上海富艺幕墙工程有限公司 上海 201617
摘要：我国建筑行业在近些年得到较快的发展，同时带动了相关产业的进步，建筑工程功能更加多样化，建筑幕墙逐渐成为建筑设计施工中重要的一项内容。然而，由于建筑幕墙设计起步相对较晚，在设计过程中出现了一些问题，给建筑幕墙的应用带来不良影响，加强对这些设计要点问题的了解并加以重视，是建筑行业健康发展最为基本要求。基于此，本文就建筑幕墙结构设计与优化分别进行分析与探究。
关键词：建筑幕墙；结构设计；优化
1、建筑幕墙设计基本原则
1.1、安全可靠原则
首先幕墙设计必须同施工保持高度的一致性，设计中要考虑施工的可实施性，操作简便，安装省时省力，容易施工也是保证施工质量达到设计意图的有效途径之一。作为围护结构—幕墙工程设计的安全性是重点。据相关法律法规明确规定，幕墙设计必须以有关法律法规为准则，保证设计水平，提升施工质量，达到市场要求的标准。
1.2、建筑幕墙设计的经济性原则
幕墙不仅要考虑到结构安全，还要考虑控制对工程建设的总投资，即在综合以上各项原则的基础上，幕墙设计要考虑经济性的要求，保证业主资金投向的合理性，以最经济的花费实现最多安全美观的建筑外表。
1.3、造型美观原则
一般情况下，幕墙也是建筑装饰的一种，因此幕墙设计形式对外观的可观赏性有着一定的影响。建筑幕墙作为建筑外围护结构，是建筑形象最直观表达，对于建筑整体外观形象的影响极其重要，是建筑设计理念与风格体现的重点。所以，在幕墙设计的时候，要充分理解好建筑设计理念，服从于原建筑设计意图，注意与建筑设计的整体保持一致性。同时，建筑工程外观是建筑设计师理念和风格的一种展现，因此在进行幕墙设计的过程中首先应当了解建筑物本身的设计理念，并与其保持一致性，以彰显整个建筑工程的艺术性。
1.4、绿色、环保节能原则
降低建筑能耗及解决环保问题已经上升到国家标准层面，能源问题和环境问题是制约现代化社会发展的主要原因，绿色建筑、生态建筑成为了当前的主流，也是未来建筑的发展方向。幕墙是建筑整体的一部分，作为建筑外围护系统，幕墙门窗是建筑室内外之间的防护屏障，因此建筑幕墙的设计必须要符合相关规范对节能的设计要求。
2、幕墙要注意的设计要点
2.1、幕墙结构设计中所需要关注的要点
现如今，在建筑的设计过程中，对于建筑幕墙结构的使用时间做出了使用年限不得低于25年的规定，这就要求在进行建筑幕墙结构设计的时候一定要充分考虑各方面的因素，如水密性、气密性、平面内变形性能及抗风压性等等，确保这些性能符合相关的要求与规定。在进行大面积的工程施工之前，一定要做工程实际部分样板对幕墙性能进行相关的测试，确保施工之前幕墙各项性能的指标值符合相关的要求。幕墙主体结构设计是否合理，则会由于地震、重力、雪荷载、风荷载等作用对幕墙构件造成一定的损害来判断，在对幕墙主体结构进行设计时，务必要使设计的合理性得到保障。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆幕墙立柱是结构设计所要考虑的重点，一般来说，就设计方法应选择偏心受拉构件法，并且铰接节点要位于上方，这样就不会因为荷载过重而产生弯曲现象。在进行有关非抗震设计时，须依据主体结构弹性层间位移角线值来确定。在进行有关的抗震设计时，则依据主体结构弹性层间位移角线值三倍进行计算，从而使幕墙平面内变形性能得到保障。至于幕墙设计的活动接头，关于其空隙方面，也必须予以严格控制，防止幕墙因为热量吸收而产生变形，实现幕墙的伸缩自如。通过以上的综合分析，我们不难发现，幕墙结构的设计环节在整个建筑幕墙设计中，具有非常重要的作用，必须不断地加大对此方面的重视。
2.2、幕墙整体设计所需要关注的要点
