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摘要：框支承拉索式玻璃幕墙是建筑支撑体系中的重要组成部分，具有强度大、结构稳定、视野开阔等优点。合理控制其施工工艺是确保其质量和强度的关键。本文对框支承拉索式玻璃幕墙的施工要求、特点等进行了分析，并提出了具体的应用方法。
关键词：框支承拉索式玻璃幕墙；施工技术；要点
幕墙系统是建筑物的外部覆盖物，其外壁是非结构性的。由于幕墙是非结构的，它可以由轻质材料制成，减少施工费用。当玻璃被用作幕墙时，很大的优点是自然光可以在建筑物内更深地渗透。幕墙外墙不承担建筑物的任何静载重量，而不是其自身的负载重量。墙壁通过建筑物楼层或柱子处的连接将水平风荷载传送到主楼宇结构。幕墙设计用于抵抗空气和水的渗透，由施加在建筑物上的风和地震力引起的摇摆以及其自身的负载重量。
1. 框支承拉索式玻璃幕墙的特点
幕墙系统通常设计有挤压铝构件，尽管第一幕墙由钢制成。铝框通常填充玻璃，这建筑的功能得到了进一步优化，如采光性较好。 然而，在使用高度玻璃幕墙时，与太阳能增益控制相关的参数（如热舒适度和视觉舒适度）更难控制。其他常见的填充材料包括：石贴面，金属面板，百叶窗和可操作的窗户或通风口。
幕墙与前台系统不同之处在于它们设计为跨越多个楼层，并考虑到设计要求，如：热膨胀和收缩; 建筑物摇摆和运动; 换水以及建筑物中具有成本效益的加热，冷却和照明的热效率。
2、玻璃幕墙的发展
建筑物由建筑物的外墙（承载墙，通常是砖石）构成，支撑整个结构的载荷。结构钢和后来的钢筋混凝土的开发和广泛使用允许相对较小的柱支撑大的载荷，并且建筑物的外墙不再需要结构支撑。外墙可以是非承重的，因此比过去的砖石承重墙更轻更开放。这使得玻璃作为外部外观的使用越来越多，现代幕墙诞生了。
Oriel Chambers（1864）和16 Cook Cook街（1866年），由英国利物浦建筑师和土木工程师彼得?埃利斯（Peter Ellis）建造，其特点是在其外墙上大量使用玻璃。广泛的玻璃墙允许光线进一步渗透到建筑物中，使用更多的地板空间和降低照明成本。一些第一幕墙用钢制竖框制成，平板玻璃用石棉或玻璃纤维改性的玻璃化合物附着在竖框上。最终用硅胶密封胶或玻璃胶带代替玻璃竖框系统。设计包括外盖以将玻璃保持在适当位置并保护密封件的完整性。
20世纪70年代开始广泛使用铝挤压件进行竖框。铝具有独特的优点，能够形成几乎任何设计和审美目的所需的形状。今天，设计的复杂性愈发凸显，可以相对容易地设计和制造定制形状。加利福尼亚州的Omni圣地亚哥酒店幕墙（由JMI Realty开发，由建筑公司Hornberger和Worstell设计，由AGA建造），是具有集成遮阳罩的单元幕墙系统。幕墙密封的方法和类型已经发展了多年，因此，今天的幕墙是需要很少维护的高性能系统。
3、框支承拉索式玻璃幕墙的施工系统及原则
3.1阶梯系统
阶梯系统具有竖框，可以分开，然后被夹紧或拧在一起，由半盒和板组成，这样可以在车间内制作幕墙部分，有效减少了安装系统的时间和空间。使用这种系统的缺点是降低了每个竖框的长度的结构性能和可见的关节线。
3.2单元化系统
单元式幕墙需要工厂制造和组装面板，并可能包括工厂玻璃。这些完成后挂在建筑结构上，形成建筑物围墙。组合式幕墙具有以下优点：较低的现场安装成本; 内部气候控制环境中的质量控制。经济效益通常在大项目或实地劳动力高的地区实现。
3.3防雨原则
幕墙技术的一个共同特征是，外部和内部之间的气压平衡可防止水渗入建筑物本身。 例如，玻璃被捕获在被称为玻璃盖板的空间中的内垫圈和外垫圈之间。璃窗口通风到外部，使得外部垫圈的内侧和外侧的压力相同。该垫圈的压力相等时，水不能通过接头或垫圈中的缺陷进行抽吸。
4、注意事项
必须设计幕墙系统，以处理施加在其上的所有负荷，并保持空气和水不渗透进建筑物内部。
4.1荷载
施加在幕墙上的载荷通过将竖框连接到建筑物的锚转移到建筑结构。建筑结构设计必须考虑到这些负荷。
静载荷被定义为结构件的重量和结构上的永久性特征。在幕墙的情况下，该载荷由竖框、锚固件和其他结构构件的重量以及填充材料的重量组成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆必须在幕墙部件和锚固件的设计中考虑施加在幕墙上额外的载荷，例如遮阳篷。
施工在建筑物上的风荷载是建筑物受到风压的结果。这种风压必须由幕墙系统抵抗，因为它包围并保护建筑物。风力负荷在世界各地有很大差异，最大的风荷载在飓风多发地区的海岸附近。对于每个项目位置，建筑规范规定了所需的设计风荷载。通常，在大型或异常形状的建筑物上进行风洞研究。建筑物和周围附近的比例模型被建立并置于风洞中以确定作用在所述结构上的风压。这些研究考虑到角落周围的涡流和周边地区的影响。
