結構抗震設計在現代建筑幕墻設計中的運用探析

劉軍

摘要：近些年來，我國局部地區(qū)地震頻繁發(fā)生，地震給這些地區(qū)帶來嚴重損失。作為抗震設計的重點，建筑幕墻結構抗震設計越來越得到人們的重視。嚴格按照設計規(guī)范進行設計，把握建筑幕墻的特點，是科學設計的前提。在設計過程中要充分重視兩個要求，一個科學的設計一般都能滿足不同幕墻體系的構造要求和不同鏈接部位的構造要求。

關鍵詞：現代建筑；幕墻設計；結構；抗震

1建筑幕墻概述

我們要科學合理地對建筑幕墻的結構抗震進行設計，首先就必須要充分掌握建筑幕墻的概念特點和分類，只有充分掌握了這些基本概念后才能進行科學合理的設計。因而，我們不妨先來探討一下建筑幕墻的基本概念。建筑幕墻主要指的是建筑物中不承重的外圍墻，這種外圍墻像幕布一樣掛在建筑物中，因而被形象地稱為建筑幕墻。建筑幕墻是一種不承受主體結構作用的建筑外圍護墻。建筑外圍墻是建筑物中的重要內容，它自身的質量對于建筑物整體質量具有重要影響，同時對于建筑物的整體性能也有直接影響。隨著人們對建筑物性能的要求越來越高，建筑幕墻在現代建筑中的作用顯得越來越重要。在建筑幕墻設計中幕墻抗震結構設計是其中的重點，實現科學地抗震結構設計有助于保證建筑幕墻質量并最終提升建筑幕墻的性能。

建筑幕墻根據其劃分方式的不同可以分為多種類型，通常采用兩種方式來對建筑幕墻進行劃分：一是按照密封形式來進行劃分，可分為兩種，封閉式幕墻和開放式幕墻。另外一種是按照支撐結構形式的不同來進行劃分，可分為全玻璃式幕墻、單元式幕墻、構件式幕墻和智能呼吸式幕墻（又叫雙層幕墻）。我們在進行抗震結構設計時，要根據幕墻種類的不同采用相應的方法進行設計。只有這樣才能實現科學的抗震結構設計。建筑幕墻有其自身優(yōu)點，在抗震結構設計前要充分掌握這些特點，在設計中要合理設計抗震結構以有利于建筑幕墻自身優(yōu)點的發(fā)揮。筆者經過考察發(fā)現，建筑幕墻有三大優(yōu)點：美觀、節(jié)能、容易維護。美觀是建筑幕墻的基本特點，建筑幕墻的美觀能夠提升建筑物自身整體形象：建筑幕墻的節(jié)能功能是現代建筑的必然要求，是現代建筑實現高效節(jié)能的關鍵。建筑能耗是所有能耗中的重要形式，建筑幕墻的節(jié)能有助于實現建筑節(jié)能：容易維護是建筑幕墻的另一大優(yōu)點，建筑幕墻具有很強的實用性，現代建筑中的建筑幕墻在設計時要考慮到它的后期維護。

2與抗震相關的建筑幕墻安全技術要求

建筑幕墻的設計需要把握好細節(jié)的設計，這樣在建筑幕墻維護時也能夠更加便于操作。同時，對于建筑幕墻的安全技術應用也有著較高的要求，這也是建筑幕墻設計中必須要重點考慮的內容。目前，現代建筑的建筑幕墻工程設計中所采用的材料必須要按照我國政府以及行業(yè)對建筑工程設計的標準來進行選擇。在進行建筑幕墻設計時，如果發(fā)現出現安全夾層玻璃出現外露的情況，還要采取相應的保護措施來加以控制。特別是在一些需要粘接的地方，要避免采用劣質的粘接材料來進行粘接。通常會采用耐久性較強并且可靠性較高的粘接材料，并且設計的尺寸也要按照相應的要求來進行。相比其他的產品封膠的品牌以及型號等都要按照建筑的不同設計要求來加以選擇。目前不銹鋼材料也是現在建筑中所普遍使用的，其承重性和抗腐蝕性是需要考慮的范圍。當這些不銹鋼暴露在室外的時候，其抗腐蝕性直接影響到不銹鋼結構的抗震性。當所有的材料安全性達到合格標準，還要按照工程的設計要求對幕墻建筑材料進行復檢。其復檢的范圍包括有一系列的必要參數，如墻壁的厚度、防腐層的厚度、鋼材的力度以及膜層的厚度和硬度。除了上述的使用戮膠的基本要求之外，還有石材的彎曲強度和各種復合板的剝離強度都有一些安全規(guī)定。對于地震多發(fā)地，出于安全的考慮，這種建筑幕墻的抗震設計尤其需要嚴格遵守。

