鋼框架玻璃幕墻在建筑幕墻工程中的應用

文／喬亞靜 銀川市規劃建筑設計研究院有限公司 寧夏銀川 750001

引言：

鋼框架玻璃幕墻是一種常見的建筑外墻裝飾材料，與傳統的建筑外裝飾相比，在功能性以及美觀性能上都有很大的優勢，主要體現在框架強度高以及材質重量輕；在建筑室外裝飾方面，也可從不同的角度，呈現出不同的色調，受到使用者的喜愛[1]。因此相關的建筑企業與施工企業需要加強重視，安全、合理的運用鋼框架玻璃幕墻，才能更好的完善建筑質量。（圖1）

圖1 異形、大板塊鋼框架玻璃幕墻

1、鋼框架玻璃幕墻的相關概述

在建筑室外裝飾工程建設中，隨著建筑外觀設計形態的多樣性增加，異形裝飾玻璃的使用也更加廣泛，部分商業體或展廳對玻璃板塊要求越來越大，對于建筑玻璃幕墻也提出了新的要求[2]。常規使用的玻璃幕墻，多采用鋁合金型材框料作為主框架，鋁合金的強度設計值85.5 Mpa，彈性模量是0.7x105Mpa，在風荷載較大或樓層數較多的建筑物上，往往不能達到幕墻的使用要求；而鋼材的強度設計值為215 Mpa，彈性模量是2.1x105Mpa，其彈性模量是鋁合金的3 倍，而強度是鋁材的2.5 倍，所以，在高層建筑、結構連接跨距較大以及大板塊玻璃幕墻的使用當中，鋼框架更具優勢[3]。在我國一些大型商場、展廳、餐飲酒吧以及高檔公寓或者是寫字樓中，因為業主對于采光何通透性有比較高的需求，因此多使用大板塊玻璃幕墻，這不僅滿足了業主的需求，也開啟了現代建筑裝飾的新發展。大板塊及異形玻璃幕墻中，對于安全方面有比較高的要求，也越來越重視建筑玻璃幕墻的安全性能，鋼框架玻璃幕墻的安全穩定性能及安裝的過程中，優勢明顯，其主要的支撐結構是鋼材，鋼材的強度和可承受的形變程度更符合梁柱等可有效連接部位大跨距中使用，與此同時，在一些大型商場與高檔公寓中，使用大板塊玻璃幕墻及造型復雜的異形幕墻，滿足了人們對于審美的需要[4]。除此之外將鋼型材作為防火玻璃幕墻的支撐材料，也比鋁型材更適用，同時也可以實現鋼型材很好的支撐幕墻的板塊分格，對于提升玻璃幕墻的通透性有著重要意義?？偠灾S著時代的進步發展，鋼框架防火玻璃幕墻成為了當下我國建筑外裝飾施工中普遍應用的材料，因為這種幕墻結構的應用，不僅僅可以提高整體建筑的美觀性，也有利于提高建筑的整體性能[5]。（圖2）

圖2 鋼框架玻璃幕墻橫剖連接方式大樣圖

2、目前鋼框架玻璃幕墻在建筑幕墻應用過程中存在的問題

2.1 需要重視鋼框架玻璃幕墻的耐火性

在目前的建筑室外裝飾中，鋼框架玻璃幕墻作為一種重量輕，強度高的建筑材料，成為玻璃幕墻的重要支撐構件，但就從防火的角度而言，鋼材對火的敏感性較強，它的耐火能力達不到相應的要求。由于其在高溫作用下的物理特性直接影響幕墻在火災中的整體穩定性，所以對鋼框架高溫高熱作用下的各項性能指標及特性進行審核分析是十分必要的，在實際施工過程當中，對所用鋼材表面也要進行達標的防銹防腐防火處理，鋼框架及連接件在制作前，鋼材表面應進行除銹處理，除銹等級不得小于Sa2.5，防腐涂層厚度為115-140μm，鋼構耐火等級不應低于二級，并應與防銹蝕油漆進行相容性試驗，并進行面層漆的處理，鋼框架及其構件的耐火性能需要高度重視。

