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時(shí)間：2022-03-11 00:31:05
序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。
關(guān)鍵詞：點(diǎn)式玻璃幕墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)選型
Abstract: point glass curtain wall with more advantages, in building a wide range of applications. Bullet point glass curtain wall glass curtain wall point independent of the supporting structure, and has a certain independence, the analysis and design principles and main body structure similar, this paper will point the glass curtain wall structure design was briefly discussed in this paper.
Keywords: point glass curtain wall; Structure design; Structure selection
中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
引言
點(diǎn)式玻璃幕墻系指幕墻的鋼化玻璃面板通過不銹鋼爪接件連接到支承鋼結(jié)構(gòu)上，具有獨(dú)立的支承體系，且鋼化玻璃面板與支承結(jié)構(gòu)通過不銹鋼爪接件分離開來，鋼化玻璃面板之間只有防水膠，沒有鋁合金框架，使得點(diǎn)式玻璃幕墻建筑具有更加通透的建筑效果。點(diǎn)式玻璃幕墻一改過去著重用玻璃來表現(xiàn)窗戶、表現(xiàn)建筑、表現(xiàn)質(zhì)感、表現(xiàn)體型的傳統(tǒng)做法，更多地利用玻璃的透明特性，追求建筑物內(nèi)外空間的流通和融合。因此，點(diǎn)式玻璃幕墻一經(jīng)出現(xiàn)，便在世界各地迅速發(fā)展。
本文結(jié)合中山市美捷時(shí)新廠幕墻工程對(duì)點(diǎn)式玻璃幕墻設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的探討，本工程幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為50年，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)。建筑抗震設(shè)防類別為丙類,抗震等級(jí)為三級(jí)。抗震設(shè)防烈度：7度，地震峰值加速度：0.10g，基本風(fēng)壓W =0.70kN/m,幕墻最大風(fēng)壓處的陣風(fēng)系數(shù)取1.6495,體型系數(shù)取-1.2,高度變化系數(shù)取1.3733.點(diǎn)式玻璃幕墻采用12+12A+12mm鋼化中空玻璃。
點(diǎn)式玻璃幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
點(diǎn)式玻璃幕墻具有獨(dú)立的支承結(jié)構(gòu)，具有一定的獨(dú)立性。因此，在分析方法和設(shè)計(jì)原則方面，點(diǎn)式玻璃幕墻和主體結(jié)構(gòu)沒有什么區(qū)別。
2.1 點(diǎn)式玻璃幕墻的基本設(shè)計(jì)原則
由于點(diǎn)式玻璃幕墻有其獨(dú)立的支承結(jié)構(gòu)，因此，其基本設(shè)計(jì)原則應(yīng)該是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)基本原則的總體框架內(nèi)的一個(gè)“子系”，也就是說，要在概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想下，分別進(jìn)行點(diǎn)式玻璃幕墻的承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。
2.2 點(diǎn)式玻璃幕墻荷載分析
荷載分析是所有建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提。點(diǎn)式玻璃幕墻分析、設(shè)計(jì)中要考慮的荷載包括自重荷載、風(fēng)荷載、地震作用、溫度變化、雪載以及施工可變荷載等。幕墻處于建筑物的最外層，對(duì)風(fēng)很敏感，風(fēng)荷載分析對(duì)幕墻設(shè)計(jì)十分重要，不可忽略。由于點(diǎn)式玻璃幕墻大多用于標(biāo)志性公共建筑，地震災(zāi)害帶來的負(fù)面效應(yīng)很大，因此，地震作用分析也是幕墻荷載分析中非常重要的一環(huán)。和大多數(shù)建筑結(jié)構(gòu)一樣，水平地震作用是點(diǎn)式玻璃幕墻設(shè)計(jì)必須考慮的。同時(shí)，由于現(xiàn)在很多采光頂和大型雨篷也采用了點(diǎn)式玻璃幕墻技術(shù)，很多場(chǎng)合還必須考慮其豎向地震作用。基于同樣的理由，點(diǎn)式玻璃幕墻設(shè)計(jì)中還必須考慮雪荷載。此外，由于幕墻面板一般固定在獨(dú)立的支承體系上，施工可變荷載也是必須考慮的。
2.3 點(diǎn)式玻璃幕墻的支承結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)
點(diǎn)式玻璃幕墻內(nèi)支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先必須進(jìn)行幾何穩(wěn)定性分析。其支承體系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求很高，點(diǎn)式玻璃幕墻設(shè)計(jì)和一般建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最大的不同之處在于，其建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一體化、晶瑩通透的建筑效果往往要求支承體系簡(jiǎn)潔、細(xì)小，桿件布置不落俗套而富于變化。為了達(dá)到這一效果，許多點(diǎn)式玻璃幕墻的支承結(jié)構(gòu)成為桿件少到不能再少的靜定結(jié)構(gòu)這時(shí)，稍有不慎，體系的幾何穩(wěn)定性就得不到保證。因此，體系的幾何穩(wěn)定性分析，在點(diǎn)式玻璃幕墻設(shè)計(jì)中尤為重要。
2.4 點(diǎn)式玻璃幕墻的玻璃面板分析
在點(diǎn)式玻璃幕墻設(shè)計(jì)中，目前尚未將玻璃面板作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件來考慮，但必須對(duì)其進(jìn)行獨(dú)立的強(qiáng)度分析。眾所周知，只要薄板的邊界條件稍加改動(dòng)，其解的結(jié)構(gòu)就完全不同現(xiàn)行玻璃幕墻規(guī)范中關(guān)于玻璃面板的計(jì)算，采用基于經(jīng)典的四邊簡(jiǎn)支薄板理論，完全不適合點(diǎn)式玻璃幕墻面板的內(nèi)力分析。
點(diǎn)式玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)選型
結(jié)構(gòu)選型是根據(jù)建筑物的基本特征，選擇合適的結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)體系并進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)布置。結(jié)構(gòu)選型是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的一步，是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的技術(shù)工作。在支承結(jié)構(gòu)方案確定以后，我們才能進(jìn)行支承結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)具體設(shè)計(jì)和驗(yàn)算。不同的幕墻建筑有不同的支撐結(jié)構(gòu)方案。一般要考慮下列因素：1）建筑功能。結(jié)構(gòu)選型首先要滿足建筑設(shè)計(jì)的要求。現(xiàn)代建筑富有想象力的造型，常常會(huì)給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來很大的挑戰(zhàn)。點(diǎn)式玻璃幕墻的支承結(jié)構(gòu)一般采用鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)體系的具體形式、構(gòu)件的布置、材料的選擇等，無一不受建筑設(shè)計(jì)思想的制約合理的支承結(jié)構(gòu)體系，必須成功地體現(xiàn)建筑的品質(zhì)，這一點(diǎn)對(duì)于點(diǎn)連接式玻璃建筑尤為重要。2）結(jié)構(gòu)功能。作為支承結(jié)構(gòu)，毋庸置疑必須滿足一般結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，即強(qiáng)度、剛度、變形等的要求結(jié)構(gòu)選型必須保證支承結(jié)構(gòu)能夠通過隨后進(jìn)行的各項(xiàng)驗(yàn)算工作。支承鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，應(yīng)依據(jù)中國(guó)的現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，以及現(xiàn)行的玻璃幕墻設(shè)計(jì)規(guī)范。3）適應(yīng)玻璃劃分的要求。玻璃的大小、形狀應(yīng)當(dāng)滿足建筑要求以及玻璃本身的承載能力和變形要求，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)考慮玻璃加工和安裝方面的技術(shù)要求，必須根據(jù)工程的具體情況合理掌握。而點(diǎn)式玻璃幕墻的支承結(jié)構(gòu)則必須適應(yīng)玻璃分格的要求，以完成對(duì)玻璃的支撐作用。有時(shí)，由于建筑造型復(fù)雜、玻璃的形狀和尺寸多變，一般性的支承結(jié)構(gòu)選型往往會(huì)導(dǎo)致桿件多而密，大大影響了建筑的美觀。因此，如何使支承結(jié)構(gòu)既能適應(yīng)玻璃的劃分要求，又不會(huì)影響建筑的通透性和美觀，就成為點(diǎn)式玻璃幕墻設(shè)計(jì)中的最富挑戰(zhàn)性的工作之一。4）當(dāng)?shù)亟ㄖ牧系墓?yīng)、地形、地質(zhì)及自然氣候條件。支承結(jié)構(gòu)選型與材料的關(guān)系相當(dāng)密切，各種材料均有其最佳的結(jié)構(gòu)形式，考慮結(jié)構(gòu)材料必須因地制宜。地形、地質(zhì)、風(fēng)、雨、雪、氣溫及地震等自然條件對(duì)結(jié)構(gòu)選型有很大影響，考慮不周將會(huì)造成難以彌補(bǔ)的損失。所有這些在支承結(jié)構(gòu)選型時(shí)必須綜合考慮。5）力求先進(jìn)。點(diǎn)式玻璃幕墻一般屬于社區(qū)的標(biāo)志性建筑，影響很大。在條件允許的前提下，建議選用行之有效的新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝和新技術(shù)。簡(jiǎn)而言之，結(jié)構(gòu)選型要努力做到可靠適用、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、施工方便、切實(shí)可行。
其他設(shè)計(jì)要求
4.1溫度應(yīng)力分析
溫度應(yīng)力也是幕墻結(jié)構(gòu)必須考慮的作用之一。為了滿足建筑功能需要，常常將幕墻建筑的邊柱局部或整體暴露于室外。這種情況下，隨著季節(jié)和晝夜氣溫的變化，邊柱將產(chǎn)生軸向的伸長(zhǎng)與縮短。同時(shí)，邊柱與內(nèi)部的豎向構(gòu)件之間也會(huì)出現(xiàn)豎向位移差，樓層越高，這種變形就越大。由于框架梁、柱之間通常采用剛接，邊柱的豎向形變受到約束，結(jié)構(gòu)內(nèi)力就會(huì)發(fā)生變化。經(jīng)驗(yàn)表明，采用線彈性的方法來分析這種氣溫變化引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，可以得到足夠精確的結(jié)果。
本工程中幕墻變形主要由于溫度應(yīng)力或地震作用力等不利因素產(chǎn)生的。消除這些變形的根本措施是合理的設(shè)計(jì)使幕墻本身具備吸收和消化變形的能力。為此在幕墻構(gòu)造設(shè)計(jì)上幕墻結(jié)構(gòu)體系考慮各構(gòu)件能夠自由伸縮在考慮最大年溫差80度時(shí)，整個(gè)體系各桿件及板塊均能伸縮自如安全可靠。
4.2玻璃板材的選擇
點(diǎn)式玻璃幕墻追求的是玻璃和精細(xì)鋼結(jié)構(gòu)交相輝映的建筑藝術(shù)效果。玻璃板材的選擇，是點(diǎn)式玻璃幕墻設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的技術(shù)環(huán)節(jié)。隨著玻璃制造技術(shù)的飛速發(fā)展，建筑玻璃的種類越來越多，性能越來越好。隨著造價(jià)的不斷降低，很多幾年前還非常昂貴的特種玻璃，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在點(diǎn)式玻璃幕墻的實(shí)際工程中。因此，玻璃幕墻的設(shè)計(jì)者，需要隨時(shí)跟蹤玻璃制造業(yè)的最新動(dòng)態(tài)。
4.3玻璃板材計(jì)算
目前，玻璃幕墻設(shè)計(jì)中采用的是玻璃面板和支承結(jié)構(gòu)的非耦合分析。一方面，支承結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，不考慮玻璃剛度對(duì)支承結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布的影響；另一方面，玻璃面板分析時(shí)，假定角點(diǎn)支撐處沒有位移。這樣，幕墻玻璃面板的分析，可以直接利用點(diǎn)支薄板的彎曲理論。玻璃面板分析也是幕墻設(shè)計(jì)中不可忽略的重要環(huán)節(jié)。實(shí)際上，大多數(shù)工程事故，問題就出在玻璃面板上。所以，現(xiàn)行幕墻設(shè)計(jì)中，雖然不考慮玻璃剛度對(duì)幕墻體系的貢獻(xiàn)，但必須對(duì)玻璃面板進(jìn)行獨(dú)立的強(qiáng)度驗(yàn)算。
