恒大旅游集团 510623
摘要：随着我国建筑行业建设规模的逐渐增大，幕墙作为建筑工程中重要的组成部分，在建筑设计中承担着至关重要的作用。将其应用到建筑外立面早已成为现代建筑设计中较为广泛的一种设计语言。同时幕墙结构设计也在不断创新和完善，结构设计的合理性是幕墙施工的基础和前提，能够直接影响幕墙施工的质量和效果。因此，本文针对建筑幕墙结构设计进行分析，并提出具有可行性的优化措施。希望通过本文的阐述，能够为相关工作者提供参考和借鉴，从而为幕墙结构设计提供灵感，促进幕墙施工表达的实用性和美观性。
关键词：建筑幕墙；结构设计；优化措施
一、引言
我国建筑行业正面临着从高速发展阶段进入平稳阶段的过渡时期，城市化的发展要求设计不但要充分满足人们的生活需求，还要求有更高层次的艺术追求。建筑师也需要在建筑设计中，通过优化建筑结构的设计保证建筑工程同时具有实用性、安全性和艺术性三个方面的要素，满足人们在日常居住或使用舒适性要求的前提下提高建筑工程的美观性[1]。因此，本文针对建筑幕墙结构设计进行探讨具有较高的现实意义，当前幕墙施工已经被广泛应用到建筑工程中，在建筑行业发展中具有较为广阔的发展前景。想要进一步提高建筑空间实用性和舒适度，对幕墙结构设计的优化和发展意义重大。
二、建筑工程中幕墙的具体意义、特点及种类
（一）建筑工程中幕墙的具体意义
从现代主义以来，幕墙作为建筑工程中至关重要的组成部分，通常是通过面板和支撑结构组成，在建筑工程中发挥着重要作用。幕墙属于外部围护结构，能够将建筑主体进行保护和遮蔽，从而保证主体结构不受外界环境因素的影响，同时还能为大幅提高建筑的艺术高度。一般情况下，幕墙作为柔性体系，能够跟随主体结构形变产生位移，并且在这一过程中不会造成损坏现象，且各单元相对独立，易于维修，可控性强。
（二）建筑工程中幕墙的特点
建筑工程中幕墙具有轻便灵活的特点，将幕墙使用在建筑工程中，能够有效减少主体结构的荷载。同时，一般建筑幕墙选用材料范围较广，表达形式多样，设计者可以根据实际需求进行选择，以完美演艺建筑本身的功能性和艺术性。传统幕墙施工中常见的材料包括：金属板、石板、陶土板、玻璃灯等等，随着材料科技的不断进步，一些新型材料逐渐涌入市场[2]，包括GRC、UHPC以及一些新型环保型复合板材等。其中玻璃板材料在幕墙施工中应用较为广泛，由于玻璃板具有良好的透光效果，能够保证建筑工程的采光合理，并且可以有效提升建筑工程的美观性，并完美演绎现代都市的时代形象，如图1所示。幕墙工程在建筑业中的发展迅速，自然会衍生出一系列的技术问题，如：安全性、成本造价，绿色环保等。
（三）建筑工程中幕墙的分类
幕墙结构通过材料进行分类大致可以分为玻璃幕墙、石材幕墙、陶瓷板幕墙以及人造幕墙等等；通过支撑结构进行分类大致可以分为点支撑幕墙、框架支撑幕墙等等；如果通过美观性进行分类大致可以分为明框幕墙、点式幕墙、隐框幕墙等等。设计师在幕墙结构设计过程中，需要结合建筑工程的实际情况进行考虑，从而选择合适的幕墙风格[3]。
三、幕墙结构的设计
（一）科学选择设计方案
在进行建筑外观方案设计时，需要结合建筑工程的实际情况进行分析，并按照建筑工程的功能需求对幕墙的表达形式进行推敲，从不同的建筑性质出发，确定幕墙的结构和材料等要素。另外在幕墙结构方案选定过程中，需要结合建筑工程的实际情况进行分析，研究包括建筑地理位置朝向、温湿度、风力参数、室内外美观性等各方面要素。建筑工程中如果要求幕墙具有较强的耐久性，可以选择金属板幕墙；如果要求幕墙施工具有较大的跨度，通常需要充分考虑钢立柱；由此可见，在幕墙方案选定过程中，需要结合主体结构的特点来确定[4]。
（二）充分考虑建筑结构的受力能力
幕墙在结构设计过程中，需要充分考虑建筑结构的受力程度，想要实现这一目标，需要精确的计算建筑支撑结构的强度，从而确定建筑结构无论在抗震能力还是抗风能力等方面都能够充分满足需求，另外，北方地区冬天多雪，在幕墙结构设计中要充分考虑对雪的荷载能力。从而保证幕墙在建筑工程中能够具有安全性和稳定性，在计算过程中要结合实际情况进行分析。
