1、建筑幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施摘要:建筑幕墻是在現(xiàn)代建筑中普遍使用的一類由支撐與面板組成的外部構(gòu)造。 作為裝飾外觀的新型方案，憑借既美觀又多樣性的優(yōu)點(diǎn)受到了許多設(shè)計(jì)者的青睞 與賞識(shí)。舉某國(guó)際會(huì)展中心為例，探討特大跨度結(jié)構(gòu)從計(jì)算及選型、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)等 方面出發(fā)，為建筑監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工管理者提供借鑒。關(guān)鍵詞:建筑幕墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化1.建筑幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅要綜合全面考慮它的美觀性、功能性和整體結(jié)構(gòu)，還必須 兼顧它要表述的理念與風(fēng)格。1.1外觀設(shè)計(jì)必須保持與周圍的條件融合一起，在確保項(xiàng)目結(jié)構(gòu)安全和功能全面的前提下， 加強(qiáng)外在的美觀感。1.2受力設(shè)計(jì)幕墻作為建筑物外圍的結(jié)構(gòu)，不承受整個(gè)建筑的重量

2、，故策劃時(shí)需要思考風(fēng) 的作用力與本身的重量。而且還要思考到幕墻的熱脹冷縮、建筑的整體移位與形 變、地理?xiàng)l件的變動(dòng)及地震帶來(lái)的影響。安裝必須使用足夠強(qiáng)硬的柱子、梁及所 用的連接物，它與主體結(jié)構(gòu)的銜接不能固定，只有在全部滿足上述條件的前提下， 才能確保不破裂、不發(fā)生變形、使用更長(zhǎng)久。幕墻設(shè)計(jì)的前提條件是保證安全無(wú) 損害。2建筑幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容2.1方案的選定選定面板與結(jié)構(gòu)材料必須依據(jù)整個(gè)建筑的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)外部造型及效果。策劃 的樣式包括明框、半隱、全隱、干法隱框等；普遍使用的面板包括玻璃、石材、 金屬及剛發(fā)明的光電幕墻板，選取樣式必須嚴(yán)格依照房間外部或房間內(nèi)部的外在 需求。因?yàn)殇X合金具備減輕自身重量

3、與增加耐用性的優(yōu)點(diǎn)，故被選用的較多。一 些有偏大橫跨程度的工程中顧及到硬度方面的需求而選擇了鋼立柱；普通項(xiàng)目大 多選擇鋁合金立柱；在高度較高、視野較開(kāi)闊的項(xiàng)目中，可以選擇支點(diǎn)結(jié)構(gòu)。 2.2建筑結(jié)構(gòu)的受力解析幕墻的受力因素包括自身的重力、溫度高低產(chǎn)生的力、風(fēng)的荷載，必須兼顧 到雪產(chǎn)生的壓力在下雪的地域。要避免事故保障安全性設(shè)計(jì)必須測(cè)出其最大最小 值。可以通過(guò)改變平面的變形、幕墻材料的彈性與風(fēng)的壓力變形來(lái)調(diào)節(jié)其結(jié)構(gòu)的 受力，這樣能防止損害更好的保障其安全性。2.3材料的選擇普通材料包含石材、玻璃類、金屬類、陶瓷類等，結(jié)合人的審美觀的需要， 從而選取最適當(dāng)?shù)摹１确秸f(shuō)泉州市的中駿財(cái)富廣場(chǎng)SHOPPIN

4、GMALL，為滿足設(shè)計(jì) 的要求外墻選擇了鋁單板、玻璃、鋁塑板、石材等多種材料。3實(shí)例分析3.1工程概述云南一會(huì)展中心總建筑面積約為150000皿，正面多功能大廳呈圓形與矗立在 它上面的膜結(jié)構(gòu)穹頂，主體劃分成三大塊，分別是展廳、多功能大廳及二期配套 工程，包括可容下多于100人的五個(gè)會(huì)議室，標(biāo)準(zhǔn)展位3000個(gè)，能容下1000人 一個(gè)多功能大廳，各式標(biāo)準(zhǔn)的八個(gè)會(huì)議室，面積各異的十四個(gè)展覽大廳，且配有 餐廳、新聞中心等，設(shè)計(jì)由德周廣西建筑綜合設(shè)計(jì)研究院和GMP設(shè)計(jì)有限公司 共同完成，其幕墻的規(guī)劃及建設(shè)由深圳市方大裝飾工程有限公司完成，它的總面 積約48萬(wàn)皿，后面部分為兩層的用于展覽大廳，使用了我國(guó)首

