張建武

摘 要：隨著建筑工藝和結構技術的不斷發(fā)展，為了取得更好的建筑視覺效果，很多設計者采用了玻璃幕墻結構設計。這種獨特的結構方式呈現(xiàn)出了多元化的藝術表現(xiàn)力，同時，還具備實際的使用效果，所以，它被廣泛應用于建筑工程中。

關鍵詞：玻璃幕墻；材質(zhì)；工程施工；結構設計

中圖分類號：TU56+4 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）21-0074-02

隨著城市現(xiàn)代化建設的發(fā)展，城市建筑的視覺效果漸漸成為了衡量現(xiàn)代化都市的標準。而玻璃幕墻結構設計新穎獨特，視覺效果突出，在一定層面上體現(xiàn)了經(jīng)濟技術的發(fā)展水平。不過，玻璃幕墻是最近幾年才在國內(nèi)被廣泛使用的，所以，它的設計制作和安裝管理等工作還不完善，存在一些問題。

1 玻璃幕墻概述

1.1 構成

玻璃幕墻結構包括外部的玻璃墻板、金屬板材和鏈接構件，內(nèi)部作為支撐的鋁合金橫梁結構，以及作為幕墻結構支撐懸掛于主體上的立柱。這些鏈接結構在整體結構允許的范圍內(nèi)可以發(fā)生相對位移，避免受到水平作用力影響的主體結構發(fā)生下位移，對玻璃幕墻產(chǎn)生一定的影響。玻璃幕墻一般是暴露在外部空氣中的，由于玻璃的材料特性，當其受到溫度、濕度變化的影響時，會出現(xiàn)一定程度的變形。另外，根據(jù)鋁合金型材的外露方式，玻璃幕墻可以分為明框、隱框和半隱框。

1.2 設計原則

玻璃幕墻結構的設計原則是：①玻璃幕墻的結構方式。在建筑主體結構上懸掛幕墻的構件，由主體結構作為支撐。為了避免玻璃幕墻承受不必要的荷載，它應該設計成圍護結構。②為了減少建筑荷載，地震作用，溫度、濕度變化侵蝕的影響，玻璃幕墻本身以及本身的鏈接構件需要具備足夠大的承載能力和剛度韌性，同時，要有相對的位移能力。③很多玻璃幕墻架構在主體建筑外部，并沒有進行抗震設計。為了避免風力作用導致玻璃幕墻脫落和破碎，需要在設計時考慮其位移能力值，并進行抗震設計。

2 玻璃幕墻結構的問題

2.1 材質(zhì)易碎

2.1.1 材質(zhì)元素存在的隱患

玻璃本身就存在易碎隱患，所以，在其生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生一些有害雜質(zhì)。其中，硫化鎳經(jīng)過玻璃鋼化處理工藝后，其形態(tài)會發(fā)生變化。因此，玻璃幕墻的安裝會受到外部溫度的影響，導致硫化鎳發(fā)生形態(tài)變化，使玻璃材質(zhì)出現(xiàn)元素裂縫，當其突破鋼化玻璃的張力極限后，玻璃就會破碎。

2.1.2 熱應力變化

一些玻璃幕墻結構是裸露在外的，長期受到太陽光的照射，玻璃表面受熱膨脹。如果玻璃各個部位受熱不均勻，膨脹不均衡，玻璃內(nèi)部就會出現(xiàn)熱應力，導致玻璃破碎。

2.2 防火安全系數(shù)低

雖然玻璃幕墻本身不是可燃的材料，但是，玻璃材質(zhì)受到高溫影響會軟化、融化，最終導致玻璃幕墻的結構被毀。因此，在設計、安裝玻璃幕墻時，需要考慮建筑的防火要求，要注意以下兩點：①要確保玻璃幕墻結構的完整性，避免玻璃破碎使火勢蔓延；②在高溫狀態(tài)下，不能出現(xiàn)燃燒和爆炸的情況，避免多重災害發(fā)生。

2.3 結構膠失效

結構膠是連接玻璃結構和主體支撐的重要材料。由于玻璃幕墻長期處于外部環(huán)境下，受日曬雨淋、風吹熱輻射等影響，容易產(chǎn)生熱推移老化等問題，強度和黏結力也隨之下降。這情況從外部是無法察覺的，很容易引發(fā)安全問題。

2.4 結構失效

如果支撐框架結構設計不合理，會受到建筑本身內(nèi)力的影響，導致結構變形，甚至是玻璃破碎。而幕墻構件的固定裝置會受氫脆變的影響，使金屬材質(zhì)的延展性降低，出現(xiàn)玻璃脫落等問題。