2.2 鋼框架玻璃幕墻的質量水平不能得到保證

針對于現有的裝飾建設公司，運用鋼框架玻璃幕墻的技術并不成熟，間接影響了施工質量。因此在運用鋼框架玻璃作為幕墻裝飾，需要做好每一步的安裝步驟及施工工藝，如果在施工安裝過程中出現了問題，可能會導致玻璃幕墻在后期適用的過程中，漏水滲水、氣密不要嚴，抗風壓性能差以及大風等極端天氣高空墜物的危險，嚴重的也會影響建筑內居民的生命財產安全。鋼框架玻璃幕墻在很大程度上，提升建筑玻璃幕墻的安全性能以及自身美觀程度，因此也需要加強對其重視。

2.3 與鋼框架玻璃幕墻配套的高質量產品較少

在安裝鋼框架玻璃幕墻的過程中，需要充分的發揮配套設備及零件的使用，這些配套設備在運用中會對于鋼框玻璃幕墻的質量產生一定的影響。但是在目前我國的建設材料市場中，可以與鋼框架玻璃幕墻進行搭配使用的產品不足，在五金配件上質量不穩定是很大的因素，因此，很多鋼框架因為缺乏五金轉接安裝構件，實際施工時，多采用野蠻焊接，找平固定，這也在很大程度上阻礙了鋼框架玻璃幕墻的運用[6]。

2.4 鋼框架玻璃幕墻的結構安全性有待提升

由于我國在建筑材料方面的管理制度存在一些不足，假冒偽劣產品一直廣泛存在與我國的建筑市場中，嚴重阻礙了我國鋼框架玻璃幕墻的安全性與使用性。隨著幕墻施工技術的廣泛普及，我國也積極出臺了相關政策來規范幕墻的安全使用，并對其結構性功能也進行了新的規定。但是在實際的鋼框架玻璃幕墻施工建設上，幕墻結構的安全性保證還存在一些問題，這些問題也對其產生了較大影響。與此同時在鋼框架玻璃幕墻的結構安全性監測方面并沒有統一的標準，這也在一定程度上阻礙了鋼框架玻璃幕墻的安全性提升。

2.5 鋼框架玻璃幕墻安裝技術水平較低

鋼框架玻璃幕墻施工與普通建筑門窗的安裝具有相通性，但是與普通門窗安裝不同的是，鋼框架玻璃幕墻的施工相對于水密性以及氣密性的要求比較高，但是由于當前的施工水平受到限制，鋼框架玻璃幕墻在施工的過程中，很容易受到施工單位施工技術水平的影響，導致鋼框架目前在安裝之后出現漏水與漏氣等問題，這也給鋼框架玻璃幕墻在外墻裝飾中產生了消極影響。（圖3）

圖3 鋼框架玻璃幕墻焊接固定

3、完善鋼框架玻璃幕墻相關對策

3.1 做好施工準備工作

除了運用鋼框架玻璃幕墻之外，還需要明確建筑的性能及所能安裝部位的混凝土梁、柱位置及高度，所能受力的強度，根據現場實際情況制作方案，并根據玻璃安裝的特點，制定實施方案。對于主要的結構受力部位，做到連接可靠，固定安全。根據建筑外立面玻璃板塊的分格大小，以及建筑內部功能隔墻的位置實際劃分鋼框架的尺寸，這樣可以明確材料規格以及各種支撐材料的準確數量，更方便加工使用，對此施工人員也需要熟悉設計圖紙。

3.2 嚴格按照施工設計進行

鋼框架玻璃幕墻各材質施工安裝的時候，需要嚴格按照施工設計的要求，在玻璃幕墻主結構的間隙中，填充防火材料，不能留下縫隙，并采用不銹鋼板等材質包接，便于絕緣材料及防火材料的安裝固定，立柱采用螺栓及角碼連接，并再通過角碼與預埋件與鋼框架連接。與此同時，鋼鋁結合的玻璃幕墻，在鋼豎龍骨與鋁合金橫龍骨安裝時，兩種材質有相容且相互化學作用，因此橫、豎龍骨安裝角碼時，需設置不小于4mm 厚的優質橡膠絕緣墊塊分隔。

3.3 做好鋼框架玻璃幕墻的安裝工作

為了保證鋼框架玻璃幕墻應用在外墻裝飾中可以取得良好的效果，相關工作人員在安裝鋼框架玻璃幕墻的過程中，需要根據現場實際情況，確定好幕墻的位置，在定位的過程中需要考慮建筑的整體外觀效果，確定豎向鋼龍骨桿件的位置，當實際的測量走向與設計要求出現比較大的偏差時，就需要及時進行調整。除此之外作為鋼框架玻璃幕墻施工中的重要組成部分，鋼骨架對于安裝質量以及整體玻璃幕墻的施工有著重要的影響。因此施工人員在安裝鋼骨架的過程中，需要按照正常的安裝順序安裝鋼骨架，并保證接口位置的連接以及骨架整體結構的平衡與穩定[7]。

