摘要：城市化进程飞速发展条件下，视觉享受逐渐成为现代化城市发展的主要衡量标准，其中玻璃幕墙结构设计因具备较独特新颖特点而被广泛应用其中，不仅能为人们带来较强视觉效果，还能进一步提高当地社会经济水平。本文主要对玻璃幕墙的结构设计展开详细阐述介绍，在此仅供相关专业人士参考借鉴。
关键词：玻璃幕墙；结构设计；要点
前言
随着社会经济水平的愈发提高，人们对城市建筑的节能环保等使用功能要求更加严格，在这种情况下建筑幕墙结构的出现就可以说是必然趋势，能带来良好美观和实用性效果。然而在实际设计操作过程中，因受种种因素影响致使幕墙结构设计存在较多不足之处，如安全性、节能性等，进而不但无法达到预期理想设计效果，还会对建筑安全质量产生严重威胁，需设计人员能引起高度重视。
1 工程概况
本工程为西安奥体中心项目游泳馆，在这一工程项目中使用了大量的玻璃幕墙构造。在工程设计中主要包括典型玻璃固定节点设计、玻璃幕墙横隐竖明系统和横明竖隐系统设计、鼎文铝板装饰柱构造节点设计、金属屋面为铝合金直立锁边系统设计以及玻璃采光顶构造节点设计等。
2 玻璃幕墙结构构成分析
玻璃幕墙结构主要包含外部玻璃墙板、构件及金属板材等，而内部结构则以铝合金横梁结构为主要支撑构件，上述结构在整体结构允许情况下可适当调整移动，防止受到水平作用力影响进而对玻璃幕墙带来危害作用。据调查了解到，玻璃幕墙结构大多暴露在空气环境下，因玻璃具备一定特殊性质所以在当受到温度、湿度等因素影响后便会出现变形，根据铝合金材料的外露方式可具体分为隐框、半隐框及明框等类型。下图1为本工程中设计的主要的玻璃幕墙形式。
图1 工程玻璃幕墙形式
3 玻璃幕墙结构设计原则
第一，玻璃幕墙结构方式。为尽可能防止玻璃幕墙承担荷载超出标准，设计人员最好可将玻璃幕墙结构设计成围护结构形式。第二，为避免自然因素如温度、湿度及地震等对建筑结构产生不必要影响情况，往往玻璃幕墙结构自身及相关连接构件需具备较强刚度和承载能力，甚至还要具备良好位移能力。第三，通常多数玻璃幕墙都位于建筑主体外部位置，并为对其展开抗震结构设计，因此为防止风力因素对玻璃幕墙产生影响，致使其出现墙体脱落或是破碎现象，设计人员就需在设计工作开展期间充分考虑到位移能力情况，做好抗震设计工作，确保玻璃幕墙抗震性能大幅度增强。
4 建筑玻璃幕墙结构设计要点
玻璃幕墙作为现代化最新型一种结构形式，不仅具备整体美观及实用性功能，并且在实际设计中还始终以轻快简洁为主。因此在设计期间设计人员需充分考虑到结构安全性情况，具体如下：
第一，建筑玻璃幕墙结构往往属于建筑外观组成的重要部分之一，不仅需有效满足建筑美观性和实用性需求，更要结合玻璃幕墙结构功能实际需求情况适当加强对使用构件强度和刚度重视程度，即便在外力作用影响下也能确保结构处于安全稳定状态下。如果部分结构设计为满足某方面需求而侧重于某设计要求时，需尽可能确保是在相对安全情况下实施。
第二，玻璃幕墙结构设计期间，设计人员还需考虑到幕墙结构可能承受到的荷载因素，根据自身结构形态对雪荷载、风荷载及重力荷载等展开针对性分析探讨，甚至还要结合当地天气环境和自然灾害可能带来影响做出及时反应处理，避免玻璃幕墙出现任何外形上的变化情况，确保玻璃幕墙结构设计具备良好安全性优势。
