幕墻設(shè)計應(yīng)注意的地方

摘要:在幕墻設(shè)計過程中，經(jīng)常會發(fā)生一些不該發(fā)生的設(shè)計問題，本文就作者的理解提出一些看法，供各方考慮。其中涉及到設(shè)計一般原則、材料、建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計等。

關(guān)鍵詞:建筑幕墻 幕墻設(shè)計 幕墻規(guī)范

幕墻的定義:由面板和支撐結(jié)構(gòu)組成的完整的結(jié)構(gòu)體系，它具有平面內(nèi)的變形能力和相對主體結(jié)構(gòu)有相當(dāng)?shù)奈灰颇芰Α?/p>

以下就幕墻設(shè)計過程中應(yīng)注意的地方分別列舉出來

一、幕墻的分格

幕墻的分格應(yīng)根據(jù)以下幾個方面來考慮:

①幕墻的性能(幕墻的風(fēng)壓變形、空氣滲透、雨水滲透、保溫性能等)。②材料的利用率分格大小應(yīng)充分利用材料的常用規(guī)格，盡量提高原材料的利用率。③互換性的設(shè)計盡量保持板塊分格大小一致，減少分格尺寸類型，提高加工、安裝工作效率，降低工程成本。④室內(nèi)空間要求幕墻分格的水平縫要和樓層平齊，豎直縫要和主體結(jié)構(gòu)的柱、墻對齊。這主要是要求滿足一塊玻璃不應(yīng)跨越兩個防火分區(qū)。⑤板塊寬高比黃金分割原則，分格比例盡量對稱協(xié)調(diào)， 一般為1.1～1.2。

二、 提供的圖紙

提供圖紙的內(nèi)容包括:

1 各層玻璃幕墻的平面位置圖需表示玻璃幕墻劃分、門開啟部位;立面圖需表示玻璃幕墻分格尺寸、標(biāo)高，活動窗扇、門的位置等;設(shè)計中大樣圖必須提供橫豎剖圖;各樓層幕墻予埋件平面位置圖需表示予埋件類型、位置、標(biāo)高。

2 標(biāo)準(zhǔn)幕墻節(jié)點及收邊節(jié)點詳圖，必要時節(jié)點的三維軸測圖，三維安裝過程圖等。

3 防雷節(jié)點:一般高度在31m以下的建筑物，無需特別要求幕墻有避雷措施。但是在超高層建筑物的情況下，幕墻就有可能會受到來自橫向的落雷而使幕墻構(gòu)件遭到損壞。 一般的幕墻避雷措施是通過幕墻的連接件把地線連接在主體鋼結(jié)構(gòu)上。

4 防火節(jié)點:無窗間墻和窗檻墻的玻璃幕墻，應(yīng)在每層樓板外沿設(shè)置耐火極限不低于1.00h、高度不低于800mm的不燃燒實體裙墻或防火玻璃裙墻。可以計入這個耐火墻高度的部件有:不燃燒的實體裙墻;樓面邊緣的鋼筋混凝土梁板;由耐火材料組成的防火裙墻;防火玻璃板。

三、幕墻的構(gòu)造設(shè)計要求

幕墻的構(gòu)造設(shè)計，直接關(guān)系到幕墻的使用功能，設(shè)計時應(yīng)對以下問題予以注意:

3.1 應(yīng)在可能產(chǎn)生滲水的部位或可能產(chǎn)生結(jié)露的部位預(yù)留泄水孔道，集水后由管道排出，明框幕墻的橫向外裝飾蓋一定要開泄水孔，并保證排水孔通暢。

3.2 幕墻主桿件與主體的連接

3.2.1 幕墻主受力桿 通常情況下選用立柱做幕墻主受力桿件。

3.2.2 埋件 埋件按其安裝時間分為預(yù)埋式埋件和后補式埋件。后補式埋件只能通過膨脹螺栓和化學(xué)錨栓和主體結(jié)構(gòu)進行連接。由于后補式埋件的安裝質(zhì)量受現(xiàn)場施工的條件和人員的影響非常大，不容易控制，經(jīng)常達不到設(shè)計指標(biāo)，尤其是國家已明文規(guī)定受拉部位不允許使用膨脹螺栓，所以如非必要盡量不采用后補式埋件。預(yù)埋式埋件根據(jù)埋件形狀分為槽形埋件和爪形埋件。埋件與主體的連接強度直接決定了整個幕墻的安全，必須嚴(yán)格控制。在埋件設(shè)計時應(yīng)注意以下幾點:

(1)預(yù)埋式埋件錨筋與埋板的尺寸和位置在設(shè)計時應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)《玻璃幕墻工程規(guī)范》(JGJ102-2003)及《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2002)進行設(shè)計。(2)注意錨筋的長度不要超過結(jié)構(gòu)尺寸(如梁厚度)，避免錨筋露出結(jié)構(gòu)外。(3)埋板的大小在設(shè)計時應(yīng)考慮幕墻的結(jié)構(gòu)形式的需要。

3.2.3 連接件 幕墻主受力桿件與埋件通過連接件進行連接。由于建筑土建施工的埋件誤差非常大，所以要求連接件有足夠的調(diào)節(jié)能力來適應(yīng)這種差異。

3.3、立柱與立柱的連接設(shè)計 立柱與立柱之間應(yīng)預(yù)留≥15mm的間隙，以適應(yīng)和吸收主體沉降、溫差變形、地震作用和施工誤差。立柱與立柱連接一般都通過一個插芯(一端固定，一端自由)來實現(xiàn)。

