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幕墻結構設計

時間:2022-11-27 23:17:33

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇幕墻結構設計,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

第1篇

關鍵詞:大跨度;石材幕墻結構設計

中圖分類號:TU318 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)09-0102-02

1 工程概況

銀川國際交流中心總建筑面積約為10.58萬平方米。包含公共接待綜合樓、1#、2#、3#、4#貴賓樓以及能源中心。其中公共接待綜合樓由有會議宴會樓、酒店客房樓和康體樓組成,三棟樓之間通過連廊相互聯系,具有會議、宴會、五星級酒店、健身娛樂等功能。

2 石材幕墻鋼桁架結構設計

2.1 幕Ω驟旒芙峁

該項目均為多層結構(二層、三層),最大層高為7.5米,根據主體建筑外效果要求,石材幕墻的標準分格為1200mmx450mm,采用普通單根立柱幕墻結構體系,最佳預選立柱的規格為180mmx100mmx5mm鋼矩管,此幕墻系統鋼材用量(含鋼橫梁和連接件等)超過27Kg/m2。

經過分析,幕墻系統立柱選型關鍵控制技術指標為慣性矩及抵抗矩等,將幕墻的立柱調整為由100mmx50mmx 4mm鋼矩管和50mmx50mmx5mm鋼方管形成的鋼桁架,經過計算,此幕墻系統的各項技術指標滿足結構需求及規范要求,幕墻的鋼材用量也降低至19.3Kg/m2,鋼材用量的減少,在降低成本的同時也利于現場工人施工安裝。

具體節點見圖1、圖2。

2.2 荷載設計

幕墻所承擔的荷載除了作用于幕墻上的風荷載,還有地震作用、幕墻自重等等。

對幕墻構件、連接件和預埋件承載力驗算時,必須考慮各種荷載和作用效應的分項系數,即采用其設計值;進行位移和撓度計算時采用其標準值。

3 結語

第2篇

關鍵詞:幕墻,結構設計。

中圖分類號: TU318 文獻標識碼: A 文章編號:

一、工程概況

某大型項目建筑面積約為24.8萬平方米。其中主樓地上兩層、局部四層結構,整個航站樓長度方向約700m,寬度方向約402m,為超長結構。

二、玻璃幕墻支承結構設計

(一)幕墻支承結構

該幕墻采用不銹鋼拉桿框架式玻璃幕墻系統,橫梁采用寬體式遮陽設計,突出玻璃面450mm。幕墻承受的風荷載通過大尺寸截面橫梁傳遞到后面空間桁架鋼結構上,空間桁架鋼結構再通過二連桿機構將水平風荷載傳給網架下弦結構,屋面系統只承受作用于幕墻的水平風荷載;幕墻的自重荷載通過隱藏在玻璃分格間膠縫內的不銹鋼拉桿承受,最終通過空間桁架鋼結構將自重荷載傳遞到樓層結構上。

幕墻龍骨采用6063-T6鋁合金型材和6063-T5鋁合金型材,鋁型材室內外外露部分表面均采用氟碳噴涂處理,三涂兩烤,膜層厚度不低于45um。支撐玻璃幕墻的空間桁架鋼結構采用國產優質Q345B鋼材,外表面采用氟碳噴涂處理。

隱藏膠縫內的不銹鋼拉桿材質為S630,幕墻不銹鋼拉桿高度大于16m時,采用直徑為Ф20mm的不銹鋼拉桿;當幕墻不銹鋼拉桿高度小于等于16m時,采用直徑為Ф16mm的不銹鋼拉桿;高低跨部分玻璃幕墻不銹鋼拉桿采用直徑為Ф14mm的不銹鋼拉桿。

根據主體建筑要求,幕墻標準分格為1800mm×3000mm,最大標高37.1m.頂部鋼橫梁采用280×400×15 mm鋼管,幕墻的玻璃、橫梁等的自重由拉桿承擔,拉桿將所受的力傳遞給鋼梁,鋼橫梁再將荷載通過桁架頂部的鋼梁傳給三角空腹桁架,水平方向荷載由頂部鋁合金橫梁傳遞給鋼梁,雙向受力,屬于雙彎構件。三角空腹桁架采用Q345鋼,分別采用3種截面:①、圓鋼管Φ245-16 mm,②、圓鋼管Φ168-10 mm,③、矩形鋼管80×140×12×12 mm。具體節點及三維圖詳見下圖。

圖1 標準單元橫剖節點圖

圖2標準單元縱剖節點圖

圖3 玻璃幕墻層間連接縱剖節點圖

圖4 玻璃幕墻與屋面系統連接縱剖節點圖

圖5 標準單元內視三維大樣圖

圖6 標準單元伸縮縫三維大樣圖

(二)荷載確定

在作用于幕墻上的各種荷載中,主要有風荷載、地震作用、幕墻結構自重和由環境溫度變化引起的作用效應等等。

在進行幕墻構件、連接件和預埋件承載力計算時,必須考慮各種荷載和作用效應的分項系數,即采用其設計值;進行位移和撓度計算時采用其標準值。

根據《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ102 計算,幕墻計算單元的荷載如下。

鋼橫梁承受組合荷載設計值

水平方向荷載設計值 q水平=q·h1·B1 =2.482×1800×7.5=33507 N

豎直方向荷載設計值q豎直=w·h2 ·B2=0.96×1800×3.0=5184 N

頂部鋼梁傳遞豎向荷載F= 109440×1.5=164160 N

鋼橫梁承受荷載標準值

水平方向風荷載標準值 qk水平=wK·h1·B1 =1.55×1800×7.5=20925 N

豎直方向自重荷載標準值qk豎直=qk·h2 ·B2 =0.8×1800×3.0=4320 N

頂部鋼梁傳遞豎向荷載Fk= 91200×1.5=136800 N

(三)支承鋼結構的強度、剛度設計

本受力體系采用SAP2000 結構計算軟件進行計算,標準幕墻計算單元如圖7。

圖7 幕墻計算單元

(四)鋼桁架應力結果,見圖8

圖8應力比結果

對于圓鋼管Φ245-16 mm 最大應力比為0.92<1.0。

對于圓鋼管Φ168-10 mm最大應力比為0.514<1.0。

對于矩形鋼管80×140×12×12 mm最大應力比為0.791<1.0。

結論:結構強度滿足要求。

(五)鋼桁架撓度結果

撓度最大值fmax=71.7 mm<28000/250=112 mm產

結論:結構撓度滿足要求。

三、結束語

目前, 國內已有許多大型公共建筑( 如會展中心,機場、體育館等) 采用大跨度幕墻支承體系,該幕墻系統采用了一種大跨度無立柱的幕墻體系,整體結構采用框支撐玻璃幕墻結構和拉桿玻璃幕墻結構相結合的方式。在玻璃面板的每一道橫向拼接縫之間都安裝有橫梁,橫梁一端與橫梁支撐結構連接,另一端通過芯套與相鄰橫梁插接,橫梁支撐結構上下分別與上頂結構和下底結構連接。上頂結構向下吊裝有吊桿系統,在玻璃的自重作用下,橫梁始終保持水平狀態或處于撓度范圍內。吊桿系統在與橫梁相交處均穿插于橫梁上的預開孔中,并在預開孔下部安裝有承重調節螺母,橫梁架于承重調節螺母上。玻璃面板并固定在上下橫梁的玻璃安裝槽口內。本套 幕墻系統實現了大跨度的水平通透空間,在采光及視覺效果上起到積極的作用。

項目作為“大型門戶樞紐機場和北方國際航空物流中心”,它的建成將成為機場最為重要的基礎設施建設工程,同時充實和完善京津冀都市圈整體功能,提升區域綜合服務功能中發揮重要促進作用。

隨著國內建筑市場的國際化,建筑設計與國際的接軌必然導致幕墻設計向國際慣例靠攏。隨著對建筑幕墻認識的深入,對幕墻設計的新要求會促進幕墻設計工作的新變化。中國必將成為全世界超高層建筑幕墻高端研發福地。

參考文獻:

[1]《建筑結構荷載規范》GB50009.

[2]《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ102.

[3]《公共建筑節能設計標準》GB50189.

[4] 李亞峰 淺談玻璃幕墻工程存在問題及質量控制的要點 安徽建筑 2004

[5] 于春玲 玻璃幕墻工程施工工藝及常見問題防治措施 科技資訊 2005

第3篇

關鍵詞:建筑幕墻 幕墻結構 概念設計 優化設計

前言:本文以個人多年工作經驗為依據,對幕墻結構概念設計、幕墻結構設計步驟以影響因素、優化設計模型的建立進行介紹。通過本文的介紹,讀者可了解怎樣在滿足相關規范要求的前提下,設計安全適用、技術先進、經濟合理的幕墻。

1.幕墻結構概念設計

1.1幕墻結構概念設計的意義

幕墻結構概念設計是指對難以做出精確性分析的因素,或在規范中難以規定的因素,不經計算,而是依據幕墻整體結構體系與分體系之間的力學關系、結構破壞機理、和工程經驗創造設計理念,縱觀全局來確定幕墻結構的總體布置以及細部構造的宏觀控制。概念設計的應用,可以使幕墻的結構體系在方案設計階段就被高效的構思,確保最終結構設計方案思路清楚、定位準確,后期設計階段的繁瑣運算也可被省略。幕墻結構概念設計,在安全、經濟、快捷的同時,還可作為判定計算機對內力數據分析是否準確的依據。

1.2幕墻結構概念設計的內容

1.2.1合理選擇結構方案

科學、合理、低成本的結構方案是設計得以成功實踐的必要條件。在選擇結構方案時,既要征詢設計院和相關部門的建議,又要考慮幕墻設計要求、結構特點,材料選擇,以及材料本身加工工藝限制等條件。

結構方案中一定要注意,不同的結構體系不宜出現在同一結構單元內;結構體系要確保受力均勻,傳力過程明確。

1.2.2選用恰當的計算簡圖

計算簡圖是結構計算的依據,因此選用錯誤的計算簡圖會造成很嚴重的結構安全事故,計算簡圖的正確選擇是確保結構安全的首要條件。計算簡圖不可能完全與實際結構相符,但是只要是在允許的工程誤差范圍內,都是可被接受的。

