沈阳远大铝业工程有限公司 辽宁沈阳 110027
摘要：我国建筑幕墙起步虽然较晚，作为抗震设计的重点，建筑幕墙结构抗震设计越来越得到人们的重视。严格按照设计规范进行设计，把握建筑幕墙的特点，是科学设计的前提。在设计过程中要充分重视两个要求，一个科学的设计一般都能满足不同幕墙体系的构造要求和不同链接部位的构造要求。加强这两个方面的设计是提升建筑幕墙结构抗震设计水平，保证建筑幕墙质量，提升建筑物整体性能的关键。为此，本文就浅析现代建筑幕墙设计中的结构抗震设计进行论述，供同行参考。
关键词：现代建筑幕墙；结构；抗震设计
一、建筑幕墙结构抗震设计
1.1在地震作用下，幕墙产生两类效应，即直接效应和附加效应。直接效应是幕墙直接受到地震作用，使幕墙玻璃震碎，幕墙框架变形或破坏，连接件失效等。附加效应是当地震作用于建筑时，建筑物主体框架产生平面内外变形，引起幕墙的变形或破坏，其中平面内效应对幕墙影响最大。
1.2玻璃幕墙是建筑物中常见的幕墙结构，玻璃幕墙结构的抗震性能设计主要是满足两个基本要求。一是满足不同幕墙体系的构造要求；二是满足不同连接位置的构造要求。
1.3玻璃幕墙抗震应考虑的因素。
玻璃幕墙的抗震设计需考虑对幕墙本身设防和对幕墙所依附的建筑物主框架的变形限制。幕墙本身设防要求采用在设防烈度地震作用及其组合荷载作用下的面板不破损和幕墙框格杆件无残余变形。幕墙应依据所依附的建筑物主框架在幕墙平面内的变形确定幕墙的变形承载能力加以限制。抗震设防采用三个水准与二阶段设计，第二水准烈度地震作用是第一水准地震烈度的3倍。近似地，把在众值烈度地震作用下采用弹性方法计算的楼层层间位移与层高之比折算成第二水准弹塑性位移，就得到了与幕墙平面内变形临界值的对应值。以上分析表明，对幕墙平面内变形性能的要求与建筑结构类型有关，即要根据结构类型选用具有不同平面内变形性能的幕墙。
幕墙自身其结构上采用的各种位移、伸缩、变位能力的处理措施（如幕墙立柱层间伸缩缝、立柱与横粱间伸缩缝、板块间缝隙控制填胶、玻璃的结构胶粘接、玻璃卡槽内间隙控制、胶垫软接触等等），使得幕墙构件不承担因地震使建筑主体结构产生变位而对它产生荷载（各种弯曲、拉伸、挤压等应力），从而保持了幕墙自身结构的完整和安全以及作为建筑外墙围护可靠功能。
1.4 幕墙抗震设计一般原则
1.4.1在常遇地震作用下(比设防烈度低1.5度，大约50年一遇)，幕墙不能破坏，应保持完好。在中震作用下(相当于设防烈度，大约200年的一遇)，幕墙不应有严重破坏，一般只允许部分玻璃破碎，经修理后仍然可以使用。在罕遇地震作用下地震构造措施，应保证上述设计目标能实现。
1.4.2 非抗震设计或6－8度抗震设计的幕墙，按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96进行设计。.
1.4.3对于抗震设防烈度大于9度地区或行业有特殊要求的幕墙抗震设计，应按有关专门规定慎重设计。
二、确立幕墙结构一般考虑问题
2.1具有明确计算简图和合理的地震作用传递途经。
2.2宜有多道抗震防线，应避免因部分结构或构件破坏，而导致整个体系丧失抗震能力或对重力的承载能力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.3应具备必要的强度，良好的变形能力和耗能能力。
2.4由于地震是动力作用，对连接节点会产生较大的影响，使连接发生震害甚至使幕墙脱落倒塌，所以，除计算地震作用力外，构造上还必须予以加强。
三、幕墙不同连接部位的构造要求
（1）立柱与横梁之间的连接
立柱与横梁连接可通过角码、螺钉或螺栓连接。角码应能承受横粱的剪力，其厚度不应小于3mm；角码与立柱之间的连接螺钉或螺栓应满足抗剪和抗扭承载力要求。
立柱与横梁之间应有l～2mm的间隙，横梁两端应涂密封胶或用柔性垫片隔离。
（2）立柱与立柱之间伸缩缝
上、下立柱之间应留有不小于15mm的缝隙，闭口型材可采用长度不小于250mm的芯柱连接，套筒伸入铝合金立柱内不应小于100mm；芯柱与立柱应紧密配合，其配合间隙应控制在0.5mm～lmm之间。芯柱与上柱或下柱之间应采用机械连接方法加以固定。开口型材上柱与下柱之间可采用等强型材机械连接。
