玻璃幕墻與金屬幕墻設(shè)計(jì)控制要點(diǎn)

陳小田

成都市西飛裝飾工程有限公司 四川成都 610200

1 玻璃幕墻設(shè)計(jì)控制要點(diǎn)

1.1 框支承玻璃幕墻設(shè)計(jì)控制要點(diǎn)

（1）構(gòu)件式玻璃幕墻。在設(shè)計(jì)此類型幕墻系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意不同主體結(jié)構(gòu)體系的適應(yīng)性，主體結(jié)構(gòu)彈性層間位移角限值應(yīng)由主體設(shè)計(jì)單位提前提供，供幕墻設(shè)計(jì)參考，對(duì)平面內(nèi)變形性能進(jìn)行校驗(yàn)復(fù)核。

對(duì)于大跨度幕墻體系構(gòu)造，尤其在轉(zhuǎn)角位置，其變形適應(yīng)性及側(cè)向穩(wěn)定性都較薄弱，應(yīng)著重保證其安全性。同時(shí)，轉(zhuǎn)角部位立柱弱軸方向的剛度和強(qiáng)度也應(yīng)根據(jù)荷載的不利組合進(jìn)行驗(yàn)算，并保證玻璃入槽及間隙尺寸的適應(yīng)性[1]。

對(duì)于外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中極為重要的防火構(gòu)造，應(yīng)按最新防火規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，面板材料和背板填充材料應(yīng)為不燃或難燃材料，其防火體系應(yīng)完整，幕墻層間封堵不能替代不燃燒實(shí)體墻，并明確是否設(shè)置消防噴淋措施，以此設(shè)置相應(yīng)的防火構(gòu)造高度。建筑幕墻與各層樓板、防火分隔、實(shí)體墻面洞口邊緣的間隙等均應(yīng)設(shè)置防火封堵，其構(gòu)造在耐火時(shí)限內(nèi)不應(yīng)發(fā)生開(kāi)裂或脫落。

橫豎龍骨作為面板主要的支撐框架，立柱設(shè)計(jì)宜采用上端懸掛式，考慮有適當(dāng)?shù)钠矫鎯?nèi)和平面外的調(diào)整措施。上下立柱的連接構(gòu)造應(yīng)結(jié)合緊密，滿足荷載可靠傳遞，并設(shè)置伸縮縫，以適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)變形和溫度影響產(chǎn)生的滑動(dòng)伸縮需要。當(dāng)有較大裝飾條連接于立柱傳力時(shí)，應(yīng)考慮側(cè)向荷載作用力對(duì)立柱構(gòu)件產(chǎn)生的影響。對(duì)于橫梁，應(yīng)保證其截面尺寸寬厚比滿足相應(yīng)規(guī)范要求，外挑較大或開(kāi)口型截面應(yīng)校核其抗扭剛度，確保安全。在連接窗框門(mén)扇與橫豎龍骨螺釘時(shí)，建議用內(nèi)襯鋼板加強(qiáng)框扇應(yīng)對(duì)頻繁開(kāi)啟引起的松動(dòng)等不利影響，并應(yīng)明確鎖點(diǎn)數(shù)量及布置間距，以及五金件的連接方式及限位構(gòu)造。采用倒窗時(shí)應(yīng)有可靠安全的防脫落措施[2]。

（2）單元式玻璃幕墻。單元式玻璃幕墻有其特殊的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，如單元構(gòu)件型材宜設(shè)置2 個(gè)或以上腔體，幕墻組件的插接對(duì)接及開(kāi)啟部位，均應(yīng)按等壓腔和雨幕原理進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)，明確排水路徑，保證組合后的立柱前腔積水不會(huì)排入頂?shù)讬M梁組件后腔。單元對(duì)插部位應(yīng)有導(dǎo)插構(gòu)造，防止密封膠條錯(cuò)位帶出或損壞，影響整體性能。單元部位之間立柱及頂?shù)讬M梁均應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的搭接長(zhǎng)度，以適應(yīng)溫度及地震作用下的位移協(xié)調(diào)，插接間隙應(yīng)大于搭接長(zhǎng)度。