結(jié)語
本文結(jié)合實(shí)際工程，對(duì)點(diǎn)式玻璃幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。從點(diǎn)式玻璃幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則和方法出發(fā)，詳細(xì)地介紹了荷載分析、支承結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)、玻璃面板分析；介紹了點(diǎn)式玻璃幕墻結(jié)構(gòu)選型的重要性及選型分析，可為點(diǎn)式玻璃幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供一定的參考。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：?jiǎn)卧剑荒粔Γ环浪辉恚惶幚矸椒?/p>
中圖分類號(hào)：S276 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
隨著建筑行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，對(duì)于墻體的設(shè)計(jì)成為建筑師設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，特別是單元式幕墻得到了建筑師的喜愛，廣泛的應(yīng)用于墻體的設(shè)計(jì)，豐富了墻體的樣式，彰顯了個(gè)性，并取得了顯著的成效，同時(shí)其防水問題也得到了人們的普遍關(guān)注。單元式幕墻的防水關(guān)系到建筑物的整體質(zhì)量，對(duì)人們的生活起著不可忽視的作用。因此，需要對(duì)單元式幕墻的防水原理進(jìn)行分析，并且采取有效的措施對(duì)幕墻進(jìn)行防水處理，從而提高幕墻的防水性能，推動(dòng)單元式幕墻在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。
一、單元式幕墻的特點(diǎn)分析
與傳統(tǒng)的幕墻不同，單元式幕墻有著無法比擬的優(yōu)勢(shì)，對(duì)建筑行業(yè)幕墻的發(fā)展起著重要的指導(dǎo)作用，提高了建筑幕墻行業(yè)的利潤(rùn)空間。在等壓原理的支持下，單元式幕墻有效的解決了漏水的問題，并且安裝方便，這是因?yàn)樵趩卧侥粔Φ膯卧母叨扰c樓層的高度是一致的，可以使傳力更加簡(jiǎn)潔，同時(shí)由于在單元件的制作中，可以將各種材料安裝在一個(gè)單元件上，進(jìn)而大大的提高了建筑的工業(yè)化程度，并且在廠內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的檢查，保證建筑的整體質(zhì)量。此外，單元式幕墻的安裝和土建施工可以有效的結(jié)合，進(jìn)而縮短整個(gè)工程施工的周期，此外，單元式幕墻的安裝可以在樓內(nèi)完成，這就減少了腳手架等基本設(shè)備的投入和使用，同時(shí)加大了墻體的美觀性和密封性。
可見，單元式幕墻有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，是一種高質(zhì)量的高效率的幕墻，對(duì)推動(dòng)幕墻行業(yè)的發(fā)展指明了方向。
二、單元式幕墻防水的原理
單元式幕墻的防水是幕墻設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，影響著整個(gè)工程的施工質(zhì)量，對(duì)人們的生活起著至關(guān)重要的影響。通過實(shí)踐表明，單元式幕墻在防水方面做出了突出的貢獻(xiàn)，極大的保證了建筑的整體質(zhì)量
（一）單元式幕墻的密封線
在單元式幕墻的設(shè)計(jì)中，存在三道密封線，對(duì)防水起到了極大的作用：首先是塵密線，這樣可以阻擋灰塵以及大部分的雨水進(jìn)入型腔，此塵密線是利用膠條擋水的，在相鄰的單元內(nèi)是通過相互搭接來實(shí)現(xiàn)的。其次，設(shè)置了水密線，這樣墻體表面的一部分水可以通過水密線達(dá)到單元式幕墻的等呀腔內(nèi)，在對(duì)等壓腔進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，使得水可以被及時(shí)的排出，進(jìn)而起到單元式幕墻的防水目的。此外，還有一條氣密線，這樣彌補(bǔ)了水密線和塵密線的不足，實(shí)現(xiàn)了對(duì)空氣的阻隔和滲透，這樣就可以阻止空氣的滲透，真正的起到防水的效果。
（二）單元式幕墻的防水機(jī)理
幕墻出現(xiàn)漏水必須具備三個(gè)必要條件，即水的存在、水的運(yùn)動(dòng)途徑以及水的動(dòng)力，通常來說壓力差是造成幕墻漏水的最主要的原因。
一般來說，在幕墻的插接型腔內(nèi)部設(shè)置了兩個(gè)以上的等壓腔，主要原理是通過對(duì)排水孔的控制，實(shí)現(xiàn)等壓腔與外界環(huán)境的等壓，從而從根本上解決漏水問題，這是因?yàn)槟粔Τ霈F(xiàn)接縫漏水最主要的原因是壓力差。在幕墻外的雨水或者是其他水進(jìn)入到室內(nèi)后，在裂縫以及破口的地方，如果室外的壓力大于室內(nèi)的壓力，就導(dǎo)致了幕墻的漏水問題。同時(shí)在室外的壓力等于或者是小于室內(nèi)時(shí)，即使在幕墻捏存在著裂縫和破口，水也不可能流進(jìn)室內(nèi)。可見，在幕墻的設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)室外和室內(nèi)等壓，是解決幕墻防水問題的關(guān)鍵所在，這就需要將更多的接縫保持開放狀態(tài)，形成一個(gè)具有一定范圍通氣空間的等壓，避免雨水的滲透。同時(shí)為了使水順利的流出墻體，需要對(duì)雨水進(jìn)行疏導(dǎo)。
三、單元式幕墻防水的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
鑒于在單元式幕墻防水對(duì)于建筑物的整體質(zhì)量有著重要的影響，是決定建筑物整體質(zhì)量的關(guān)鍵因素，因此需要對(duì)單元式防水問題進(jìn)行一定的處理，明確幕墻防水的途徑和處理方法。由于幕墻質(zhì)量受到多個(gè)方面因素的影響，例如設(shè)計(jì)的水平、材料的質(zhì)量、加工質(zhì)量而后組裝和安裝質(zhì)量，因此需要了解影響其防水性能的一些因素，有效的開展單元式幕墻設(shè)計(jì)工作。與此同時(shí)，為了提高單元式幕墻的防水性能，需要在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)性的構(gòu)造防水，做到防水與排水相結(jié)合，進(jìn)而提高單元式幕墻的整體質(zhì)量，有效的解決防水問題。這就需要從對(duì)單元式幕墻防水設(shè)計(jì)著手，確保設(shè)計(jì)的質(zhì)量，并對(duì)施工過程進(jìn)行監(jiān)督和管理，做好質(zhì)量控制，保證施工按照一定的規(guī)范進(jìn)行，避免出現(xiàn)單元式幕墻的漏水問題。
（一）單元式幕墻防水構(gòu)造的設(shè)計(jì)
首先，要設(shè)計(jì)三道密封線，第一道對(duì)雨水進(jìn)行阻擋，第二道對(duì)遺漏和部分冷凝的水進(jìn)行阻止，第三道是將進(jìn)入等壓腔的水在專門通道的指引下，流到幕墻的外部。其次，要在豎料設(shè)置兩個(gè)空腔，這樣外側(cè)空腔的水可以直接排出，而流入到內(nèi)側(cè)的水可以進(jìn)入橫料的空腔，由專門的管道進(jìn)入下一層的豎料外腔，進(jìn)而排出到幕墻的外部，這樣就很大程度的減少了風(fēng)壓的影響。最后，還要在十字接縫處放置海綿膠條，進(jìn)而封堵構(gòu)造性的小缺口，實(shí)現(xiàn)對(duì)防水系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)。
型材斷面的設(shè)計(jì)是幕墻設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，不僅對(duì)幕墻的安全性和工藝性有著促進(jìn)作用，還對(duì)幕墻的其他物理功能有著決定作用，為了避免忽視型材斷面構(gòu)造的作用，需要對(duì)單元板塊著就愛你進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)堵膠的方式。首先，要合理設(shè)計(jì)型材斷面的咬合位置，實(shí)現(xiàn)氣密線和水密線的分離，這樣可以保證等壓腔發(fā)揮應(yīng)有的作用。其次在對(duì)斷面進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要避免開工藝孔，同時(shí)要在豎向構(gòu)件上設(shè)置專用的裝置，用來傳遞負(fù)載，由于在現(xiàn)場(chǎng)安裝過程中會(huì)出現(xiàn)失誤，因此需要留有足夠的位移空間。此外，減少零件的數(shù)量和型材斷面的種類，可以有效的減少裂縫的出現(xiàn)，進(jìn)而保證組裝的質(zhì)量。
在幕墻的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，膠條的設(shè)計(jì)關(guān)系著其水密性、氣密性以及防水性能的耐久性，因此需要加強(qiáng)對(duì)膠條設(shè)計(jì)的重視，研究膠條的性能，包括延伸度和壓縮量，在當(dāng)前的幕墻設(shè)計(jì)中，使用最多的是三元乙丙膠條，該膠條具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，具有較強(qiáng)的抗氧化性、耐水性等，可以長(zhǎng)期的暴露在自然環(huán)境中，在幕墻設(shè)計(jì)方面獲得了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)由于不同型號(hào)的膠條具有不同的特性，因此需要根據(jù)實(shí)際的施工情況選擇合適的膠條，一般而言，北方的溫差大，宜選用合理牌號(hào)，并結(jié)合合理的斷面結(jié)構(gòu)。如果對(duì)膠條有特殊的要求，需要加強(qiáng)與生產(chǎn)廠商的聯(lián)系，充分了解并利用其優(yōu)良性。
（二）單元式幕墻排水構(gòu)造的設(shè)計(jì)
為了保證單元式幕墻的質(zhì)量，除了要進(jìn)行防水構(gòu)造的設(shè)計(jì)以外，還需要進(jìn)行排水構(gòu)造的設(shè)計(jì)，做到防水與排水相結(jié)合。鑒于在單元式幕墻的使用中，外壁的壓力主要來源于風(fēng)，而風(fēng)具有時(shí)間和空間的動(dòng)態(tài)變化，這就致使難以達(dá)到完全的等壓，外壁的內(nèi)外側(cè)的壓力會(huì)隨著風(fēng)的波動(dòng)而變化。為了達(dá)到等壓的效果，需要通過空氣流通來達(dá)到平衡，這樣就可能在空氣流通的帶動(dòng)下，將水帶入到等壓腔內(nèi)。風(fēng)壓在幕墻外表的分布也是不平衡的，風(fēng)壓隨高度增加，有時(shí)幕墻外表面也有局部（邊角、頂部）呈負(fù)風(fēng)壓狀態(tài)，當(dāng)兩個(gè)開I口處風(fēng)壓不等或一處為正風(fēng)壓另一處為負(fù)風(fēng)壓時(shí)，等壓腔內(nèi)壓力約為兩個(gè)開口處風(fēng)壓（負(fù)風(fēng)壓）的平均值，雨水總是沿著壓力降方向滲入，外側(cè)壓力大于等壓腔壓力的開口處就會(huì)有雨水滲入等壓腔，因此應(yīng)該考慮雨幕層（外壁）必然有少數(shù)偶然滲漏的可能，這樣就要使已滲入等壓腔的水即時(shí)排出至室外。等壓腔界面阻擋了大部分動(dòng)能水和氣流帶入的水，進(jìn)入等壓腔體的是少量喪失了動(dòng)能的滲漏水和毛細(xì)作用進(jìn)入的水，只能在重力的作用下，向下墜落。這就需要對(duì)單元式幕墻除了要進(jìn)行接縫處的防水構(gòu)造設(shè)計(jì)以外，還需要進(jìn)行排水設(shè)計(jì)，使大量流入到幕墻的雨水能夠及時(shí)的排出，避免出現(xiàn)大量的雨水滲透，進(jìn)而對(duì)幕墻的內(nèi)壁起到一定的保護(hù)作用。可見，對(duì)單元式幕墻的防水處理，既要從防水著手，又要從排水著手，做到相互結(jié)合，進(jìn)而避免雨水滲透到室內(nèi)。
在實(shí)際的構(gòu)造設(shè)計(jì)中，一般是采用在橫（豎）向接縫的外側(cè)設(shè)置雨披，僅在兩單元組件連接處留一個(gè)小開口，使等壓腔與室外空氣流通，以維持壓力平衡，這樣形成一個(gè)自上而下、自左到右一個(gè)連續(xù)的外壁（雨幕），雨披沿接縫全長(zhǎng)阻止大量雨水滲入幕墻內(nèi)部，僅開口處有少量雨水滲入，用封口板（集水槽）將沿豎框空腔下落的水分層集水并即時(shí)排至室外面板表面下泄，且排水孔遠(yuǎn)離接縫，減少縫隙周圍水的聚集。封口板又將桿件空腔分隔成較短的分隔單元，減少等壓腔與室外壓力差，從而減少通過開口滲入等壓腔的雨水。為了避免雨水的大量滲透，需要做好各個(gè)環(huán)節(jié)的銜接工作，這就需要增設(shè)外接口板，這樣就可以讓從空腔中下落的水能夠排到室外，避免其進(jìn)入等壓腔，與此同時(shí)，外封口板要進(jìn)行向下的開口構(gòu)造，一方面可以避免水在重力的作用進(jìn)入等壓腔，另一方面還可以保持空氣的流通，進(jìn)而使水無法在重力和氣流滲入作用下進(jìn)入到等壓腔。
結(jié)語
本文介紹了單元式幕墻的特點(diǎn)和構(gòu)造，并對(duì)其防水原理和方法進(jìn)行了探討，目的是為單元式幕墻的防水設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。鑒于單元式幕墻在建筑行業(yè)中占據(jù)越來越重要的地位，對(duì)保證建筑的質(zhì)量和起到了積極的促進(jìn)作用。總之，幕墻的設(shè)計(jì)成為建筑墻體設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分，不僅影響著幕墻的工藝性，還對(duì)建筑物的整體質(zhì)量起著至關(guān)重要的影響，因此需要加強(qiáng)幕墻的防水處理和設(shè)計(jì)，最大限度的提高其防水性能，為幕墻行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1]方中正.玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范[J].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009（12）.