5、次創(chuàng)造的雙鋼板 鉗形鋼柱來(lái)建設(shè)立柱，它的最大的橫跨長(zhǎng)度長(zhǎng)近l6m，構(gòu)造新穎獨(dú)特，使會(huì)展中 心具有劃時(shí)代性特點(diǎn)。3.2玻璃幕墻支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.2.1.幕墻支承結(jié)構(gòu)由水平橫梁直接承受整個(gè)幕墻的水平荷載和幕墻自重，它把所受重量傳遞豎 向鉗形立柱，鉗形立柱又轉(zhuǎn)到主體結(jié)構(gòu)。依據(jù)建筑主體的要求，幕墻標(biāo)準(zhǔn)是寬 2.75mx高l.5m，至高處是38m.選取220 x400鋼板和60 x60 x6鋼方通使用螺栓 連接形成鉗形立柱，兩鋼板之間距離為0.06m，選取18號(hào)槽鋼制造水平橫粱，它 連接立柱是通過(guò)懸挑鋼方通。如下面圖2、圖3所示。圖3標(biāo)準(zhǔn)單元豎向節(jié)點(diǎn)荷載確定幕墻上承受的各式荷載，主要來(lái)自地殼運(yùn)動(dòng)、風(fēng)、結(jié)構(gòu)

6、本身重量及環(huán)境溫度 變化等。在計(jì)算連接物件、幕墻構(gòu)件及預(yù)埋物件承載力時(shí)，必須顧及各式荷載與 作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，就是使用它的設(shè)計(jì)值；使用它的標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)計(jì)算撓度及位移。 依據(jù)玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102計(jì)算，計(jì)算單元的承受的重量如下。水平 組合：設(shè)計(jì)數(shù)值1.525kN/m，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值1.096kN/m，水平組合線的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值： Fk=1.096x1.5=1.644kN / m 水平組合線設(shè)計(jì)數(shù)值：F=1.525X1.5=2.286kN / m 自重標(biāo) 準(zhǔn)數(shù)值：GK=0.50 x1.5=0.75kN / m 自重設(shè)計(jì)數(shù)值：G=1.1x0.75=0.825kN / m。支承鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及剛度的設(shè)計(jì)因?yàn)橹?/p>

7、體結(jié)構(gòu)不準(zhǔn)許幕墻立柱上端傳遞豎向承重，只準(zhǔn)許傳送水平的，幕墻 立柱設(shè)計(jì)為壓彎桿件，故必須計(jì)算幕墻立柱進(jìn)行整體及局部穩(wěn)定。此受力體計(jì)算 時(shí)系使用Robot2000結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件，標(biāo)準(zhǔn)幕墻計(jì)算單元如下圖4所示fmax=0.67mm f=9.2mm結(jié)果：結(jié)構(gòu)撓度符合要求。4.幕墻鉗形鋼板立柱穩(wěn)定性計(jì)算依照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50017），選取計(jì)算單元中最大受力桿件（柱 高13.35m）穩(wěn)定計(jì)算。2-20 x 400鉗形鋼板柱幾何參數(shù)及荷載：截圖面積：A=16000mm2慣性矩：lx=21333.3104mm4ly=2613.3104mm4抵抗矩：Wx=1066.7102mm2Wy=522.7102mm2跨中最大彎矩：Mmax=89.25kN.m最大軸向力：Fx=56.35kN彎矩平面內(nèi)跨度：l=15350mm彎矩平面外跨度：l=1500mm（1）彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性：結(jié)論：鉗形鋼立柱符合平面內(nèi)穩(wěn)定的要求。(2)橫梁聞單塊鉗形鋼板局部穩(wěn)定橫梁間的鉗形鋼板設(shè)置了連接鋼鉚釘以增加幾側(cè)向穩(wěn)定性。工程中每個(gè)1500mm 分格的中間的位置用2個(gè)20沉頭鋼鉚釘連接。結(jié)論：橫梁間單塊鉗形鋼板局部穩(wěn)定滿足要求。4.結(jié)束語(yǔ)當(dāng)前,我國(guó)已有許多大型公共建筑(如機(jī)場(chǎng)、會(huì)展中心及體育館等)采用大跨度 幕墻支承體系，此文講述的支承系統(tǒng)構(gòu)造新穎，裝飾效果簡(jiǎn)單、明了，通過(guò)測(cè)量， 水密