談建筑幕墻結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化
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摘要：隨著社會的不斷發(fā)展，建筑業(yè)的發(fā)展勢頭越來越好。建筑幕墻作為建筑工程施工的關(guān)鍵部分，其結(jié)構(gòu)設計直接影響到施工質(zhì)量，在設計過程中需要引起更多的重視。分析了建筑幕墻的設計過程，介紹了幕墻的相關(guān)特點和不足，闡述了如何在設計過程中進行優(yōu)化，以期促進建筑幕墻設計的更好發(fā)展。
關(guān)鍵詞：建筑幕墻；結(jié)構(gòu)設計；優(yōu)化
1建筑幕墻的分類及特點
為了更好地設計幕墻結(jié)構(gòu)，優(yōu)化設計，需要對幕墻的組成和分類有一個清晰的認識。了解幕墻特征后，優(yōu)化墻體結(jié)構(gòu)設計對設計者更為有利。通過對幕墻的分類和特點的深入研究，可以更好地理解建筑幕墻的功能和作用。
1.1單元式幕墻
單元幕墻是當今建筑領(lǐng)域的一種常見應用形式，具有很大的發(fā)展?jié)摿?。發(fā)展單元式幕墻在整個加工廠進行拼裝，便于廠內(nèi)檢查。有利于保證幕墻的綜合質(zhì)量和工程質(zhì)量的多樣化，在應用過程中受到高度重視實用。單元幕墻在廠內(nèi)自始至終實現(xiàn)工業(yè)化，生產(chǎn)精度高，周期短。它能保證大批量生產(chǎn)，給煤礦領(lǐng)域帶來更高的經(jīng)濟效益。另外，單元間采用膠帶結(jié)構(gòu)拼裝，單元幕墻無需使用密封膠等材料。因此，不應考慮影響幕墻質(zhì)量的氣象因素。同時，高防水單元幕墻也具有防水、抗風的優(yōu)點，這與當今社會綠色發(fā)展理念的應用和應用非常吻合。
1.2構(gòu)件式幕墻
構(gòu)件式幕墻用于將成品構(gòu)件運至施工現(xiàn)場的車間，根據(jù)施工工藝將構(gòu)件逐個安裝在建筑結(jié)構(gòu)上。最后完成墻的安裝-窗簾。構(gòu)件式幕墻根據(jù)其視覺效果分為四種類型：全隱式幕墻、半隱式幕墻、明框幕墻和干隱式幕墻。半隱式幕墻分為兩種類型：水平幕墻和幕墻垂直。組裝方式，可分為兩種：壓塊式和D型聯(lián)軸器。建筑結(jié)構(gòu)，使用建筑幕墻，幕墻不僅起到了保護外殼的作用，而且在整個建筑中起到了裝飾作用，為整個建筑增加了藝術(shù)性，使建筑空間具有較好的視覺效果。
2建筑幕墻結(jié)構(gòu)設計原則
在幕墻設計中，不僅要充分考慮其功能性、美觀性和整體結(jié)構(gòu)，還要考慮整個工程的風格和理念。在幕墻設計中，最重要的一個因素就是要考慮建筑的受力作用，以此來保障建筑的安全性，在保障美觀和建筑風格的同時，也要考慮建筑的安全性能。
2.1外觀設計
外觀設計應在保證工程結(jié)構(gòu)安全和良好功能的基礎(chǔ)上，與周圍環(huán)境相互結(jié)合，同時提高外部美感。在對外觀進行設計的時候，要充分考慮建筑與周圍環(huán)境的相互作用，只有這樣，外觀設計才可以發(fā)揮出更大的作用。
2.2受力設計
幕墻作為建筑的外圍結(jié)構(gòu)，不用承受整個建筑的荷載，因此，在設計幕墻的時候，必須要考慮幕墻本身的重量和風荷載。于此同時，還應考慮幕墻的熱膨脹和冷縮、整個建筑的變形和位移、地質(zhì)變化以及地震對幕墻的影響。幕墻所處的柱、梁、連接件也應具有足夠的強度，幕墻與主體結(jié)構(gòu)的組合應具有位移能力。只有滿足這些條件，幕墻才能合理范圍內(nèi)變形、不破碎。安全性是幕墻變形合適或不破壞。安全是幕墻設計的前提。
3建筑幕墻結(jié)構(gòu)設計內(nèi)容
3.1方案的選定