1.2.3正確分析計算結果

在電腦普及的今天,結構設計中涉及到的計算都會以電腦為平臺,以軟件為工具,但由于軟件的多樣化和性能參差不齊,導致計算結果的不確定性。因此,這就要求設計師必須全面掌握相關的技術條件及結構設計中的算法,并能對計算結果做到合理分析、謹慎校對。

1.2.4采取相應的構造措施

為了避免或減少薄弱點的出現,可采取如下途徑:a.針對薄弱關鍵環節特殊設計,著重注意連接點部分,嚴格按照結構設計中節點的鉸接剛接形式來設計節點;b.注意結構焊縫、耳板、銷軸、連接板等部位的強度計算,留足安全度;c.注意由溫度應力造成的材料本身形變,及其產生的附加應力;d.整體結構正常使用下的極限狀態驗算,防止大變形等造成新的薄弱點。

2.幕墻結構設計應考慮的因素及一般步驟

2.1首先須了解由建筑師提出的幕墻面板配置及其分格情況,設計意圖,確定主次結構。

2.2熟悉幕墻后面主體結構如樓層、梁柱、屋面結構等主體可提供的支承情況。

2.3了解主體結構可提供的對幕墻的邊界條件。

2.4建筑師、業主對幕墻結構的要求。

2.5根據結構型式的受力性、適用性、經濟性和與幕墻的匹配性,在框架幕墻結構、索幕墻結構、單元幕墻結構、索桿結構、鋼桁架結構等中選擇合適的組合結構。

2.6幕墻結構設計問題

2.6.1幕墻是像幕布一樣懸掛在建筑物外墻上,主要特點是不分擔主體結構所受荷載作用,是帶有裝飾性質的輕質墻體,幕墻結構要能一定的適應主體建筑變形的能力。

2.6.2結構型式要依據相關的規范,科學合理的確認,在規范允許的范圍內,盡可能的滿足業主的特殊要求。選擇結構形式要注意一些特殊的結構雖然形式美觀,卻存在一定的問題。

2.6.3在幕墻建設中,鋼結構連接點的可靠性不容忽視,其中包括耳板、銷軸、焊縫等的相關計算,保證這些因素不會誘發連接點的隱患,懸掛在主體結構上的有框幕墻及石材,其連接施工至關重要,包括預埋件、螺栓、角碼等,隱框幕墻及膠與玻璃板等要設計合理并在其底部安裝承重托條,并且相關的質量計算及抗風性要可靠、謹慎。

2.6.4綜合考慮φ值、構件長細比、物理界面穩定性等因素,鋼結構和鋁合金結構的穩定計算一定要細致、謹慎并且反復校對,確定鋼結構中整體負荷的傳遞路徑以及相關的如槽鋼部件等所承擔的負載,盡量使負荷傳遞簡潔且部件承重均勻合理。

3.1目標函數

目標函數的主要用途是衡量設計方案的好壞。優化幕墻截面尺寸、使幕墻的結構合理、通過低成本實現高效率等都是幕墻優化設計的目標。目標函數有兩種:單目標、多目標,單目標函數較之多目標,求解更為簡潔精確。

3.2幕墻的設計變量

幕墻的設計方案常由一系列的參數來反映,在這一系列參數中,既有像材料彈性模量、泊松比、線膨脹系數、強度設計值等本身為固定值的材料參數;也有像風荷載地面粗糙度、風荷載高度變化系數、風荷載體型系數等與建筑特稱息息相關的參數,這類參數根據實際情況也可當作固定值來處理;除上述兩類參數外。

還有一種是需要在設計中斟酌、摸索、調整的參數,被稱作設計變量。最優化的設計方案是要實現設計變量之間最科學合理的組合。優化設計中的截面尺寸設計,幾何與物理參數就是其設計變量。幕墻設計工作的核心任務就是合理的確定荷載和合理的材料使用,這其中的荷載包括重力荷載、風荷載、雪荷載、也包括地震作用、溫度作用等可使結構產生變形或使結構產生內力的作用。

設計優化問題的繁簡程度取決于設計變量的個數,如有N個變量,則優化問題就為N維。此消彼長中的那個平衡點,就是我們要優化的最終結果。

3.3約束函數

約束函數,是設計變量自身、設計變量之間所遵守的數學表達式。在優化過程中,為使目標函數達到最小值,設計變量不斷被變化,但設計變量是有取值范圍的,其變化不可超過范圍內的上下限。在幕墻設計中約束函數的表現形式很多,整體的來說分為兩類,一是材料的許用強度限制;二是結構的變形大小限制。前者是結構不被破壞的保證,而后者則是結構不因過分變形而失去使用能力的保證。

整體來說為保證幕墻結構安全而又不浪費材料,設計時應按如下考慮:

1、合理的選擇結構形式,進行概念設計;

2、綜合考慮各種因素,進行詳細計算;

3、設定優化目標,確定約束函數條件,進行優化;

4、驗算局部部位,確定結構。

第4篇

關鍵詞:單元幕墻;氣密性;水密性

中圖分類號:J527.3 文獻標識碼:A 文章編號:

正文:

單元式幕墻結構采用小氣室分割原理,以一個單元板塊的寬度或高度為氣室分割單位,有利于保持壓力均衡,從而提高水密,氣密性能。單元式幕墻氣密性能主要由定型密封材料即密封條和壓條通過先進的結構設計來保證。這種單元式幕墻密封結構是幕墻結構經過一定時期的發展積累,逐步走向成熟的產物,是一種先進的密封方式。

1. 我們知道,單元式幕墻的氣密性能主要由單元式幕墻的特殊密封結構來保證。通常單元式幕墻的密封系統由密封膠條、單元龍骨、三元乙丙橡膠發泡組成。我們以一個普通單元結構為例,從室外至室內根據密封功能的不同我們將單元幕墻的密封結構劃分為三道密封結構。

1.1 塵密線

為阻擋灰塵設計的一道密封線,一般由相鄰單元的膠條相互搭接實現,起到阻擋灰塵和披水的作用。

1.2 水密線

它是保證單元幕墻水密性能的重要防線,通過幕墻表面的少量漏水可以越過這條線,進入單元幕墻的等壓腔,通過合理的結構設計,進入等壓腔水將被有組織的排出,沒有繼續進入室內的能力,達到阻水的目的。有時為了提高幕墻的水密性能,也可能同時設置多道水密線。

1.3 氣密線

它是保證單元幕墻氣密性能的重要防線,由于水密線和氣密線之間的等壓腔和室外基本上是相通(有時在連通孔上放置防止灰塵的海棉)的,因此水密線不能完全阻止空氣的滲透,阻止空氣的滲透任務由最后一道防線---氣密線來完成。 本系統水密線靠近室外側為外腔,水密線與氣密線之間為內腔。由于內腔與外腔之間開有排水孔相連通,利用等壓原理實現結構防水,控制進入內腔的雨水量。氣密線通過三元乙丙密封膠條的嚴密交圈實現嚴格密封,將室內空間與幕墻內腔完全隔離。在水密線和氣密線位置,充滿了交圈布置的三元乙丙橡膠發泡,這種結構設計增強幕墻的水密氣密性能。

由此可見,對于室內外空氣來說,塵密線、水密線兩側均沒有完全隔離,所以這兩道密封線對幕墻氣密性能有只有一定的加強作用;氣密線是單元幕墻最后一道密封,它完全隔絕了幕墻室外與室內空間,對于單元式幕墻的氣密性保證起著決定性的作用。

2. 我們在以上描述中已經了解了單元幕墻的氣密性能原理,接下來闡述如何在結構設計中保證其氣密性能。單元式幕墻單元板塊是在工廠內制作、組裝完成的,再運至現場直接安裝到建筑主體結構上。無論是插接還是對接,單元板塊在上下左右的縫隙以及相鄰四個單元板塊"十字"接口處均需要密封處理。如何從系統設計中處理好這些縫隙和"十字"接口是解決單元式幕墻氣密性的關鍵。下面從兩個方面進行闡述: 型材斷面構造設計的合理性:在單元式幕墻的系統設計中,型材斷面的設計非常重要。它不僅決定單元式幕墻的安全性,工藝性。同時還決定了單元式幕墻的其他物理性能。在設計中不僅要考慮結構的設計安全性,還要考慮型材斷面對其他性能的貢獻。型材斷面雖然不是固定不變的,但是其斷面的設計是有規律的。它必須將其安全性、工藝性和結構氣密性同步考慮。

2.1 合理設計型材端面及型材插接位置,盡量將水密線與氣密線分離,保證等壓腔發揮作用。

2.2 斷面上盡可能避免在加工制作過程中盡量避免開工藝孔,無法避免時應采用耐候密封膠密封,保證氣密性能。

2.3 斷面設計時應考慮在豎向(或橫向)構件上設置傳遞荷載與作用的專用構造,盡可能避免氣密線膠條參與傳力,保證氣密線的完整。

2.4 插接式單元幕墻在斷面設計時應考慮板塊安裝后插接件之間有不小于15毫米的搭接長度。以便有能力適應層間變位和吸收現場安裝產生的誤差。

2.5 幕墻板塊的型材斷面種類應考慮盡可能的少,同時應考慮到盡可能減少零件的組合量,以便減少板塊組裝所形成的縫隙。

2.6 單元幕墻的氣密線應形成閉合。在結構上必須防止十字接口處存在漏氣的通道。采用的結構設計措施有:在接縫處采用膠條搭接方式實現密封、在接縫處采用異型膠條擠壓原理實現密封。

3. 膠條合理設計:在單元式幕墻的系統設計中,膠條的設計也是非常重要的一個環節。它決定了單元式幕墻的水密性、氣密性以及幕墻防水性能的耐久性。膠條的材質、延伸率、壓縮量以及斷面形式都很對于幕墻氣密性能來說都很關鍵。單元式幕墻用密封性膠條主要是三元乙丙、硅橡膠及氯丁橡膠,其中三元乙丙(EPDM)膠條應用最為廣泛。三元乙丙膠條具有卓越的耐臭氧老化性、耐氣候老化性、耐熱老化性、耐水性,還具有較好的耐化學藥品性,可以長期在陽光、潮濕、寒冷的自然環境中使用。三元乙丙橡膠有很多種牌號,不同的牌號各有不同的特點,因此可以說三元乙丙橡膠的化學成分及配方決定了膠條的使用環境和工作性能。