關(guān)鍵詞：玻璃幕墻；節(jié)點(diǎn)；防火設(shè)計(jì)；防雷設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：TU22
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)：1008-0422(2011)02-0084-02
1 概述
玻璃幕墻作為建筑物的護(hù)結(jié)構(gòu)，融使用功能和裝飾功能于一體。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，大城市中的高層或超高層建筑中，采用玻璃幕墻作為護(hù)結(jié)構(gòu)越來越廣泛，且成為一種大家樂于接受的形式。但幕墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不像傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)專業(yè)那樣，有很多成熟的資料可參考學(xué)習(xí)，所以難免出現(xiàn)這樣或那樣的疏漏。一些幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在設(shè)計(jì)中常常疏忽某些重要環(huán)節(jié)，造成設(shè)計(jì)缺陷，從而帶來一定的安全隱患和隱藏的經(jīng)濟(jì)損失。本文簡(jiǎn)要介紹了玻璃幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要類型，并就本人在幕墻施工圖審查工作中發(fā)現(xiàn)的一些容易疏忽的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行歸納與總結(jié)，提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，以期對(duì)幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師有所裨益，從而規(guī)避不必要的安全隱患。
2 玻璃幕墻的主要類型及設(shè)計(jì)
幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在幕墻設(shè)計(jì)中是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。玻璃幕墻屬于建筑物外維護(hù)結(jié)構(gòu)或裝飾結(jié)構(gòu)，應(yīng)參照圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行設(shè)計(jì)。其結(jié)構(gòu)構(gòu)成主要有支承結(jié)構(gòu)體系與玻璃兩大部分。相對(duì)主體結(jié)構(gòu)而言，其可以有一定的位移，但不分擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受重力。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮幕墻自身重力荷載、直接承受迎面而來的風(fēng)荷載以及地震時(shí)地震荷載。
玻璃幕墻結(jié)構(gòu)主要分以下三類：
2.1 框支承玻璃幕墻(按結(jié)構(gòu)構(gòu)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(xué)計(jì)算模型為：面板按四邊支承板，橫梁按雙向受彎構(gòu)件，立柱按鉸接多跨梁且宜按偏心受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)，并按有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)或?qū)ｉT的計(jì)算軟件計(jì)算。
2.2 全玻幕墻：
全玻幕墻，由玻璃肋和玻璃面板構(gòu)成，面板為對(duì)邊簡(jiǎn)支和多點(diǎn)簡(jiǎn)支形式，玻璃肋類似簡(jiǎn)支梁。
2.3 點(diǎn)支承玻璃幕墻：
點(diǎn)支承玻璃幕墻，由玻璃面板、點(diǎn)支承裝置和支承結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
3 幕墻設(shè)計(jì)中易疏忽的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)
3.1 連接件的設(shè)計(jì)：
3.1.1 連接件往往未進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。
幕墻的傳力路徑為：面板的自重和所承受的風(fēng)荷載、地震作用等通過連接件傳給橫梁一立柱一通過錨接點(diǎn)以點(diǎn)傳遞方式傳至建筑物主框架。所以，連接件與主體結(jié)構(gòu)的錨固承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)大于連接件本身的承載力設(shè)計(jì)值。
幕墻本身變形能力較小，在水平地震或風(fēng)荷載作用下，主體結(jié)構(gòu)梁容易產(chǎn)生側(cè)移。由于幕墻構(gòu)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(jié)構(gòu)過大側(cè)移的影響。幕墻構(gòu)件與立柱、橫梁的連接要盡可靠地傳遞風(fēng)荷、地震作用、自重作用及主體結(jié)構(gòu)水平位移產(chǎn)生的影響，所以連接件須具有一定的適應(yīng)位移的能力。
幕墻的破壞，往往最先體現(xiàn)在連接點(diǎn)上，連接點(diǎn)出現(xiàn)問題，則造成整個(gè)結(jié)構(gòu)體系出現(xiàn)安全隱患，故連接件的作用不可忽視，必須通過精密計(jì)算未確定。
3.2 設(shè)計(jì)圖中未交代或不重視連接件的構(gòu)造設(shè)計(jì)和措施。
風(fēng)荷載作用下，幕墻與主體結(jié)構(gòu)之間的連接件發(fā)生拔出、折斷等嚴(yán)重破壞的情況比較少見，只要保證其足夠的活動(dòng)能力，使幕墻結(jié)構(gòu)避免受主體結(jié)構(gòu)過大位移的影響，一般不會(huì)出現(xiàn)這樣的問題。但在地震作用下，幕墻和連接件會(huì)受到強(qiáng)烈的動(dòng)力作用，相對(duì)而言更容易發(fā)生破壞。防止或減輕震害的主要途徑是加強(qiáng)構(gòu)造措施、精心設(shè)計(jì)、從嚴(yán)掌握。
幕墻結(jié)構(gòu)與主體砼結(jié)構(gòu)應(yīng)通過預(yù)埋件來進(jìn)行連接，預(yù)埋件應(yīng)在主體結(jié)構(gòu)砼施工時(shí)埋入，且位置應(yīng)準(zhǔn)確。但在實(shí)際中，很多建筑幕墻因各種原因在主體結(jié)構(gòu)施工完畢后再進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，因此造成幕墻結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)連接的預(yù)埋件無法事先預(yù)埋。
當(dāng)無條件采用預(yù)埋件時(shí)，應(yīng)采用其他可靠的連接措施，并通過試驗(yàn)確定其承載力。通常可采用后加化學(xué)植筋螺栓連接，螺栓直徑和數(shù)量應(yīng)通過承載力計(jì)算確定，且應(yīng)進(jìn)行承載力現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行極限拉、拔試驗(yàn)。施工操作時(shí)，應(yīng)避開主體結(jié)構(gòu)的受力鋼筋及防止截?cái)嗥涫芰睢?/p>
化學(xué)螺栓的錨固長(zhǎng)度也應(yīng)滿足計(jì)算要求。實(shí)際工程實(shí)例中常遇見在屋頂女兒墻或樓層砼欄板上設(shè)置連接件，欄板厚度一般小于120mm。如此難以滿足連接螺栓的錨固長(zhǎng)度的需要，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的措施。另外，欄板上附加了幕墻傳遞來的作用效應(yīng)，還應(yīng)對(duì)欄板進(jìn)行驗(yàn)算。幕墻與砌體結(jié)構(gòu)連接時(shí)，宜在連接部位的主體結(jié)構(gòu)上增設(shè)鋼筋砼或鋼結(jié)構(gòu)梁、柱。輕質(zhì)填充墻不應(yīng)作為幕墻的支承結(jié)構(gòu)。
3.3 結(jié)構(gòu)膠未進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，設(shè)計(jì)圖中未標(biāo)注膠寬度和厚度。
在重力荷載設(shè)計(jì)值作用下，玻璃幕墻的重力傳給結(jié)構(gòu)膠，結(jié)構(gòu)膠縫均勻承重長(zhǎng)期剪力，其承受荷載和作用產(chǎn)生的應(yīng)力大小關(guān)系到幕墻構(gòu)件的安全。由此可見，結(jié)構(gòu)膠的重要性，所以對(duì)結(jié)構(gòu)膠必須進(jìn)行承載力驗(yàn)算，保證最小的粘接寬度和厚度。
3.3.1 設(shè)計(jì)計(jì)算中，風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)取值有些不準(zhǔn)確。
主要疏忽：未區(qū)分負(fù)壓區(qū)墻角，凹凸部位，取值1.2偏小，應(yīng)取1.4。
對(duì)高度>200m或體型、風(fēng)荷載環(huán)境復(fù)雜時(shí)，宜進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)。
3.3.2 玻璃幕墻的防火設(shè)計(jì)不到位。
幕墻四周與主體結(jié)構(gòu)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(jìn)行封閉，沒有采用防火保溫材料進(jìn)行填塞，未能滿足消防要求，如樓層發(fā)生火災(zāi)時(shí)不能有效對(duì)火勢(shì)進(jìn)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(tǒng)，以達(dá)到防止火焰和高溫?zé)煔庠诮ㄖ?nèi)部擴(kuò)散的目的。但在審圖過程中，筆者還是發(fā)現(xiàn)了設(shè)計(jì)中有些封堵不到位，標(biāo)準(zhǔn)做法是：縫隙封堵填塞材料應(yīng)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(shí)，為避免兩個(gè)防火分區(qū)因玻璃破碎而相通，造成火勢(shì)迅速蔓延，同一玻璃板塊不宜跨越兩個(gè)防火分區(qū)。
3.3.3 玻璃幕墻的防雷設(shè)計(jì)易疏漏
高層建筑在被玻璃幕墻圍護(hù)后，原建筑物的防雷裝置由于玻璃幕墻的屏蔽效應(yīng)，不能直接起到接閃和防雷作用，閃電對(duì)建筑物的雷擊往往變成對(duì)玻璃幕墻的雷擊。故防雷設(shè)計(jì)也是保證幕墻安全使用的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，不可疏漏。
有些幕墻設(shè)計(jì)中未作防雷設(shè)計(jì)，或雖有些做了防雷設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)和技術(shù)措施也不到位，防雷未與主體建筑的防雷接地系統(tǒng)可靠連接，形成一個(gè)導(dǎo)電通暢的整體系統(tǒng)。
筆者就曾遇到過一個(gè)因玻璃幕墻防雷設(shè)計(jì)的疏漏而遭遇雷擊的實(shí)例，所以玻璃幕墻設(shè)計(jì)中的防雷設(shè)計(jì)必須引起設(shè)計(jì)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(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)做法詳見圖2、圖3、圖4。