（3）与主体连接
幕墙主杆件一般采用悬挂形式，与主体必须连接牢固，一般采用螺栓连接。立柱与主体结构之间每个受力连接部位的连接螺栓不应少于2个，且连接螺栓直径不宜小于10mm。加工铝合金立柱与结构连接的螺栓孔时，立柱孔直径要比螺栓直径大lmm。
立柱与连接件之间应采用垫片隔离。铝合金立柱与结构连接角钢之间必须采用弹性垫片（如尼龙等）且垫片厚度≥2mm。
玻璃幕墙构架与主体结构采用后加固锚栓连接时，对于后补锚栓应符合下列规定：
①产品应有出厂合格证；②碳素钢锚栓应经过防腐处理；③应进行承载力现场试验，必要时应进行极限拉拔试验；④每个连接点不应少于2个锚栓；⑤锚栓直径应通过承载力计算确定，并不应小于10MM；⑥不宜在与化学锚栓接触的连接件上进行焊接操作；⑦锚栓承载力设计值不应大于其极限承载力的50％。
另外，后补锚栓采用后切式膨胀螺栓，抗震性能也较好。
（4）变形缝处理
地震时建筑物主框架变形缝处主框架变位是必然的（主框架变形缝大小由主体结构决定），对于幕墙要正确处理主框架变形缝部位幕墙的构造。在建筑物主框架变形缝处的幕墙采用可伸缩构造（如采用风琴板构造等），使变形缝处两侧面板分属不同两个独立的单元。
变形缝抗震作用大。门窗幕墙应重视变形缝节点设计。按照建筑抗震设计规范要求，设计变形缝时起码龙骨间的距离要和土建变形缝大小一致，满足第三水准要求；易挤压破碎掉落的面板间距离可以根据第二水准计算确定；中间过渡材料可采用弹性材料（比如橡胶）或采用较薄的金属板材，最好可以水平滑动。
四、建筑幕墙结构抗震设计的具体措施
4.1 建筑幕墙多使用砌混结构
设置圈梁、设置构造柱、加固墙体是幕墙工程施工时常用的提高抗震性能的方法。将圈梁和构造柱相连接形成一个封闭的骨架，并将构造柱设置在幕墙的转角处，以及内外墙的间隙处和楼梯间的四角位置等地，再将幕墙上原有的抹灰除去，用水泥砂浆抹灰，增强建筑幕墙的硬度和强度，使整个建筑的抗震性能大大提高。
4.2幕墙建设选地避免危险地带
尽量避免在地震多发带或地质活动相对比较活跃的地方进行建筑建设，从根本上远离这些地质灾害频发地。若条件实在不允许，就在工程施工前对工作地进行详细地勘探，掌握地质情况，这样在进行建筑建设和幕墙建设时才能做到趋利避害。选择坚硬土或地势平坦的硬土地上建设，避免沙土、软土、粘土等土质不利于建设的地段，打地基时也要注意加固地基。
4.3科学的建筑幕墙布局
在建筑的布局上要简单、科学、合理，布局要符合抗震的原则，从而提高建筑幕墙的抗震性能。幕墙建筑宜简洁明了，对称有序，受力均匀，高度和宽度也要严格的计算，确保建筑的结构稳定，抗震性能的提升。
4.4针对铝合金玻璃幕墙的设计
铝合金玻璃幕墙要保证最大弹性层间位移要控制在100度的范围内，对于幕墙结构薄弱之地要进行弹塑变形试验。进行结构抗震设计时要抗震能力指标值、主体结构弹性层间位移角控制值，其中抗震能力指标值大概是主体结构弹性层间位移角控制值的三倍左右。
4.5石材幕墙和明框、半隐框幕墙的结构抗震设计
由于石材面板是由插件和挂件衔接在一起构成的，所以在石材幕墙设计中要提高结构抗震性能首先要防止挂件与插件脱离。这就要求设计人员在进行具体的安装计算时要尽量把偏差缩小，由此增强幕墙的稳定性和抗震性能。针对明框、半隐框幕墙的结构设计要注意使用弹性材料，并严格控制板块间胶缝宽度。
五、结语
面对近年频发的地震灾害。我国建筑幕墙起步虽然较晚，但从起步开始我们就把建筑幕墙的抗震设计作为一个高度重视的问题，只要我们按照规范的要求，认真设计，认真施工，就可以使幕墙达到小震完好，中震可修，大震不掉的要求。
参考文献
[1]《建筑抗震设计规范》GB50011一2001（2008年版）
[2]《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ l02一2003）
论文作者:薛龙,陈更理
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/18
标签：幕墙论文; 结构论文; 建筑论文; 立柱论文; 螺栓论文; 烈度论文; 性能论文; 《基层建设》2018年第3期论文;