鋼鋁結(jié)合在幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

紀(jì)云

摘要：幕墻結(jié)構(gòu)因其自重小、通透性高等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代寫字樓和商業(yè)建筑中，且隨著逐漸深入應(yīng)用，出現(xiàn)了更多樣化的幕墻結(jié)構(gòu)形式，其中鋼鋁結(jié)合幕墻在現(xiàn)代寫字樓、商業(yè)建筑中應(yīng)用占比逐漸增加。將鋼鋁結(jié)合幕墻應(yīng)用在辦公樓等建筑中時(shí)，需要設(shè)計(jì)人員做好深化設(shè)計(jì)，才能發(fā)揮出應(yīng)有的效果。本文在分析幕墻設(shè)計(jì)活動(dòng)時(shí)，主要對(duì)鋼鋁結(jié)合幕墻的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：幕墻設(shè)計(jì);鋼鋁結(jié)合;設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在新時(shí)代建筑行業(yè)發(fā)展背景下，在幕墻結(jié)構(gòu)中鋼鋁結(jié)合幕墻逐漸受到社會(huì)各界人士的關(guān)注，在具體應(yīng)用鋼鋁結(jié)合幕墻時(shí)，要求設(shè)計(jì)人員結(jié)合實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的深度優(yōu)化，據(jù)此提升鋼鋁結(jié)合幕墻的應(yīng)用成效。但由于技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)等方面的限制，鋼鋁結(jié)合幕墻設(shè)計(jì)還存在一定程度的不足有待改進(jìn)，作為幕墻設(shè)計(jì)人員，必須要提高對(duì)其設(shè)計(jì)優(yōu)化的重視，確保通過(guò)對(duì)鋼鋁結(jié)合幕墻的合理應(yīng)用，提高建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

1 鋼鋁結(jié)合幕墻應(yīng)用現(xiàn)狀

分析當(dāng)前玻璃幕墻應(yīng)用現(xiàn)狀可知，其常用的為鋁合金結(jié)構(gòu)，在對(duì)鋼鋁結(jié)合幕墻進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，還存在材料選取等局限問(wèn)題，難以開展大范圍的設(shè)計(jì)工作。且鋼鋁結(jié)合幕墻結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)有效把控，其易受到大風(fēng)影響，且自身彈性小，需要設(shè)計(jì)人員針對(duì)性、合理性的加以選擇和優(yōu)化。而現(xiàn)階段，部分鋼鋁結(jié)合幕墻設(shè)計(jì)活動(dòng)收到諸多因素的限制，包括材料因素、場(chǎng)地因素等，常導(dǎo)致出現(xiàn)不能達(dá)到實(shí)際工程要求的問(wèn)題，設(shè)計(jì)短板明顯，與標(biāo)準(zhǔn)化要求相差甚遠(yuǎn)。

2 鋼鋁結(jié)合在幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 合理應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在幕墻設(shè)計(jì)中對(duì)鋼鋁結(jié)合幕墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要關(guān)注鋼鋁結(jié)合幕墻結(jié)構(gòu)的承重、質(zhì)量等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算和檢測(cè)，現(xiàn)階段，我國(guó)對(duì)鋼鋁結(jié)合幕墻的指標(biāo)檢測(cè)還處于探索階段，可利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算。首先要科學(xué)設(shè)定計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算方法的假設(shè)條件，在幕墻中，鋼鋁結(jié)構(gòu)的應(yīng)用緊密性較強(qiáng)，具有相等的垂直受力，借助計(jì)算機(jī)對(duì)垂直受力進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)軸向力影響較小，可忽略不計(jì)。二是對(duì)等效形心軸進(jìn)行求解。借助公式驗(yàn)算鋼材和鋁材的受力情況可知，二者受力是按照鋼度分擔(dān)的，由此需要先對(duì)鋼度進(jìn)行計(jì)算，接著以彈性模量和慣性為參考，計(jì)算后可得出等效形心軸。最后應(yīng)計(jì)算鋼鋁結(jié)構(gòu)面積，借助布爾運(yùn)算定律、質(zhì)量特性，得出具體的等效形心軸數(shù)據(jù)。要關(guān)注撓度這一關(guān)鍵參數(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件精準(zhǔn)計(jì)算撓度，確保鋼鋁結(jié)合幕墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用精度達(dá)到工程要求。