根據(jù)建筑設計的藝術(shù)裝飾效果和功能要求，設計各種形式，確定幕墻的結(jié)構(gòu)形式和材料。幕墻的結(jié)構(gòu)形式通常為：單元幕墻、構(gòu)件式幕墻；嵌板-常用幕墻有：玻璃幕墻、石材幕墻、鈑金幕墻和新型光電幕墻；結(jié)構(gòu)形式的選擇一般根據(jù)室內(nèi)外外觀要求確定笑吧。減少自重和增加耐久性，鋁合金框架幕墻一般為但選擇。，跨度較大時，一般考慮鋼柱或鋼結(jié)鋁柱，以達到要求的強度；視野較大時，可采用點支承結(jié)構(gòu)，柱的受力模型由主體結(jié)構(gòu)的支承點計算確定。
3.2建筑結(jié)構(gòu)的受力分析
在分析建筑幕墻結(jié)構(gòu)應力時，應準確計算應力的大小和方向，綜合考慮風荷載、溫度、重力等引起的應力，并考慮雪荷載?？紤]到北部地區(qū)，這通常是根據(jù)其價值設計的限制控制鈑金幕墻的彈性狀態(tài)、風壓變形和平面變形，確保其安全使用安全。同時，對于不同的幕墻，應考慮不同的應力特性和強度，并根據(jù)選定的材料和面板進行應力分析和計算。
3.3材料的選擇
隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，幕墻材料也得到了很大的發(fā)展，目前常用的幕墻材料有石材、陶瓷板、微晶玻璃等。但也有金屬裝飾隔熱板、雙層中空玻璃和粘結(jié)玻璃等幕墻材料。每種類型的幕墻材料都有其獨特的功能和特征。根據(jù)建筑設計方案和預期結(jié)果，合理選擇板材和結(jié)構(gòu)材料，使幕墻材料的設計符合建筑設計的要求。
4建筑幕墻設計思路
4.1功能性與安全性折衷設計
在實際工程的施工和應用過程中，建筑物的幕墻不是用來承載荷載的，而是用來保護，以及用來保護建筑物的外圍，在一定程度上關(guān)系到建筑物的施工，于此同時，這也關(guān)系到建筑物的安全。它也扮演著美麗的角色時間。因此，在設計幕墻時，必須考慮美學和安全因素。不要為藝術(shù)增加太多的奇特裝飾，忽視幕墻本身的抗壓因素，使建筑處于危險之中。
4.2各種突發(fā)情況下的穩(wěn)定性設計
建筑幕墻是用來保護建筑物的，相當于最外層的保護層。當建筑物受到外力攻擊時，幕墻是第一個受到攻擊和損傷的。因此，在實際的幕墻設計中，有必要要考慮到建筑物的穩(wěn)定性因素，目的是防止突發(fā)情況影響幕墻，造成幕墻荷載過大，給建筑安全帶來隱患。在設計中，要計算清楚建筑荷載數(shù)據(jù)，科學設計，保證幕墻和建筑的穩(wěn)定性。
5建筑幕墻設計中存在的問題
5.1設計理念不受到重視
幕墻在建筑行業(yè)已經(jīng)發(fā)展了很長一段時間，但是，由與其設計理念并沒有得到有效的發(fā)展。在實際的應用中，非常多的企業(yè)都需要進行相應的設計，在設計的過程中，大多數(shù)設計者對幕墻設計的重視不夠，這就會導致會出現(xiàn)一些問題，從而影響了工程進度，在建筑幕墻的應用中，要重視其幕墻的設計理念，只有如此，才可以對幕墻更好的應用。
5.2建筑施工與幕墻施工之間缺乏溝通
在實際施工過程中，幕墻施工會與整體施工發(fā)生沖突，由于各方溝通不暢，最終幕墻質(zhì)量達不到設計要求。在幕墻的施工過程中，由于幕墻的施工設計相對來說比較晚，同時，這也就會導致幕墻施工與整體建筑施工發(fā)生沖突，進而對施工進度產(chǎn)生較大的影響，程度比較嚴重的話啊，就會對施工進度產(chǎn)生拖延，對施工的資金鏈有很大的考驗。
5.3設計人員專業(yè)能力不足
在幕墻結(jié)構(gòu)設計時，幕墻結(jié)構(gòu)設計者的專業(yè)水平和技術(shù)水平也是影響幕墻質(zhì)量的關(guān)鍵因素。所以，在設計過程中，設計師應該根據(jù)建筑物的實際情況，以此為基礎(chǔ)，來進行幕墻結(jié)構(gòu)的設計，根本不能根據(jù)工程實際情況考慮幕墻的設計要求，導致最終設計不符合預期，不能反映幕墻的美感。
