姜 銳

身份證號：320683197905060236

建筑幕墻結構設計與優(yōu)化探討

姜 銳

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社會的快速發(fā)展帶來了建筑業(yè)的不斷進步，與此同時，幕墻設計的理念也逐漸深入人心，幕墻的設計業(yè)主不被人們所接受重視，但就目前而言還是處于起步階段，大家提倡用概念的設計來幫助增加其創(chuàng)造性和發(fā)展性。概念的設計往往是無法提供具體的數(shù)據(jù)的，也沒有一個規(guī)范的標準，所以我們需要在把握好整體的基礎之上注重細節(jié)。文章希望通過分析幫助提升幕墻設計的創(chuàng)作思路和方法。

建筑幕墻；結構設計；優(yōu)化

建筑幕墻是城市建筑的外部圍擋保護結構，具有節(jié)約自然和社會資源、美化城市環(huán)境、提供舒適的生活環(huán)境、避免雷擊造成的火災等優(yōu)良性能。因此，在城市的建筑物外墻裝飾中得到了廣泛應用。但其施工環(huán)境復雜、人員素質要求嚴格、施工過程中交叉作業(yè)多，因此，技術和管理人員更應該對幕墻設計與施工的質量嚴格把關，交給業(yè)主一份滿意的工程。

1、幕墻設計的作用和原則

國家相關的建設部門對建筑幕墻的設計范圍進行明確的規(guī)定，包括幕墻的組合設計、采光頂?shù)脑O計、裝飾架構、遮陽系統(tǒng)、建筑工程的門窗和建筑幕墻，比如金屬幕墻、石材幕墻、玻璃幕墻、雨篷、欄板等。建筑幕墻的使用對于建筑工程室內到室外的過度功能，具有很好的外觀觀賞價值，設計單位在進行建筑幕墻設計的時候，要注重建筑設計的整體性。還要將設計的理念表現(xiàn)出來，因為建筑幕墻設計效果與整個建筑的設計效果具有重要聯(lián)系，建筑幕墻的種類有很多種，所以在選擇建筑幕墻種類的時候要選擇合適的建筑形式。同時還要保證建筑工程的質量，符合相關部門的規(guī)定與要求。另外在進行幕墻設計的同時，要保證工程的安全性能達到使用的要求。這樣可有效加強工程的整體質量。

2、建筑幕墻主流設計思路

2.1 功能性與安全性折衷設計

大多數(shù)時候，幕墻施工不承擔建筑物重量的任務，而像懸掛在建筑物外圍的窗簾，因此得名。建筑幕墻在設計中最重要的一點，還是從整體上增加了建筑物的光澤和外觀上的美觀，因此，許多建筑幕墻在設計上最為復雜的結構，豪華的選擇，卻經(jīng)常被忽視。作為建筑結構的一部分，墻與整個建筑物的整體安全性有關。所以在幕墻結構的選型和設計中，要充分考慮其基本要求，幕墻的基本承載能力，抗應力，抗力等。

2.2 幕墻結構設計

在現(xiàn)代，建筑幕墻的設計中，對建筑幕墻的使用時間進行了詳細的規(guī)定，企業(yè)建筑幕墻結構設計使用年限25年，預埋件設計使用年限50年，后置埋件設計使用年限30年，所以在建筑幕墻結構設計的時候，要特別注重幕墻的使用年限的要求。需要考慮到工程的密封性、變形性、抗風壓性、熱工性、空氣隔聲性、光學性、耐撞擊性等等，要保證這些性能符合相關的規(guī)范要求。在進行建筑幕墻施工之前要結合合同的相關要求與對建筑工程的使用要求，進行相應的測試，使設計結構更加科學合理。建筑幕墻立柱的設計是結構設計中需要考慮的重點問題，在進行設計方法選擇的時候，盡量選擇使用偏心受拉結構法，減少因為荷載過重帶來的質量問題。提高建筑幕墻的質量與使用的安全。

2.3 幕墻防雷設計

在建筑工程的建筑幕墻上都需要安裝適當?shù)姆览籽b置，主要是為了避免出現(xiàn)雷擊建筑，對建筑造程損壞還會造成人員的傷亡與財產(chǎn)的損失，所以對建筑目前進行設計的時候要選擇合理的防雷設計方案。除此之外，建筑工程還應具有一個安全的防雷系統(tǒng)，這是建筑幕墻設計中存在的重要問題。在對建筑幕墻的防雷系統(tǒng)進行設計的時候，需注意建筑工程本身具有的防雷設備有哪些，之后再將幕墻的立柱、橫梁同建筑工程本身的防雷系統(tǒng)進行充分的結合，從而使建筑幕墻與建筑的防雷系統(tǒng)構成一個良好的防雷網(wǎng)絡。如果幕墻出現(xiàn)雷擊的現(xiàn)象可以使用建筑物自身的防雷系統(tǒng)將雷電帶來的能量輸入到地下，從而減少雷擊對建筑幕墻及使用人員的傷害。除此之外，設計人員在進行建筑目前設計的時候，會將幕墻頂部的女兒墻蓋板作為接閃器，所以目前遭遇雷電時候可以借助女兒墻蓋板將雷電進行導入到安全的地方。若幕墻頂部墻蓋板為金屬鋁板時，作為接閃器使用厚度不應小于3mm。

3、建筑幕墻設計優(yōu)化策略

3.1 結構安全優(yōu)化

幕墻結構的安全設計主要包括載荷壓力計算和幕墻結構安全性兩大塊，在保證了第一點達標之后，我們還需對結構的整體安全做一道防護工序?，F(xiàn)實環(huán)境下，高層建筑不斷受到各種惡劣天氣的沖擊，幕墻結構經(jīng)常會面臨著雨雪雷電的“腐蝕”，受到火災的考驗。因此，結構的防火、防雪、防雷、防震等性能，都是在設計方案中不得忽略的細節(jié)。

3.2 載荷性能優(yōu)化

設計師可根據(jù)結構的材料選擇和形式計算幕墻結構的整體荷載極限。如果墻壁限制太低，則很容易在周圍環(huán)境中改變安全隱患?？紤]到這一點后，設計師需要評估整個建筑附近的地理，氣候等因素，最后，根據(jù)計算的幕墻的荷載極限，設計師選擇耗材并設計墻體的外觀。

3.3 結構經(jīng)濟化

考慮到幕墻結構的經(jīng)濟合理性是整個工程預算的組成部分，影響著整個工程的進度和效率。合理的幕墻設計，既能滿足基本的審美和安全需求，同時在選擇類別和數(shù)量的同時，也要經(jīng)濟實惠，不會造成鋪張浪費，或者大材小用。

4、結束語

總而言之，我國的玻璃幕墻工程處于發(fā)展階段，玻璃幕墻固然美觀先進，但是不能因為表面效應忽視了設計和施工中的問題，各個參與設計施工的企業(yè)，要充分認識到幕墻工程目前存在的各種不足，在設計、材料的選購、施工過程以及驗收方面注意對工程質量的控制，不斷地完善我國玻璃幕墻的建設。相關研究部門要積極探索并完善先進的施工材料和施工工藝，推動我國玻璃幕墻工程的繁榮發(fā)展。

[1]潘峰.高層建筑結構設計的問題分析及對策探討[J].江西建材，2017，(15)：62+69.

[2]王胥沅.高層建筑框架剪力墻結構設計中幾個問題的探討[J].民營科技，2017，(03)：163.