摘要：隨著玻璃幕墻工藝發(fā)展迅速，對建筑工程的造型及裝飾效果、市容美化、經(jīng)濟發(fā)展都起到了很好的作用。本文通過分析玻璃幕墻設計的基本要求，就玻璃幕墻的設計要點進行了論述，以供同仁參考。

關鍵詞：建筑外墻裝飾；玻璃幕墻；設計要點

一、前言

玻璃幕墻作為現(xiàn)代建筑中的一個獨特設計，它不僅體現(xiàn)建筑學、美學結(jié)構設計的最佳結(jié)合，而且把玻璃的多種功能也完美體現(xiàn)出來。諸如玻璃幕墻的通透性，透過玻璃視線達到最佳。玻璃幕墻工藝性能好，玻璃幕墻支撐構件加工細致，表面光滑有良好的工藝感及藝術感，可以適應任何幾何形狀，在建筑體型上產(chǎn)生豐富的變化，能夠充分體現(xiàn)設計師的想象力和創(chuàng)造力。本文通過分析玻璃幕墻設計的基本要求，就玻璃幕墻的設計要點進行了論述，以供同仁參考。

二、玻璃幕墻設計的基本要求

玻璃幕墻是由玻璃板塊和桿件組成的結(jié)構體系。這個體系要承受風荷載、

自重、地震作用、溫度變化等作用產(chǎn)生的各種效應。

（1）強度與剛度。玻璃幕墻主要考慮風荷載、地震荷載、自重荷載。根據(jù)地理位置、幕墻的形式考慮荷載的取值，玻璃幕墻的型材、面材、及連接的強度和剛度，必須符合有關的標準和規(guī)范的具體要求。

（2）溫度變形和結(jié)構變形。地域不同、室內(nèi)外的溫度的變化都會引起玻璃幕墻的框架和玻璃本身的變形，從而產(chǎn)生溫度應力。由于結(jié)構本身存在不均勻沉降、地震、溫度變化、風力等作用下也會產(chǎn)生結(jié)構的變形。因此幕墻與主體結(jié)構之間的連接應考慮以上的因素而采用“柔性連接”，幕墻的長度超過一定要求限度時，應按要求設置變形縫。

（3）玻璃幕墻的建筑功能。玻璃幕墻作為外維護結(jié)構應具有相應的建筑功能，玻璃幕墻的建筑設計應根據(jù)建筑物的使用功能、美學要求，經(jīng)濟和技術經(jīng)濟比較，選擇玻璃幕墻的立面形式、機構形式和材料。玻璃幕墻的性能應根據(jù)建筑物所在地的地理、氣候、建筑物的高度。體形及環(huán)境條件進行設計。建筑節(jié)能是一個重要的問題，根據(jù)統(tǒng)計建筑方面消耗的能源已達到能源消耗的30%左右，因此必須采取各項有效措施，提高建筑物的保溫、隔熱水平與適度的減少空氣滲透量，以降低能耗。

（4）玻璃幕墻的防火、防雷要求。幕墻的燃燒性能和耐火極限必須滿足防火規(guī)范要求，特別是高層建筑及多層空間的玻璃幕墻、幕墻和樓板、內(nèi)墻間隙之間均需設放火填充。由于建筑物多為鋼筋混凝土結(jié)構或鋼結(jié)構，應充分利用其金屬物作為防雷裝置的一部分，將其金屬物盡可能的連成一個整體。所以，預埋件與主體結(jié)構之間必須連成電器通路。

三、玻璃幕墻的設計要點

玻璃幕墻的設計應滿足“四性”，即水密性、氣密性、風壓變形性、平面變形。由于玻璃幕墻的板塊分格較大，往往需要一些特殊的設計措施才能滿足以上基本要求。

（1）玻璃面板設計。一般情況下，玻璃應采用鋼化玻璃。鋼化玻璃的強度可以通過調(diào)整玻璃的厚度來增強，通常是比較容易解決，但超大玻璃的撓度往往很大，不易控制，所以需要根據(jù)邊界支承條件，進行比較準確的計算。除了按照規(guī)范采用手算以外，我們還可以使用專門的計算機軟件如ANSYS、SAP2000 等通過有限元分析，比較精確地進行玻璃面板應力、撓度的控制，以達到最合理的面板配置。

（2）支撐龍骨設計。目前幕墻常常采用鋁型材龍骨作為支撐體系，支撐體系主要由與主體連接的豎向立柱和水平連接的橫梁構成。豎向立柱尺寸較大，往往容易滿足設計要求。橫梁尺寸較小，往往其強度和剛度不易滿足超大玻璃的設計要

