浙江中南建设集团有限公司 浙江 杭州 310000
摘要：近年来，我国建筑行业有了突飞猛进的发展，取得了一些列惊人的成绩。同时，幕墙结构的应用也越来越广泛，幕墙主要在建筑中广泛应用于建筑物的外部，传统的幕墙结构主要采用现场施工的方法进行施工。由于对于环境和经济效益方面的考量，在国家的政策指导之下，对于建筑幕墙装配式设计和施工有了更高的要求。本文对装配式幕墙结构进行了介绍，并就其设计过程进行了详细的分析和研究。
关键词：外帷幕；装配式；幕墙板块
引言
幕墙设计是幕墙施工的首要任务，随着建筑幕墙设计技术的不断发展，板材与结构的轻型化、性能的安全与环保化是建筑幕墙现代化设计的新要求，建筑幕墙的设计，不仅要充分发挥建筑墙体的保护功能，又需要传递精湛的设计理念、工艺精神与城市形象，处理好建筑幕墙设计中的关键问题。
1建筑幕墙结构设计通则
在进行幕墙设计时，主要是对其功能性、美观性和整体结构进行设计，要充分考虑整体建筑的风格和所表达的概念，按照以下原则进行：
1.1外观设计
在进行外观设计时要充分考虑周围环境，在确保幕墙结构的安全性和功能性基础上，结合建筑整体外观来进行。
1.2受力设计
由于建筑幕墙仅作为建筑的外部围护结构，因此，不需要承受主体结构的荷载，在设计时只需要考虑建筑幕墙的自重和风载荷的作用。在进行幕墙设计时，要充分考虑由于温度变化引起的热胀冷缩和主体结构的变形、位移，以及地质变化和地震对幕墙的影响因素。幕墙的立柱、横梁、和连接件除了需要足够的强度以外，还应该具有相对主体结构的位移能力，从而防止幕墙在上述因素的影响下，发生破裂和变形。
2装配式幕墙结构
2.1混凝土幕墙受力特性
幕墙结构在使用过程中不仅承受自身的自重，同时需要承受风荷载等外部条件，一般来说建筑幕墙结构承受三个等级的受力系统，第一等级是建筑幕墙最外层的幕墙单元，这一等级承受任何建筑荷载，第二等级为连接建筑和幕墙的龙骨单元，为支撑构建。第三等级为建筑的主体结构，是幕墙受力的承受者。
2.2幕墙支撑和连接
幕墙的支撑结构对于幕墙的安全性具有重要的作用，要保证幕墙结构与主体建筑结构连接的安全性，以保证建筑结构的安全。预制建筑幕墙结构连接点要进行承载力计算，对于幕墙结构的自重和外部的一些影响条件进行充分的考虑。连接方式上应该采用柔性连接，防止发生地震作用时，幕墙结构出现安全性的问题。同时连接结构对于横向和竖向的变形要有一定的协调能力，因此通常设计下部承重结构进行幕墙结构承重。
2.3不同装配式板材的支撑和连接方法
横向和竖向板体系是维护板体系的几个重要的组成部分，同时装饰板系统也是我们需要重点关注的问题，在装饰板的尺寸较小时，通过对龙骨系统进行设计，达到安全要求，接缝的连接对于系统的安全性具有重要的要求，需要采用粘结剂对接缝处进行合理的密封，以达到防水的要求。
3建筑外帷幕装配式幕墙板块的设计思路
3.1外墙
首先需要对装配式外墙进行编号，按照构建的名称进行横向和轴向两个因素来命名。接下来就是对装配式外墙的起吊式规范进行研究，根据预制外墙的大小和重量，选择合适的吊装机进行吊装，对吊装过程的安全性进行设计。
3.2斜支撑
斜支撑对于幕墙吊装过程具有重要的作用，斜支撑对幕墙起临时支撑作用，因此斜支撑的稳定性对于幕墙结构具有很重要的意义。斜支撑的布置情况见表1。
表1 斜支撑布置数量表
3.3内墙板的吊装
内墙板的吊装与外墙板的吊装具有相似之处，主要区别在于内墙板作为分户隔墙为叠合梁提供竖向支撑，故没有套筒连接钢筋。目前对于建筑幕墙大多采用大板块幕墙结构，大板块意味着各种混合的幕墙材料可以加工安装在同一个板块中，因此连接、支撑、转接和钢结构就是重要的一环，内层板结构也要为室内装修留出适当的空间。除了像混凝土等材料外，组合板块大多可以拆解为小版块、小构件。组合板块进行采用预制件进行三维调节，达到安全设计要求。
