幕墙设计中的点支式玻璃幕墙设计探讨

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  【摘 要】在当前建筑行业发展的过程中,建筑的结构在不断的发生变化,玻璃幕墙的使用不但满足了人们的审美观,还实现了能源的节约,促进了建筑的发展。
  【关键词】幕墙设计;点支式;玻璃幕墙
  一、前言
  玻璃幕墙是当前建筑中经常使用的一种建筑形式,点支式幕墙有视觉好,强度高等一系列优良的特点被广泛的使用。
  二、点支式玻璃幕墙
  点支式玻璃幕墙是一种新兴的紧跟时代发展的玻璃幕墙,它综合采用了多种新工艺、新材料、新技术、新设计,所以建筑幕墙企业应以点支式玻璃幕墙作为树名扬誉的重头戏。要做到做好这一点,必须在以下几个方面下功夫:
  1、新颖的幕墙设计
  设计要创新,构思应巧妙;减少雷同和复制;能较好表现建筑设计师的本意和风格又不拘泥;还能充分体现外装设计人的创意和艺术造诣;最终展示出独特造型以立足建筑之林。
  2、精确的构件加工
  精确的构件加工包含两个意思,一是加工构件是符合标准质量要求的;二是加工周期满足施工需要的。
  3、幕墙专业技术人才的引进培养
  作为“四新”产业的幕墙施工企业,开拓发展首先要靠专业技术人才。从设计、加工、质量管理到现场施工的专业技术人员在幕墙工程中都是必不可少的。
  4、高效率的现场安装
  幕墙的材料、玻璃、辅件和构件按预计到场后,项目经理能否统筹协调并科学的组织施工就成为关键要素。不同的项目管理肯定会有不同的结果。幕墙质量及经济效果很大程度上取决于该阶段的绩效。
  三、玻璃幕墙设计的若干原则
  1、选用安全性能较高的玻璃材质,比如钢化玻璃、防火玻璃、夹丝玻璃、夹层玻璃等。由于玻璃幕墙是建筑物的外部围护结构,其主要用于建筑物的遮风挡雨、隔热保温、美观安全、降噪等,因此,玻璃幕墙应具备特殊的使用功能。
  2、在玻璃幕墙设计中,主要部分的构件均应以主体结构为支撑或悬挂,应按照围护结构来设计玻璃幕墙,确保玻璃幕墙不会受到地震作用的影响,并且不承担来自主体结构产生的荷载。
  3、玻璃幕墙与附属连接件自身承载力应过关,同时还应具备容忍主体结构发生轻度位移的能力以及一定的刚度,防止其受到温度、地震以及荷载作用影响出现严重受损或者形变。
  4、玻璃幕墙在不考虑抗震设计因素的情况下,其玻璃材质在风力作用影响下不应破碎,同时连接件应确保幕墙不脱落不受损,应具备充分的位移能力。
  5、玻璃幕墙设计在考虑抗震因素的情况下,所用玻璃材质在地震作用影响下不应破损,并且要求在设防烈度地震破坏作用影响下予以相应维护后仍可继续投入使用,幕墙骨架在罕遇地震破坏性作用下不应脱落。
  6、在设计玻璃幕墙构件过程中应针对温度因素、地震因素、重力荷载因素、主体结构位移作用下幕墙结构完全性以及风荷载因素等予以充分考虑。
  四、设计方案
  1、结构形式
  通常采用的玻璃幕墙为铝合金玻璃幕墙,而铝合金玻璃幕墙通常有明框、隐框和半隐框三种类型。其中明框玻璃幕墙的特点是横框和竖框都在幕墙外部,因此在建筑物外部可看到明显的横竖线条,具有显著的艺术效果。
  2、使用功能
  玻璃幕墙作为建筑的围护结构,通常在设计和施工时考虑幕墙的承受风荷载、雨水渗漏、隔音和保温性能等,对于不同地区的建筑根据当地的气候条件和使用环境、要求等对玻璃幕墙进行具体设计。
  3、构造要求
  玻璃幕墙在设计和施工时既要考虑到防雨水和防腐、变形等要求,又要考虑幕墙结构的排水效果。明框玻璃幕墙结构中使用的横框和竖框中应使用柔性垫片,采用柔性垫片后可改善幕墙的变形和防水效果,也能降低幕墙结构在风载作用下产生的噪声。除横竖框交接处,采用不同金属材料交接处都应设置柔性垫片进行处理,以防金属材料发生电化学腐蚀。玻璃幕墙拼接时设计的胶缝应保证在10mm左右,并且玻璃幕墙和建筑物的装饰层间距也不应小于5mm,在玻璃幕墙和结构缝隙处采用柔性材料进行嵌缝处理。在结构施工缝处玻璃幕墙也应根据施工缝大小进行施工处理。