幕墻用三元乙丙膠條的基本成分為三元乙丙膠,碳黑,活性劑,增塑劑,硫化促進劑等三元乙丙膠條基本成分所占百分比的不同,會造成膠條各種物理性能的差異。含膠率過低,材料的力學性能特別是拉伸強度、回彈性、耐老化性等變差,使用壽命大為縮短。但含膠率過高,成本會提高,同時材料的性能也同樣變差。其中補強劑,硫化劑,增塑劑并不僅僅起到降低成本的作用,只要加入適量,比例得當,能夠改善材料的性能。幕墻常用三元乙丙膠條的紹氏硬度為65,其中膠條的含膠率應控制在40%左右。 根據不同的氣候特點,應選用不同的EPDM牌號。總結近些年的應用經驗,膠條的設計可遵循以下原則:

3.1 在北方地區,溫差大,冬天溫度很低,最好選用部分充油牌號,在配方設計中充分考慮材料的低溫脆性,這樣硬度對溫度的依賴性小,便于安裝和使用。

3.2 膠條在設計時必須確定合理的斷面形式,選擇合適的EPDM橡膠牌號,膠條的位置和作用不同,其斷面形式也應該不同。

3.3 在膠條設計時,必須合理確定壓縮比和硬度。

3.4 對有特殊環境要求的膠條,有必要與膠條供應商進行聯合設計,彌補設計人員知識面的不足,充分利用膠條材料的優良性能。

3.5 對接型單元幕墻的氣密線膠條豎橫應盡量相同,確保膠條在板塊四角周圈形成閉合。

4. 結束語

由于單元幕墻屬于工廠化產品,在質量上更容易得到控制,氣密性能比較穩定,其本身有著更先進的氣密設計理念,更環保、更健康,是未來幕墻氣密設計發展方向,在環保節能方面優勢明顯。

參考文獻:

第5篇

關鍵詞:玻璃幕墻;特點;設計要點;構造要求;設計原則

引言

玻璃幕墻是近代科學技術發展的產物,是現代主義高層建筑時代(1950―1980)的顯著特征。最早具有代表性的采用玻璃幕墻的建筑是20世紀50年代初建成的紐約利華大廈和聯合國大廈;在此后的幾十年間.玻璃、鋁合金和鋼材,被認為是現代高技術發展在建筑上的標記。印一70年代,國外高層建筑采用玻璃幕墻迅速增多,我國也于1985年建成第一幢采用玻璃幕墻的星級飯店――北京長城飯店。下面淺析其設計要點。

1 玻璃幕墻具有的特點

1.1 能產生較好的建筑藝術效果;

1.2 墻體自重較輕,通常為0. 3-0.5kN/m2,只是普通磚墻的1/10-1/12,是混凝土預制板墻面的1/7,從而降低了地震力,同時也降低了主體結構和基礎的造價;

1.3 材料單一,施工方便,工期較短;

1.4 維護方便,可以更換幕墻的構件;

1.5 能較好適應舊建筑立面更新的需要,常用于已建工程的改造。由于玻璃幕墻本身造價較高,抗風、抗震性能較弱,能耗較大,對周圍環境可能形成光污染,因而在設計過程中要經過充分的方案可行性論證研究,力求設計嚴謹,合理使用。

2 幕墻的建筑設計要點

玻璃幕墻已成為現代主義建筑的一個主要特征,也成為現代化大都市的標志和國家經濟技術水平的一個代表。其設計一般要把握如下要點:

2.1 光影效果。建筑藝術常常借助于光和影的表現手法,玻璃幕墻(特別是采用鍍膜玻璃的玻璃幕墻)能較完全地反射外界光線,所以幕墻建筑設計別要考慮所建造的幕墻的光影效果。立面上的玻璃幕墻可反射天空的色彩、周圍的自然景物以及其它建筑物的影子,借周圍的景色豐富自身,設計中應仔細研究。在布置幕墻時,不僅要考慮建筑物本身,而且要考慮周圍環境;此外還要避免形成光污染。

2.2 幕墻玻璃的色彩。玻璃的類型和色彩是影響建筑藝術效果的至關重要的因素。選擇時要由建筑物的使用性質和用途決定,同時注意和周圍環境的配合。

2.3 玻璃幕墻的造型功能。玻璃幕墻為虛墻面.有明亮、輕巧、透明的感覺,并容易適應任意幾何形狀的特點。鋁材、石材等墻面為實墻面,給人以沉穩、密實的感覺,通過兩者的不同組合,可以產生形狀特異,非常規的建筑造型。

2.4 玻璃幕墻的墻面劃分。玻璃幕墻的墻面劃分主要考慮建筑藝術的要求、玻璃原材的尺寸,與室內空間分隔的協調、結構的受力要求、施工工藝等因素。一般情況下,玻璃的邊長比為1.2∶1一1.5∶1,面積不超過3m2。在布置上.等距離、等尺寸劃分顯示了嚴謹、莊重、嚴肅;自由劃分則顯示韻律,活潑和動感,在設計時要考慮這些手法所透露出的設計信息。

3 幕墻的構造設計要求

幕墻的構造設計,直接關系到幕墻的使用功能,設計時應對以下問題予以注意:

3.1 幕墻構件的面板與邊框所形成的空腔應采用等壓設計,使空腔內氣壓與室外氣壓相同,防止室外空氣壓力將雨水壓入腔內,以提高幕墻抗雨水滲透的功能。

3.2 應在可能產生滲水的部位或可能產生結露的部位預留泄水孔道.集水后由管道排出。

3.3 板材與邊框連結處必須用硅酮密封膠進行處理,密封材料應能在長期壓力下保持良好的彈性。

3.4 伸縮縫、溫度縫、沉降縫處必須進行較好的處理,使其既能保持立面美觀,又能滿足縫兩側結構變形的要求。目前有兩種設計方法:一是采用活動蓋板,避免連接部位損壞;二是允許縫上的玻璃板局部損壞,只要及時修補既可。后者表面不露痕跡,較為美觀。

3.5 隱框玻璃幕墻構件之問的拼縫寬度不宜過大.過大影響美觀;也不宜過小,過小則容易因溫度變化而擠壓玻璃。一般為15-20mm,設有擦窗機軌道時不宜小于40mm,明框幕墻構件中玻璃與鋁邊框之間的空隙要滿足溫度變形的要求,通常不小于8-10mm。

3.6 由于幕墻位移和溫度變化,幕墻各部位會因磨擦產生噪音,影響建筑物的使用質量,所以應在磨擦部位設置墊片以減少磨擦噪音。

3.7 各種五金件、連接件設計要防止不同金屬相接觸產生電化學腐蝕。

3.8建筑設計時必須考慮察窗機的軌道布置、連接件和相應的荷載值,并及時向結構專業提出。

3.9 幕墻墻面活動部分面積不宜大于墻面面積15%,宜采用上懸窗,開啟角度不宜大于30度,開啟后的寬度不宜大于300mm。

4 幕墻的結構設計原則

玻璃幕墻是建筑物的護構件,主要承受自重、直接作用于其上的風荷載、地震作用以及溫度作用,其支承條件須有一定的變形能力,以適應主體結構的位移。當主體結構在外力作用時,不應使幕墻產生過大的內力。對于豎直的玻璃幕墻,風荷載是主要的作用,其數值可達2至3KN/M2,玻璃產生很大的彎曲應力,因此對幕墻構件本身而言,抗風是主要的考慮因素。但是,地震力的作用對連接節點會產生較大的影響,使連接節點發生震害,進而使建筑物幕墻脫落、倒坍,所以在抗震構造上還必須予以注意。結構設計的一般原則如下:

4.1 幕墻的主要構件應懸掛或支承在主體結構上,幕墻應按圍護結構設計,不承受主體結構的荷載和地震作用。

4.2 幕墻及其連接件應有足夠的承載力,剛度和相對于主體結構的位移能力,避免在荷載、地震和溫度的作用下產生過大的變形及破壞。

4.3 非抗震設計的幕墻,在風力作用下,其玻璃不應破碎,且連接件應有足夠的位移能力使幕墻不破損,不脫落。

第6篇

關鍵詞:玻璃幕墻;設計

Abstract: the building curtain wall as the construction of a building or decorative structure, in the national economy construction of our country has obtained the widespread application, building energy-saving, green environmental protection, ecological health, sustainable architecture design has become the architectural design and the development direction henceforth, to building curtain wall design is put forward more and more high request, also welcomed rare development opportunity and grim challenge. This article unifies the project example, analyses the formation and characteristics of glass curtain wall, presents the design principles, for the relevant departments and the industry to discuss.

Key words: glass curtain wall design;

中圖分類號:J527.3 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)

1前言

玻璃幕墻將建筑物護的防風、遮雨、采光、隔熱保溫等使用功能與建筑外墻裝飾相結合,形成融建筑技術、建筑藝術為一體的建筑護結構,已在我國高層和超高層建筑中廣泛應用。但幕墻結構的設計不像傳統結構專業那樣,有很多成熟的資料可參考學習,所以難免會出現這樣或那樣的疏漏。因此,控制其設計質量就成為廣大幕墻建設和設計單位共同關注的問題。

2 玻璃幕墻概述

(1)玻璃幕墻是指由支承結構體系與玻璃組成的、可相對主體結構有一定位移能力、不分擔主體結構所受作用的建筑護結構或裝飾結構。

玻璃幕墻主要部分由飾面玻璃和固定玻璃的骨架組成。有將玻璃與骨架連接,玻璃能成幕墻。骨架支撐玻璃并固定玻璃,然后通過連接件與主體結構相連,將玻璃的自重及墻體所受的荷載及其他荷載傳遞給主體結構,使之與主體結構融為一體。

(2)玻璃幕墻的結構形式較多,常用結構如下圖所示:

