類雙層幕墻結構的設計優化與施工

葉建文?趙友浩

摘 要：建筑玻璃幕墻的建設整體的視覺藝術效果絕佳，經常被用在地標性建筑的建設中。但是進行玻璃幕墻的建設時與以往的建設有著一定的差別，屬于不需要承重的建筑外部圍護系統，進行設計時需要注意對幕墻的實用性以及美觀性均要考慮到。雙層幕墻的應用在視覺效果上有超越單層幕墻的效果。基于此，本文將對某一項目建設項目為例，來進行了設計上的優化與施工要點探討。

關鍵詞：類雙層幕墻;結構設計;施工

1 引言

此項目總建筑面積約為33.67萬㎡。由東西兩個塔樓共同構成， 21#樓建筑幕墻面積為23145m2，建筑的外型呈漸變式過渡。其中支撐結構設計最高可用年限為50年，基本風壓為0.452kN/平方米，抗震防裂等級為7級。本文將重點探究應該如何在原有的設計標準上進行幕墻結構的設計與施工，通過將設計工序優化，提升玻璃幕墻的整體質量。

2 類雙層幕墻結構設計優化

雖然類雙層幕墻區域不在幕墻結構優化設計的范圍內，但是由于類雙層幕墻的設計對于幕墻的施工質量和施工進度有直接地影響。所以要想進行幕墻結構優化的設計施工，首先要將類雙層幕墻的施工進行一定的優化設計。

首先計算類雙層幕墻的受力數值：為避免外層幕墻與內層幕墻立柱在同一位置安裝時使用到同一塊埋板，所以，應當最先計算埋板支座的反力數值。安裝節點詳見圖1、圖2：本項目使用的支柱是長方形鋁合金立柱，其中外層幕墻的鋁合金立柱的規格為：130×65×3mm，橫梁的尺寸為：65×65×2mm;內層幕墻的鋁合金立柱的規格為：100×65×3mm，橫梁的尺寸為：65×60×2.5mm。最初的設計過程中。在造價時發現由于鋁合金型材尺寸過大，在運輸時以及在加工時所需要的花費的成本是較為高昂的[1]。因此，非常有必要針對這一環節做出相應的優化。通過對最初的設計圖紙進行分析，發現原系統使用的簡支單點結構系統在應用的過程中，并不合理。這樣也無法達到相應的計算標準，只有增加了立柱橫截面面積時，才可以滿足受力與計算標準。優化后的立柱設計方案詳見圖3：

根據計算簡圖對最終的立柱參數進行了確定：主建筑物結構梁的高度設置為750mm，且不再采用單點式的結構支撐，改為雙點式。埋板的設計尺寸為300×200×10mm，間距為400mm。立柱的高度因為支撐點的變化，變為5.2m。通過上述設計，立柱的受力將更為科學合理。方案中對立柱截面面積進行了優化，優化后的立柱結構計算圖詳見圖4：

2.1 優化后的方案可節約成本計算

幕墻的設計時需要從細小的環節來開展的。可以從細節組成部分之一的構件進行入手設計。為了減少運輸過程中的成本花費，將立柱的整體規格進行了一定的優化，將外層幕墻與內層幕墻立柱分別調整為130×65×2.7mm， 100×65×2.5mm，在重量上減少為原來的80%。從節省的費用上來看，運輸成本的降低使人力資源上的投入也隨之降低。在后期工作中進行細化設計時，應當注意與各個施工部門間進行詳細的溝通，尤其是跟負責類雙層幕墻建設的施工單位，以便施工時兩者間工作的配合能夠平穩的銜接。

3 幕墻施工工藝的優化

3.1 施工工序

根據幕墻施工參數標準安排好合理的施工順序，其次將類雙層幕墻結構以及類雙層幕墻施工進行初步的設計，完成相關的工序的進行。當成品建造完成后，應當注意好對成品的保護，防止因外層玻璃幕墻施工對內層玻璃幕墻本身造成影響。其中玻璃幕墻的施工順序應按照如下步驟施行：

首先：預埋埋板，其次對立柱以及對轉接件進行安裝，之后是橫梁的安裝工作。當立柱安裝完成后，外側包2.5mm厚通長鋁單板于立柱的表面[2]。然后是進行幕墻中玻璃的固定安裝工序，包括打膠處理，裝飾蓋板的安裝等等。最后是進行門窗的安裝。其中在進行類雙層幕墻的施工時，應當注意內層與外層幕墻的龍骨不要共用一處埋板，此時才可以進行連接件的安裝。在安裝的過程中，為了確保鋼連接件的防火性能，可以事先將用于防火的涂料涂抹到相應的位置上，當涂抹完畢后，方可進行類雙層幕墻的安裝。

3.2 關鍵工藝

其中類雙層幕墻得益于自身的美觀性，高度適應性，所以在實際的施工中應用比較廣泛。但是類雙層幕墻自身也有著一定的缺點，性能高，導致其工程造價也稍高，對施工也有著一定的要求。

在安裝玻璃幕墻的骨架時，要按照一定的順序進行安裝。首先是豎框部分的安裝工作，當豎框安裝確定位置正確時，則可以進行橫梁的安裝。在安裝的全過程中，需要確定鋁型材與連接件本身是否有缺陷，當確認質量合格后方可進行骨架的安裝。骨架安裝是保證玻璃幕墻質量的關鍵環節，所以，不僅要人工進行測量，也需要使用相關的儀器進行骨架的工作。

3.3 成品保護

因為玻璃幕墻本身的施工是交叉的，在每個施工環節所需要保護的內容也是不盡相同的。首先在安裝外層幕墻前，確保內層玻璃幕墻的保護工作做好后方可開展施工。因為在安裝外層幕墻時，很容易將內層玻璃幕墻造成損壞。其次是在焊接外部的連桿構件時也容易產生高溫的焊渣。所以建議在內層玻璃幕墻的表面鋪設以防火布，或是設置一套多控制點型的吊裝系統來保證玻璃本身不受到后續施工的影響。在本次施工中，為了確保類雙層幕墻的安裝能夠安全高效，在安裝內層幕墻與外層幕墻時就已經將兩者進行很好地融合了。

在施工過程中如果遇到玻璃外墻暴露的情況。應當使用硬質橡膠以及硬紙皮進行保護。對有玻璃的區域設置好警示標識，以便防撞。當進行電焊施工時，應當防止火花迸濺到玻璃的外面，對玻璃的保護要從各個方面來進行。對于有條件的單位可以設置隨著天氣變化而隨之發生變化的防雨系統。防止玻璃自身因為外界因素的老化。最后在存放玻璃的儲物架處也需要做好嚴格的保護，強度是硬性指標，嚴防玻璃傾倒的現象發生。

當進行耳板，桁架的保護工作時，重點檢查耳板的連接處是否處于垂直狀態。對耳板連接處進行防腐強化。檢查桁架是否發生了破損，當出現破損時應當立即整修。在玻璃幕墻低于2m的區域內需要設置一定的保護措施，為了防止結構的松動，應當在鋼板連接的部位注入部分膠體來保證結構的穩固。

4 結語

本文通過對類雙層幕墻結構設計優化，幕墻施工工藝的優化，以及對施工工序、關鍵工藝、成品保護進行了探究，從工程實例來進行了探討，希望可以為同類幕墻設計與建設提供一定的借鑒經驗。

參考文獻：

[1] 張錦，顏運，李珣.北京天亞花園的雙層幕墻工程應用[J].中國建筑裝飾裝修， 2016（3）：204～207.

[2] 張斌. 《雙層幕墻》——行業新導向[J].現代裝飾， 2018（5）：140～140.