目前防止側(cè)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(shè)置一圈均壓環(huán)(圖3、圖4)。將幕墻豎向龍骨、橫向龍骨和建筑物防雷網(wǎng)接通連成一個(gè)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(tǒng)，迅速地輸送到地下。
關(guān)鍵詞：玻璃幕墻；設(shè)計(jì)要點(diǎn)；設(shè)計(jì)原則
玻璃幕墻作為一種新穎美觀的墻體裝飾方法，是現(xiàn)代主義高層建筑時(shí)代的顯著特征。國(guó)內(nèi)外很多標(biāo)志性建筑都已經(jīng)采用了玻璃幕墻技術(shù)，像紐約的聯(lián)合國(guó)大廈、北京長(zhǎng)城飯店等。為了更好地推廣應(yīng)用玻璃幕墻，本文對(duì)其進(jìn)行全面概述，分析其特點(diǎn)、設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、設(shè)計(jì)要求。
一、玻璃幕墻的特點(diǎn)
1、藝術(shù)氣息濃厚
作為一種現(xiàn)代裝飾方法，由于其光感強(qiáng)，色彩豐富，是以玻璃幕墻能夠給建筑帶來獨(dú)有的藝術(shù)效果。
2、降低造價(jià)
一般來說，玻璃幕墻具有較低的自重，不足普通磚的十分之一、混凝土墻的七分之一，這可以大大減少裝飾主體結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的造價(jià)。
3、施工方便
玻璃幕墻材料單一，不需要太復(fù)雜的施工工藝便可以滿足需求，因此一般具有較短的工期。而在維護(hù)中也比較方便，對(duì)于一些構(gòu)件都可以進(jìn)行更換。
4、可以變舊為新
對(duì)于已建工程的舊墻面可以采用玻璃幕墻技術(shù)進(jìn)行改造，提高舊工程的使用年限。
但是要注意到的是，玻璃幕墻也是有一些缺點(diǎn)的。比如玻璃幕墻本身的造價(jià)還是比較高的，其抗壓性能一般，還會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成光污染，因此在設(shè)計(jì)中，要對(duì)玻璃幕墻的有關(guān)方案進(jìn)行充分論證，權(quán)衡利弊，合理使用。
二、玻璃幕墻的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1、光影效果
玻璃幕墻具有很強(qiáng)的感光性，它會(huì)對(duì)周圍的光線進(jìn)行反射，這就為建筑的光影藝術(shù)提供了一種極好的表現(xiàn)手法。在進(jìn)行玻璃幕墻設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要對(duì)建筑周圍的環(huán)境做好研究，在考慮建筑本身特點(diǎn)的基礎(chǔ)上結(jié)合環(huán)境設(shè)計(jì)玻璃幕墻，當(dāng)然要盡量避免光污染的形成。
要主要在對(duì)玻璃幕墻的色彩進(jìn)行選擇的時(shí)候，要主要和周圍的環(huán)境配合起來。當(dāng)然前提是要充分研究建筑物的藝術(shù)效果的形成、以及其功能用途。
2、造型設(shè)計(jì)
應(yīng)該通過對(duì)玻璃幕墻和實(shí)體墻面的優(yōu)化組合來進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，對(duì)于玻璃幕墻來說，其獨(dú)特的采光性能使得它可以適應(yīng)各種形狀，然后和石材等實(shí)體墻面結(jié)合起來進(jìn)行設(shè)計(jì)，便可以搭配出各種造型，標(biāo)新立異。
3、墻面劃分
墻面劃分考慮的主要因素是建筑藝術(shù)氣息的營(yíng)造，在合理利用玻璃原材尺寸的基礎(chǔ)上，結(jié)合設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)性、施工工藝的選擇以及受力特性，對(duì)于玻璃幕墻墻面的劃分如果是要追求比較正式、嚴(yán)肅的感覺，一般來說要求等尺寸、等距離的劃分，若是追求比較個(gè)性張揚(yáng)、青春活潑的感覺，可以進(jìn)行自由劃分。
二、玻璃幕墻的構(gòu)造設(shè)計(jì)要求
玻璃幕墻的構(gòu)造設(shè)計(jì)，乃是幕墻功能能否充分發(fā)揮的一個(gè)重要前提。一般來說，在進(jìn)行幕墻設(shè)計(jì)時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：
1、應(yīng)該保持玻璃幕墻的面板構(gòu)件和邊框所形成的空腔內(nèi)外壓力一致，這樣的壓力平衡狀態(tài)就不會(huì)把雨水壓進(jìn)空腔之內(nèi)，提高了玻璃幕墻防雨抗?jié)B的能力。
2、應(yīng)該在可能會(huì)產(chǎn)生滲水的部位，或者可能由于溫度變化而結(jié)露的地方設(shè)置排水孔，外接管道，在集水之后經(jīng)由管道派出，保持幕墻性能的優(yōu)越性。
3、應(yīng)該用密封性能好的材料把板材和邊框相接的地方進(jìn)行密封，這種材料應(yīng)該具有這樣的性能：能夠在長(zhǎng)時(shí)間的外接干擾和壓力之下，保持足夠的彈性。
4、對(duì)于各種連接縫的處理，其原則是既要保證功能需求，又應(yīng)該保持玻璃幕墻的整體美觀性。一般來說，可以活動(dòng)蓋板，使其把連接部分保護(hù)起來，避免損害，或者也可以采取不漏痕跡的辦法，那就是對(duì)于玻璃幕墻上出現(xiàn)的微小破壞，及時(shí)處理。
5、由于玻璃對(duì)溫度比較敏感，所以對(duì)于在隱形框玻璃幕墻的設(shè)計(jì)中，對(duì)于各構(gòu)件間的拼接縫是有一定的要求的，不能太大，這樣會(huì)嚴(yán)重影響美觀，也不能太小，太小時(shí)玻璃幕墻在溫度的作用下會(huì)產(chǎn)生變形，影響性能。一般來說，保持在15毫米左右就可以了。對(duì)于非隱形框來說，玻璃幕墻構(gòu)件與的鋁邊框之間的距離設(shè)計(jì)也要滿足溫度變形的需求，太大太小都不行，一般設(shè)計(jì)規(guī)范要求在8毫米左右。
6、玻璃幕墻在使用過程中很有可能會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)，并且由于溫度的變化，玻璃幕墻也會(huì)發(fā)生微小位移，因此這種情況下，幕墻各構(gòu)件之間可能會(huì)出現(xiàn)摩擦噪音，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該在相關(guān)部位加入墊片，消減摩擦噪音的影響。
7、玻璃幕墻上的連接構(gòu)件設(shè)計(jì)中要注意不要因?yàn)椴煌瑢傩缘慕佑|而引發(fā)影響性能的電化學(xué)反應(yīng)。
8、做好窗機(jī)的設(shè)計(jì)工作，考慮軌道、連接構(gòu)件和外部荷載對(duì)其的影響。
9、對(duì)于可活動(dòng)的玻璃幕墻，要控制可活動(dòng)部分的面積在百分之十五一下，并且上懸角度小于30度，寬度小于3m。
三、玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
玻璃幕墻一般都是處在建筑物的外部，是一種在起作用的結(jié)構(gòu)護(hù)件，可能對(duì)其性能產(chǎn)生影響的因素主要有：自身荷載自重、外部的風(fēng)壓力、地震作用以及溫度，這些因素都有可能引起玻璃幕墻的變形，所以對(duì)其的支護(hù)構(gòu)件要有一定的伸縮變形能力，用來適應(yīng)主體玻璃幕墻的變形，對(duì)于支護(hù)結(jié)構(gòu)護(hù)件還有一個(gè)要求就是要有合理的力傳遞路徑，當(dāng)有外力作用在玻璃幕墻上的時(shí)候，支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)該可以很快的把這些力傳遞開去，避免在玻璃幕墻上出現(xiàn)應(yīng)力擊中的現(xiàn)象。
一般來說，玻璃幕墻都是豎直的，而且面積很大，所以風(fēng)荷載的作用下，玻璃會(huì)產(chǎn)生很大的彎曲應(yīng)力，這是玻璃幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中首先需要考慮的因素。而在地震作用下，由于強(qiáng)烈的震動(dòng)，可能會(huì)引起構(gòu)件連接點(diǎn)的震動(dòng)，從而引發(fā)松弛現(xiàn)象，導(dǎo)致玻璃幕墻坍塌事故，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也要加強(qiáng)對(duì)其抗震性能的優(yōu)化。
玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要遵循以下的原則：
1、玻璃幕墻不能承受主題建筑的荷載作用力和地震作用，幕墻上的構(gòu)件應(yīng)該懸掛在主題建筑商，玻璃幕墻的施工要秉承圍護(hù)的原則，而不是支撐。
2、對(duì)于玻璃幕墻和連接構(gòu)件的剛度有一定的要求，要求能夠在主體建筑在風(fēng)荷載、地震和溫度等作用發(fā)生位移變形的時(shí)候，避免出現(xiàn)幕墻的破壞。
3、對(duì)于非抗震設(shè)計(jì)下的玻璃幕墻，應(yīng)該保證在風(fēng)荷載的作用下玻璃的完整無損，此時(shí)連接構(gòu)件也應(yīng)該要保證玻璃幕墻能夠有足夠的能力應(yīng)對(duì)主體的位移變形。
4、對(duì)于需要抗震設(shè)計(jì)的重要建筑，玻璃幕墻在遇到地震的時(shí)候應(yīng)該不能破損，按照一定的抗震烈度進(jìn)行設(shè)計(jì)，要保障在地震之后，玻璃幕墻基本完好，超過地震烈度的時(shí)候，玻璃幕墻的主體骨架可以再次利用。
5、一般在玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該要全面考慮自重荷載、風(fēng)荷載、地震和溫度等因素，各因素綜合優(yōu)化，提出最合理的設(shè)計(jì)方案。
綜上所述，玻璃幕墻可以增加主體建筑的藝術(shù)氣息，成本比較低等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代裝飾中應(yīng)用的越來越多，所以對(duì)其設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、設(shè)計(jì)原則必須要研究清楚，制定一個(gè)更加合理的設(shè)計(jì)方案，使得玻璃幕墻既能夠增加主體建筑的魅力，又能 保證其安全性。玻璃幕墻具有很寬闊的應(yīng)用前景，有了對(duì)其的詳細(xì)研究，相信它會(huì)被更好的應(yīng)用到未來建筑的裝飾中去。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：智能幕墻；通風(fēng)換氣；節(jié)能；隔音；遮陽
中圖分類號(hào)： TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
前言
新建筑理念是將生態(tài)理念和生態(tài)精神貫穿在建筑物的外立面設(shè)計(jì)中，將各種技術(shù)和功能通過建筑手段完美地結(jié)合起來。在細(xì)致的建筑美學(xué)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之外，賦予了建筑物立面更強(qiáng)的生態(tài)功能性。建筑物立面不僅僅起到劃分空間的作用，同時(shí)也是建筑內(nèi)外能量交換的媒介，在適應(yīng)氣候、注重能量動(dòng)態(tài)平衡的同時(shí)追求內(nèi)部空間的舒適性。雙層幕墻正是在這種是建筑理念下誕生和成長(zhǎng)的，也是建筑學(xué)界關(guān)注了幾十年的研究領(lǐng)域。
