鋼鋁組合結構在幕墻設計中的應用分析

張月琴

身份證號：340822197812021125

鋼鋁組合結構在幕墻設計中的應用分析

張月琴

身份證號：340822197812021125

從我國建筑行業的發展趨勢來看，幕墻結構設計應用也是越來越廣泛，這個行業也是迅猛發展。人們的審美水平也是越來越高，追求的特色也越來越多，注重建筑物的外觀及性能?，F在不乏有很多高端大跨度的建筑物，建筑結構形式趨于多元化，結構的空間體系也在逐漸的加強。往常單純的鋁型材在固定的安裝范圍內難以滿足幕墻的各方面的受力能力，相反鋼鋁材料則不同，大大的保證了建筑結構的穩定性，而且本身它的質量較輕、強度及剛度較大、造價相較其他比較低，適合于各類建筑工程。文章就鋼鋁組合結構在幕墻中的設計和應用進行了深刻的剖析，希望能夠給建筑設計提供依據。

鋼鋁組合；鋼鋁材料；幕墻；結構設計；應用

1、鋼鋁結構的幕墻設計的優勢

在幕墻支承結構設計中，為了滿足受力要求，并節省鋁型材的用量、降低成本，往往采用鋼、鋁組合截面的桿件，外露部分采用鋁合金型材，隱蔽部分亦即主要受力部分采用鋼型材，這樣既達到了外表美觀、截面小巧而承載能力強、又達到工程造價低廉的目的。從材料的本質出發，鋁合金型材外觀效果好，適用性及耐久性強，而且幕墻中鋁合金型材通常選擇6063-T5強度設計值為85.5Mpa或6063A-T5強度設計值為124.4Mpa，彈性模量70000MPa，是幕墻設計中的首選材料。鋼材強度高，彈性模量206000Mpa，將近是鋁合金型材的3倍，但是裝飾性及耐久性相對鋁材稍差。采用鋼鋁組合這種取長補短的結構形式，既保證外觀又增大了強度及穩定性。

2、鋼鋁組合結構在防火性能方面的應用

鋼鋁組合結構的防火玻璃的幕墻是由防火玻璃即幕墻的面板、抗火骨架、鋁合金型材以及各種配件組成，鋁合金在火災中表現出的效果較為明顯，其強度在高溫作用下損失很快，所以鋁型材料并不能作為防火玻璃幕墻的的防火結構原材料，否則將會存在安全隱患。而鋼材恰恰相反，它是典型的不燃燒材料，但是另一個優勢就是表現為高溫下，它的強度會隨著溫度升高而增加，整個建筑物的整體的防火性能得到了大幅度的提高，有效的保證了整體的安全性能。鋼鋁組合結構防火玻璃幕墻既具有鋁合金玻璃安裝便捷的優勢，又具有鋼材的耐高溫性能、高強度表現明顯，這是防火幕墻的最佳組合結構。

3、鋼鋁結構的幕墻設計的技術要點

鋼、鋁型材的組合方式，一般可分為疊合式和組合式兩種。所謂疊合式：即鋼、鋁型材之間不加連接，僅僅從構造上能保證二者同時受力即可；而組合式和疊合式不同，它是在鋼、鋁型材之間用物理或化學的方法將二者緊密相連的組合形式由于這兩種截面的組合方式不同，所以在受力后的表現也不同，設計計算方法也完全不同，但因為工程的具體情況不同，兩種形式均有較多的應用。

疊合式：當其在橫向力作用下受彎時，桿件將發生彎曲變形。由于鋼、鋁型材之間不加連接，因此，在二者接觸面間無任何約束(忽略摩擦)，當桿件發生彎曲變形時，在接觸面間，二者會產生相互錯動，受荷前在同一豎向截面內亦不在同一截面了，可見，此時的受彎桿件，已不符合“平截面的假定”條件，因此，二者已不能按一體進行計算了。

組合式：當其在橫向力作用下受彎時，桿件將發生彎曲變形，受荷前在同一豎向截面內的截面，彎曲后截面雖然隨之發生偏轉，但仍然保持在同一平面內。可見，此時的受彎桿件，符合“平截面的假定”條件，因此，二者已不是分別沿自身截面中和軸產生撓曲，而是沿統一的中和軸產生撓曲了，故，應該按組合截面進行計算。

4、鋼鋁組合材料在幕墻設計中存在的問題

目前在建筑物的幕墻設計中廣泛使用的是玻璃幕墻，其表現的光感以及色彩等都具有很廣的市場前景。但是從目前的形式出發，實際工程存在很多的不足鋁合金材質以及柱形材料，在幕墻的結構中應用的很廣，選擇材料這方面存在問題。但是從施工角度出發，這種材料的彈性較小，經受不了大風的影響。其次，在實際的應用中，鋁以及鋼在其中的應用有可能會形成一些所謂的原電池，影響了整個幕墻的安全性，因此要避免產生原電池的現象。應選用一些其他的原材料，盡量的避免電解質的出現。從設計規范等方面出發，鋼鋁組合的結構形式缺乏一些市場行業規范，但鋼鋁組合結構又具有廣闊的發展前景在這種情況下，相關部門要盡量的做好鋼鋁組合應用的相關規定：同時，還要加強制定各種技術標準，使標準規范和技術標準結合在一起.減少鋼鋁材料在其中存在的問題。

5、鋼鋁組合在結構幕墻設計中的實施措施

幕墻質量的管理與控制，要選取合適的材料，材料的使用將會直接會影響到幕墻的質量，原材料是整個工程建設的核心和關鍵，保證原材料的品質才能進而保證工程質量，工程質量就是工程建設的核心，因此相關的部門必須加強新技術的引進，避免在材料的應用上導致不必要的問題發生，影響后續工作進行。幕墻質量的管理與控制，要選取合適的材料，材料的使用將會直接會影響到幕墻的質量，原材料是整個工程建設的核心和關鍵，保證原材料的品質才能進而保證工程質量，工程質量就是工程建設的核心，因此相關的部門必須加強新技術的引進，避免在材料的應用上導致不必要的問題發生，影響后續工作進行。

總之，在幕墻的建設發展過程中，建筑材料只能保證建筑穩定性，而選擇合適的材料的重要責任就落到了建筑設計師的身上。當前建筑行業的快速發展在某種程度上促進了幕墻結構的應用，而且在新跨度、新高度的幕墻結構設計中，鋼鋁組合逐漸的受到設計師們的青睞和關注。當前的幕墻的結構形式為建筑物的設計增添了新鮮的色彩成分，建筑物本身也達到了一個新的臺階，上了更高的層次。所以我們應該充分的應用建筑材料的特性，引進先進的生產技術，進行整體設計，研究以及試驗，增強材料的各種性能及應用的可靠性。只有通過時間才能更好地說明問題，從實際操作中獲取相應的數據，在進行有效的科學分析，巧妙地進行結合，實現最優組合，達到最有效果。

[1]劉濤.鋼鋁組合結構在幕墻設計中的應用分析[J].門窗，2014，(06)：54-55.

[2]韋再興.鋼鋁組合在結構幕墻設計中的應用[J].中國建筑金屬結構，2013，(10)：50+53.