深圳市中筑空间幕墙工程设计有限公司 518017
摘要：众所周知，近年来地震灾害频发，给人们的生产和生活带来极大的伤害和损失，建筑物的安全质量和抗震性能也随之受到广泛地重视，建筑幕墙结构抗震设计作为建筑抗震设计的重点，也受到越来越多的关注。基于此，本文首先探讨了建筑幕墙结构抗震设计的基本原理，分析了当前在抗震设计中存在的问题，并就其具体的结构抗震设计要点展开论述。
关键词：结构抗震设计；建筑幕墙；应用
1.建筑幕墙结构抗震设计的基本原理
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。
2.目前建筑幕墙结构抗震设计中存在的问题
2.1对于幕墙结构抗震设计不重视
幕墙设计工作基本上都是在主体建筑工程完成后才开始设计并施工的，由此看出在早先的建筑业中幕墙设计和施工基本上排在建筑工程的末期，同时也客观的反应出建筑施工队伍对幕墙的认识不足，导致建筑幕墙的设计滞后，发展缓慢，所以就更不用说幕墙结构抗震设计了。
2.2建筑幕墙图纸审核时间长、设计不规范
目前我国的建筑幕墙公司较少且实力不如国外的幕墙公司，一些建筑幕墙设计就采用国外的幕墙公司，但是由于国内外信息传递交流存在一些障碍，这就造成幕墙设计的期限过长或翻译的误差。另外，也没有对幕墙设计中的结构抗震性能进行相关的检测和审查，不能保障幕墙的抗震效果是否达到标准。
2.3幕墙抗震性能评价指标不高
建筑建设的工作面、建筑建设的设防烈度、建筑的结构类型、建筑高度及体型等因素都会影响加速度放大系数、层问位移角限值这两个抗震性能评价指标。
3.现代建筑幕墙设计中的结构抗震设计
3.1建筑抗震结构设计要求
结构抗震设计在现代建筑幕墙设计中的应用问题需要在建筑结构抗震设计方式问题上进行体现。建筑抗震设计相对符合的相关性安全指标的过程中，就能够逐渐实现抗震安全系统提升的目的。在建筑结构抗震设计的方式上，其具体操作方面需要进行科学加工，进而达到实际的抗震效果。
在第一阶段的设计过程中，主要目的是保证建筑自身具备一定承载力，并且能有效避免在地震的相关作用下出现变形，需要工作人员能够将地震烈度作为设计的标准和需求。在地震结构抗震设计的第二阶段中，对于设计的要求更高，地震作用效应验算结构中的弹塑性变形程度也能够成为地震烈度相对应的重要标准，如表1所示。
表1.抗震设防烈度和设计基本地震加速度值的对应关系
注：g为重力加速度
3.2建筑幕墙抗震设计应考虑的问题
3.2.1具有明确计算简图和合理的地震作用传递途径。
3.2.2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。
3.2.3应具备必要的强度，良好的变形能力和耗能能力。
3.2.4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。建筑结构允许侧移的规定如下：
①在常遇地震作用下（小震），按弹性方法计算的楼层层间位移与层高之比△μ/h。
②在罕遇地震作用下（大震），框架结构的层间弹塑性位移应满足以下条件：
△μ/h≤L/50
式中：△μ为层间位移；h为层高。
当柱轴压比小于0.4，且全高加密箍筋时，还可以放松20%，因此钢筋混凝土框架结构在大震时，其最大层间位移可达到层高的L/40。其他形式的结构，位移小于上述数值。
3.3幕墙不同连接部位的构造要求
3.3.1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。
3.3.2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～1mm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。
3.3.3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1mm。
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碳素钢锚栓应经过防腐处理；②应进行承载力现场试验，必要时应进行极限拉拔试验；③每个连接点不应少于2个锚栓；④不宜在与化学锚栓接触的连接件上进行焊接操作；⑤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。
结束语：随着我国城市现代化进程的加快、建筑业的不断成熟，对建筑幕墙技术的应用越来越多，但是当前建筑幕墙结构的抗震设计仍然需要得到完善，因此相关建筑队伍要从全局出发，从整体上进行结构的抗震设计，把握建筑幕墙的特点，结合建筑幕墙的类型，考虑幕墙结构设计的刚度、承载力和延性等方面，科学的进行计算和设计，提高建筑幕墙结构抗震性能，同时也增强建筑整体的抗震性能。
参考文献：
[1]裴绍军.浅谈现代建筑幕墙设计中的结构抗震设计[J].中国建筑金属结构.2013.
[2]宋海燕.谈抗震设计在建筑幕墙结构设计中的应用[J].山西建筑.2013.
[3]刘子严，褚文雅.浅析现代建筑幕墙设计中的结构抗震设计[J].门窗.2013.
论文作者:潘玉志
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/14
标签：幕墙论文; 建筑论文; 结构论文; 立柱论文; 位移论文; 螺栓论文; 承载力论文; 《基层建设》2017年第23期论文;