3建筑幕墻結構抗震設計

玻璃幕墻是建筑物中常見的幕墻結構，玻璃幕墻結構的抗震性能設計主要是滿足兩個基本要求。一是滿足不同幕墻體系的構造要求：二是滿足不同連接位置的構造要求。筆者詳細論述這兩個要求。

3.1滿足不同幕墻體系的構造要求

上文提到幕墻可以分為多種形式，對幕墻結構抗震進行設計時要結合不同幕墻體系的構造要求進行設計。筆者通過探討不同的幕墻體系來探討抗震結構設計。

（1）針對鋁合金玻璃幕墻的設計。鋁合金玻璃幕墻的抗震性能很大程度上取決于自身的抗構造以及主框架的抗震能力。因而在對鋁合金玻璃幕墻的結構進行抗震設計時，要充分考慮這兩個要素，在多發(fā)地震地帶進行設計時，一般要保證最大彈性層間位移角不能大于100°。在罕遇地震地帶，設計時要對結構薄弱層進行專門地彈塑變形試驗。設計人員在進行抗震設計時要重視兩個指標，抗震能力指標值和主體結構彈性層間位移角控制值，在設計過程中一般要把抗震能力指標值控制在主體結構彈性層間位移角控制值的3倍左右。對高層鋼結構進行設計時，鋼結構的抗震能力一般保持在非鋼結構抗震力2倍左右。這樣做是為了更好地適應鋼結構的變動能力。

（2）石材幕墻設計。在石材幕墻之中，石材面板一般是通過插件和掛件連接在一起。在結構抗震性能設計時重點是要防止插件從插槽中脫離出來。針對掛件與插件的設計，國家有明確的法規(guī)予以規(guī)范。GB/T21086專門規(guī)定了掛裝系統(tǒng)允許偏差，插件與插槽搭接深度偏差。在進行科學設計時設計人員要嚴格按照設計規(guī)范來對各種偏差進行適當控制，從而使得幕墻抗震性能最優(yōu)化。

（3）明框、半隱框幕墻的結構抗震設計。針對明框、半隱框幕墻的結構抗震設計要高度重視彈性材料的使用。設計人員在設計時，一般要對明框、半隱框幕墻板塊間膠縫寬度進行嚴格控制，一般要把膠縫寬度控制在12mm左右。

3.2滿足不同連接部位的構造要求

連接部位的設計是幕墻結構抗震涉及到的又一個重要內容。一般意義上不同部位的設計主要包含三個部位的設計，一是立柱和橫梁之間連接部位的設計：二是立柱與立柱之間伸縮縫的設計：三是對變形縫的處理。

（1）立柱與橫梁之間的連接。立柱與橫梁之間主要是通過角碼、螺栓進行連接，在進行設計時重點要控制角碼厚度，角碼厚度一般都要在3ram以下，這樣做是為了保證立柱能夠承受住橫梁的剪力。立柱與橫梁之間應保持1mm的距離。

（2）立柱與立柱之間的連接。立柱與立柱之間連接部位的選擇主要是對伸縮縫的設計。在幕墻設計中，兩根立柱之間的縫隙距離一般要保持在15mm左右。兩者連接時，芯柱與立柱要緊密配合。

（3）對變形縫的處理。變形縫在建筑物抗震中作用非常大，效果非常顯著。變形縫的設計要按照抗震設計規(guī)范進行嚴格設計，設計過程中要保證龍骨間距離與變形縫一致。

4結語

對于幕墻的設計，裝飾性是其一大特性，從安全性來考慮幕墻的作用還是首選。那么對于現代建筑幕墻設計中的幕墻結構抗震設計，需要從科學的角度來完善其設計工作體系，對于推動建筑設計的發(fā)展具有重要的意義。本文將重點探討建筑幕墻設計中的結構抗震設計。