第三，玻璃幕墙结构设计还需结合使用功能和综合设计能力等因素选取恰当数值，合理优化结构的经济指标，防止结构设计期间因过于重视经济性而忽视了安全性能，并且在玻璃幕墙结构设计期间设计人员还要严格遵循以下设计原则：（1）选择恰当玻璃幕墙结构设计方案。需设计人员能根据玻璃幕墙设置情况明确支撑主体和结构形式，其中最常见幕墙结构分别是钢结构、索结构及组合结构等。（2）结构材料的设计选择。在进行设计材料选择时设计人员不仅需要考虑到实际受力水平，还要综合考虑投资成本，借此明确材料类型及数量等信息，更好满足施工标准要求。（3）玻璃幕墙结构设计计算。结构设计计算主要包含外观尺寸、安全系数等信息等，甚至还需按照构造要求展开温度应力计算、节点验算及尺寸审核等一系列工作。
5玻璃幕墙结构的优化设计
根据实践调查了解到，玻璃幕墙结构设计可以说是一项极其复杂繁琐过程，涉及众多应力计算和安全计算环节，在充分保证美观性和安全性基础上进一步优化完善设计方案对建筑幕墙行业的健康发展有着极大促进作用。
5.1设计材质
设计人员在对玻璃幕墙结构展开设计工作时，需严格把控玻璃生产源，有效约束整个生产过程，适当减少有害元素与玻璃之间的接触几率，在玻璃幕墙结构安装期间，一旦出现元素超出标准要求情况便要立即更换玻璃，或是还可以使用夹层玻璃，这样一来即便出现玻璃破碎现象也不会脱落，依然会吸附在胶片上，有效规避了安全事故隐患的发生。
5.2热应力优化
一般来说，该方面问题的主要解决措施便是对玻璃幕墙结构表面实施精加工处理，在玻璃结构边缘位置处理时可采用抛光细磨操作工艺，尽可能减少表面存在的细微裂纹，并且还要将所有普通类型玻璃全部换成钢化玻璃，使其抗温、抗湿等能力得到有效增强。同时在玻璃材料运输时，工作人员还应采取适当保护措施，尽可能避免出现碰撞问题，并在玻璃安装时注重其与框架的匹配程度，确保其二者能够紧密连接在一起。
5.3火灾安全防护
玻璃幕墙结构设计期间，往往根据不同类型建筑提出的防火需求，玻璃材质和结构形式也存在着较大差距。如基于玻璃材质角度来说，最常见有夹层玻璃、复合防火玻璃及单片防火玻璃等，其中应用频率最高的便是复合防火玻璃，即便出现火灾隐患，玻璃爆裂碎片也就粘附在胶片上，而胶片自身也具备防火性能，对玻璃幕墙结构设计的整体安全性有着良好帮助作用。
5.4安装注意事项
在对玻璃幕墙进行安装时需充分注意以下几点内容：第一，工作人员需对玻璃幕墙整体展开详细检查审核，确保各个操作流程规范合理，对施工材料、构件等性能记性测试，一旦发现问题便要立即更换，避免出现较大安全隐患。第二，重点检测焊接支点的承载能力，防止出现缺焊和漏焊现象，对于埋件、转接件等需采取不同焊接处理方法，有效保证玻璃幕墙施工的安全性。第三，玻璃幕墙安装前需对相应工作人员进行专业培训，要求其严格按照设计图纸规范执行，不得违反流程标准，促使建筑工程能够高质量完成。
6结语
玻璃幕墙结构不但能有效提高建筑美观性，还能确保实用性能达到最佳状态，具体可从荷载优化、安全设计及经济优化等多方面内容展开分析阐述，确保在最大限度节省投资成本基础上实现安全可靠目的，对我国现代化建筑行业的可持续发展有着极大推动作用。
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论文作者:蓝胜争
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/20
标签：玻璃幕墙论文; 结构论文; 结构设计论文; 玻璃论文; 建筑论文; 荷载论文; 设计人员论文; 《防护工程》2018年第34期论文;