1.2 點(diǎn)式玻璃幕墻

點(diǎn)式玻璃幕墻不僅在建筑立面大量應(yīng)用，而且在屋面采光頂及雨棚等部位也有廣泛應(yīng)用。其面板與支承結(jié)構(gòu)的駁接可采用鉆孔式或無(wú)孔式，此連接部位常在面板強(qiáng)度薄弱處，因而應(yīng)可靠密封，更應(yīng)嚴(yán)格計(jì)算校核局部承壓強(qiáng)度的安全性。對(duì)不同類型的支承結(jié)構(gòu)，應(yīng)有不同的分析方法。如鋼管桁架可采用線性計(jì)算，對(duì)結(jié)構(gòu)體系整體穩(wěn)定、構(gòu)件強(qiáng)度和穩(wěn)定、連接強(qiáng)度和撓度進(jìn)行驗(yàn)算；索桿桁架和索網(wǎng)體系應(yīng)采用非線性分析計(jì)算，并按零狀態(tài)、初始狀態(tài)和工作狀態(tài)進(jìn)行階段設(shè)計(jì)，疊加溫度作用影響時(shí)，應(yīng)在其他荷載組合平衡狀態(tài)下附加作用效應(yīng)[3]。建筑主體結(jié)構(gòu)的邊界條件對(duì)支承體系有較大影響，對(duì)于各連接構(gòu)造及負(fù)荷的可行性，建筑主體設(shè)計(jì)均應(yīng)與幕墻設(shè)計(jì)統(tǒng)一協(xié)調(diào)，保證體系完整可行。

1.3 全玻璃幕墻

全玻璃幕墻的面板及玻璃肋應(yīng)有效連接，不應(yīng)與其他剛性材料直接接觸，采用膠縫傳力時(shí)必須采用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠，面板與結(jié)構(gòu)封修面空隙應(yīng)采用密封膠密封。采用懸掛式全玻璃幕墻應(yīng)經(jīng)建筑主體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度復(fù)核，確保其滿足玻璃系統(tǒng)構(gòu)造要求，玻璃下端與槽底墊塊應(yīng)留有適當(dāng)空隙，以滿足玻璃伸長(zhǎng)變形需要。采用坐式體系時(shí)，其對(duì)主體結(jié)構(gòu)變形的適應(yīng)性和對(duì)地震作用下層間位移的適應(yīng)性均應(yīng)充分考慮，以確保安全可行。玻璃肋與夾具間的連接構(gòu)造宜采用錨固膠黏結(jié)，避免螺栓群與玻璃局部剛性擠壓。當(dāng)玻璃肋高＞8m 時(shí)，應(yīng)考慮平面外的穩(wěn)定驗(yàn)算，必要時(shí)采取防止側(cè)向失穩(wěn)的構(gòu)造措施。當(dāng)玻璃肋采用金屬連接件時(shí)，其接頭應(yīng)能承受截面彎矩和剪力設(shè)計(jì)值，同時(shí)應(yīng)對(duì)螺栓受剪和玻璃孔壁承壓進(jìn)行端面強(qiáng)度驗(yàn)算。

2 金屬幕墻設(shè)計(jì)控制要點(diǎn)

首先關(guān)于原材料的問(wèn)題必須在設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)考慮，因?yàn)樵牧系馁|(zhì)量將直接影響金屬幕墻設(shè)計(jì)的質(zhì)量，如果選擇的原材料不符合質(zhì)量要求，不但無(wú)法發(fā)揮金屬應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)，還可能會(huì)影響整個(gè)幕墻結(jié)構(gòu)乃至建筑項(xiàng)目的質(zhì)量，不利于建筑項(xiàng)目的健康發(fā)展。為此，必須把好質(zhì)量關(guān)，而選擇合適的材料是關(guān)鍵。應(yīng)該開(kāi)發(fā)和應(yīng)用新的技術(shù)選擇更加合理的材料，避免材料之間因?yàn)榘l(fā)生化學(xué)反應(yīng)而影響結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性?？梢酝ㄟ^(guò)幕墻工程管理體系的建設(shè)，明確組織結(jié)構(gòu)及其各部門(mén)的職責(zé)，加強(qiáng)對(duì)工程全過(guò)程的監(jiān)督檢查，建立明確詳細(xì)的質(zhì)量工作獎(jiǎng)懲條例等，提高全體員工的質(zhì)量安全意識(shí)，使其能主動(dòng)加入幕墻工程安全質(zhì)量管理中，從而提高幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平。此外，因?yàn)榻饘倌粔υO(shè)計(jì)還在不斷發(fā)展完善中，所以需要不斷地學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)、創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，積極引入新的技術(shù)、新的方法和思想，更為重要的是國(guó)家相關(guān)部門(mén)必須加快完善相關(guān)法律法規(guī)，制定技術(shù)檢測(cè)部門(mén)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，從而為幕墻結(jié)構(gòu)整體的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 結(jié)語(yǔ)

玻璃幕墻與金屬幕墻雖然運(yùn)用已較為廣泛，但安全性始終不容忽視。本文通過(guò)分析了建筑玻璃幕墻結(jié)構(gòu)安全性的控制點(diǎn)，為建設(shè)單位、主體設(shè)計(jì)單位及幕墻編制單位提供參考。通過(guò)加強(qiáng)技術(shù)措施，從而確保建設(shè)工程安全及公共安全。