2.2 合理選擇不同結(jié)構(gòu)類型

現(xiàn)階段，鋼鋁結(jié)合結(jié)構(gòu)主要包括鋁穿鋼結(jié)構(gòu)和鋁包鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)針對(duì)性的對(duì)上述結(jié)構(gòu)加以選擇和設(shè)計(jì)，確保發(fā)揮出結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、效益高的具體成效。對(duì)于鋁穿鋼結(jié)構(gòu)而言，其是指在鋁結(jié)構(gòu)中穿入鋼芯，并確保二者可緊密連接，達(dá)到良好的結(jié)合效果。相較于純鋁合金結(jié)構(gòu)體系，鋁穿鋼結(jié)構(gòu)具有更優(yōu)越的抗風(fēng)壓性能，較為適用于大跨度建筑施工要求。對(duì)于鋁包鋼結(jié)構(gòu)，則其可有效的將玻璃的承載力傳輸?shù)搅⒅希蓽p少承重，避免結(jié)構(gòu)損壞等。設(shè)計(jì)人員必須掌握上述結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，確保達(dá)到良好的應(yīng)用效果。

2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

某工程在進(jìn)行幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，采用的為鋼鋁結(jié)合的玻璃、陶土板和鋁板裝飾條組合節(jié)能幕墻，在對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員基于工程實(shí)際特征，將玻璃幕墻設(shè)置在兩側(cè)，陶土板幕墻設(shè)置在中部，同時(shí)在陶土板幕墻一側(cè)設(shè)置鋁板裝飾條。在這一基本構(gòu)造形式下，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)支撐結(jié)構(gòu)，陶土板幕墻、玻璃幕墻組合部位采用鋁立柱，陶土板幕墻、鋁板裝飾條組合部位則采用鋼立柱支撐結(jié)構(gòu)，同時(shí)避免在陶土板幕墻后部設(shè)置橫梁，使用鋁掛碼連接陶土板面和板背，并將其掛接在兩側(cè)鋼立柱和鋁立柱上連接好的l型掛座上，確保整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

其次，做好龍骨支撐體系設(shè)計(jì)。將鋁墊框和橫向鋼龍骨設(shè)置在鋁板裝飾條部位，并固定好鋁板裝飾條和鋁墊框以及橫向鋼龍骨，使用的連接固定構(gòu)件為不銹鋼螺釘，對(duì)于不銹鋼螺釘外部裝飾扣蓋，則使用鋁墊框進(jìn)行連接。

此外，要關(guān)注結(jié)構(gòu)密封設(shè)計(jì)。本工程存在室內(nèi)可見的鋼立柱外側(cè)面，設(shè)計(jì)人員為實(shí)現(xiàn)良好密封，使用鋁型材進(jìn)行包覆，具體采用的為帶插接翅的側(cè)蓋鋁座和帶插接槽的側(cè)蓋鋁型材，同時(shí)將密封膠打在玻璃幕墻部位節(jié)能玻璃面板四周接縫處，保證形成的內(nèi)防水密封面完整緊密，并將鋁壓板和鋁蓋板安裝在節(jié)能玻璃板外側(cè)。本工程找準(zhǔn)陶土板幕墻部位板面板內(nèi)側(cè)，在其中安裝防水板，并將密封膠打在防水板周圍，形成完整封閉的內(nèi)防水密封面。

2.4 防水設(shè)計(jì)要點(diǎn)

對(duì)玻璃幕墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，要關(guān)注結(jié)構(gòu)整體的防水性，尤其在應(yīng)用鋼鋁結(jié)合幕墻結(jié)構(gòu)時(shí)，更要注重強(qiáng)化防水設(shè)計(jì)。要完善玻璃幕墻防水體系，完成玻璃面板的安裝工作后，要做好密封處理，常使用打膠處理法，即使用耐候密封膠對(duì)玻璃面四周接縫處打密封膠，確保內(nèi)防水密封面完整。同時(shí)對(duì)于有陶土板幕墻的結(jié)構(gòu)，要完善陶土板幕墻防水體系。在安裝陶土板面板之前，應(yīng)提前安裝防水板，應(yīng)自下而上按照樓層進(jìn)行安裝，并使用角鋁固定豎向接縫，處理橫向接縫時(shí)，則要采用搭接法，之后將密封膠打在四周接縫處，形成完整的內(nèi)防水密封面。