一 雙層幕墻的工作原理及分類
雙層幕墻又稱熱通道幕墻、呼吸式幕墻、 通風(fēng)式幕墻、節(jié)能幕墻等。由內(nèi)外兩層立面構(gòu)造組成，形成一個(gè)室內(nèi)外之間的空氣緩沖層。外層可由明框、隱框或點(diǎn)支式幕墻構(gòu)成。內(nèi)層可由明框、隱框幕墻、或具有開啟扇和檢修通道的門窗組成。也可以在一個(gè)獨(dú)立支承結(jié)構(gòu)的兩側(cè)設(shè)置玻璃面層，形成空間距離較小的雙層立面構(gòu)造。
1、雙層幕墻的工作原理
雙層幕墻主要是利用氣壓差、熱壓差和煙囪效應(yīng)使建筑外層有效的適應(yīng)自然的天氣變化，提高幕墻的保溫隔熱性能，從而使整棟建筑主體達(dá)到節(jié)能減排的目的。在寒冷季節(jié)，可以最大限度的吸收太陽輻射熱，通過調(diào)節(jié)進(jìn)出風(fēng)口的大小，可以控制適當(dāng)?shù)男嘛L(fēng)換氣量，而進(jìn)入兩層玻璃幕墻之間的緩沖空間的空氣，已被陽光初步加熱，再送入室內(nèi)時(shí)可減少送暖量；夏季炎熱時(shí)期，位于兩層玻璃空間的遮陽設(shè)施被放下來，絕大部分太陽輻射能量在這里被擋住，并通過精心組織的自然通風(fēng)排到建筑之外。由于外層玻璃具有遮風(fēng)避雨及防盜作用，夜間室外冷空氣可以通過開啟的內(nèi)側(cè)窗戶冷卻建筑。
2、雙層幕墻的分類
根據(jù)雙層幕墻通風(fēng)形式的不同，可分為：外循環(huán)式雙層幕墻和內(nèi)循環(huán)式雙層幕墻。
外循環(huán)式雙層幕墻外層幕墻采用單層玻璃，在其下部有進(jìn)風(fēng)口， 上部有排風(fēng)口。內(nèi)層幕墻采用中空玻璃、隔熱型材，且設(shè)有可開啟的窗或門。它無需專用機(jī)械設(shè)備，完全靠自然通風(fēng)將太陽輻射熱，經(jīng)通道上排風(fēng)口排出室外。從而節(jié)約能源和機(jī)械運(yùn)行維修費(fèi)用。夏季開啟上下通風(fēng)口，進(jìn)行自然排風(fēng)降溫。冬季關(guān)閉上下通風(fēng)口，利用太陽輻射熱經(jīng)開啟的門或窗進(jìn)入室內(nèi)，可利用熱能和減少室內(nèi)熱能的損失。
內(nèi)循環(huán)式雙層幕墻外層幕墻采用中空玻璃、隔熱型材形成封閉狀態(tài)。內(nèi)層幕墻采用單層玻璃或單層鋁合金門窗，成可開啟狀態(tài)。利用機(jī)械通風(fēng)，空氣從樓板或地下的風(fēng)口進(jìn)入通道，經(jīng)上部排風(fēng)口進(jìn)入頂棚流動(dòng)。由于進(jìn)風(fēng)為室內(nèi)空氣，所以通道內(nèi)空氣溫度與室內(nèi)溫度基本相同，因此可節(jié)省采暖與制冷的能源，對(duì)采暖地區(qū)更為有利。由于內(nèi)通風(fēng)需要機(jī)械設(shè)備和光電控制百葉卷簾或遮陽系統(tǒng)，因此有較高的技術(shù)要求和費(fèi)用。
二 雙層幕墻的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1、外循環(huán)雙層玻璃幕墻結(jié)構(gòu)
(1)結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)
在外循環(huán)體系進(jìn)行通風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮樓體樓層不同高度，考慮到抗震
要求和風(fēng)壓影響，進(jìn)、出風(fēng)口的沙塵過濾網(wǎng)的“目數(shù)”應(yīng)通過計(jì)算選用不同目數(shù)的過濾網(wǎng)，而解決由于樓層高度變化產(chǎn)生不同“煙筒”效應(yīng)，出風(fēng)口可采用“魚嘴”式結(jié)構(gòu)，在中國(guó)不要將濾網(wǎng)目數(shù)過大，防止空氣滯阻。
外層幕墻作為建筑物的外表，一方面直接反映的是建筑物的造型，另一方面作為護(hù)結(jié)構(gòu)，它還承受風(fēng)荷載、防雨水等作用，因而其結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度與水密性方面應(yīng)作為重點(diǎn)考慮，內(nèi)層幕墻由于其主要是與外層結(jié)構(gòu)形成換氣層，所以更應(yīng)該注意其余室內(nèi)功能的配合，對(duì)其密封性能要求可適當(dāng)降低。
2、防塵與清洗設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)的防塵是相對(duì)防塵，外循環(huán)式結(jié)構(gòu)在歐洲的地區(qū)應(yīng)用較為廣泛，由于我國(guó)北方大部分地區(qū)春秋季節(jié)風(fēng)沙天氣較多，尤其可吸入顆粒物和昆蟲非常嚴(yán)重，歐洲的外循環(huán)體系結(jié)構(gòu)在防塵與清洗等方向不能完全滿足我國(guó)北方地區(qū)要求，因而在外循環(huán)體系防塵與清洗設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮我國(guó)實(shí)際情況，另外雙層幕墻之間的過濾網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)便于室內(nèi)人的更換、清洗。
(3)節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
外循環(huán)體系的內(nèi)層玻璃幕墻玻璃，應(yīng)采用6＋12＋6mm，外層幕墻盡可能的采用夾膠鋼化，內(nèi)層幕墻采用熱斷橋鋁合金結(jié)構(gòu)，外層可采用點(diǎn)式駁接結(jié)構(gòu)或鋁合金結(jié)構(gòu)，若內(nèi)外層幕墻選用透明玻璃，就必須考慮冬季與夏季，白天與夜間的氣候、溫度不同，而對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生的影響。外層玻璃選用夾膠透明鋼化，玻璃即便破損也不會(huì)附落，避免對(duì)樓底行人造成傷害，選擇透明玻璃可使陽光充分進(jìn)入雙層幕墻之間“腔體”，形成溫室效應(yīng)。夏季考慮方式：由于白天陽光照射，使雙層幕墻之間通道空氣溫度升高，內(nèi)層幕墻若采用中空低輻射玻璃，太陽能可反射到雙層幕墻“腔體”之間，通過“煙筒”效應(yīng)使氣流上升并通過上端出風(fēng)口排到室外，從而減少室內(nèi)與室外的溫度交換，使幕墻達(dá)到節(jié)能要求，降低夏季制冷空調(diào)的負(fù)荷。夜間沒有陽光照射，內(nèi)層窗玻璃采用中空低輻射，使幕墻達(dá)到節(jié)能要求。通過德國(guó)旭格公司技術(shù)統(tǒng)計(jì)，采用雙層幕墻應(yīng)能夠節(jié)約能量一般30％～40％左右，由于雙層幕墻從材料選用到結(jié)構(gòu)表達(dá)式設(shè)計(jì)的不同選擇，雙層幕墻節(jié)能的數(shù)據(jù)是不同的，因此， 最終設(shè)計(jì)的雙層幕墻節(jié)能數(shù)據(jù)應(yīng)通過試驗(yàn)手段獲得。
(4)遮陽設(shè)計(jì)
以雙層幕墻之間安裝電動(dòng)或手動(dòng)操作的遮陽裝置，遮陽百頁可調(diào)節(jié)角度，使陽光進(jìn)入室內(nèi)得到合理控制，遮陽裝置的安裝位置非常重要；一般距外層玻璃150mm～180mm為最佳，也應(yīng)考慮內(nèi)層幕墻開啟窗或門的形式而定，避免影響窗或門的正常開啟的關(guān)閉。
2、內(nèi)循環(huán)雙層熱通道玻璃幕墻結(jié)構(gòu)
(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
內(nèi)循環(huán)式通道設(shè)計(jì)一直為封閉式，它兩層玻璃布局正相反，內(nèi)循環(huán)式結(jié)構(gòu)，外層玻璃為中空雙鋼化玻璃，外框?yàn)楦魺嵝筒模瑑?nèi)層為鋼化單層玻璃，并有內(nèi)開啟扇。雙層玻璃之間距離一般100mm～200mm，中間加遮陽裝置。它的換氣方式是，在冬天，通道內(nèi)加熱的空氣，通過熱管水道被抽到室內(nèi)，或打開屋內(nèi)開啟扇導(dǎo)入熱風(fēng)，達(dá)到節(jié)能目的。在夏天過熱的空氣由排風(fēng)道排到屋外。此時(shí)關(guān)閉通往屋內(nèi)的風(fēng)管。內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)可設(shè)計(jì)成高尺寸為層高的箱體單元體。
(2)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：這種內(nèi)循環(huán)箱體單元體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮到在天花板內(nèi)側(cè)，或地板下部空間，分別設(shè)計(jì)進(jìn)屋內(nèi)熱風(fēng)管道系統(tǒng)和向外排熱風(fēng)管道系統(tǒng)。個(gè)別也有專門在秋天、春天時(shí)設(shè)計(jì)的自然空氣向室內(nèi)進(jìn)行新空氣交換裝置。
(3)遮陽系統(tǒng)設(shè)計(jì)：在內(nèi)循環(huán)二層熱通道之間，設(shè)計(jì)由上部向下電控升降，并能自動(dòng)隨陽光斜照不同而改變角度的遮陽百葉裝置。一般距外玻璃約80mm～100mm。
3、雙層幕墻的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)
（一） 優(yōu)點(diǎn)：
（1）隔聲。良好的隔聲效果是使用通風(fēng)雙層幕墻最重要的因素之一，特別是在外部噪聲大的地區(qū)（如交通噪聲等）。
（2）隔熱。在冬季，減小空氣腔內(nèi)空氣流速，增加其溫度會(huì)降低玻璃表面?zhèn)鳠崴俣龋瑴p少熱損失，可以提高保溫效果；夏季，自然通風(fēng)、輔助機(jī)械通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)時(shí)，可以排出空氣腔中的熱空氣，降低空氣腔內(nèi)空氣溫度，減少空調(diào)負(fù)荷。
（3）節(jié)能、減少環(huán)境影響。與傳統(tǒng)的單層幕墻相比，設(shè)計(jì)合理時(shí)額外的一層外套能增加節(jié)能的效果。
（4）自然通風(fēng)。通風(fēng)雙層幕墻一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)就是能夠自然通風(fēng)（或有輔助風(fēng)機(jī)通風(fēng)）。不同類型的通風(fēng)雙層幕墻可以應(yīng)用在不同的氣候條件、朝向、位置和建筑類型中，以達(dá)到隨時(shí)為室內(nèi)提供新鮮空氣的目的。
（5）熱舒適性-內(nèi)墻溫度。因?yàn)楣┡就L(fēng)雙層幕墻空氣腔內(nèi)的溫度比室外高，與單層幕墻相比，通風(fēng)雙層幕墻內(nèi)層的溫度可以與室內(nèi)溫度接近。另一方面，在設(shè)計(jì)中很重要的一點(diǎn)是在夏季不能讓空氣腔內(nèi)的溫度上升過高，應(yīng)使過熱的空氣盡快從空氣腔中排出，以帶走熱量。
（6）傳熱系數(shù)和太陽能總透射比都較低。
（7）對(duì)遮陽或照明設(shè)施的更好保護(hù)。因?yàn)檫@些設(shè)備布置在通風(fēng)雙層幕墻中間的空氣腔內(nèi)，它們可以不受風(fēng)雨的影響。
（二）缺點(diǎn)：
（1）建造、維護(hù)和運(yùn)行本高。和傳統(tǒng)的幕墻比，建造成本要高很多，另外，維護(hù)和運(yùn)行等各方面的花費(fèi)也都比單層幕墻要高。
