建筑幕墙结构设计优化措施

1、建筑幕墙结构设计优化措施摘要:建筑幕墙是在现代建筑中普遍使用的一类由支撑与面板组成的外部构造。 作为装饰外观的新型方案，凭借既美观又多样性的优点受到了许多设计者的青睐 与赏识。举某国际会展中心为例，探讨特大跨度结构从计算及选型、节点设计等 方面出发，为建筑监理、设计、施工管理者提供借鉴。关键词:建筑幕墙；结构设计；优化1.建筑幕墙结构设计标准设计过程中，不仅要综合全面考虑它的美观性、功能性和整体结构，还必须 兼顾它要表述的理念与风格。1.1外观设计必须保持与周围的条件融合一起，在确保项目结构安全和功能全面的前提下， 加强外在的美观感。1.2受力设计幕墙作为建筑物外围的结构，不承受整个建筑的重量

2、，故策划时需要思考风 的作用力与本身的重量。而且还要思考到幕墙的热胀冷缩、建筑的整体移位与形 变、地理条件的变动及地震带来的影响。安装必须使用足够强硬的柱子、梁及所 用的连接物，它与主体结构的衔接不能固定，只有在全部满足上述条件的前提下， 才能确保不破裂、不发生变形、使用更长久。幕墙设计的前提条件是保证安全无 损害。2建筑幕墙结构设计内容2.1方案的选定选定面板与结构材料必须依据整个建筑的特点及设计外部造型及效果。策划 的样式包括明框、半隐、全隐、干法隐框等；普遍使用的面板包括玻璃、石材、 金属及刚发明的光电幕墙板，选取样式必须严格依照房间外部或房间内部的外在 需求。因为铝合金具备减轻自身重量

3、与增加耐用性的优点，故被选用的较多。一 些有偏大横跨程度的工程中顾及到硬度方面的需求而选择了钢立柱；普通项目大 多选择铝合金立柱；在高度较高、视野较开阔的项目中，可以选择支点结构。 2.2建筑结构的受力解析幕墙的受力因素包括自身的重力、温度高低产生的力、风的荷载，必须兼顾 到雪产生的压力在下雪的地域。要避免事故保障安全性设计必须测出其最大最小 值。可以通过改变平面的变形、幕墙材料的弹性与风的压力变形来调节其结构的 受力，这样能防止损害更好的保障其安全性。2.3材料的选择普通材料包含石材、玻璃类、金属类、陶瓷类等，结合人的审美观的需要， 从而选取最适当的。比方说泉州市的中骏财富广场SHOPPIN

4、GMALL，为满足设计 的要求外墙选择了铝单板、玻璃、铝塑板、石材等多种材料。3实例分析3.1工程概述云南一会展中心总建筑面积约为150000皿，正面多功能大厅呈圆形与矗立在 它上面的膜结构穹顶，主体划分成三大块，分别是展厅、多功能大厅及二期配套 工程，包括可容下多于100人的五个会议室，标准展位3000个，能容下1000人 一个多功能大厅，各式标准的八个会议室，面积各异的十四个展览大厅，且配有 餐厅、新闻中心等，设计由德周广西建筑综合设计研究院和GMP设计有限公司 共同完成，其幕墙的规划及建设由深圳市方大装饰工程有限公司完成，它的总面 积约48万皿，后面部分为两层的用于展览大厅，使用了我国首

5、次创造的双钢板 钳形钢柱来建设立柱，它的最大的横跨长度长近l6m，构造新颖独特，使会展中 心具有划时代性特点。3.2玻璃幕墙支承结构设计3.2.1.幕墙支承结构由水平横梁直接承受整个幕墙的水平荷载和幕墙自重，它把所受重量传递竖 向钳形立柱，钳形立柱又转到主体结构。依据建筑主体的要求，幕墙标准是宽 2.75mx高l.5m，至高处是38m.选取220 x400钢板和60 x60 x6钢方通使用螺栓 连接形成钳形立柱，两钢板之间距离为0.06m，选取18号槽钢制造水平横粱，它 连接立柱是通过悬挑钢方通。如下面图2、图3所示。图3标准单元竖向节点荷载确定幕墙上承受的各式荷载，主要来自地壳运动、风、结构

6、本身重量及环境温度 变化等。在计算连接物件、幕墙构件及预埋物件承载力时，必须顾及各式荷载与 作用效应的分项系数，就是使用它的设计值；使用它的标准值来计算挠度及位移。 依据玻璃幕墙工程技术规范JGJ102计算，计算单元的承受的重量如下。水平 组合：设计数值1.525kN/m，标准数值1.096kN/m，水平组合线的标准数值： Fk=1.096x1.5=1.644kN / m 水平组合线设计数值：F=1.525X1.5=2.286kN / m 自重标 准数值：GK=0.50 x1.5=0.75kN / m 自重设计数值：G=1.1x0.75=0.825kN / m。支承钢结构强度及刚度的设计因为主

7、体结构不准许幕墙立柱上端传递竖向承重，只准许传送水平的，幕墙 立柱设计为压弯杆件，故必须计算幕墙立柱进行整体及局部稳定。此受力体计算 时系使用Robot2000结构计算软件，标准幕墙计算单元如下图4所示fmax=0.67mm f=9.2mm结果：结构挠度符合要求。4.幕墙钳形钢板立柱稳定性计算依照钢结构设计规范（GB 50017），选取计算单元中最大受力杆件（柱 高13.35m）稳定计算。2-20 x 400钳形钢板柱几何参数及荷载：截图面积：A=16000mm2惯性矩：lx=21333.3104mm4ly=2613.3104mm4抵抗矩：Wx=1066.7102mm2Wy=522.7102mm2跨中最大弯矩：Mmax=89.25kN.m最大轴向力：Fx=56.35kN弯矩平面内跨度：l=15350mm弯矩平面外跨度：l=1500mm（1）弯矩作用平面内的稳定性：结论：钳形钢立柱符合平面内稳定的要求。(2)横梁闻单块钳形钢板局部稳定横梁间的钳形钢板设置了连接钢铆钉以增加几侧向稳定性。工程中每个1500mm 分格的中间的位置用2个20沉头钢铆钉连接。结论：横梁间单块钳形钢板局部稳定满足要求。4.结束语当前,我国已有许多大型公共建筑(如机场、会展中心及体育馆等)采用大跨度 幕墙支承体系，此文讲述的支承系统构造新颖，装饰效果简单、明了，通过测量， 水密