（三）科学选择支撑结构的材料
幕墙在支撑结构材料选择时需要充分考虑其性能和受力等因素，例如：如果建筑工程需要跨度较大的幕墙结构，则需要采用钢龙骨材料作为支撑结构；如果建筑工程要求具有良好的通透度，则需要采用拉索支撑结构进行设计。随着现代材料技术的不断发展，幕墙支撑结构的新型材料也不断涌现。总而言之，在选择幕墙支撑结构材料时，需要结合建筑工程的具体要求展开[5]，从而使幕墙结构具有科学性和合理性。
四、优化幕墙结构设计的具体措施
幕墙结构不仅需要对荷载能力进行优化，还需对材料节点构造等进行优化。具体可以从以下几个方面进行分析：
（一）优化荷载能力
幕墙结构在设计过程中，风荷载与幕墙支撑结构之间有着十分密切的联系，与此同时风荷载与建筑工程的地理位置、建筑高度、建筑面积等也有着至关重要的影响，而这些都可以通过对风荷载的计算进行量化，从而进行准确的判断。随着我国经济的飞速发展，建筑结构也逐渐向着高层化和复杂化趋势发展，相应的为风荷载计算带来了难度和困难，因此，对于结构较为复杂的建筑工程，需要通过风洞试验来判断风荷载。一般情况下，需要选取相应数据中的较大值，展开幕墙结构设计，在设计过程中，如果幕墙结构的外观有特殊要求，并且需要控制荷载大小时，可以通过风洞试验的结果展开比较[6]。
（二）优化面板设计
幕墙结构设计中尤其是使用石材、玻璃等自重较大的面板时，在选择过程中需要严格按照相关规范进行展开，保证面板无论是强度还是刚度都能满足设计要求。通常情况下，而幕墙结构中的四边支撑幕墙的单片面积如果过大，其自身厚度与单位自重就越大，且受外力容易破坏或变形。如果是金属面板，此时则可以通过增加加劲肋方式进行优化，有效减少面板的厚度；而如果是玻璃幕墙的话，为保证玻璃的通透性，优化就会具有一定的局限性，则必须考虑其单片尺寸与厚度的关系。对于幕墙结构中的点支撑面板，一般可以通过增加面板挂点方式进行优化，从而能够使面板的厚度达到标准需求。
（三）改进节点构造做法
幕墙结构作为建筑物的外部围护体系，在使用过程中不可避免的受到外界雨水侵蚀的作用而出现金属构件老化现象。在幕墙结构设计中，必须注重对于幕墙结构防水防潮的处理，而防水防潮的处理关键在于两点：渗水和结露。特别是对于金属幕墙来说，仅昼夜温差所导致的热应力形变就会导致严重的渗漏。另外幕墙与主体之间的结构空隙，也会因面板的密封而形成烟囱效应，导致空腔区空气湿度过大，腐蚀幕墙金属构件。
五、结语
综上所述，幕墙结构当前在建筑结构中被广泛应用，并且近年来发展较为迅速。但幕墙体系在实际工程应用中还存在比较多的问题，所以在建筑设计中必须重视其结构设计并不断优化和完善，从而充分发挥幕墙的功能和作用。
参考文献：
[1]苏清强.浅析建筑幕墙常见质量通病及处理措施[J].《福建建材》,2016(7期):86-87.
[2]丁安平,丁雅晴.浅析建筑幕墙与建筑主体结构的连接[J].工程与建设,2017(06):131-132.
[3]刘玉双.浅析建筑幕墙设计要点[J].建材与装饰,2017(23)
[4]周振华.浅谈建筑幕墙结构设计及优化措施[J].中国住宅设施,2018,187(12):92-93.
[5]王振强.浅析建筑玻璃幕墙及窗的节能措施[J].中国高新技术企业,2019(11):101-102.
[6]陈军.浅析建筑幕墙工程的施工要点和管理措施[J].城市建筑,2017:87.
论文作者:陈磊磊
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/9/10
标签：幕墙论文; 结构论文; 建筑工程论文; 建筑论文; 结构设计论文; 荷载论文; 材料论文; 《城镇建设》2019年第14期论文;