圖 1 玻璃幕墻的結構形式

(3)玻璃幕墻的優點有:可吸收紅外線;減少進入室內的太陽輻射;降低室內溫度;輕巧美觀;不易污染;節約能源;在光線的反射下,室內不受強光照射,視覺柔和等。

另外,在現代化高層建筑的玻璃幕墻中,還采用了由鏡面玻璃與普通玻璃組合,隔層充入干燥空氣的中空玻璃。中空玻璃是一種良好的隔熱、隔音、防結霜、防潮、抗風壓強度大、美觀適用、并可降低建筑物自重的新型建筑材料,它是用兩片(或三片)玻璃,使用高強度高氣密性復合粘結劑,將玻璃片與內含干燥劑的鋁合金框架粘結,制作成的高效能隔音隔熱玻璃。據實驗檢測,在冬天,當室外溫度為一10℃時,室內單層玻璃窗前的溫度為一2℃,而中空玻璃窗前的溫度是13℃;而在夏天,雙層中空玻璃可以擋住90%的太陽輻射熱;雖然陽光依然可以透過玻璃幕墻,但曬在身上不會感到炎熱。因此,使用中空玻璃幕墻的房間可以做到冬暖夏涼,極大地改善了生活環境。

3 幕墻的結構設計

3.1 幕墻結構設計首先應遵循以下幾個原則:

(1)幕墻的主要構件應懸掛或支承在主體結構上,幕墻應按圍護結構設計,不承受主體結構的荷載和地震作用。

(2)幕墻及其連接件應有足夠的承載力,剛度和相對于主體結構的位移能力,避免在荷載、地震和溫度的作用下產生過大的變形及破壞。

(3)非抗震設計的幕墻,在風力作用下,其玻璃不應破碎,且連接件應有足夠的位移能力使幕墻不破損,不脫落。

(4)抗震設計的幕墻,在常遇地震作用下玻璃不應破損,在設防烈度地震作用下經修理后幕墻仍可使用,在罕遇地震作用下幕墻骨架不應脫落。

(5)幕墻構件設計時,應考慮在重力荷載、風荷載、地震作用、溫度作用和主體結構位移影響下的完全性。

3.2 結構設計驗算

結構設計時,應按照幕墻傳力路徑順序,對每個部件進行受力分析:

玻璃面板-->橫梁-->立柱

首先當使用隱框玻璃幕墻時還應包含玻璃結構膠的驗算;當使用全玻璃幕墻時還應包含玻璃肋的驗算。

其次橫梁的驗算還應包含橫梁的固定連接件,即橫梁與立柱之間的連接件

再次立柱的驗算應包含連接到主體結構的連接件的驗算。

最后,當玻璃幕墻外形較復雜時,還應對連接起來的各部件進行一次整體的建模驗算。

4 玻璃幕墻的建筑設計

4.1 選用合適的玻璃幕墻型式

采用玻璃幕墻的建筑,外觀的效果非常重要。玻璃幕墻的選型是建筑設計的重要內容,設計者不僅要考慮立面的新穎、美觀,而且要考慮建筑的使用功能、造價、環境、能耗、施工條件等諸多因素。如果僅從圍護功能來說,不同類型的幕墻形式都是一樣的,但要表達建筑師所追求的建筑手法、建筑風格來講,不同形式的玻璃幕墻在外觀上的效果相差非常大,往往不只是線條上的差別,更重要的是質感、體量感的差別。對于外立面的幕墻效果來說基本上有三種。一種是追求堅向線條,主要體現建筑挺拔向上的,第二種是追求橫向線條,主要體現建筑寬廣、水平延伸的建筑思路,第三種是追求空間輪廓線條,主要體現建筑異形、多維空間變換思路。

4.2 選用合適的玻璃幕墻材料

幕墻材料選擇是幕墻工程中極為重要的一環。它不僅決定整個工程的總造價,而且關系到整個工程的檔次、使用壽命、外觀效果。合理地使用材料至關重要,好的材料堆砌在一起并不一定能產生好的效果,只有巧妙地、合理地發揮各種材料的特性,才能產生極佳地效益。

4.2.1面板的選用

玻璃面板通常分為單層玻璃、中空玻璃、夾膠玻璃,要求更高一點的為中空夾膠玻璃或雙中空玻璃。玻璃顏色又劃分成很多種類,每個顏色對太陽光線的反射與吸收均有所不同,應根據建筑物的用途與外觀要求進行選擇。

4.2.2骨架材料的選用

骨架通常選用鋁合金型材,樓層跨度較高的通常選用鋼結構骨架,有時候為了提高整個幕墻的通透效果,則采用玻璃肋作為骨架。鋁合金與鋼材均有多種材性選擇,合理選擇材性,對節約造價方面起到不少的作用。

4.3幕墻的換氣和通風

過去在幕墻建筑設計中,強調以人工換氣、通風為主,不主張開啟或盡量少設開啟扇,以降低能牦,防止開啟扇破損,也使立面較為美觀,因此CJ102-96規定開啟扇面積不大于幕墻面積的15%。2003年SARS之后,許多幕墻界人士進行了反思,形成了加強幕墻通風、換氣的共識,甚至許多業主要求將部分固定玻璃更改為開啟扇。所以在JCJ102—2003新修訂版本中,取消了開啟扇面積不大于15%的規定。采用雙層通風幕墻時,室內可以從熱通道取得新風,外幕墻有進風口進風,可不必設開啟扇,從而在保證自然通風的同時,使幕墻保持美觀和安全。

4.4防火防煙設計

4.4.1 防火玻璃在幕墻中的應用

幕墻采用的防火玻璃應為單片防火玻璃及其制品。防火玻璃可以在下列情況時采用:防火墻兩側的玻璃面板;樓層間水平隔煙層;樓層結構高度小于800mm,未設實體窗下墻時,樓板上的面板;樓層中的透明防火隔斷。支承防火玻璃的金屬骨架應采用鋼結構,不宜采用鋁型材。

4.4.2 雙層通風幕墻的防火問題

雙層通風幕墻通過熱通道中的氣流調節熱通道的溫度,減少室內溫度與外界的溫差,達到節能的要求。但目前國內消防規范要求層間設置封閉隔煙層。為避免本層排風口排出的空氣又被上層進風口吸入。形成氣流短路,可以在滿足防火隔煙要求的前提下,采用下列通風方式之一:加大排風口與上層進風口的豎向距離;采用本跨進風后,在鄰跨排風的S形通風路線方式。當外幕墻采用透明玻璃、要求高度通透明,層間隔煙層可采用單片銫鉀防火玻璃。高度很大的內天井、內庭,為防止火災和煙霧在層間擴散蔓延,在天井周邊可采用單層銫鉀防火玻璃圍成井筒,并采用型鋼骨架。

5實例分析

5.1 工程概況

某工程為某大廈,總建筑面積為365220m2,建筑高度為48.2m,為9層框架結構,整體建筑為圓弧型。南、北主立面采用鋁方管裝飾線條。基于U型玻璃在透光、隔熱、保溫、隔音方面性能良好。其機械強度較高,施工簡便,有著獨特的建筑與裝飾效果,并能節約大量金屬材料。本工程東、西立面及一層部分墻體采用U型玻璃幕墻結構,幕墻顏色為淡綠色,墻體為銀灰氟碳漆,色彩新穎柔和,整體造型典雅流暢。

5.2玻璃幕墻節點設計

該工程的U型玻璃幕墻采用雙排安裝方式,翼在接縫處成對排列,U型玻璃垂直安裝。外層U型玻璃承擔一半風荷載和全部風量。U玻型號為SQ4型,其底面寬為260mm,翼高為60mm,厚度為7mm,重量為24.61kg/m2。最大設計長度為7m。當U型玻璃高度超過4.5m時應核算墻身的穩定性,采取相應的措施,滿足下框料隨著結構的變形絕對值≤15mm,否則考慮中間增加固定措施。由于本工程幕墻總高度大于48m,因此在每分層處增加一道鋼梁以支撐U玻幕墻荷載。U型玻璃單片長度根據現場放樣,定制長度為4.2m,U型幕墻上安裝固定窗與開啟窗,固定窗與開啟窗采用Low—E雙層中空玻璃,在U型幕墻中安裝窗,其橫框和豎框都不能有接槎,應一通到底,開啟窗要帶兩層密封條,具體節點見圖2、圖3、圖4。

圖2U型玻璃與開啟窗立面

圖3U型幕墻固定窗節點

圖4U型玻璃兩側收口節點

各獨立U玻構件應支撐在具有均勻彈性的襯墊上;玻璃與鄰近的金屬、混凝土結構之間不能有硬性接觸。U玻上端與鄰近的上部結構之間的空氣縫隙約為25mm,該縫隙主要應付溫度變形、蠕變變形及收縮。U玻的底端與框的接觸部位應能適應由于溫度的變化而引起的玻璃長度的伸縮。為避免長期受雨水沖刷對邊框,尤其是下框的影響。框的下部應裝成能把雨水向外排出的形式。玻璃與框的接縫處不能透水、不能透氣,在玻璃與型材的接縫處裝上用作脹縫的材料或型件,將接縫蓋嚴。

6 結束語

隨著材料的不斷創新和技術的不斷發展,玻璃幕墻在結構和外觀上都將更加靈活和具有創意,是現代主義建筑的主要特征,也是現代化都市的標志,更是城市經濟、技術發展水平的代表。因此,設計時我們不僅要考慮建筑本身的特點,同時涉及了幕墻的設計、材料的選用、制作安裝的全過程,創造出更多協調、美觀,并富有中國建筑特點的現代化建筑。

參考文獻:

[1]甘尚瓊.玻璃幕墻設計技術關鍵要點[J].中外建筑,2011(2).

[2]黎婉齊.玻璃幕墻設計之外觀設計[J].建材與裝飾:上旬,2011(10).