求。這樣我們往往需要將橫梁結(jié)合超大玻璃的受力特點進行專門設計，也就是要進行鋁合金橫梁截面優(yōu)化，設計出滿足超大玻璃的剛度及強度的要求的型材，也應是我們行業(yè)所說的開模設計。一般情況下，鋁型材橫梁為了安裝的方便，均有蓋板，根據(jù)需要可開設在橫梁的后部，也可在下部。不同的開口位置對橫梁不同方向的剛度影響很大。這就需要我們對恒載、活荷載、風荷載、地震等進行荷載組合后，比較水平方向和垂直方向大小，并在截面設計時進行優(yōu)化，以達到同樣截面大小的鋁型材，受力最為合理。

（3）針對建筑構造的設計要點。玻璃幕墻設計應采取防雨水滲漏性能的措施，在易發(fā)生滲漏的部位應設置流向室外的泄水孔，在易產(chǎn)生冷凝水的部位應設置冷凝水排出管道，構件制作時嚴格按規(guī)定要求鉆泄水孔，安裝時不得使內(nèi)排水通道和泄水孔受阻，保持內(nèi)排水系統(tǒng)通暢。尤其是一些設計有百頁窗及采光大棚的幕墻工程，應特別重視其與周邊聯(lián)結(jié)、壓頂?shù)葮嬙鞆碗s部位的施工，發(fā)現(xiàn)密封不良、材料性能達不到要求時及時整改或更換，必要時應分層進行抗雨水滲漏性能的淋水試驗，杜絕滲漏現(xiàn)象發(fā)生。

（4）幕墻用型材的選用要點。幕墻用型材應符合現(xiàn)行國家標準《鋁合金建筑型材》GB/T5237中規(guī)定的高精極要求，陽極氧化膜厚度不應低于《鋁及鋁合金陽極氧化·陽極氧化膜的總規(guī)范》GB8013中規(guī)定的AA15級，結(jié)構件型材壁厚不小于3mm。結(jié)構膠要有很好的抗拉強度、剝離強度、撕裂強度和彈性模量，它同時也起到避震的作用。結(jié)構硅酮密封膠和耐候硅酮密封等多項物理性能指標的測試，單元式幕墻、多跨連續(xù)梁幕墻應取有代表性部位2層以上試件進行檢測。幕墻所用結(jié)構膠、耐候膠等其它材料按規(guī)定同步進行使用前檢測，在幕墻構件安裝之前進行。通過檢測可以發(fā)現(xiàn)設計和生產(chǎn)制作中的缺陷和安裝過程中應注意的問題、確認設計及材料選擇的正確性和幕墻設計功能是否符合實際情況。

（5）構件、結(jié)構的連接節(jié)點的設計及安裝要點。有些工程結(jié)構施工時沒有預埋連接件、一些涉及舊建筑改造采用幕墻裝飾的工程要在結(jié)構上設置后置件與幕墻鐵角碼相連。由于部分鐵件出現(xiàn)位移和傾斜，其糾偏連接方案沒經(jīng)設計確定，而是用鋼筋、鋼板、角鐵等材料隨意同鐵件進行焊接，甚至采用對接平焊、點焊，焊縫不飽滿且有漏焊，焊縫長度、寬度、強度遠遠達不到要求。對幕墻與結(jié)構的連接設計應提出具體要求，膨脹螺栓不得直接受拉，一般應采用化學脹錨螺栓，并應進行拉拔試驗后采用。連接體與立柱安裝節(jié)點應有三維調(diào)節(jié)余量，玻璃幕墻不同金屬材料接觸處應設置絕緣墊片（一般厚度lmm）或采取其它防腐蝕措施，絕緣片的大小不小于接觸面積，以保證鋁合金立柱與不同鋼材連接件直接接觸，立柱與橫梁接觸處應設置柔性墊片。立柱接頭應有一定的空隙，一般為10-20mm，并采用套筒連接法。當一根立柱有兩個以上連接點時，其上連接節(jié)點應采用剛接構造，下連接點采用鉸接構造，使立柱始終處于受拉狀態(tài)，不能成為受壓構件，以免造成立柱彎曲變形?；顒咏宇^通過芯柱連接上、下立柱，芯柱與上柱密接、滑動配合，與下柱用螺栓固定，芯柱套入上、下柱的長度為200mm。當立柱接連續(xù)梁計算時，要求活動接頭能承受彎矩，因此芯柱應伸入上、下柱不小于2倍立柱截面高度，且芯柱應通過加大壁厚提高其剛度，使其截面的慣性矩不小于立柱的慣性矩，以保證該處能連續(xù)傳遞彎矩，以免影響幕墻的平面度。

四、結(jié)束語

總之，建筑外墻做成玻璃幕墻，利用玻璃的反射功能，充分解釋利用光與影轉(zhuǎn)換的機理，使得整個建筑物和周圍環(huán)境達到情景交融，建筑立面更具有一種溢光流彩得美感。要真正實現(xiàn)這樣的效果，必須嚴格玻璃幕墻工程的設計審核，對材料、構件的加工制作、安裝等設置相應的質(zhì)量控制點，施工過程中嚴格按《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》JGJ102-2003等技術標準進行控制，消除質(zhì)量和安全隱患，才能確保玻璃幕墻工程的結(jié)構安全和重要使用功能。