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摘要：隨著玻璃幕墻工藝發展迅速，對建筑工程的造型及裝飾效果、市容美化、經濟發展都起到了很好的作用。本文通過分析玻璃幕墻設計的基本要求，就玻璃幕墻的設計要點進行了論述，以供參考。
一、前言
玻璃幕墻作為現代建筑中的一個獨特設計，它不僅體現建筑學、美學結構設計的最佳結合，而且把玻璃的多種功能也完美體現出來。諸如玻璃幕墻的通透性，透過玻璃視線達到最佳。玻璃幕墻工藝性能好，玻璃幕墻支撐構件加工細致，表面光滑有良好的工藝感及藝術感，可以適應任何幾何形狀，在建筑體型上產生豐富的變化，能夠充分體現設計師的想象力和創造力。本文通過分析玻璃幕墻設計的基本要求，就玻璃幕墻的設計要點進行了論述，以供同仁參考。
二、玻璃幕墻設計的基本要求
玻璃幕墻是由玻璃板塊和桿件組成的結構體系。這個體系要承受風荷載、自重、地震作用、溫度變化等作用產生的各種效應。
(1)強度與剛度（詞條“剛度”由行業大百科提供）。玻璃幕墻主要考慮風荷載、地震荷載、自重荷載。根據地理位置、幕墻的形式考慮荷載的取值，玻璃幕墻的型材、面材、及連接的強度和剛度，必須符合有關的標準和規范的具體要求。
(2)溫度變形和結構變形。地域不同、室內外的溫度的變化都會引起玻璃幕墻的框架和玻璃本身的變形，從而產生溫度應力。由于結構本身存在不均勻沉降、地震、溫度變化、風力等作用下也會產生結構的變形。因此幕墻與主體結構之間的連接應考慮以上的因素而采用“柔性連接”，幕墻的長度超過一定要求限度時，應按要求設置變形縫。
(3)玻璃幕墻的建筑功能。玻璃幕墻作為外維護結構應具有相應的建筑功能，玻璃幕墻的建筑設計應根據建筑物的使用功能、美學要求，經濟和技術經濟比較，選擇玻璃幕墻的立面形式、機構形式和材料。玻璃幕墻的性能應根據建筑物所在地的地理、氣候、建筑物的高度。體形及環境條件進行設計。建筑節能是一個重要的問題，根據統計建筑方面消耗的能源已達到能源消耗的30%左右，因此必須采取各項有效措施，提高建筑物的保溫、隔熱水平與適度的減少空氣滲透（詞條“空氣滲透”由行業大百科提供）量，以降低能耗。
(4)玻璃幕墻的防火（詞條“防火”由行業大百科提供）、防雷要求。幕墻的燃燒性能（詞條“燃燒性能”由行業大百科提供）和耐火極限必須滿足防火規范要求，特別是高層建筑及多層空間的玻璃幕墻、幕墻和樓板、內墻間隙之間均需設放火填充。由于建筑物多為鋼筋混凝土結構或鋼結構，應充分利用其金屬物作為防雷裝置的一部分，將其金屬物盡可能的連成一個整體。所以，預埋件（詞條“預埋件”由行業大百科提供）與主體結構之間必須連成電器通路。
三、玻璃幕墻的設計要點
玻璃幕墻的設計應滿足“四性”，即水密性（詞條“水密性”由行業大百科提供）、氣密性、風壓變形性、平面變形。由于玻璃幕墻的板塊分格較大，往往需要一些特殊的設計措施才能滿足以上基本要求。
(1)玻璃面板設計。一般情況下，玻璃應采用鋼化玻璃。鋼化玻璃的強度可以通過調整玻璃的厚度來增強，通常是比較容易解決，但超大玻璃的撓度往往很大，不易控制，所以需要根據邊界支承條件，進行比較準確的計算。除了按照規范采用手算以外，我們還可以使用專門的計算機軟件如ANSYS、SAP2000 等通過有限元分析，比較精確地進行玻璃面板（詞條“面板”由行業大百科提供）應力、撓度的控制，以達到最合理的面板配置。
(2)支撐龍骨設計。目前幕墻常常采用鋁型材龍骨作為支撐體系，支撐體系主要由與主體連接的豎向立柱和水平連接的橫梁構成。豎向立柱尺寸較大，往往容易滿足設計要求。橫梁尺寸較小，往往其強度和剛度不易滿足超大玻璃的設計要求。這樣我們往往需要將橫梁結合超大玻璃的受力特點進行專門設計，也就是要進行鋁合金橫梁截面優化，設計出滿足超大玻璃的剛度及強度的要求的型材，也應是我們行業所說的開模設計。一般情況下，鋁（詞條“鋁”由行業大百科提供）型材橫梁為了安裝的方便，均有蓋板，根據需要可開設在橫梁的后部，也可在下部。不同的開口位置對橫梁不同方向的剛度影響很大。這就需要我們對恒載、活荷載、風荷載、地震等進行荷載組合后，比較水平方向和垂直方向大小，并在截面設計時進行優化，以達到同樣截面大小的鋁型材，受力最為合理。
