凝灰?guī)r由于其材質(zhì)松軟、強度較低（為4Mpa），而且多孔的凝灰?guī)r內(nèi)部結(jié)構(gòu)并不均勻，里面孔洞很多，因此在設(shè)計過程中藥注意下面幾個問題：

（1） 適量加大這些巖石設(shè)計中的安全度，控制安全系數(shù)不小于3.5.

（2） 要加大石板巖石材料的厚度

（3） 對外掛砂巖、凝灰?guī)r的高度做明確規(guī)定，加以控制

（4） 連接的方式要選擇適當，不能選擇接觸面積大、對局部缺陷不敏感的連接方式。

6、總結(jié)

通過上述分析，我們了解了幾種常見幕墻的基本情況，隨著我國幕墻工程量大、形式種類多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使我們在設(shè)計和施工中不斷出現(xiàn)新問題。我們只能通過不斷總結(jié)，加以分析，才能用于指導(dǎo)實際應(yīng)用。以上思考只是筆者的一些個人，僅供大家參考。

參考文獻

[1] 建筑幕墻 GB/T 21086—2007.中國建筑工業(yè)出版社

[2] 玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ 102—2003.中國建筑工業(yè)出版社