4建筑幕墙结构设计的优化措施
4.1安全性的优化
在幕墙设计时要特别注意垂直幕墙的刚度和结构稳定性，大多数幕墙脱落事故，都是发生在垂直幕墙上，要确保各结构关键节点的连接稳定性和可靠性，尤其是玻璃幕墙，受温度影响非常大，很容易出现爆裂。因此在玻璃幕墙节点设计时，要注意预留玻璃边缘与镶嵌槽底板间的配合间隙，防止玻璃因为挤压应力而破坏。在有条件的情况下，尽量选用夹层玻璃，也可以采用贴膜玻璃。这样子在玻璃发生破碎时，也会是一个整体固定在框架上，而不会短时间内脱落，给维修更换就有一定的时间，可以极大的提高安全性。而对于玻璃采光顶，在确保采光的同时，要考虑其防雷性、耐火性和刚度，防止高空坠物破坏，还要在消防方面进行设计，防止火灾时发生爆裂、塌落。另外开启窗的安全性设计也不容忽视，在各地均出现了由于设计缺陷和维护管理不善导致的窗户脱落现象，其事故率仅次于玻璃爆裂。由于开启窗结构复杂，设计人员往往由于理解不透彻，或者不重视，而造成设计上的缺陷。目前，开启窗设计上的缺陷主要有：顶框与横龙骨、扣板的连接传力不可靠，开启扇底部没有设计铝合金或不锈钢托条，框与龙骨连接处的螺钉设计间距过大，不符合规范要求。选用摩擦式铰链时，要根据开启窗的重量和开启角度结合开启部位的风压，来计算和合理选择铰链。在铰链连接处，要合理增加铝合金型材的厚度，必要时内部增加钢衬提高局部强度，并采用相应规格的不锈钢拉铆钉固定。采用挂钩式框扇连接时，由于开启扇上的横龙骨除了承受上玻璃板块的自重，还要承受开启扇自重，因此所需要的刚度要远大于其它位置处横龙骨。要单独对其刚度进行计算，可以采用加大横龙骨截面尺寸、增加厚度或，加装钢衬等措施以提高横龙骨刚度。
4.2环保节能方面的优化
在保证幕墙的安全性和功能性基础上，还要考虑其长期的使用效益，通过采用新技术，可以大幅降低建筑的能耗。比如，近年来流行的双层幕墙结构，通过利用气压差和烟囱效应，在可以控制的，进风口、排风口作用下，可以实现双层幕墙之间的空气自然循环。有效提高幕墙的保温隔热性能，通过自然的通风换气，不需要增加额外的能源消耗，就可以提高人们工作和生活环境的舒适性。还可以采用光电幕墙，来为建筑提供清洁能源。虽然初期投入较高，但其长期的经济效益和环境效益也非常可观。
4.3承载力的优化
由于现代的幕墙为了减轻自重，通常采用轻质材料，有些材料随着其厚度的降低，其自身的强度也会相应降低，因此需要考虑额外增加局部的筋肋和折边工艺。在玻璃幕墙施工中，要对硅酮结构胶的质量进行把握，并分析计算出相应的粘结宽度和厚度。在框格幕墙构造体系中，由于横梁和立柱是主要的受力部分，因此要对其承载力进行计算，来确定合适的截面积以及厚度，综合考虑安全性和经济性，来选择材料。
结语
综上所述，随着建筑行业的不断发展，幕墙结构也被大力推广开来。相信在未来，幕墙结构的应用会越来越广泛，并且在我国建筑行业将会拥有更广阔的发展前景。
参考文献
［1］王宁宁．装配式施工技术在住宅工程中的应用研究［J］．绿色环保建材，2018，(05):166．
［2］王劭辉．装配式施工技术在住宅工程中的应用［J］．住宅与房地产，2018，(02):166，207．
［3］方超．建筑幕墙设计常见问题分析与要点控制［J］．建筑工程技术与设计，2014(7):118－118．
［4］徐鹏．探讨建筑幕墙设计要把控好的要点［J］．建筑工程技术与设计，2017(15):1001－1001．
论文作者:贾张恺
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/3
标签：幕墙论文; 结构论文; 建筑论文; 龙骨论文; 安全性论文; 板块论文; 自重论文; 《防护工程》2019年第6期论文;