建筑幕墻結構設計及優化措施

胡晶晶

（東營市筑博建筑科技咨詢中心，山東 東營 257091）

1 幕墻工程出現安全隱患的主要原因

1.1 幕墻設計問題

在建筑行業中幕墻工程，通常要進行流程嚴謹的設計。由于幕墻所具有的功能非常之多，所以在結構方面也更為復雜。面對復雜的組成結構，在設計方案過程中，為設計人員帶來一定的困難。其次，隨著當前民眾審美意識的提高，在進行建筑物外觀設計與建設過程中，通常會對美觀性有較高的要求。結合目前幕墻的具體發展趨勢。一些異形幕墻的出現，例如，雙曲面幕墻、三維幕墻等等，大大提升建筑物外在美觀性，但同時也為設計過程增添更多復雜因素。最后，方案設計人員個人綜合素質參差不齊。結合建筑行業幕墻工程在相關方案的設計過程中要求設計人員掌握多方領域的知識的情況，比如：建筑學知識、土木工程知識、機械專業知識以及工程管理等方面的知識。但是，在實際工作過程中很少有設計人員能夠具備豐富的知識儲量，在方案設計過程中很容易考慮不周全，使設計方案出現大量不足之處。

1.2 幕墻施工問題

在幕墻工程建設過程中，幕墻單元板塊需要在工廠進行預制加工。由工廠生產出結構完整的單元板塊，然后將其運輸至施工現場，由安裝人員進行單元式拼裝。所以這就要求單元板塊在出廠時一定要保證其質量。在實際生產過程中，如果生產廠家不具備相應生產資質很容易影響幕墻單元板塊的質量，進而影響整個幕墻工程的總體質量。在安裝過程中，施工人員需要針對幕墻單元板塊進行安裝。如果建筑主體的預埋件與幕墻單元板塊不能夠很好地連接，將嚴重影響施工成本以及整體幕墻工程的進度。

2 建筑幕墻結構設計及優化措施

2.1 方案的選定

幕墻的結構和面板材料，要根據建筑整體的設計效果、功能要求和設計的造型來選定。設計的結構形式有半隱式、全隱式、干法隱框幕墻、明框樣式等；普遍的幕墻板有玻璃、石材和金屬，還有最近新推出的光電幕墻板，根據室內或者室外的外觀要求，來確定設計的結構形式。在眾多的幕墻材料中，選擇鋁合金的比較多，因為可以減輕自重和增加耐用性。在一些跨度比較大的項目中，會選擇鋼立柱，因為要考慮到硬度的需要；一般的項目選擇鋁合金立柱比較多；如果設計視野比較寬闊的項目，還可以用支點結構設計。

2.2 荷載設計

幕墻設計時，要根據結構的設計模式和選材來計算幕墻的負載極限，如封閉結構的幕墻，要按照風壓的正負條件取-0.2/0.2，部分體型系數是指保護件的從屬范圍A≤1m2；如果范圍超過10m2，局域風壓的系數就能減到0.8；當1m2≤A≤10m2，體型系數能根據A的對數線性差值判斷風的負載高低。選取新的幕墻材料，在保證輕的前提下，還要保持與周圍環境、當地風俗和傳統建筑的統一性。

2.3 安全評估技術

目前，建筑幕墻工程所運用的建筑玻璃通常會在五金配件方面存在一定的安全問題。主要表現為鋁合金結構強度較弱，目前結構膠質不達標等問題。所以，工作人員應該使用合理檢測技術，及時檢測建筑結構的穩定性。比如玻璃品質是否符合建筑要求、幕墻承受能力是否具有穩定性。針對幕墻結構進行節點、構件、承載力等方面的檢測，可以有效保證幕墻結構的安全性，為企業的幕墻后續維護提供有效的數據支持。

2.4 受力設計

作為建筑物外圍結構的幕墻，沒有承受整個建筑物的負載，所以設計幕墻時需要考慮幕墻自身的重量和風的負載。同時也要考慮到幕墻的熱脹冷縮、整體建筑的變形和移位、地質變化及地震對幕墻產生的影響。幕墻所在的柱子、梁和用到的連接件，也要有足夠的強度，幕墻與主體結構的結合要有位移能力，這些條件都滿足的情況下，才能保證幕墻不變形、不破裂。安全是幕墻設計的前提。

2.5 加強過渡設計

過渡設計可以將老的建筑風格和新的建筑風格相結合。1）建筑的設計過程中，參數化建筑要運用好，要與當地的老建筑和新建筑完美地融合；2）為使當地的建筑參數化設計融合的更好，需要考慮到老的設計理念和方法，使當地的老建筑和新建筑交替，形成更美的城市環境。

2.6 主龍骨安裝技術

主龍骨是建筑幕墻最為主要的支撐結構體系，在安裝主龍骨的過程中需要以幕墻設計單位提供的主龍骨安裝節點圖為基礎，在連接件上放置豎向龍骨，然后將防腐墊片牢牢地粘貼在豎向龍骨與連接件的接觸面上，目的是為了避免墊片出現位移。然后通過調整專用螺絲的擰固程度確定主龍骨立柱與連接件之間的連接關系，并引出兩根定位軸線為主龍骨的安裝工作提供參考線。在安裝主龍骨骨架中的次龍骨結構之前應先將柔性墊片粘貼在豎向龍骨及橫梁接觸面，然后使用專用螺栓連接。安裝主龍骨之后應及時做好龍骨方法及防雷措施。安裝完畢之后應及時對其安裝質量進行驗收。

3 結語

綜上所述，隨著我國建筑行業的發展，幕墻工程已經廣泛應用與推廣。但是由于建筑原材料、設計方案、人為等因素的影響，在施工過程中出現很多問題。結合這些具體問題，關工作人員要提出具體的應對措施，提升建筑幕墻建設工程的整體質量，促進建筑幕墻相關技術的不斷發展，為我國建筑行業的長遠發展奠定堅實基礎。