（2）防火。對(duì)于建筑防火而言，現(xiàn)在還不是很清楚通風(fēng)雙層幕墻的影響是正面的，還是負(fù)面的。但有研究人員提到了火災(zāi)時(shí)煙氣在房間之間蔓延的可能性。
（3）減少建筑室內(nèi)可利用面積。通風(fēng)雙層幕墻的空氣腔的寬度從20cm到幾米。因此會(huì)減少實(shí)際的使用空間，通常空氣腔的寬度會(huì)影響內(nèi)部參數(shù)和幕墻性能；有時(shí)，空氣腔寬度越大，越能提高與外層相鄰的內(nèi)層的熱舒適性。因此，選擇恰當(dāng)?shù)哪粔挾群苤匾炔贿^寬（以節(jié)省空間），又要能滿足各種使用要求。
（4）過熱問題。這里主要說的是，若設(shè)計(jì)不當(dāng)，在夏季時(shí)空氣腔內(nèi)的空氣溫度會(huì)過高，進(jìn)而會(huì)使室內(nèi)溫度升高，增加空調(diào)負(fù)荷。這是個(gè)在設(shè)計(jì)通風(fēng)雙層幕墻時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到的問題。
（5）增加結(jié)構(gòu)承重。雙層幕墻結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)幕墻相比重量會(huì)增大，所以結(jié)構(gòu)的承重也會(huì)加大。
（6）隔聲。如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生房間、樓層間串聲的問題。
總結(jié)
雙層幕墻的應(yīng)用具有良好的節(jié)能性、環(huán)保性，已經(jīng)在歐洲被仔細(xì)研究，并廣泛應(yīng)用。例如：德國(guó)對(duì)外循環(huán)體系的雙層結(jié)構(gòu)幕墻的應(yīng)用較多，意大利和英國(guó)對(duì)內(nèi)循環(huán)體系的雙層結(jié)構(gòu)幕墻的應(yīng)用較多，法國(guó)對(duì)雙層結(jié)構(gòu)幕墻應(yīng)用于舊樓改造。但在中國(guó)雙層幕墻技術(shù)還不夠完善，工程實(shí)例還較少，無論在理論還是實(shí)踐中還需要專家、建筑專業(yè)人員等共同努力探索，隨著人們對(duì)環(huán)境的日愈重視，雙層幕墻必將成為我國(guó)今后幕墻發(fā)展的重要方向。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：現(xiàn)代建筑；幕墻設(shè)計(jì)；技術(shù)規(guī)范；問題；措施
一、 建筑幕墻構(gòu)造設(shè)計(jì)
1.1 幕墻防火隔煙設(shè)計(jì)
根據(jù)JGJ102 2003《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》4.4.7內(nèi)容：玻璃幕墻與周邊防火分隔構(gòu)件間的縫隙、樓板或隔墻外沿間的縫隙、與實(shí)體墻面洞口邊緣間的縫隙等，應(yīng)進(jìn)行防火封堵設(shè)計(jì)。
在實(shí)際幕墻設(shè)計(jì)中，有些設(shè)計(jì)師在進(jìn)行防火隔煙封堵設(shè)計(jì)時(shí)不是很合理，以至于與業(yè)主、監(jiān)理或?qū)張D中心常常會(huì)產(chǎn)生一些技術(shù)上的摩擦。現(xiàn)就關(guān)于此項(xiàng)設(shè)計(jì)需要注意事項(xiàng)列舉如下。
1.1.1 幕墻主體結(jié)構(gòu)樓層梁處的水平防火封堵
a )不合理設(shè)計(jì)b )合理設(shè)計(jì)
l―― 1.5 mm厚鍍鋅鋼板；2――lOOmm厚的防火巖棉隔離層；3――保溫板(巖棉)；4――幕墻橫梁。
圖 1 幕墻主體結(jié)構(gòu)樓層梁處的水平防火封堵
建筑幕墻處主體結(jié)構(gòu)樓層梁處的水平防火封堵層應(yīng)盡量接近玻璃面，不能只封到幕墻橫梁的背部，橫梁上方的防火巖棉隔離層厚度應(yīng)滿足大于等于100mm的要求；樓層間水平防煙帶的巖棉宜采用厚度不小于1.5mm厚的鍍鋅鋼板承托， 同時(shí)，如果縱向采用易燃物保溫板如擠塑聚苯板，則保溫板應(yīng)設(shè)置在防火隔離層的上方，見圖 1 。
1.1.2 幕墻橫梁與主體結(jié)構(gòu)洞口處的防火封堵
在幕墻設(shè)計(jì)中，玻璃幕墻橫梁與主體結(jié)構(gòu)洞口處的防火封堵往往被忽視，有的設(shè)計(jì)師在繪圖時(shí)沒有重視，甚至沒有設(shè)置防火隔離。按規(guī)范要求，幕墻橫梁與主體結(jié)構(gòu)洞口處的防火封堵層厚度也不應(yīng)小于100mm。
1.1.3 幕墻立柱與主體結(jié)構(gòu)周邊縱向防火、防煙封堵玻璃幕墻立柱與主體結(jié)構(gòu)洞口周邊縱向防火、防煙封堵厚度隔離層的截面尺寸也不宜太小，最好不小于1OOmm，否則不符合規(guī)范要求。
幕墻設(shè)計(jì)中，防火、隔煙設(shè)計(jì)一定要引起重視，近來，國(guó)家對(duì)防火規(guī)范方面要求比較嚴(yán)格。同時(shí)，在設(shè)計(jì)主體結(jié)構(gòu)樓層梁處的水平防火封堵時(shí)要注意，不是把板后面的空間全部填滿防火巖棉，而是在lOOmm厚度的防火巖棉隔離層范圍內(nèi)不留空隙就行了。
1.2 幕墻防雷防靜 電設(shè)計(jì)
幕墻系統(tǒng)的防雷和防靜電設(shè)計(jì)是確保幕墻工程的安全設(shè)計(jì)。良好的防雷和防靜電性能可確保幕墻不遭雷擊或因靜電失火和影響整個(gè)建筑室內(nèi)電器設(shè)備的正常使用。由于在幕墻系統(tǒng)中多處因防腐、防噪等原因設(shè)置了PVC裝置，致使建筑物防雷裝置不能直接起到接閃和防雷作用。這樣，閃電對(duì)建筑的雷擊往往也就變成了閃電對(duì)玻璃(金屬)幕墻的雷擊。
幕墻作為一種復(fù)合系統(tǒng)，局部采用了大量金屬構(gòu)件，幕墻的金屬材質(zhì)由于雷 電的效應(yīng)，將會(huì)產(chǎn)生靜電感應(yīng)作用。當(dāng)天空中的云由于摩擦或碰撞產(chǎn)生雷電和大地形成電場(chǎng)時(shí)，幕墻的金屬桿件就會(huì)積聚大量的感應(yīng)電荷，且這種感應(yīng)電荷與雷云極性相反；當(dāng)雷云瞬間放電后，云與大地的電場(chǎng)突然消失，這時(shí)幕墻的金屬桿件感應(yīng)電荷不能以相應(yīng)的速度流散，將會(huì)產(chǎn)生高達(dá)萬伏以上的對(duì)地電位，這種靜電感應(yīng)電壓對(duì)人和設(shè)備產(chǎn)生危害。所以必須消除靜電對(duì)幕墻的影響。
按照規(guī)范要求，在建筑標(biāo)高30m以上，幕墻必須采取防雷措施。目前，防雷的通常做法是幕墻位于均壓環(huán)處的預(yù)埋件的錨筋(或者錨板)必須與土建均壓環(huán)電焊連接；且lOm以內(nèi)宜有一根立柱采用柔性導(dǎo)線上下連通，形成等電位，再與土建防雷系統(tǒng)連通，見圖2。
圖 2 幕墻防雷節(jié)點(diǎn)處理
1.3 玻璃采光頂設(shè)計(jì)
隨著建筑幕墻 的快速發(fā)展和對(duì)周邊環(huán)境及采光效果的需要，采光頂?shù)氖褂眉霸O(shè)計(jì)也越來越廣泛。但傳統(tǒng)采光頂構(gòu)造方式很容易出現(xiàn)膠縫滲水及內(nèi)部結(jié)露等現(xiàn)象，會(huì)給建筑本身及使用者帶來一定的負(fù)面效果。筆者結(jié)合多年來的幕墻設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及施工現(xiàn)場(chǎng)體會(huì)，總結(jié)了一定的采光頂設(shè)計(jì)方法，供設(shè)計(jì)師們參考。
a ) 玻璃采光頂設(shè)計(jì)時(shí)，在型材上要注意選擇，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般沒有考慮型材的二次防水措施，這樣會(huì)導(dǎo)致膠縫滲漏水及冷凝水沒有有效地排放，造成采光頂設(shè)計(jì)不完善漏水的現(xiàn)象。基于多方面的考慮，筆者在采光頂設(shè)計(jì)時(shí)，采用了統(tǒng)一的配套型材，使采光頂設(shè)計(jì)完善的同時(shí)，也注重了二次排水措施，有效地避免了滲水及漏水現(xiàn)象，見圖3；
l――中空夾膠玻璃；2――玻璃附框；3――縱向支座；4――橫向支座；5――鋼結(jié)構(gòu) 。
圖 3
b )采光頂設(shè)計(jì)在考慮型材二次排水的同時(shí)，也要注意面板的分格尺寸。采光頂必須采用夾膠安全玻璃，如采用點(diǎn)支承結(jié)構(gòu)，面板分格尺寸不宜大于1.6 m ×1.6 m。如果分格板塊過大，容易產(chǎn)生較大的撓度，造成局部積水現(xiàn)象；同時(shí)面板過大也不利于后期的維護(hù)，如果玻璃自爆或其他原因產(chǎn)生破裂對(duì)后期的更換會(huì)帶來更大的難度。在實(shí)際工程中由于玻璃板塊較大會(huì)產(chǎn)生一定的撓度，造成雨水無法排出，導(dǎo)致積水，如此時(shí)間久了，就會(huì)使雨水通過膠縫滲漏到室內(nèi)。
二、 建筑幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是幕墻設(shè)計(jì) 中的一個(gè)重要方面，幕墻是建筑物的護(hù)結(jié)構(gòu)，主要承受自身的重力荷載，以及作用在其上的風(fēng)荷載、地震作用和溫度作用。
2.1 幕墻的支承結(jié)構(gòu)
支承結(jié)構(gòu)是建筑幕墻重要的組成部分，它能把幕墻表面承受的風(fēng)荷載、溫度差作用、自身重量和地震荷載傳給主體結(jié)構(gòu)。因此，支承結(jié)構(gòu)必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。它相對(duì)于主體結(jié)構(gòu)有特殊的獨(dú)立性，又是整體建筑不可分離的一部分。支承結(jié)構(gòu)既要與主體結(jié)構(gòu)有可靠的連接，又不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)因產(chǎn)生位移或變形對(duì)幕墻產(chǎn)生的附和作用。由于幕墻是可以拆換的維護(hù)結(jié)構(gòu)，所以其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限不宜低于25年。
在幕墻支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，立柱的上、下柱連接算是最普通的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。JGJ 102--2003中6.3.3條關(guān)于上、下柱連接可采用長(zhǎng)度不小于250mm的芯柱連接。此項(xiàng)要求主要是對(duì)鋁型材而言，如果立柱是鋼龍骨，上下柱連接也可以用鋼板連接，前提是上、下柱位移一致就可以了。如果幕墻立柱是雙跨梁結(jié)構(gòu)模型，長(zhǎng)短跨之比不應(yīng)小于1／10，目前有些審圖中心的審查員把長(zhǎng)短跨比控制在0.15，如果層間結(jié)構(gòu)梁高度不足，則跨距 比很難達(dá)到0.15的比例，這個(gè)問題后期可以與審查人員溝通解決。
2.2 幕墻后錨 固處理
幕墻后錨 固處理主要體現(xiàn)在錨栓形式上的選用，目前較普遍的錨栓選擇上主要有化學(xué)錨栓與金屬膨脹錨栓。兩種錨栓目前尚不能說哪種好哪種不好，只能說它們承載原理有些區(qū)別。化學(xué)錨栓因無膨脹應(yīng)力的錨固可以實(shí)現(xiàn)較小的邊間距，其錨固原理主要是化學(xué)粘結(jié)力及鎖鍵力來承受外界荷載；膨脹錨栓主要是通過膨脹片與混凝土間的摩擦力或?qū)炷恋膲毫Γa(chǎn)生承載能力來承受外界拉力荷載。不論哪種錨栓，其承載力設(shè)計(jì)值不應(yīng)大于其極限承載力的50％，且不宜在與化學(xué)錨栓接觸的連接件上進(jìn)行焊接操作。(注：部分內(nèi)容來自于喜利得交流會(huì)資料)。