  4、防火、防雷设计
  玻璃幕墙的防火设计主要在各楼层处设置防火带,防火带采用阻燃材料进行填充。进行防火设计时也应根据楼层高度选择玻璃大小,避免同一玻璃跨越两个楼层,以免发生火灾时玻璃破碎火势跨越到上下层建筑中。玻璃幕墙的防雷措施主要做法是将玻璃幕墙的金属边框和结构主体进行有效连接,可采用预埋件和结构主体钢筋连接,同样也可以采用地下引线进行有效连接,并且所使用的导线电阻不得大于10Ω,以保证有闪电来临时玻璃幕墙不会因为电流过大而产生破坏。
  五、点支式玻璃幕墙设计中的要点
  1、设计的实用性和巧妙性
  设计师在对点支式玻璃幕墙设计时应当仔细对建筑施工图进行研究讨论,并及时征求业主方的相关设计意见,然后将其结合起来设计出符合施工现状的设计方案和设计构思。在设计阶段,设计单位不应当急于求成,应当仔细研究建筑的相关结构,掌握其主体结构的受力情况,从而设计出适合该主体建筑的玻璃幕墙结构。还应当考虑玻璃幕墙的防火设计、防雷设计、玻璃板块与相邻结构的设计。同时玻璃幕墙的上端和下端面的设计因素都应当进行整体考虑。在设计时相关设计人员应当采取措施巧妙构思、合理搭配,使其影响外观视觉的难点转化为玻璃幕墙增辉的亮点。
  2、点支式玻璃幕墙设计的符合性
  点支式玻璃幕墙的设计是否与原主体结构吻合是极为重要的因素,同时点支式玻璃幕墙进行施工时都是严格按照施工图纸进行准确施工,因此这就需要施工图纸能够很好地符合实际施工情况,于是相关设计人员在对点支式玻璃幕墙进行设计之前应当对该建筑的大体结构进行仔细的研究,并到是公共现场进行核实,避免出现设计不符合施工现状,一旦出现这样的问题将会影响到点支式玻璃幕墙的施工质量。在对异形点支式玻璃幕墙的设计更是要小心谨慎,最好做成固定标记,待安装后再行去除。这样能有效的减少设计和施工带来的误差,从而影响到整个工程质量。
  3、节点设计
  玻璃部分采用隐框小单元系统,开启采用挂钩多点锁形式,设置竖向及左右限位装置。与铝板交界处设隔热断桥档边条。铝板除加保温棉外与立柱连接处设置隔热断桥铝合金插接件,考虑到铝板折边为80mm,如出现角度偏差,用常规铝折片拉钉固定方式,板块会有较大偏转,不利于保持铝板在墙面上的平直度,为此铝合金插件改为可调角度构造。整体焊接,楼层连接方式为:上端两侧竖框设连接件挂接在U形钢支座上,并采取防上下、左右串动构造措施,下端横框插接在下层上端横框上。钢框架单元安装就位后,用螺钉将铝支座紧固在钢框架上,最后安装玻璃单元。本施工图方案难度在于钢架焊接变形的控制,既要防止平面内变形又要防止平面外变形,为了控制变形,加工部门设计了专用夹具并采用均衡焊接方式,较好地解决了这一问题,安装比较顺利,整体上的平整度也达到了设计要求。
  4、小缝隙铝板节点设计
  铝板高度方向分格为3.7米,按建筑设计院要求胶缝不得大于15mm,通常耐候胶的变位仅有25%,考虑到北京地区温差,常规胶缝设计无法满足铝板变位要求,为此在此处设计隐胶缝系统,外显胶缝15 mm,内藏25 mm胶缝打耐候胶,为此施工时采用了改装胶嘴及特制刮胶片。
  5、断桥铝板防雷节点设计
  铝板单元外凸玻璃面80mm为易受雷击部位,为了避免冷桥效应,铝板单元与铝合金龙骨框架之间采用了隔热断桥连接系统,为此在幕墙防雷网格部位的所有铝板单元必须与铝合金龙骨系统导通,在这些部位设置了铜编制导线与铝合金龙骨联通,
  六、结束语
  在点支式玻璃幕墙设计的过程中我们要根据建筑的特点选用合适的结构进行设计,保证玻璃幕墙的美观、安全、实用。
  参考文献:
  [1]王盛文,高飞,孔俊东.点支式玻璃幕墙支承体系方案设计的分析[J].山西建筑.2010.4(04):52-54
  [2]黄双成.点支式玻璃幕墙在高层建筑中的使用[J].中华民居(下旬刊),2013.4(4):126-127.
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