第7篇

關鍵詞:建筑 幕墻設計 要點

幕墻在一百多年前就在建筑中應用,由于材料、工藝因素限制了幕墻的發展。現階段,隨著我國國民經濟、科技水平的不斷發展,各種新技術與新材料日益更新,建筑幕墻設計、制造成功應用,建筑多選擇幕墻結構作為護結構,建筑幕墻主要由石材、玻璃與金屬構成,依靠金屬構件,懸掛于主體結構,其功能除作為護結構外,還作為建筑外觀裝飾。雖然建筑幕墻應用獲得較好效果,但由于施工制造與設計方案沒有把空號,導致各類工程質量問題。因此,筆者根據自身多年的建筑設計經驗,對建筑幕墻設計控制要點進行分析。

一、建筑幕墻設計安全與要求

幕墻作為建筑外觀、效能、功能的直接載體,幕墻實施前提就是幕墻設計,幕墻設計發展和幕墻技術創新是相互聯系、相輔相成的,在新時代背景下,正確認識幕墻設計,對建筑發展具有極為深遠的意義。針對建筑幕墻設計而言,即使給監理、制作人員看設計圖紙,若無任何解釋,也無法看懂,所以,幕墻設計圖紙應該設計詳盡與完整,規范化表達方式。有些施工單位自行設計幕墻工程,圖紙沒有經過原結構設計單位審核,從立面效果與總體方案,只是通過粗審,沒有做好技術審核把關。所以,設計圖紙不規范,設計深度嚴重不足,圖紙不夠齊全的問題。若沒有施工圖紙、施工要求,缺乏節點大樣圖,沒有預埋件錨節點計算,龍骨框架處于水平與豎向荷載作用下,沒有進行應力變形計算。防火、排水、避雷等措施設置不合理,沒有設計避雷接地系統,截面尺寸、引出線材料與防雷系統沒有可靠連接,在大樣圖與設計圖上沒有清晰標注,而是利用主體結構與幕墻直接連接,作為避雷連接體。設計圖紙中,無標出預埋件位置,不注重三維調節處理。同時,某些幕墻設計比主體工程進度較為滯后,結構沒有設置預埋件,未采取合理連接措施連接主體結構與幕墻,對可靠連接造成影響。工程樓面外緣沒有設置實體窗下墻,未根據要求設置防撞欄桿,為幕墻留下了安全隱患、質量問題。

二、幕墻設計應控制的要點

首先,幕墻整體設計要點。幕墻作為護結構,直接作用于地震作用,承受風荷載與自重,因本身不承受主體結構荷載、地震作用,目前設計時應滿足以下要求:其一,幕墻必須具有一定穩定性與剛度,具有一定的承載能力。其二,幕墻構件與橫梁、立柱之間的連接,可傳遞風荷載與地震作用。其三,連接部位的混凝土,其強度等級應高于C25,保證幕墻與主體結構能夠可靠連接。其四,幕墻和錨固之間的連接,必須可靠、安全,尤其需確定承載力,實施實物實驗。其五,幕墻和砌體之間的連接,可設置鋼結構梁柱于主體結構,由于輕質填充墻的承載力、變形能力較差,幕墻支撐結構通常不考慮輕質填充墻。其六,幕墻設計時,采取防滲漏、防雨水措施,特別是某些幕墻工程設計采用玻璃采光頂、百頁窗,注重與周邊的壓頂、聯結施工,若發現材料性能無法達到要求,及密封不良等問題,要給予及時整改,如有必要,應分層實施抗滲漏、抗雨水試驗,防止出現滲漏問題。

其次,幕墻結構設計要點。其一,幕墻結構的吸收位移必須具有足夠適應能力,才可避免主體結構水平,防止位移損壞幕墻構件,在幕墻構件與橫梁之間留置活動余地。其二,幕墻自身平面必須具有變形能力,在立柱每層應設置有活動接頭。其三,控制好上下柱接頭的空隙,應大于16mm,以滿足立柱溫差變形、施工誤差、主主體結構豎向荷載的軸向變形。其四,立柱應該設計成偏心、軸心受拉構件,上端懸掛交接節點,下端選擇上下變形節點,降低立柱設計的受壓工作狀態,防止不安全因素,避免出現水平荷載。

第三,幕墻防雷系統設計要點。為避免雷擊幕墻,出現人身損害,財產與文物損失,必須滿足經濟合理與技術先進的原則。所以,必須重視建筑幕墻防雷,防雷系統設計屬于當今建筑設計的重要問題,應充分利用接地裝置、引下線與接閃器,幕墻的橫向與豎向龍骨,必須接通防雷網,以構成一個整體的防雷整體。當建筑幕墻獲取巨大雷電能量,利用幕墻防雷系統,可迅速向地下傳輸,確保建筑幕墻防止受到雷電破壞。幕墻設計時,對于幕墻頂部的蓋板部分,通常將其設計為接閃器,由于該部分位于頂部,蓋板通常選擇3mm鋁單板,確保接閃器接收雷電流之后,通過幕墻防雷引下線、避雷均壓環,將雷電流安全引至防雷網,同時與接地裝置連接,實現避雷。

第四,幕墻需注意設計要點。其一,幕墻作為可更換結構,使用年限應大于25年,其預埋件不易更換,應按照50年使用年限設計。對于大型支承與大跨度支撐結構,使用年限應考慮主體結構進行設計。其二,正確執行標準規范。規范標準屬于成熟經驗總結,而不是展望新技術,但不應約束新技術應用。其三,針對幕墻設計而言,玻璃的選擇是否安全,直接影響了幕墻結構的安全性,玻璃的種類不同,其性能也存在差異,應按照各部位要求,選擇相應的安全玻璃。其四,幕墻設計必須滿足建筑節能要求,對于寒冷與嚴寒地區,應考慮冬季保溫設計,對于夏熱冬暖地區,應考慮隔熱設計。在幕墻設計時,應考慮中空玻璃比單層玻璃的節能效果明顯要強,選擇熱幕墻結構實現幕墻建筑節能。

三、結束語

總而言之,幕墻質量控制必須選擇水平較強與資質較高的設計公司承接,嚴格設計審核,同時,設計人員必須注重幕墻構造設計規范、計算,保證幕墻工程的使用功能、結構安全。另外,幕墻制造的跨行業性較強,在設計、選材、制造等各個環節,需嚴格控制幕墻生產安全,把握好建筑幕墻設計的各個要點,確保幕墻安全、質量。

參考文獻:

[1]室內環境質量檢測與評價標準法規匯編(裝飾裝修材料有害物質標準與檢測卷)[M].中國標準出版社,2009,3.

[2]閆祥,王芝光,薛蓮等.高層建筑結構設計的問題及對策探討[J].城市建設理論研究(電子版) ,2013,(31).

第8篇

關鍵詞 玻璃幕墻;裝飾;施工技術

中圖分類號TU7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2014)122-0159-02

玻璃幕墻因裝飾效果好、設計空間大優勢,在現代高層建筑中使用頻率極高。建筑功能多樣、功能需求不斷變化,使玻璃幕墻在結構設計、施工技術研發上擁有很大的自由發揮空間。

1 玻璃幕墻裝飾施工

1.1理論概述

玻璃幕墻是指由支承結構體系與玻璃組成的、可相對主體結構有一定位移能力、不分擔主體結構所受作用的建筑護結構或裝飾結構。

1.2功能作用

由鏡面玻璃、普通玻璃組合而成的玻璃幕墻,它們之間的隔層中必須充入惰性氣體,形成真空多層玻璃幕墻。常見的玻璃幕墻有二到三個夾層,利用密封框架組合而成。這種特殊的結構設計,使玻璃幕墻不但具有隔音、隔熱等性能優點,還能防結霜、防潮、抗風壓。

2 玻璃幕墻裝飾施工技術

2.1施工前準備

施工前,建筑企業、承包單位、施工團隊要簽訂合同,圍繞施工進度、裝飾意圖、進料方案等內容,辦理相關交接手續。監理部門會對玻璃幕墻的施工圖紙進行會審,并設定規范、全面、標準的原控制線設計圖,預先敷設用電線路,以保證參與到玻璃幕墻施工的設備能夠正常使用。

2.2施工部署

2.2.1現場定位

玻璃幕墻在建筑工程中的設計尺寸、大小、結構模型都必須現場定位,并由施工團隊、監理部門進行質量、安全性測評,測試結果合格之后,才能開始施工。

2.2.2位置標注

玻璃幕墻施工位置確定之后,施工人員應以定位線為標準,測試幕墻結構在每個建筑層上的轉換形態,圍繞施工難點、重點問題展開討論,選擇恰當施工技術。位置標注內容有:水平線、結構布局、基準層等。

2.2.3原材料控制

在現代建筑施工中,施工團隊通常會選擇鋁型材為150系列的幕墻原料,6+12A+6中空lOW-E玻璃,性能好、粘合效果好的玻璃膠和結構膠。

2.3施工方法及技術措施

2.3.1與主體結構連接

玻璃幕墻是通過8#熱鍍鋅槽鋼與建筑主體連接的,用化學膨脹螺栓將幕墻立柱、結構邊框固定在建筑上。為避免因主體結構變形,引發玻璃幕墻脫落,施工者習慣用活動接頭,將幕墻的上、下立柱固定在建筑的通芯柱上,并測算活動接頭的最大承受彎矩,設計玻璃幕墻的截面慣性矩。如果玻璃幕墻上、下立柱與通芯柱之間的空間距離過小,少于20毫米,則需重新固定幕墻結構,調節螺栓角碼,或設置預埋件、或在螺栓處墊上絕緣墊,總之,一定要防止玻璃幕墻結構與主體連接過緊。

2.3.2鋁型材的加工制作

認真查閱鋁型材設備、機具的操作方法,通過計量認證,測算鋁型材在加工過程中的精度變化,并根據檢測結構,設定加工制作精度要求和規范。在下料之前,施工隊員必須核對玻璃幕墻的施工圖紙,對框架結構安裝內容、結構位置、標注定位等內容有個大體的把握。如計算尺寸與實際測量值不符,則施工人員應以實際測量值為準,對成型鋁型材進行二次加工,校準尺寸。在裝配鋁型材原料時,還應特別注意各鋁型材連接結構的緊密性,并對其進行嚴格的鍍鋅處理、密封處理,以防止鋁型材受力不均,擠壓局部玻璃幕墻。

2.3.3玻璃的加工

首先,對玻璃型號、質量、尺寸進行校準測算,并用玻璃膠、結構膠粘合部分缺陷。分析玻璃原料的結構性能,檢測其剛度、抗壓力、抗風阻力等性能參數,并將參數同步報給工程監理、設計、質量檢驗等部門。

其次,對玻璃材料進行邊緣加工切口,具體內容包括:角部切口,邊長

最后,對玻璃幕墻基礎元件進行細加工處理,如彌補裂縫、邊緣傷口,剔除破損、質量不過關的玻璃原料。如果切割設備的工作效果不理想,施工人員還應針對使用在不同部位的玻璃原料進行打磨處理,如倒棱、細磨、精磨等。