3.4 提升鋼框架玻璃幕墻安裝技術水平

在安裝鋼框架玻璃幕墻的過程中，由于制作工藝及安裝水平的差異，鋼框架與玻璃之間出現漏水以及漏氣等現象，嚴重影響了鋼框架玻璃的質量。鋼框架玻璃幕墻相對玻璃板塊較大或存在異形玻璃構件，對于氣密性以及水密性的要求比較高，因此在安裝的過程當中，需要嚴格按照施工工藝逐步安裝，確保氣密性、水密性等相關性能達標。保證鋼框架玻璃在安裝中的質量，相關施工單位還需要做好幕墻結構膠質量控制工作，盡可能的選擇高質量且性價比比較高的結構膠，同一幕墻工程在施工的過程道中，應采用同一品牌的單組分或雙組分硅酮結構密封膠，并應有保質年限的質量證書。

3.5 幕墻安裝

鋼框架玻璃幕墻的安裝方法與普通明框框架幕墻的安裝方法基本相同，需要注意的是鋼框架立柱與多種材料相互鉸接時，連接處需加設橡膠墊塊進行分隔。首先是安裝鋼框架，鋼立柱是通過預埋鋼板或者是后部預制埋件與建筑鋼筋混凝土主體結構可靠連接，為了減小幕墻重力產生的長期荷載，及風荷載作用下幕墻的自然位移，鋼豎龍骨采用吊掛式的連接方式，采用鋼制角碼懸掛，在鋼柱連接頂部切割圓孔，底部切割長條孔，采用雙排對穿螺栓與角碼可靠連接，在減小重力長期載荷的同時，也保證了鋼豎框因為溫差變形產生的伸縮及位移。鋼豎立柱與鋼橫龍骨之間也同樣通過角碼連接，為了保證溫差變形產生的鋼龍骨伸縮及位移現象，鋼橫龍骨的一端切割長條孔加對穿螺栓連接的方式，另一端切割圓孔加對穿螺栓連接的方式或者是滿焊焊接方式，做到安全可靠連接。其次是在面板安裝上，玻璃通過鋁合金轉接支承托件以及鋼框配合膠條固定在龍骨上，并與龍骨結合處采用硅酮結構密封膠粘接，并安裝密實，結合牢固。因為鋼框壁厚較厚，連接多采用雙排不銹鋼對穿螺栓固定。玻璃外飾面接縫縫隙處采用丁基膠板配合三元乙丙橡膠條，保證了幕墻的水密性及氣密性能，轉接隔斷條也切斷了室內外冷熱橋傳遞的途徑，很好的保證了幕墻的隔熱性能。

3.6 工程驗收及后期保養

在項目驗收之前需要對幕墻的表面進行清理，并提交相關的文件以及材料部件質量保證書，鋼框架玻璃幕墻的隱蔽驗收也需要按照其要求進行，鋼框架四周必須做到完全密封封堵。質量檢驗應通過目視檢查以及抽樣檢查進行。鋼框架的接頭也需要抗震聯合處理，并且防雷系統也需要符合規范要求。幕墻工程竣工后一年時，應對幕墻工程進行一次全面的完整的檢查，檢查項目應包括：幕墻整體有無位移，鋼框架有無變形，錯落及松動；主要承力構件、連接構件是否損壞、連接是否可靠、有無銹蝕等；玻璃板塊有無松動和破損；密封膠條有無脫膠、開裂、氣泡脫落等現象，此后每五年應進行一次完整的檢查。

結語：

隨著時代的發展以及人們對于居住環境美觀性的要求，在建筑外立面裝飾幕墻設計中，鋼框架玻璃幕墻將會更受青睞，會被更廣泛的運用于各式各樣的建筑當中，充分發揮出它的優越性，改變幕墻外觀的格局，使建筑外立面裝飾更加絢麗多彩，建筑幕墻也將會達到新的層次和高度。同時，鋼框架玻璃幕墻存在著很多問題，只要能充分的了解其特性，合理運用，就能發揮出鋼框架玻璃幕墻的優勢。