圈 4 化學(xué)錨栓和金屬膨脹錨栓承載原理的區(qū)別
2.3 幕墻用預(yù)埋件設(shè)計(jì)
預(yù)埋件是用于固定幕墻支承結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件，因此預(yù)埋件的質(zhì)量尤其重要。預(yù)埋件由錨板和錨筋組成。常用的幕墻預(yù)埋件有平板形和槽形兩種。預(yù)埋件的錨板宜采用Q235B的鋼材，表面作熱浸鍍鋅防腐處理，鋅膜厚度應(yīng)大于40 m。錨筋應(yīng)采用I級(jí)或Ⅱ級(jí)鋼筋，目前普遍采用的是Ⅱ吸熱軋螺紋鋼筋，錨筋不得采用冷加工鋼筋。在預(yù)埋件加工時(shí)，錨板與錨筋是采用塞焊還是T形焊并沒有強(qiáng)制性規(guī)定，筆者認(rèn)為焊接方式最好采用坡口塞焊，這樣質(zhì)量才比較可靠。不過，當(dāng)錨筋直徑大于20mm時(shí)，JGJ102--2003規(guī)范要求宜采用穿孔塞焊。
從預(yù)埋件的受力情況來分析，主要有兩種形式：一種是受拉和受彎，一種受剪，見圖5。對(duì)受拉和受彎預(yù)埋件來說，其錨筋的錨固長(zhǎng)度可按下式計(jì)算：
L =α×fy×d/ft
式中：
fy ――鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ；
ft ――砼軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ；
d ――鋼筋公稱直徑 ；
α――錨筋系數(shù)(注：抗震設(shè)計(jì)的幕墻，鋼筋錨固長(zhǎng)度應(yīng)按1.1倍采用)。
當(dāng)結(jié)構(gòu)計(jì)算中錨筋的拉應(yīng)力設(shè)計(jì)值小于鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值時(shí)，則錨筋的錨固長(zhǎng)度以不小于15d為宜，同時(shí)，錨筋長(zhǎng)度不允許負(fù)偏差。
a )受拉和受彎埋件示意 b )受剪埋件示意
圖 5 預(yù)埋件受力形式分析
三、 建筑幕墻面板設(shè)計(jì)
幕墻面板主要有玻璃、金屬板材及石材等外裝飾材料。
3.1 玻璃
玻璃作為一種透明材料被廣泛應(yīng)用于建筑、制造等行業(yè)，是幕墻的主要面材。所以，科學(xué)的選用玻璃對(duì)于建筑物的節(jié)能具有十分重要的意義。普通的透明玻璃 的遮陽系數(shù)SC> 0.5，陽光中的紅外線熱能大量地透過了玻璃被吸收，這導(dǎo)致它不能有效地阻擋太陽輻射能，其隔熱保溫效果不很理想。
目前的市場(chǎng)上，Low―E玻璃是一種對(duì)4.5 m～25 m波長(zhǎng)范圍中遠(yuǎn)紅外輻射具有較高反射能力的鍍膜玻璃。Low―E中空玻璃已成為節(jié)能型玻璃幕墻的首選材料。Low―E玻璃遮陽系數(shù)不大于0.4，具有低輻射、高熱阻、低透光等優(yōu)點(diǎn)， 一般應(yīng)用于雙層中空玻璃上。由于膜層的特殊作用，它可以將80％以上的遠(yuǎn)紅外線熱輻射反射回去，具有良好的阻隔熱輻射透過作用，以達(dá)到節(jié)能的目的。
對(duì)于玻璃采光頂或玻璃雨蓬，其面板選擇要注意節(jié)能及安全事項(xiàng)。有保溫要求的玻璃采光頂應(yīng)選用鋼化中空 Low―E夾膠安全玻璃，且玻璃分格尺寸不宜過大，最好不超過2000mm；而玻璃雨蓬不需要保溫，主要是遮雨用途，所以采用鋼化夾膠玻璃就行了。如果夾膠玻璃上有花紋雕刻，其PVB夾片厚度最好采用 1.52mm，否則有花紋的部位連接可能不太牢靠。
3.2 金屬板材
金屬板材一般是指鋁合金板材，主要包括單層鋁板、鋁塑復(fù)合鋁板及蜂窩鋁板。金屬板材在室外裝飾使用時(shí)，表面要進(jìn)行氟碳噴涂處理，氟碳樹脂厚度要符合設(shè)計(jì)要求。規(guī)范要求：海邊及嚴(yán)重酸雨地區(qū)，可采用三道或四道氟碳樹脂涂層， 其最小局部厚度不應(yīng)小于35 m；其他地區(qū)，可采用兩道氟碳樹脂涂層，干膜厚度中最小局部厚度不應(yīng)低于25 m。
同時(shí)，在金屬板材表 面進(jìn)行涂層前，其表面應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理是為了除去板材表面上的油污和臟物及表面上自然形成的氧化層，這樣可以形成一層與基材結(jié)合牢固又可以與氟碳漆緊密結(jié)合的化學(xué)物轉(zhuǎn)化膜。
3.3 石材
這里所說的石材是指用于室外裝飾的天然建筑板材，天然石材主要有天然大理石和天然花崗巖等。目前，用于室外裝飾的石材一般采用花崗巖，花崗巖屬于火成巖，主要成分以氧化硅為主，是酸性材質(zhì)，且有強(qiáng)度高、質(zhì)感好、外觀效果佳等優(yōu)點(diǎn)。石材幕墻的結(jié)構(gòu)形式目前普遍的主要有兩種：一種是鋁合金短槽式干掛法，一種是背栓式干掛法。
石材面板設(shè)計(jì)加工時(shí)，石材掛件的尺寸標(biāo)注一定要明確清晰。有些設(shè)計(jì)師在畫石材面板加工時(shí)，掛件位置設(shè)計(jì)不合理，很容易出現(xiàn)后期隱患。以鋁合金短槽為例，JGJ133―2001《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》第 6.3.4規(guī)定：兩短槽邊距離石材兩端部 的距離不應(yīng)小于石材厚度 的3倍，且不應(yīng)大于 180mm。而在理論結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，鋁合金掛件的位置位于石材橫向分格跨度的5處較理想。只是規(guī)范中沒有說明石材橫向跨度的分格尺寸，所以此項(xiàng)與規(guī)范并不矛盾。同時(shí)，石材面板的厚度不應(yīng)小于25mm， 單塊石材面板不宜大于1.5 m， 石材面板之間的嵌縫應(yīng)采用中性(石材專用)硅酮耐候密封膠。
在石材幕墻鋼龍骨現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，有的施工人員往往會(huì)忽略細(xì)節(jié)，沒有嚴(yán)格按照施工圖施工，這樣在后期很可能會(huì)出現(xiàn)安全事故。比如鋼立柱與鋼橫桿連接時(shí)，鋼橫桿應(yīng)該放在鋼角碼連接件的上方，而不是下方，見圖6、圖7。
圖 6橫桿放在鋼角碼下方不合理圖 7 橫桿放在鋼角碼上方合理
所以，在施工過程中，橫桿應(yīng)該放在鋼角碼連接件的上方。這樣，作用在橫桿上的力通過鋼角碼可以完全轉(zhuǎn)移動(dòng)到立桿上，同時(shí)也可以防止螺栓組中的螺帽脫落而造成石材墜落的嚴(yán)重后果。
四、 結(jié)束語
關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；復(fù)雜高層建筑群；控制差異沉降
一、工程概況
某商住廣場(chǎng)公寓位于某市中心商業(yè)街的西延伸端,靠山的對(duì)面。它是由A、B、C、D、E、F共6座高層公寓(分3組,每2座通過連體結(jié)構(gòu)相連)、3層商業(yè)裙房、下沉式廣場(chǎng)和整體相連的地下室組成具有特色的高層建筑群。地面以上根據(jù)山和廣場(chǎng)的空間取向,建筑層數(shù)從26層依次升至32層,在最高的C座和D座的屋頂,結(jié)合水箱、設(shè)備用房與空中花園組成“玻璃穹頂”,C座和D座高層建筑之間的拱形連體“空中茶室”外側(cè)為大面積玻璃幕墻,形成“凱旋門”的建筑外形。目前，已成為某市的標(biāo)志性建筑之一,如圖1。
圖1
地下1層(局部2層)主要是由人防、停車庫、設(shè)備用房和下沉式廣場(chǎng)等組成整體相連的地下室,并與城市地下人行過街通道相連,下沉式廣場(chǎng)面積約680m2,不設(shè)永久性沉降縫和伸縮縫的地下室長(zhǎng)度達(dá)208m(圖2);建筑物總高度為117.53m,建筑總面積為133791 m2。
圖2
二、地下室的工程設(shè)計(jì)
1地質(zhì)條件
工程位于沿海軟土地區(qū)的山腳下,因此,在編制《巖土工程勘察設(shè)計(jì)要求》時(shí),設(shè)計(jì)除按照通常要求提供巖土工程勘察文件以外,還針對(duì)地下室和大底盤、帶轉(zhuǎn)換層、不等高多塔樓、連體組成的復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)群對(duì)不均勻沉降十分敏感的特點(diǎn),特別提出必須提供“建筑場(chǎng)地平面圖的持力層層面等高線圖”的要求,工程實(shí)踐證明,此項(xiàng)工作為開展整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),大面積施工、工程管理和科學(xué)決策提供了極為重要的依據(jù)。
根據(jù)《巖土工程勘察報(bào)告(詳勘)》的情況,地下水位高度,距地面僅0.6m。上層土質(zhì)差,地面以下30~50m以內(nèi)均為高壓縮性或中偏高壓縮性土層;基巖埋藏深且起伏大,下部穩(wěn)定基巖的頂面傾角一般在30°左右,最大處可達(dá)60°以上,其中A座的承臺(tái)底面距最淺的(7-3)中風(fēng)化基巖層頂板面僅為20m左右,而E座的承臺(tái)底面距最深(7-3)中風(fēng)化基巖層頂板面達(dá)70m以上,巖土工程條件極為復(fù)雜。各土層的主要物理力學(xué)指標(biāo),詳見表1。
表1
2基礎(chǔ)和地下室的工程設(shè)計(jì)
整體相連的地下室約210m×80m(長(zhǎng)×寬)左右均不設(shè)永久性沉降和伸縮縫,屬超長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),溫度應(yīng)力不可忽視,同時(shí),上部為大底盤、帶轉(zhuǎn)換層、不等高多塔樓、連體組成的復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)群,其中,高層公寓部分荷載大,裙房部分荷載小,下沉式廣場(chǎng)甚至處于抗浮狀態(tài),荷載差異極大,地下室工程對(duì)不均勻沉降十分敏感,因此,建立科學(xué)的設(shè)計(jì)理念和正確的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路比單純的結(jié)構(gòu)計(jì)算更為重要。在設(shè)計(jì)中提出:采用“調(diào)”、“抗”、“放”整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新思路與新方法,運(yùn)用安全合理的技術(shù)措施和施工工藝,嚴(yán)格控制溫度應(yīng)力和差異沉降,綜合解決地下室工程建設(shè)中的技術(shù)難題。
“調(diào)”―就是通過調(diào)整荷載中心和抗力重心的位置,調(diào)整上下剛度差,調(diào)整傳力途徑和傳力方向,通過合理布樁,選擇合適的樁型和穩(wěn)定的持力層,按照整體沉降計(jì)算與分析結(jié)果調(diào)整樁長(zhǎng)、樁徑和利用回填土增加自重;加強(qiáng)施工期間的沉降觀測(cè),開展動(dòng)態(tài)管理,按照沉降觀測(cè)結(jié)果調(diào)整施工順序和后澆帶封閉時(shí)機(jī),調(diào)整沉降差,努力減少或消除差異沉降對(duì)地下室結(jié)構(gòu)的不利影響。同時(shí),努力調(diào)整和控制施工與使用期間的溫度變化差異,以減少內(nèi)外溫差、日照溫差和季節(jié)溫差對(duì)地下室工程的不利影響。