3.4 立柱與橫梁的連接設(shè)計比較典型的結(jié)構(gòu)有:橫豎插接式、角碼脹浮式、角碼插接式、通槽螺栓式、雙向鎖緊式等。

橫豎插接式(即將橫梁插入立柱的預(yù)留槽內(nèi))

優(yōu)點:1、橫梁所受的正負風(fēng)荷載均直接傳遞給了夾持橫梁的立柱，而橫梁角碼和與立柱連接的螺釘連接組合只承受玻璃板塊和橫梁的重力。2、這種結(jié)構(gòu)橫梁與立柱的接觸比較充分，立柱和橫梁的強度很好，在橫梁與立柱接觸的局部產(chǎn)生的變形微乎其微，橫梁角碼也不承擔(dān)扭矩，這樣可有效避免橫梁整體偏轉(zhuǎn)。而且其橫梁的閉腔結(jié)構(gòu)的抗扭截面模量遠遠大于開腔橫梁，抵抗扭轉(zhuǎn)的能力也很好。3、橫梁與立柱之間有較大的間隙，可以吸收溫差產(chǎn)生的熱脹冷縮。因橫梁與橫梁角碼之間的摩擦力很小，故其很難產(chǎn)生摩擦噪音。4、橫梁浮擱在橫梁角碼上，在地震平面變形時可自由擺動，吸收地震作用。缺點:鋁用量多，造價貴。

角碼脹浮式這種角碼脹浮式連接方法結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，其主要特點如下:

①結(jié)構(gòu)強度最好，橫梁本身抵御彎矩和扭矩的能力好。②橫梁通過角碼把力傳遞給了立柱。

(3) 角碼插接式 (即整個角碼與橫梁內(nèi)腔配合)根據(jù)其插接的位置不同可分為橫向插接和豎向插接。不論橫向與豎向插接，橫梁均可以是半閉腔或開腔結(jié)構(gòu)。

(4) 通槽螺栓式 通槽螺栓式的橫梁上有通長槽口可以讓螺栓帽在里面滑動但。安裝角碼時，將其用螺母與預(yù)置在槽口內(nèi)的螺栓連接牢固。缺點:①螺紋連接失效問題，這種結(jié)構(gòu)螺栓在熱應(yīng)力產(chǎn)生的蠕動作用下，如無可靠的的防脫落措施容易失效。②噪音問題 ③強烈地震時結(jié)構(gòu)易被破壞問題。

(5) 雙向鎖死式 將橫梁與角碼、角碼與立柱兩處用螺栓、螺釘、自攻釘或抽釘鎖死。因其將橫梁與橫梁角碼完全鎖死，限制了橫梁的熱脹冷縮，帶來了極大的弊病，常見的是將橫梁拉成長孔。

經(jīng)過對這些常見的幕墻與橫梁的連接結(jié)構(gòu)的分析，總結(jié)出以下的方法和原則:

(1)橫梁應(yīng)采用盡量采用閉腔式結(jié)構(gòu)。閉腔式結(jié)構(gòu)不容易失穩(wěn)，其壁厚一般較開腔式薄，不管從性能上還是經(jīng)濟性上都有優(yōu)勢。(2)橫梁與橫梁角碼的連接必須是浮動連接，并有平面變形空間，用以防震、減噪和吸收熱應(yīng)力。(3必須保證橫梁角碼與立柱的連接強度，讓它們之間不產(chǎn)生相對滑動和轉(zhuǎn)動。(4)安裝和加工必須方便，質(zhì)量容易保證，并使橫梁與立柱的連接結(jié)構(gòu)可以被維修。

3.6 幕墻玻璃之間的拼接膠縫寬度應(yīng)能滿足玻璃和膠的變形要求，并不宜小于10mm。硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的粘接寬度不應(yīng)小于7mm，厚度不應(yīng)小于6mm，但不得大于12mm。

3.7 明框幕墻玻璃下邊緣與下邊框槽底之間應(yīng)采用硬橡膠墊塊襯托，墊塊數(shù)量應(yīng)為2個，厚度不應(yīng)小于5mm，每塊長度不應(yīng)小于100mm。隱框幕墻必須在玻璃下端設(shè)置兩個L不小于100mm的鋁合金或不銹鋼托條，托條厚度不小于2mm，托條上應(yīng)設(shè)置襯墊。

3.8 由于幕墻位移和溫度變化，幕墻各部位會因摩擦產(chǎn)生噪音，影響建筑物的使用質(zhì)量，所以應(yīng)在摩擦部位設(shè)置墊片或預(yù)留1~2mm的間隙，間隙內(nèi)填膠，以減少摩擦噪音。

3.9 幕墻墻面活動部分面積不宜大于墻面面積15%，宜采用上懸窗，開啟角度不宜大于30° ，開啟后的寬度不宜大于300mm。

4小結(jié):

綜上所述，在進行幕墻設(shè)計的時候，要注意以下幾點:

1 安全性;2 浮動連接幕墻主要的連接設(shè)計除與主體結(jié)構(gòu)的連接外均應(yīng)采用浮動連接，并留下足夠的間隙，以便吸收沉降、熱應(yīng)力及一部分地震作用;3 經(jīng)濟性 ;4 等性能設(shè)計 ;5 可加工、可安裝性 ;6 可維護性幕墻設(shè)計必須考慮安裝以后的維修和保養(yǎng)問題。

參考文獻

1 玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003

2 陳建東 玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范應(yīng)用手冊【M】北京中國建筑工業(yè)出版社