2.3.4玻璃與幕墻框架的連接

幕墻框架是支撐玻璃元件的主要結構,所以它們之間的施工,不僅體現在結構膠連接,還需精密測算結構間的受力情況。首先,對幕墻框架結構進行應力測試,測試結構滿足施工條件之后,再處理玻璃元件,如性能完好,需清理框架上的雜質、污染物,保證玻璃與框架之間粘合完全;其次,向玻璃與框架中間注膠,注膠時應特別注意,要使用清潔工具,以避免框架二次污染,注膠時間應控制在(15~30)min之間,以防止結構膠受污染失效;最后,利用加固裝置提高玻璃與框架結構穩定性,在未確定完工之前,不要撕掉玻璃與框架上的膠條,待全部玻璃元件組合完成之后,再用隔離紙清除玻璃上的膠條。

2.3.5玻璃板材安裝

安裝前,施工人員應對玻璃板材的橫向、縱向結構進行水平測定,查看板材是否存在變形、質地不均勻等現象。如檢測合格,則應去除板材四周污染物,根據玻璃元件與幕墻框架結構的組合效果,設定板材安裝計劃,安裝玻璃板材。首先,對玻璃幕墻進行防滲漏測定,用水噴灑幕墻,查看玻璃層中是否出現水霧,如出現水霧則說明玻璃與玻璃之間的密閉性不好,需采用耐候膠進一步粘合;其次,對玻璃板材進行包飾處理,使用分隔線條,包裝玻璃元件、板材與幕墻框架結構的接縫處;最后,對后續加工中存在的縫隙,進行泡沫處理。

3 結論

通過上文對玻璃幕墻裝飾施工技術進行系統分析可知,無論是施工前準備,還是施工應用,施工團隊都必須按照既定標準、操作流程、設定方案來落實每項工作。如在此過程中出現棘手問題,施工者應及時報告給監理部門和監管人員,做到及時處理、有效協調。

參考文獻

[1]曹永利.隔墻隔斷與玻璃幕墻裝飾施工技術的探討[J].今日南國(中旬刊),2010,11(10):133-135.

[2]鄺自強.試論點支式玻璃幕墻系統施工技術及質量控制[J].科學之友,2011,25(2):69-70.

[3]黃朝富.淺談隔墻隔斷與玻璃幕墻裝飾施工技術[J].法制與經濟(中旬刊),2011,23(7):143-146.

[4]王曉波,周海濤.玻璃幕墻裝飾施工技術探析[J].技術與市場,2012,22(7):26-27.

第9篇

關鍵詞:超高層結構;鋼管混凝土柱;鋼筋混凝土核心筒;伸臂桁架;桁架轉換;拉索式門式剛架;性能目標

隨著我國經濟的不斷增長,城市化進程進一步加快,城市規模擴大使得高層和超高層建筑越來越多,人們對建筑的抗震性能要求也更加地嚴格。但是一些超高層建筑由于結構不合理導致了抗震性能不符合要求,影響了建筑的安全性。如何對建筑的結構進行計算分析來保證其抗震性能符合要求成為了人們關心的問題。下面就結合實例對此進行討論分析。

1 工程概況

1.1 項目概況

本工程總建筑面積約為21.5萬m2,建筑高度為217.20m。本項目塔樓標準層平面布置呈半橢圓形,頂部從屋面東側懸挑出直升機救援平臺,塔樓東側有180m高的外凸玻璃中庭,從救援平臺順勢傾斜而下,和底部裙樓玻璃天窗相接。本工程建成后將成為當地地標之一。

2 塔樓結構設計特點及抗震性能目標

2.1 設計特點

該塔樓結構主要設計特點有:高度超B級高度30%;平面布置不規則;東側靠外凸幕墻部分樓板開口且各層不規則;二層受入口大堂通高布置影響,有效樓板寬度小于50%;局部鋼桁架托柱轉換等。同時,為增加外框架剛度,在塔樓東側兩個疏散樓梯邊部通高設中心鋼支撐。

2.2 抗震性能目標

結構構件抗震性能目標見表1。

表1 結構構件抗震性能目標

3 幕墻結構

幕墻結構以塔樓結構作為其支撐體系,根據塔樓結構特點,將幕墻結構分為頂部區塊02和頂部區塊03、底部區塊01兩部分。

頂部中庭部位幕墻包含頂部區塊02和頂部區塊03,采用鋼板梁(鋼板厚40mm)和豎向懸吊方鋼管(120×200×12×12)體系,各區塊幕墻的重力荷載由懸掛在主體結構避難層(42層和27層)的轉換桁架上的方鋼管承擔,水平風荷載和地震荷載由鉸接于塔樓中庭兩側鋼管混凝土柱的水平鋼板梁傳遞給主體結構。

底部區塊01中庭結構采用了拉索式門式剛架和箱形次梁體系,幕墻的重力荷載由懸掛在12層的受拉桿件、拉索式門式剛架和箱形次梁共同承擔,水平風荷載和地震荷載由拉索式門式剛架、連接于塔樓墻體的水平次梁共同承擔。拉索式門式剛架南側由主入口的空間桁架提供豎向和水平支撐,北側連接在四層的裙樓結構上。

4 結構計算分析

4.1 塔樓結構

(1)結構整體計算指標

分別采用SATWE,ETABS軟件對塔樓結構進行計算,分析時提取幕墻荷載,然后作用于塔樓以近似考慮幕墻結構對塔樓的影響。分析時考慮雙向地震作用的扭轉耦聯效應,并考慮偶然偏心影響。結構阻尼比取0.04,水平地震影響系數最大值αmax取0.162(安評報告最大地面運動峰值加速度為0.072g×2.25=0.162g),特征周期Tg=0.35s,抗震等級為特一級(鋼框架梁為一級)。小震作用下結構主要計算結果見表2。

表2 小震作用下結構主要計算結果

由表2可以看出,兩種軟件計算結果相近,結構扭轉為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比小于0.85;小震作用下最大層間位移角小于高規限值1/637;剪力墻軸壓比控制在0.4以內;X向剪重比基本滿足規范要求,Y向剪重比不滿足規范剪重比要求的樓層數小于總樓層數的15%;框架部分分配的樓層地震剪力標準值最大值大于結構基底剪力標準值的10%,因此按高規第9.1.11條第3款對框架部分進行剪力調整;樓層位移比在裙樓以上各層均小于1.2,僅在裙樓個別樓層大于1.2,但小于1.4;結構26層(27層避難層下層)為薄弱層,對其地震作用下的剪力標準值乘以1.25的放大系數;結構剛重比大于1.4和2.7,滿足穩定性要求,計算時可不考慮重力二階效應。結構頂點風振加速度小于0.25m/s2,滿足舒適度要求。

(2) 中震不屈服、中震彈性承載力驗算

剪力墻、鋼框架梁按中震不屈服設計。水平地震影響系數最大值αmax取0.45,荷載分項系數和構件承載力抗震調整系數改為1,材料強度采用標準值,將與抗震等級相關的調整系數均改為1。采用SATWE,ETABS軟件對結構進行分析設計。計算結果表明剪力墻的剪壓比不大于0.20,鋼框架梁應力比不大于0.95。

鋼管混凝土框架柱、伸臂桁架、轉換桁架按中震彈性設計。水平地震影響系數最大值αmax取0.45,與抗震等級相關的調整系數均改為1。計算結果表明伸臂桁架各構件應力比不大于1.0,鋼管混凝土柱應力比不大于0.9。

4.2 幕墻結構

(1)整體分析

為確保幕墻結構計算的可靠性,對幕墻結構進行了獨立分析設計,計算采用SAP2000(V14),其中玻璃幕墻自重取1.5kN/m2,活荷載取0.5kN/m2,風荷載、地震作用按照《玻璃幕墻工程技術規范》(JGJ102―2003)相關規定取值,并參考風洞試驗報告相關結果。此時,頂部區塊02、頂部區塊03的水平鋼板梁與塔樓相接處近似按不動鉸支座考慮,但42,27,12層的轉換桁架按實際情況考慮。幕墻底部區塊01與北側裙樓的連接,豎向按不動鉸支座考慮,水平向用線彈簧模擬實際樓層剛度;與南側裙樓連接時,裙樓豎向、水平向按等效剛度折算的深梁模擬。

(2) 水平鋼板梁屈曲分析

對頂部區塊02、頂部區塊03的水平鋼板梁進行單榀屈曲分析,鋼板梁用殼單元模擬,鋼板梁兩端用鉸支座模擬,豎向吊桿用彈簧單元模擬,彈簧剛度按豎向鋼管受拉軸向剛度計算。為確保收斂性,在豎向吊桿與鋼板梁交接處設置剛域以減小應力集中。側向風荷載、地震作用按樓層高度折算為線荷載,作用于鋼板梁側面,鋼板梁計算模型及屈曲分析可以看出,風荷載、地震作用下屈曲因子均大于29,滿足結構穩定要求。

6 結語

綜上所述,由于中庭幕墻結構依附在塔樓結構上,所以在進行塔樓設計時只需要考慮幕墻結構的附加荷載。我們在設計幕墻結構時,不僅要達到幕墻自身承載力的要求,也要考慮到其與塔樓交接部位位移協調產生的次應力影響。這種設計方法有著減小幕墻結構構件尺寸同時令建筑效果更好的優點。

參考文獻

第10篇

關鍵詞:全玻幕墻系統;工況;穩定性

Analysis of full glass curtain wall system load and stability

Wang Qingsong Zhu Yongliu

Abstract: This paper mainly discusses the full glass curtain wall system and roof system load condition, on the main beam of the stability analysis.

key words: full glass curtain wall system;operation;stability

一、主鋼梁設計荷載說明

某工程采用全玻璃幕墻,而主鋼梁設計計算中應考慮垂直面的全玻幕墻系統通過玻璃肋傳遞過來的組合工況作用,全玻幕墻系統的荷載工況包括恒荷載、正負風荷載、地震荷載;除此之外主鋼梁仍應考慮采光頂系統的支承鋼結構傳遞過來組合工況作用,采光頂系統支承鋼結構的荷載工況包括恒荷載、負風壓、活荷載、雪荷載及溫度作用。以及對主鋼梁的穩定性進行了分析。對于全玻幕墻系統地震作用的考慮則按照《建筑抗震設計規范》(附條文說明)GB50011-2010的非結構構件規定,采用等效側力法計算。

二、 全玻幕墻系統荷載工況

1、全玻幕墻系統恒荷載

12+1.9PVB+12夾膠鋼化超白玻璃自重面荷載標準值:

GAK1=(12+12)×10-3×25.6=0.614 KN/m2

19+2.28SGP+19+2.28SGP+19+2.28SGP+19+2.28SGP+19夾膠半鋼化超白玻璃自重面荷載標準值:

GAK2=(19×5)×10-3×25.6=2.432 KN/m2

考慮各種輔件等后的全玻幕墻系統的重力面荷載標準值:

GGK=2.0 KN/m2

全玻幕墻系統的重力面荷載設計值:

GG=rG•GGK=1.2×2.0=2.40 KN/m2

2、全玻幕墻系統地震荷載

qEK:垂直于幕墻平面的水平地震作用標準值

βE:動力放大系數,可取5.0

αmax:水平地震影響系數最大值,取0.04

qEK=αmax•βE•GGK =0.04×5.0×2.0=0.40 KN/m2

qE:作用在幕墻上的水平地震荷載設計值

qE=rE•qEK=1.3×0.40=0.52 KN/m2

3、全玻幕墻系統風荷載

計算標高取為28.460 m,地面粗糙度為B類。

βgz:陣風系數,1.6429

μZ:風壓高度變化系數,1.3975

W0:基本風壓 W0=0.45 KN/m2(按50年一遇)

A:幕墻玻璃肋的從屬面積,A=2.1×26.53=55.713 m2>10 m2

μS1(A):圍護構件的從屬面積A大于10 m2的局部風壓體型系數,

μS11= -1.64(負號表示負風壓),μS12= +1.0(正號表示正風壓)

WK負:作用在玻璃幕墻上的負風壓標準值 (KN/m2)

WK正:作用在玻璃幕墻上的正風壓標準值 (KN/m2)

|WK|=βgzμS1μZW0=1.6429×1.64×1.3975×0.45=1.694 KN/m2>1.0 KN/m2

|WK|=βgzμS1μZW0=1.6429×1.0×1.3975×0.45=1.033 KN/m2>1.0 KN/m2

根據有關規定,玻璃幕墻的風荷載不應小于1.0 KN/m2,因此作用在玻璃幕墻上的正負風荷載標準值分別取為:

WK負=-1.694 KN/m2;WK正=+1.033 KN/m2

三、采光頂系統荷載工況

1、采光頂系統恒荷載

10+1.52PVB+10夾膠鋼化超白玻璃自重面荷載標準值:

GAK1=(10+10)×10-3×25.6=0.512 KN/m2

19+1.52PVB+19+1.52PVB+19夾膠半鋼化超白玻璃自重面荷載標準值:

GAK2=(19×3)×10-3×25.6=1.46 KN/m2

考慮采光頂支承鋼龍骨、玻璃肋及各種輔件等后的采光頂系統的重力面荷載標準值:

GGK=0.95 KN/m2

全玻幕墻系統的重力面荷載設計值:

GG=rG•GGK=1.2×0.95=1.14 KN/m2

2、采光頂系統風荷載

計算標高取為28.460 m,地面粗糙度為B類。

βgz:陣風系數,1.6429

μZ:風壓高度變化系數,1.3975

W0:基本風壓 W0=0.45 KN/m2(按50年一遇)

μS(A):風荷載體型系數,

μS= -0.6(負號表示負風壓)

WK:作用在采光頂上的風荷載標準值 (KN/m2)

|WK|=βgzμSμZW0=1.6429×0.6×1.3975×0.45=0.62 KN/m2<1.5 KN/m2

根據有關規定,采光頂的風荷載不應小于1.5 KN/m2,因此作用在采光頂系統上的風荷載標準值取為:

WK負=-1.5 KN/m2

作用在采光頂系統上的風荷載設計值取為:

W負=-2.1 KN/m2

3、采光頂系統雪荷載

S0:基本雪壓, S0=0.45 KN/m2

μr:積雪分布系數,μr=1.0

SK:雪荷載標準值

SK =μr×S0=1.0×0.45=0.45 KN/m2

S:雪荷載設計值

S =1.4×SK =1.4×0.45=0.63 KN/m2

4、采光頂系統活荷載

不上人屋面取活荷載標準值QK=0.5 KN/m2

Q:活荷載設計值(KN/m2)

rq:活荷載作用效應的分項系數,取1.4

Q=rq×QK=1.4×0.5=0.7 KN/m2

四、主鋼梁荷載及作用

1、主鋼梁所受全玻幕墻恒荷載標準值

NGK=2.0×2.1×26=109.20 KN

主鋼梁所受全玻幕墻恒荷載設計值

NG=2.4×2.1×26=131.04 KN

2、由于全玻幕墻恒荷載與主鋼梁存在偏心距產生的扭矩標準值

MGK=109.20×2.38=259.90 KN•m

主鋼梁所受扭矩設計值

MG=131.04×2.38=311.88 KN•m

3、主鋼梁所考慮的溫度荷載為T=500C。

五、主鋼梁的整體穩定性分析

1、溫度荷載降溫500C時,主鋼梁的整體穩定性分析

溫度荷載降溫500C時,主鋼梁存在軸向拉力。

主鋼梁的截面尺寸如下圖所示:

則有:

h/b0=1600/690=2.32<6

且l1/b0=29518/690=42.78< 。

根據有關規定,箱形截面的截面尺寸h/b0≤6且l1/ b0≤ 時,則可不計算整體穩定性。因此主鋼梁的整體穩定性可以滿足規范的要求,不需計算其穩定性。

2、溫度荷載升溫500C時,主鋼梁的整體穩定性分析

溫度荷載升溫500C時,主鋼梁存在軸向壓力。

壓彎構件的整體穩定性驗算公式:

、 ――截面塑性發展系數,考慮抗震設計均取 = =1.0

主鋼梁計算長度:

Lox=Loy=29518×0.5=14759 mm

則長細比,λx= ,λy=

依據《鋼結構設計規范》GB50017-2003表5.1.2-1,焊接箱形截面寬厚比≤20對x軸和y軸均屬于C類截面。而 、 ,通過查《鋼結構設計規范》GB50017-2003附錄C表C-2可知,主鋼梁的穩定性系數 =0.7448。

=

=299 N/mm2<300 N/mm2

因此,主鋼梁的整體穩定性滿足規范的要求。

六、主鋼梁的局部穩定性分析

主鋼梁的截面尺寸如下圖所示:

則有,寬厚比:b0/t=680/35=19.43< ,滿足規范要求!

高厚比:h0/t=1530/35=43.71> ,不滿足規范要求。因此,主鋼梁應設置縱向加勁肋加強。

七、總結

全幕墻玻璃在現代建筑中使用的越來越廣泛了,它使得原來粗苯的結構活躍了起來。在空中散發著精美、華麗的光芒,給人留下的深刻的印象,也極大的滿足了建筑師對建筑立面通透性的追求。

參考文獻

1、《建筑抗震設計規范》(附條文說明)GB50011-2010

2、《建筑結構荷載規范》GB 50009-2001(2006版)

3、《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ102-2003

4、《鋼結構設計規范》GB50017-2003

6、《建筑幕墻》GB/T21086-2007

第11篇

【關鍵詞】土木工程專業 就業前景

土木工程分為道路與橋梁工程、建筑工程兩大類。土木工程專業的就業前景與國家政策和地方經濟發展密切相關,那么在一些沿海城市、經濟發達的一線城市(比如上海,北京,深圳等)或者國家(比如美國、德國等發達國家)職位薪酬會相對其他更高一些,當然他們的技術要求更高。

土木工程專業各行業就業前景:

一、施工方向

大多數土木專業畢業生選擇的一個方向。大的施工單位和小的施工單位工資待遇相差非常大。對于規模大的施工單位涉獵范圍更大一些,到處去做工程,不利于人脈資源的積累,而且人多,發展空間雖然更大,但是競爭激烈更加辛苦一些。(參考年薪:應屆畢業生3.5~5萬,工作三年后5~10萬)對于小規模的施工單位涉獵范圍雖然小一點,開始可能待遇不及大單位,但是在附近的范圍施工,可以建立自己的人脈資源,對于日后想自己創業單干的比較有利,鍛煉自己與人交往的能力,而且小企業競爭壓力小,比起大單位更加輕松一些。(參考年薪:應屆畢業生2~3萬,工作三年后3~6萬)。

二、設計院

設計院相對其他方向門檻比較高,因為他的工作穩定,待遇也不錯,同時每個星期有固定的雙休是施工單位沒法比的。如果你大學學習成績不錯,cad畫的還行,精通pkpm。也就可以去設計院試一試,當然學歷越高越容易。但是土木專業的轉建筑設計也是很難的,因為在設計創新方面土木的還是比不過建筑設計的,畢竟人家是專業的。(甲級院參考年薪:應屆畢業生2~3萬,工作三年后6~20萬;乙級院參考年薪:2.5~3萬,工作三年后4~8萬)。

三、工程預算

對于土木工程專業的學生,涉及預算的知識還是太淺,因為預算是大四的專業課,那時候大家都快畢業了忙著找就業單位沒心思學了。預算分為工地上的預算單位、第三方預算單位還有甲方的預算單位。(參考年薪:應屆畢業生2~3萬,工作三年后4~8萬;考上造價工程師后年薪基本上是10萬以上)。

四、工程監理

工程監理是近些年來開始新興的一個職業,隨著我國對建筑、道路橋梁施工質量得重視,就促成了工程監理這個職業的發展,國家工程監理制度的日益完善。監理行業是一個新興行業,因此也是一個與執業資格制度結合得相當緊密的行業,其職業得晉升與個人資質取得緊密相關。一般來說,監理員需要取得省監理員上崗證,項目直接負責人需要取得省監理工程師或監理員上崗證,有工作經驗豐富、有較強得工作能力,從事現場監理、測量、資料管理工作。(參考年薪:現場監理員2~2.5萬,項目直接負責人2.5~4萬,專業監理工程師3~5萬,總監理工程師4~8萬)。

五、公務員、教學及科研

公務員制度改革為普通大學畢業生打開了進入機關工作的大門,道路橋梁、建筑行業得飛速發展帶來的巨大人才需要使得土木工程專業師資力量得需求隨之增長。因為這個行業工作比較穩定,工作又比起其他較為輕松,所以其競爭一般非常激烈,需要求職者具有較高的專業水平、綜合素質、普通話水平。想要從事此類行業,一方面在校期間要學好專業課,使自己具有較高的專業水平,;另一方面特別要注意理論知識得學習和個人得綜合素質培養,使自己具有較高得普通話、外語、計算機水平和較好得應變能力。(參考年薪:高級教師2.5~4.5萬,中等專業學校教師1.8~3萬,普通公務員2~3萬)。