“抗”―就是按照實(shí)際的受力狀況設(shè)置抗壓樁和抗拔樁;基礎(chǔ)、地下室外墻、底板和頂板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足各種受力工況下的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性要求;地下室外墻、底板和頂板采用補(bǔ)償收縮混凝土新技術(shù),同時(shí),重點(diǎn)部位和重點(diǎn)區(qū)域適當(dāng)提高配筋率,以提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂和抗?jié)B能力。
“放”―就是當(dāng)“調(diào)”和“抗”已無法滿足使用要求或者已明顯不經(jīng)濟(jì)、不合理的情況下,采取直接將部分應(yīng)力“釋放”的設(shè)計(jì)方法。如:地下室在荷載差異較大的部位設(shè)置7條沉降型施工后澆帶,待沉降趨于穩(wěn)定后封閉,以減少混凝土的收縮應(yīng)力和施工期間的差異沉降所產(chǎn)生的附加應(yīng)力;地下室與城市地下人行過街通道之間設(shè)置沉降縫脫開等(圖2)。
本工程均采用大直徑鉆孔灌注樁,并以第(7-2)強(qiáng)風(fēng)化巖層或(7-3)中風(fēng)化巖層為樁端持力層,樁端進(jìn)入持力層不小于D(D為樁直徑),并要求嚴(yán)格控制樁底沉渣(不得大于50mm),以便于盡可能地減少由于樁端持力層不同而產(chǎn)生的差異沉降。樁徑按照其荷載大小、樁的受力類型和沉降計(jì)算分析,分別采用800mm、900mm和1000mm大直徑鉆孔灌注樁,樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。
為確保地下室大體積混凝土澆筑后的質(zhì)量,主要采取以下施工技術(shù)措施:①利用混凝土后期60d強(qiáng)度代替28d強(qiáng)度;②采用合理的混凝土配合比,選擇低水化熱的礦渣硅酸鹽水泥;③采用高效混凝土膨脹劑配制的補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù),地下室底板、地下車道混凝土的限制膨脹率按1.8×10-4設(shè)計(jì),地下室外墻和頂板混凝土的限制膨脹率按2.1×10-4設(shè)計(jì),摻量由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定;④加強(qiáng)蓄熱保濕養(yǎng)護(hù),澆水養(yǎng)護(hù)不少于14d;⑤運(yùn)用智能溫度巡檢測(cè)溫系統(tǒng)動(dòng)態(tài)控制技術(shù),控制內(nèi)外溫差不大于25℃。
三、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
上部結(jié)構(gòu)是由3層裙房組成的大底盤,以及A、B、C、D、E、F共6座帶轉(zhuǎn)換層的不等高多塔樓高層公寓分3組,每2座沿高度方向通過連體結(jié)構(gòu)局部相連組成的高層建筑群,屬復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)。
1結(jié)構(gòu)選型及主要結(jié)構(gòu)布置
為適應(yīng)底部建筑大開間、多功能和上部公寓建筑的要求,在滿足建筑各項(xiàng)功能要求的前提下,6座高層公寓設(shè)計(jì)充分地利用樓梯間、電梯井和管道井設(shè)置剪力墻,組成部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)體系,除C座和D座屋頂?shù)摹安Ａя讽敗?高層建筑之間的拱形連體“空中茶室”,以及商場(chǎng)大型“采光屋面”采用鋼結(jié)構(gòu)以外,其余均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),由于工程設(shè)計(jì)階段的規(guī)范尚未正式頒布實(shí)施,因此,設(shè)計(jì)仍按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》執(zhí)行。
從建筑平面上看,A、B、C、D、E、F共6座上部高層公寓各自獨(dú)立部分的平面和剛度并不相同,兩個(gè)主軸方向平面和動(dòng)力特性也有較大的差異,因此在結(jié)構(gòu)布置時(shí)給予重點(diǎn)關(guān)注,通過調(diào)整剪力墻布置的位置和調(diào)整在剪力墻上開設(shè)“結(jié)構(gòu)洞”的大小和位置,努力使其計(jì)算結(jié)果達(dá)到基本相近的設(shè)計(jì)控制目標(biāo)。
混凝土強(qiáng)度等級(jí)由下到上為C40~C25;高層公寓除由電梯井、樓梯間和設(shè)備管道井剪力墻組成的核心筒和部分抗扭剪力墻落地以外,其余剪力墻厚度分別為250~200mm均不落地;6座高層主體結(jié)構(gòu)的梁式轉(zhuǎn)換層均設(shè)在標(biāo)高14.5m的4層裙房屋面層;轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度均按照要求控制,框支梁和框支柱按“高規(guī)”要求設(shè)計(jì),框支梁截面設(shè)計(jì)為60cm×150cm,落地剪力墻截面加大至400mm,由于這一部分屋面既是轉(zhuǎn)換層的樓面,又是大底盤的頂面,樓板和梁在兩座塔樓的同方向振動(dòng)和相對(duì)振動(dòng)中,受力十分復(fù)雜,會(huì)產(chǎn)生一定的水平剪力,必須進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)和構(gòu)造加強(qiáng)處理,因此,轉(zhuǎn)換層及相鄰樓板的剛度按要求予以加強(qiáng),樓板厚200mm,樓板和梁的上下鋼筋通長(zhǎng)布置,適當(dāng)布置抗剪鋼筋。
2連體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1鋼筋混凝土連體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
A座與B座、E座與F座高層連體結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)剛性連接,連接層的樓板和梁,在兩座塔樓的同方向振動(dòng)和相對(duì)振動(dòng)中,受力也同樣十分復(fù)雜,也必須進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)和構(gòu)造加強(qiáng)處理,因此,連接層及相鄰樓板的剛度按要求予以加強(qiáng),樓板厚180mm,樓板和梁的上下鋼筋通長(zhǎng)布置,并在板內(nèi)適當(dāng)布置抗剪鋼筋,連接梁與內(nèi)部梁拉通,梁內(nèi)增設(shè)縱向抗拉鋼筋,箍筋全程加密,支座兩端結(jié)構(gòu)重點(diǎn)加強(qiáng),圖8是A座與B座連體結(jié)構(gòu)平面。
2.2“可呼吸式”連體鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
C座、D座高層建筑26~29層之間設(shè)有“空中茶吧”,共兩層,跨度29.7m,底層樓面距地面高度82m,外側(cè)為大面積玻璃幕墻形成“凱旋門”的建筑外形,見圖1。連體鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于:①主體結(jié)構(gòu)必須滿足承載力、剛度、延性和穩(wěn)定性要求,支座連接必須安全、可靠,特別是必須要滿足在超強(qiáng)特大臺(tái)風(fēng)或地震作用下承載力與變形控制的要求;②雖然外側(cè)大面積玻璃幕墻是由專業(yè)幕墻設(shè)計(jì)和施工單位來完成的,但作為主體建筑設(shè)計(jì)單位也必須積極創(chuàng)造條件,以減少主體建筑變形對(duì)外側(cè)大面積玻璃幕墻的不利影響;③必須便于施工,可操作、可控制和可實(shí)現(xiàn)。
經(jīng)過多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,C座與D座高層建筑之間的連體“空中茶室”采用鋼結(jié)構(gòu)連接,利用煙道作為連體鋼結(jié)構(gòu)的鉸接支座,為了消除兩幢高層建筑的“晃動(dòng)”,以及連體鋼結(jié)構(gòu)的“熱脹冷縮”對(duì)結(jié)構(gòu)的影響,專門設(shè)計(jì)了一種適用于高層建筑的新型連體鋼結(jié)構(gòu)“呼吸系統(tǒng)”,以滿足承載力和變形控制的要求。并經(jīng)受住了多次超強(qiáng)特大臺(tái)風(fēng)的考驗(yàn)。
3結(jié)構(gòu)的計(jì)算與分析
設(shè)計(jì)分別按照大底盤各塔獨(dú)立和大底盤多塔連體分兩次進(jìn)行計(jì)算與分析,并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行人工對(duì)比、人工內(nèi)力組合和構(gòu)件設(shè)計(jì),特別是對(duì)薄弱層判別,連體結(jié)構(gòu)以及相鄰的上下結(jié)構(gòu)要給予重點(diǎn)關(guān)注,對(duì)采用鉸接形式的連體結(jié)構(gòu)還應(yīng)驗(yàn)算罕遇地震下的變形是否能夠滿足設(shè)計(jì)防墜措施的要求。計(jì)算程序采用SATWE計(jì)算,PMSAP校核,同時(shí),選用ANSYS程序校核內(nèi)力,并進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
(1)計(jì)算基本風(fēng)壓設(shè)計(jì)取值w=0.70kN/m2,并按“高規(guī)”乘以1.1調(diào)整系數(shù),地面粗糙度B類;基本雪壓S=0.35kN/ m2;建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí);結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ=1.0;抗震重要性類別為丙類;抗震設(shè)防烈度為6度;場(chǎng)地土類別為Ⅲ級(jí);模擬施工方法計(jì)算豎向荷載;計(jì)算X、Y兩個(gè)方向的風(fēng)荷載和地震作用;計(jì)算振型為16個(gè)(振型參與質(zhì)量滿足“高規(guī)”要求);考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動(dòng)計(jì)算。
(2)從計(jì)算結(jié)果可以看出,結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載和地震作用下其最大頂點(diǎn)位移和層間位移均滿足“高規(guī)”要求。
四、結(jié)論
該高層建筑群的整體結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜,給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工和工程管理帶來多項(xiàng)技術(shù)難題,得出以下適合于解決工程技術(shù)難題的方法與思路:
(1)通過采用“調(diào)”、“抗”、“放”整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路和方法,安全合理的技術(shù)措施和施工工藝,以及科學(xué)的管理,綜合解決地下室、大底盤、帶轉(zhuǎn)換層、不等高多塔樓、連體超限復(fù)雜高層建筑群工程建設(shè)中的各種技術(shù)難題。
(2)將“可呼吸”的設(shè)計(jì)理念運(yùn)用于高層建筑的連體結(jié)構(gòu)中,組成新型的連體鋼結(jié)構(gòu)“呼吸系統(tǒng)”,以消除兩幢高層建筑的“晃動(dòng)”,以及連體鋼結(jié)構(gòu)的“熱脹冷縮”對(duì)結(jié)構(gòu)的影響,并取得成效。