2.5 節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

使用鋼鋁結(jié)合幕墻結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)充分考慮該結(jié)構(gòu)體系的節(jié)能效益，通過(guò)節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)滿足現(xiàn)代化幕墻構(gòu)造的使用要去?？稍谑褂娩撲X結(jié)合構(gòu)造材料時(shí)，盡可能選用節(jié)能板材，同時(shí)可根據(jù)工程情況合理設(shè)置保溫系統(tǒng)，使用易于拆卸的零件構(gòu)造，便于后期再次利用等，不斷提升鋼鋁結(jié)合幕墻結(jié)構(gòu)的綜合性能。

3 鋼鋁結(jié)合在幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例

本項(xiàng)目蘇州星諾奇科技股份有限公司1#廠房、門衛(wèi)、開閉所項(xiàng)目，由于是廠房層高較高，且分格較大，業(yè)主提出增加立柱寬度這一要求，以便安裝LED燈具，此時(shí)，工程設(shè)計(jì)人員考慮到若采用鋁型材作為立柱，則不能與幕墻對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度要求相適應(yīng)，且預(yù)算較高。基于此，工程人員經(jīng)綜合分析比對(duì)后決定使用鋼鋁結(jié)合結(jié)構(gòu)作為幕墻立柱，與大跨度結(jié)構(gòu)相適應(yīng)。本工程中鋼鋁結(jié)合結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)較為明顯，具體包括強(qiáng)度大、成本低以及與業(yè)主特殊使用功能要求相適應(yīng)、防火性能高等。但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中，還是要關(guān)注可能出現(xiàn)的問(wèn)題，本工程項(xiàng)目對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題出發(fā)加以針對(duì)性的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)有效防治，具體包括以下三點(diǎn)：其一，在設(shè)計(jì)過(guò)程中關(guān)注可能出現(xiàn)的雙金屬腐蝕現(xiàn)象。鋼鋁結(jié)合結(jié)構(gòu)中的鋼材和鋁材是兩種不同的金屬材料，二者結(jié)合時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)雙金屬腐蝕現(xiàn)象，因而在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格選擇材料，檢驗(yàn)材料性能，確保降低二者結(jié)合時(shí)的腐蝕程度;其二，要從減少安裝過(guò)程中的偏差這一角度出發(fā)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化，在設(shè)計(jì)時(shí)不僅要關(guān)注理論尺寸，還要借助BIM技術(shù)等檢模擬，從實(shí)際工程情況出發(fā)對(duì)尺寸進(jìn)行調(diào)整。鋼鋁結(jié)合結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝、加工精度、安裝精度要去較高，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)合理預(yù)留安裝偏差值，降低后期安裝誤差。其三，要關(guān)注技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。在設(shè)計(jì)時(shí)，要嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行鋼鋁結(jié)合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，從計(jì)算環(huán)節(jié)、深化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)出發(fā)，綜合業(yè)主要求進(jìn)行取值，盡量滿足各方要求，提高設(shè)計(jì)方案綜合效益。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著辦公樓、大型商業(yè)建筑和綜合體建筑的興起，幕墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，且出現(xiàn)了對(duì)鋼鋁結(jié)合幕墻，在具體進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要關(guān)注不同的鋼鋁結(jié)合幕墻形式，針對(duì)性的進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)，要關(guān)注鋼鋁結(jié)合幕墻設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)等的合理應(yīng)用，同時(shí)要掌握在設(shè)計(jì)過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題，從設(shè)計(jì)方面做好防治，最后則要關(guān)注設(shè)計(jì)方案與后續(xù)施工的適應(yīng)性，確保提供優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)方案，為最終工程項(xiàng)目的提升提供支撐。

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