(3)針對建筑構造的設計要點。玻璃幕墻設計應采取防雨水滲漏性能的措施，在易發生滲漏的部位應設置流向室外的泄水孔，在易產生冷凝水的部位應設置冷凝水排出管道，構件制作時嚴格按規定要求鉆泄水孔，安裝時不得使內排水通道和泄水孔受阻，保持內排水系統通暢。尤其是一些設計有百頁窗（詞條“窗”由行業大百科提供）及采光大棚的幕墻工程，應特別重視其與周邊聯結、壓頂等構造復雜部位的施工，發現密封不良、材料性能達不到要求時及時整改或更換，必要時應分層進行抗雨水滲漏性能的淋水試驗，杜絕滲漏現象發生。
(4)幕墻用型材的選用要點。幕墻用型材應符合現行國家標準《鋁合金建筑型材》GB/T5237中規定的高精極要求，陽極氧化膜厚度不應低于《鋁及鋁合金陽極氧化?陽極氧化膜的總規范》GB8013中規定的AA15級，結構件型材壁厚不小于3mm。結構膠要有很好的抗拉強度、剝離強度、撕裂強度和彈性模量，它同時也起到避震的作用。結構硅酮密封膠和耐候硅酮密封等多項物理性能指標的測試，單元式幕墻（詞條“單元式幕墻”由行業大百科提供）、多跨連續梁幕墻應取有代表性部位2層以上試件進行檢測。幕墻所用結構膠、耐候膠等其它材料按規定同步進行使用前檢測，在幕墻構件安裝之前進行。通過檢測可以發現設計和生產制作中的缺陷和安裝過程中應注意的問題、確認設計及材料選擇的正確性和幕墻設計功能是否符合實際情況。
(5)構件、結構的連接節點的設計及安裝要點。有些工程結構施工時沒有預埋連接件、一些涉及舊建筑改造采用幕墻裝飾的工程要在結構上設置后置件與幕墻鐵角碼相連。由于部分鐵件出現位移和傾斜，其糾偏連接方案沒經設計確定，而是用鋼筋（詞條“鋼筋”由行業大百科提供）、鋼板、角鐵等材料隨意同鐵件進行焊接，甚至采用對接平焊、點焊，焊縫不飽滿且有漏焊，焊縫長度、寬度、強度遠遠達不到要求。對幕墻與結構的連接設計應提出具體要求，膨脹螺栓不得直接受拉，一般應采用化學脹錨螺栓，并應進行拉拔（詞條“拉拔”由行業大百科提供）試驗后采用。連接體與立柱安裝節點應有三維調節余量，玻璃幕墻不同金屬材料接觸處應設置絕緣墊（詞條“絕緣墊”由行業大百科提供）片(一般厚度lmm)或采取其它防腐蝕措施，絕緣片的大小不小于接觸面積，以保證鋁合金立柱與不同鋼材（詞條“鋼材”由行業大百科提供）連接件直接接觸，立柱與橫梁接觸處應設置柔性墊片。立柱接頭應有一定的空隙，一般為10-20mm，并采用套筒連接法。當一根立柱有兩個以上連接點時，其上連接節點應采用剛接構造，下連接點采用鉸接構造，使立柱始終處于受拉狀態，不能成為受壓構件，以免造成立柱彎曲變形。活動接頭通過芯柱連接上、下立柱，芯柱與上柱密接、滑動配合，與下柱用螺栓固定，芯柱套入上、下柱的長度為200mm。當立柱接連續梁計算時，要求活動接頭能承受彎矩，因此芯柱應伸入上、下柱不小于2倍立柱截面高度，且芯柱應通過加大壁厚提高其剛度，使其截面的慣性矩不小于立柱的慣性矩，以保證該處能連續傳遞彎矩，以免影響幕墻的平面度。
四、結束語
總之，建筑外墻做成玻璃幕墻，利用玻璃的反射功能，充分解釋利用光與影轉換的機理，使得整個建筑物和周圍環境達到情景交融，建筑立面更具有一種溢光流彩得美感。要真正實現這樣的效果，必須嚴格玻璃幕墻工程的設計審核，對材料、構件的加工制作、安裝等設置相應的質量控制點，施工過程中嚴格按《玻璃幕墻工程技術規范》等技術標準進行控制，消除質量和安全隱患，才能確保玻璃幕墻工程的結構安全和重要使用功能。