六、幕墻、鋼結構設計

對于幕墻,土木工程專業得課程幾乎沒有提到,我們幾乎都不知道幕墻是什么。建筑外立面干掛的石材,玻璃,鋁塑板都屬于幕墻的一部分。幕墻行業一般是一個幕墻公司,設計、原材料制作以及施工都是一體化的。幕墻的骨架是鋁型和鋼材。也是需要進行結構計算和設計的,通常幕墻企業也做一些鋼結構廠房,和一些采光頂,輕鋼雨棚。鋼結構公司也搞一些幕墻設計,他們也招土木專業的,但是大多都不愿意去,以為專業不對口。其實這是錯誤的想法。幕墻行業學土木的最適合去做,但是由于學土木基本不了解幕墻行業,都往施工工地跑,同時機械行業得畢業生過剩,導致幕墻行業和鋼結構行業做設計基本上都是學機械的在搞。所以土木專業的,也可以考慮做幕墻設計和鋼結構設計,幕墻和鋼結構設計工作和建筑設計院得工作是差不多的。(參考年薪:應屆畢業生2~3萬,工作三年后5~12萬)

七、其他

(1)房產、大企業的基建處,就是大企業有東西要建設,需要懂的人,去規劃和設計院去協調。雖然一開始工資很高,但是學不到太多東西。

(2)通訊工程設施,交通設施的施工以及設計單位。就是造通信塔,還有路燈鋼桿等,一般是事業單位。

第12篇

關鍵詞:玻璃幕墻;節點;防火設計;防雷設計

中圖分類號:TU2文獻標識碼: A

1 概述

隨著城市化進程的不斷加快,人們生活的物質水平不斷提高,從而更加注重精神上的享受,建筑作為人們使用較為頻繁的一種商品,其美觀性逐漸被重視起來建筑玻璃幕墻的使用能夠使簡單的建筑結構變得更加豐富多彩,從而在建筑設計中得到越來越廣泛的使用但是玻璃幕墻也有其局限性,比如,玻璃作為一種易碎材料使用在建筑結構中很容易發生安全事故,不同的建筑對結構的要求也不同,因此,需要使用不同材質或者不同規格的玻璃幕墻,一定要根據建筑物的實際情況和要求進行設計,避免安全事故的發生

2 玻璃幕墻的主要類型及設計

幕墻結構設計在幕墻設計中是一個重要的環節。玻璃幕墻屬于建筑物外維護結構或裝飾結構,應參照圍護結構設計的標準來進行設計。其結構構成主要有支承結構體系與玻璃兩大部分。相對主體結構而言,其可以有一定的位移,但不分擔主體結構所受重力。設計時,應考慮幕墻自身重力荷載、直接承受迎面而來的風荷載以及地震時地震荷載。

玻璃幕墻結構主要分以下三類:

2.1 框支承玻璃幕墻(按結構構造形成又分明框、隱框、半隱框玻璃幕墻三類)框支承玻璃幕墻,即玻璃面板周邊由金屬框架支承的玻璃幕墻,其力學計算模型為:面板按四邊支承板,橫梁按雙向受彎構件,立柱按鉸接多跨梁且宜按偏心受拉構件設計,并按有關結構設計手冊或專門的計算軟件計算。

2.2 全玻幕墻:

全玻幕墻,由玻璃肋和玻璃面板構成,面板為對邊簡支和多點簡支形式,玻璃肋類似簡支梁。

2.3 點支承玻璃幕墻:

點支承玻璃幕墻,由玻璃面板、點支承裝置和支承結構構成。

3 幕墻設計中易疏忽的設計環節

3.1 連接件的設計:

3.1.1 連接件往往未進行設計計算。

幕墻的傳力路徑為:面板的自重和所承受的風荷載、地震作用等通過連接件傳給橫梁立柱通過錨接點以點傳遞方式傳至建筑物主框架。所以,連接件與主體結構的錨固承載力設計值應大于連接件本身的承載力設計值。

幕墻本身變形能力較小,在水平地震或風荷載作用下,主體結構梁容易產生側移。由于幕墻構件不能承受過大的位移,只能通過彈性連接件來避免主體結構過大側移的影響。幕墻構件與立柱、橫梁的連接要盡可靠地傳遞風荷、地震作用、自重作用及主體結構水平位移產生的影響,所以連接件須具有一定的適應位移的能力。

幕墻的破壞,往往最先體現在連接點上,連接點出現問題,則造成整個結構體系出現安全隱患,故連接件的作用不可忽視,必須通過精密計算來確定。

3.1.2 設計圖中未交代或不重視連接件的構造設計和措施。

風荷載作用下,幕墻與主體結構之間的連接件發生拔出、折斷等嚴重破壞的情況比較少見,只要保證其足夠的活動能力,使幕墻結構避免受主體結構過大位移的影響,一般不會出現這樣的問題。但在地震作用下,幕墻和連接件會受到強烈的動力作用,相對而言更容易發生破壞。防止或減輕震害的主要途徑是加強構造措施、精心設計、從嚴掌握。

幕墻結構與主體砼結構應通過預埋件來進行連接,預埋件應在主體結構砼施工時埋入,且位置應準確。但在實際中,很多建筑幕墻因各種原因在主體結構施工完畢后再進行設計和施工,因此造成幕墻結構與主體結構連接的預埋件無法事先預埋。

當無條件采用預埋件時,應采用其他可靠的連接措施,并通過試驗確定其承載力。通常可采用后加化學植筋螺栓連接,而在后置埋件上的焊接施工,影響普通化學錨栓的錨固性能,在使用中根據幕墻工程實際的情況,需優先考慮采用定型化學錨栓或后擴底錨栓;所采用的螺栓直徑、長度和數量應通過承載力計算確定,且應進行承載力現場試驗,必要時應進行極限拉、拔試驗。施工操作時,應避開主體結構的受力鋼筋及防止截斷其受力筋。

3.2 玻璃幕墻膠的使用

3.2.1、中空玻璃間隔膠的使用要求

玻璃幕墻采用中空玻璃時,玻璃有兩道密封,在第二道密封中,隱框、半隱框玻璃需采用硅酮結構密封膠,明框幕墻玻璃可采用聚硫膠或硅酮密封膠,其結構性能相對較弱;但在工程施工中,設計師通常沒有關注到這個區別,如在隱框玻璃中采用了聚硫膠,那么將會出現很大的安全隱患,其中明框玻璃幕墻的開啟扇位置的玻璃尤其容易出現使用錯誤的情況;

3.2.2 玻璃與型材連接部位結構膠

在重力荷載設計值作用下,玻璃幕墻的重力傳給結構膠,結構膠縫均勻承重長期剪力,其承受荷載和作用產生的應力大小關系到幕墻構件的安全。由此可見,結構膠的重要性,所以對結構膠必須進行承載力驗算,保證最小的粘接寬度和厚度。在工程案例中,常見結構膠未進行設計計算,設計圖中未標注膠寬度和厚度的情況。

3.3設計計算中,風荷載分項系數取值有些不準確。

主要疏忽:未區分負壓區墻角,凹凸部位,取值 1.2 偏小,應取 1.4。在高層建筑幕墻設計中,應進行高度方向分區設計,針對性采用合適的結構受力模型;

對高度> 200m 或體型、風荷載環境復雜時,宜進行風洞試驗。

3.4 玻璃幕墻的防火設計不到位。

幕墻四周與主體結構之間的縫隙、與每層樓板、隔墻處的縫隙僅用普通裝飾材料進行封閉,沒有采用防火保溫材料進行填塞,未能滿足消防要求,如樓層發生火災時不能有效對火勢進行隔斷。

一般的做法是,采用防火封堵法,通過在縫隙間填塞不燃或難燃材料或由此形成的系統,以達到防止火焰和高溫煙氣在建筑內部擴散的目的。但在審圖過程中,筆者還是發現了設計中有些封堵不到位,標準做法是:縫隙封堵填塞材料應采用巖棉或礦棉,襯托巖棉用鍍鋅鋼板厚度不得小于 1.5mm,巖棉或礦棉厚度不

得小于 100mm(詳見圖 1)。

同時,為避免兩個防火分區因玻璃破碎而相通,造成火勢迅速蔓延,同一玻璃板塊不宜跨越兩個防火分區。

3.5 玻璃幕墻的防雷設計易疏漏

高層建筑在被玻璃幕墻圍護后,原建筑物的防雷裝置由于玻璃幕墻的屏蔽效應,不能直接起到接閃和防雷作用,閃電對建筑物的雷擊往往變成對玻璃幕墻的雷擊。故防雷設計也是保證幕墻安全使用的一個重要環節,不可疏漏。

有些幕墻設計中未作防雷設計,或雖有些做了防雷設計,其設計和技術措施也不到位,防雷未與主體建筑的防雷接地系統可靠連接,形成一個導電通暢的整體系統。

筆者就曾遇到過一個因玻璃幕墻防雷設計的疏漏而遭遇雷擊的實例,所以玻璃幕墻設計中的防雷設計必須引起設計師的重視。

通常建筑物的防雷裝置有三部分:接閃器、引下線和接地裝器。幕墻防雷節點標準做法詳見圖 2 、圖 3、圖 4。

目前防止側擊雷的常見做法是在 30m 以上的高層建筑玻璃幕墻部位,每三層設置一圈均壓環( 圖3、 圖4 )。將幕墻豎向龍骨、橫向龍骨和建筑物防雷網接通連成一個防雷整體,把幕墻獲得的巨大雷電能量,通過建筑物的接地系統,迅速地輸送到地下。

4 結語

總而言之,建筑物的結構是建筑物首先呈現給人們的部分,關系到建筑物的總體形象在高層建筑玻璃幕墻設計中一定要注重結合建筑物的實際情況,建筑結構的形式,科學合理地設置幕墻的比例,保證幕墻的安全性和可靠性,同時發揮其美化建筑物結構的功能,體現建筑物的不同風格和特點。

參考文獻

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