在建筑幕墙设计时，对于其整体设计的主要把控，包括以下几点，第一，在规划幕墙整体结构时，为了使幕墙主体结构的安全性得到保障，在连接的部位，必须要注重并做好相关的处理。与此同时，对于幕墙结构的刚度、承载能力以及稳定性等，则需要根据对幕墙结构的计算结果，来选择玻璃、立柱、横梁等构件，确保其符合使用的要求与规定，如出现不合规定的情况，要及时弃除并做好相应处理，在保证安全前提下，一定要对经济成本进行合理的控制。第二，把控好幕墙和其他结构的连接工作。在进行幕墙和主体结构的连接作业时，为了使幕墙结构整体承载力及变形能力得到提高，主体结构部分要注重钢结构梁柱或钢筋混凝土的增加。第三，幕墙结构进行设计时，也要注重开展相关的防雨水工作。在设计玻璃的采光顶时，关于其排水坡度方面，一定要控制在合理的范围之内，关于排水的沟槽，要做好相关的设计和安放工作，保证其密封性得到良好保障，一旦不符合相关要求与规定，则需要做好相关的处理工作，务必在第一时间采取适当措施，防止幕墙渗漏情况的发生。
2.3、单元式幕墙防水系统设计
2.3.1、型材断面构造设计的合理性
在单元式幕墙的设计中型材断面构造设计是很重要的。型材断面构造设计决定单元式幕墙的安全性、工艺性，物理性能。但是幕墙设计师们只通过力学计算型材断面的设计安全性，而忽视型材断面对其他性能的影响。因此单元幕墙的雨水渗漏情况很容易发生。型材断面设计须将其安全性、工艺性和结构防水要同步考虑。合理设计型材断面及型材咬合位置，将水密线与气密线分离，防止气压影响导致幕墙结构出现问题，断面上不要在制作过程中开工艺孔，断面设计时应考虑预留安装披水胶条的槽口，以便板块安装后在缝隙处形成阻水屏障。
2.3.2、胶条合理设计
在单元式幕墙的系统设计中胶条的设计也是非常重要的。它决定了单元式幕墙的水密性、气密性、耐久性。在单元式幕墙工程中胶条的材质、延伸率、压缩量以及断面形式都会影响使用寿命。单元式幕墙密封性胶条主要是三元乙丙胶条，这种材料具有耐臭氧老化性、耐气候老化性、耐热老化性、耐水性等良好的使用特点，这种胶条可以长期在阳光、潮湿、寒冷的条件中使用。对有特殊环境要求的胶条，应特别定做相应条件下所使用的胶条，防止胶条不合格引起的不良后果，充分利用胶条材料的优良性能，对接型单元幕墙的气密线胶条竖横应相同，确保胶条在板块四角周圈形成闭合。
3、建筑幕墙设计优化思路
3.1、结构安全优化
幕墙安全设计主要包括荷载压力计算和幕墙结构安全两大块。在保证第一个点达到标准后，我们需要对结构的整体安全进行保护程序。在现实中，高层建筑的幕墙结构经常受到各种恶劣天气的影响。因此，结构的防火、防雪、避雷、抗震等性能，都是设计方案的细节不容忽视的。
3.2、载荷性能优化
设计人员可以根据结构的材质和形式计算幕墙结构的整体荷载极限。如果幕墙的负荷极限过低，在周围环境中容易发生安全隐患的变化。设计者在考虑这一点时，对整个建筑附近的地理环境和气候环境进行评价，最后根据计算出的墙体荷载极限，选择材料，设计外墙。
3.3、结构经济化
幕墙结构设计合理，既满足外观和基本安全的需要，同时在材料的种类和数量上，也要考虑实用经济性，避免设计结构臃肿造成铺张浪费。
总之，结构工程师对整体幕墙的结构设计和对环境的了解、掌握，还应对建筑材料的知识进行全面的了解，并与实际工程相结合，使幕墙结构设计的思路得到拓宽，促进幕墙技术的良性发展。
参考文献：
[1]陈雯.建筑幕墙结构设计与优化[J].门窗，2014，(07)：62-63.
[2]陈爱妹.建筑幕墙结构设计与优化探讨[J].江西建材，2017，(08)：39+42.
论文作者:李忠生
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/20
标签：幕墙论文; 建筑论文; 结构论文; 断面论文; 结构设计论文; 胶条论文; 荷载论文; 《基层建设》2017年第31期论文;