需要在幕墙部件和锚固件的设计中解决地震荷载。在大多数情况下，由于玻璃窗填充物和竖框之间的空间，幕墙能够自然地承受地震和风力引起的建筑物摇摆。在测试中，标准幕墙系统能够承受相对地板运动3英寸（75毫米）。然而，需要检查锚定设计，因为大的地板到地板的位移可以在锚上施加较高的力。在建筑物的主结构中必须提供额外的结构，以抵抗建筑物本身的地震力。
雪载荷和活荷载通常不是幕墙中的问题，因为幕墙被设计成垂直或稍微倾斜。如果墙壁的坡度超过20度左右，则可能需要考虑这些载荷。
由于玻璃具有较高的热膨胀系数，所以在幕墙系统中引起热负荷。这意味着，在两层楼的跨度上，相对于其长度和温差，幕墙将膨胀和收缩一定距离。这种膨胀和收缩是通过切割水平竖框略短并允许水平和垂直竖框之间的空间来实现的。 在单元幕墙中，单元之间留有间隙，通过刮水垫圈将空气和水渗透密封。承载风荷载（不是静载荷）的锚定开槽以说明运动。 这个槽也说明建筑结构的楼板中存在偏转和蠕变。
由于幕墙位于建筑物的外部，成为炸弹袭击的第一道防线。 因此，防爆幕墙必须设计成承受这种力而不损害建筑物的内部以保护其占用者。由于冲击载荷是非常高的负载，持续时间短，因此应在动态载荷分析中分析幕墙响应，并在设计完成和安装之前进行全尺寸模拟测试。
防爆玻璃由夹层玻璃组成，其意图是破裂但不与竖框分离。 类似的技术用于飓风多发地区，用于保护风载碎片。
4.2空气渗透性
空气渗透是通过幕墙从建筑物的外部到内部的空气。空气通过垫片渗透，穿过水平和垂直竖框之间不完美的细木工，通过排水孔，以及通过不完美的密封。美国建筑制造商协会（AAMA）是美国的一个行业贸易集团，制定了关于通过幕墙进行空气渗透可接受水平的自愿性规范。在给定的测试压力下，这个极限表示（在美国）立方英尺每分钟每平方英尺的墙面积（目前，大多数标准的最大压力为0.06 CFM /平方英尺，压力至少为1.57 psf或更高）。测试通常由独立的第三方机构使用ASTM E-783标准进行。
4.3水渗透性
水渗透被定义为从建筑物外部通过到幕墙系统内部的水。有时，根据建筑规格，内部少量受控水被认为是可以接受的。受控的水渗透被定义为穿透超过测试样本的最内垂直平面的水，但是具有设计的排水回到外部的方式。为了测试幕墙在现场耐水渗透的能力，将ASTM E1105喷水架系统放置在试样的外侧，并向系统施加正气压差。这个设置模拟了幕墙上的环境，以检查产品和安装的现场性能。水质渗透的现场质量控制和保证检查已经成为常规，因为建筑商和安装商应用这些质量计划来帮助减少对水损害投诉。
ASTM E1105校准喷雾架系统是一种现场测试仪器，由试剂在安装的开窗系统中用于质量控制和质量保证目的进行水渗透测试。喷雾架必须进行校准，试样上连续喷洒水的时间通常为持续15或20分钟，根据ASTM E1105测试方法，必须至少每六个月校准一次喷涂架;如果喷涂架系统损坏，则可能需要以较小的间隔进行校准。
4.4偏转
框支承拉索式玻璃用于竖框的缺点之一是其弹性模量约为钢的三分之一。相对于在给定负载下的相同钢截面，在玻璃竖框中的挠曲变化是三倍。建筑规范设定垂直（风诱导）和平面（静载荷诱导）偏转的偏转极限。重要的是要注意，由于竖框的强度能力，不会施加这些偏转极限。相反，它们旨在限制玻璃的偏转（其可能在过度偏转下破裂），并且确保玻璃不会从竖框中出来。为了控制幕墙内部的运动，还需要偏转极限。建筑结构可能是在竖框附近有一个墙壁，过度的偏转可能会使竖框与墙壁接触并造成损坏。另外，如果墙壁的偏移是非常明显的，可能会引起不必要的危害。
偏转极限通常表示为锚点之间的距离除以常数。基于经验的偏转极限不太可能对竖框保持的玻璃造成损伤，L / 175的偏转极限常见于幕墙规格。一个给定的幕墙被固定在12英尺（144英寸）的地板高度。允许的偏差将为144/175 = 0.823英寸，这意味着允许墙壁在最大风压下向内或向外偏转最大值为0.823英寸。 然而，一些面板需要更严格的移动限制，或者确定禁止扭矩状运动的那些限制。
5、结语
框支承拉索式玻璃幕墙具有通透、轻盈等特点，近年来在建设中得到了越来越广泛的应用，但这种幕墙的发展时间并不长，在技术上还不完善，必须采用科学合理的施工方法确保其施工质量，使幕墙的设计达到预期的效果。
参考文献
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论文作者:余景凡
论文发表刊物:《防护工程》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/6
标签：幕墙论文; 建筑物论文; 载荷论文; 玻璃论文; 系统论文; 荷载论文; 玻璃幕墙论文; 《防护工程》2017年第19期论文;