6進行結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化措施
6.1安全性優(yōu)化
幕墻結(jié)構(gòu)設計的安全性也直接影響到整個建筑的結(jié)構(gòu)，因此除了荷載要求外，還必須考慮建筑結(jié)構(gòu)的安全性。關(guān)于安全設計，應合理優(yōu)化結(jié)構(gòu)，并考慮保護設計?；馂?。建筑物將是全玻璃屋頂，因此，其配件的設計需要根據(jù)耐火等級高于3級的材料，以確保建筑物的安全，火災除了消防通道要保證安全之外，還要考慮到建筑物的地理位置和周圍環(huán)境，根據(jù)實際情況來保證建筑物的結(jié)構(gòu)設計。幕墻設計還應優(yōu)化結(jié)構(gòu)，以避免冰雹等等一些惡劣的天氣。閃電和其他影響因素的干擾。幕墻結(jié)構(gòu)設計的重點是幕墻各種構(gòu)件的設計，保證構(gòu)件的材質(zhì)，以及結(jié)構(gòu)設計都要滿足相關(guān)的安全標準。在幕墻設計中，應特別注意垂直幕墻的剛度，以及幕墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。幕墻脫落事故多發(fā)生在垂直幕墻上。要保證結(jié)構(gòu)關(guān)鍵節(jié)點的連接穩(wěn)定性和可靠性，特別是受溫度影響大、易爆裂的玻璃幕墻。因此，在玻璃幕墻的接縫設計中，應注意玻璃邊緣與桿件之間的縫隙，防止玻璃因擠壓應力而損壞。如有可能，玻璃應采用夾層玻璃、超白鋼化玻璃或均質(zhì)鋼化玻璃及其制品。降低玻璃的自爆率，可以大大提高玻璃幕墻的安全性。對于玻璃采光屋面，在保證采光，還必須考慮其防雷、耐火和剛度，防止墜物的破壞，還應在防火方面進行設計，防止火災時爆裂和倒塌。
6.2載荷優(yōu)化
荷載優(yōu)化在幕墻設計中占有重要的地位。材料選擇和結(jié)構(gòu)形式需要仔細測量，以確保最大安全荷載。通常采用輕質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)進行安裝，優(yōu)化局部承載力。應安裝肋，安裝時應連接折邊。
6.3采光保溫等功能性優(yōu)化
幕墻不僅要保證建筑的整體美觀性，而且要保證安全性。在實際使用過程中，幕墻也要體現(xiàn)自身的性能，隔熱、采光是幕墻的主要性能，在進行設計時，可能會產(chǎn)生一定的沖突，因此兩種性能會相互影響，降低彼此的效率，針對這種情況，有必要對不同傳熱系數(shù)的玻璃進行設計和優(yōu)化，以保證玻璃的照明功能。當設計有特殊要求時，也可以采用雙層幕墻來提高幕墻的質(zhì)量。
6.4結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性優(yōu)化
在設計過程中，除了美學、安全性和其他因素外，還必須考慮其性價比。設計時，應盡可能使用最合適的材料，以確保性能并降低成本，為了避免大量在實際設計中，為了保證幕墻的安全可靠，有效地控制成本，結(jié)構(gòu)設計必須做到簡單易行，設計不合理，浪費資源。
結(jié)語
總之，隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，幕墻設計也在不斷的發(fā)展，幕墻的形式和材質(zhì)都發(fā)生了很大的變化，對于幕墻結(jié)構(gòu)設計來說，需要結(jié)合RE設計考慮功能性和安全性她。施工荷載、采光等因素科學測量，在保證經(jīng)濟性的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化。為了提高建筑業(yè)的施工質(zhì)量，促進建筑業(yè)的快速發(fā)展。
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作者：林新貴 單位：福建省建筑設計研究院有限公司