2.5 污染問題

城市建筑大量使用玻璃幕墻結構，會出現(xiàn)光污染和熱污染等新型污染形式。

3 解決問題的方法

3.1 設計中的問題

3.1.1 材質(zhì)問題

要嚴格控制玻璃生產(chǎn)源，嚴格控制整個生產(chǎn)流程，減少鎳元素材料與玻璃的接觸。在安裝玻璃幕墻結構時，針對硫化鎳雜質(zhì)進行元素檢測工作，如果其超出控制范圍，就需要更換玻璃。同時，還可以變換玻璃形式，采用夾層玻璃，即使出現(xiàn)玻璃破碎的情況，碎片也不會脫落，會附于膠片上，避免了安全事故的發(fā)生。

3.1.2 熱應力問題

解決這一問題需要對玻璃結構表面進行精加工，處理玻璃結構的邊部，采用拋光細磨等工藝減少微小裂紋。將普通玻璃全部更換成鋼化玻璃，用來加強其抗溫、抗?jié)竦哪芰ΑＴ谶\輸玻璃時，要采取適當?shù)谋Ｗo措施，減少碰撞，確保沒有隱疾存在；安裝玻璃時，要注意玻璃與框架的匹配度，不能裁剪玻璃，只能矯正框架，確保其與玻璃嚴絲合縫。

3.1.3 火災安全隱患

在設計時，根據(jù)不同建筑的防火要求，規(guī)劃設計玻璃材質(zhì)和結構形式。在材質(zhì)方面，一般使用夾層玻璃、防火中空玻璃、復合防火玻璃和單片防火玻璃等，被廣泛使用的是復合防火玻璃。在火災發(fā)生時，如果這種玻璃出現(xiàn)爆裂，碎片會黏附在膠片上，而膠片本身也有防火作用。

3.1.4 結構設計問題

采用明框和半隱框的結構設計，降低因結構膠失效而導致玻璃墜落的概率。同時，還可以在其周邊加設圍欄和綠化帶等。在設計時，需要對結構框架進行抗疲勞試驗，根據(jù)試驗結果設計適合的幕墻玻璃，減少框架的超負荷運轉。

3.1.5 鏈接構件

采用特殊的鎖扣螺母作為鏈接構件，防止出現(xiàn)螺栓失效的情況。

3.1.6 污染問題

針對由此造成的污染問題，要建設一定的綠化帶，盡量減少污染面積。

3.1.7 施工規(guī)范問題

很多安裝玻璃幕墻的企業(yè)都是由以前的門窗行業(yè)轉型而來的，缺乏專業(yè)技術支持和對玻璃幕墻的認識，導致施工中存在很多風險。而且在施工過程中，有些企業(yè)并不按照標準化流程施工，致使安裝過程存在不少安全隱患。

3.2 安裝時的注意事項

在安裝玻璃幕墻時，要注意以下三點：①需要強化檢驗整個玻璃幕墻，確保每個環(huán)節(jié)的質(zhì)量。對材料、構件、附件等進行性能測試，及時更換存在問題的部件；檢測鑄造的疵點和形位公差；檢查玻璃的尺寸和精度等。②檢測焊接支點的承載力，不得缺焊和漏焊，更不能出現(xiàn)裂紋和氣孔等焊接缺陷。對一些埋件、轉接件和駁接爪等進行不同的焊接處理，減少安全隱患。③在安裝玻璃幕墻時，需要對相關的工作人員進行培訓，要求他們按圖施工，標準化作業(yè)，不允許違反施工流程，確保工程優(yōu)質(zhì)、高效。

4 玻璃幕墻未來的發(fā)展

由于玻璃幕墻的建筑形式越來越多，所以，需要創(chuàng)新相關設計，通過巧妙的構思降低樣式結構的雷同率和復制率。另外，還需要充分展示玻璃本身的藝術造詣、結構特點和創(chuàng)意風格?，F(xiàn)如今，建筑業(yè)朝著高速度、高節(jié)奏的方向發(fā)展，施工時間往往比較短，對施工的要求也越來越高。所以，需要對全部構件進行精加工，確保使用的材料符合質(zhì)量要求和設計定位，要將玻璃幕墻的設計、加工、現(xiàn)場施工等各個環(huán)節(jié)緊密結合在一起。而每個環(huán)節(jié)都需要專業(yè)的技術人才作支撐，因此，需要培養(yǎng)大量的專業(yè)人員，提高玻璃幕墻的整體競爭力。

5 結束語

雖然玻璃幕墻存在很多不足和安全隱患，但是，不能否認其結構優(yōu)點。因此，需要設計方、生產(chǎn)方、使用方深入了解其性能，揚長避短。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕

Glass Curtain Wall Structural Design of Several Issues Discussed

Zhang Jianwu

Abstract： With the continuous development of the construction process and construction techniques， in order to achieve better building visual effects， many designers adopted the glass curtain wall structural design. This unique way of showing the structure of a wide range of artistic expression， also with the actual results， therefore， it is widely used in construction projects.

Key words： glass curtain wall； material； construction； structural design