时间：2022-12-06 23:16:19
序论：在您撰写幕墙结构设计时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
Abstract: the design of curtain wall structure, related to the construction of curtain wall, curtain wall maintenance and maintenance, as well as the approval, directly affects the cost of the project, structure design, not only the construction, maintenance and the maintenance are convenient, but also can reduce the engineering cost. I will design wind load, temperature stress, seismic force is expounded, and provide the basis for future maintenance work, for reference.
Abstract: the design of curtain wall structure, wind load, temperature stress, seismic force
中图分类号： TU318文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
引言随着社会的发展,外墙的装饰越来越向美观、豪华发展,如玻璃幕墙、铝塑板幕墙、石材幕墙等高级装饰越来越多,在满足了外墙美观需要的同时,怎样保证幕墙的安全性也是人们关注的问题。按规定,外墙幕墙应有专业设计图纸,发包给有施工资质的队伍施工，幕墙结构设计，直接关系到幕墙的施工，幕墙的保养与维护，以及验收，直接影响工程造价，好的结构设计，不仅施工、保养与维护方便，更能降低工程造价。本人就结构设计中风荷载、温度应力、地震作用力发表自己的看法。
正文幕墙结构设计
计算时通常考虑材料的自重、所受风荷载及地震荷载，并根据荷载作用方式对其进行组合。其相应分项系数及组合系数都应严格按规范要求取用，对某些特殊的建筑物，设计说明书中对相应荷载计算取值会有特殊要求，在计算时应和规范对照取其最大值。对干挂体系进行计算时，应根据刚体的力的传递的特性，确定其所受荷载进行力学计算。有时。一些荷载不易确定时，可通过模拟试验来确定其大小。
1、风荷载
对于高层建筑，风荷载是主要的外力作用，在建筑物的生存期内，幕墙不应由于风荷载而损坏，因此宜采用50年一遇的最大风力，《建筑结构荷载规范》GBJ9-87图6.12《全国基本风压分布图》中的基本风压值是30年一遇，10分钟平均风压值，进行幕墙设计时，应采用阵风最大风压，即换为50年一遇的最大风力。根据这个要求，10分钟平均风速应转换为3秒的阵风风压，幕墙设计时采用的风荷载体型系数，应考虑风力在建筑物表面分布的不均匀性。
作用在幕墙上的风荷载标准值可按下式计算：
WK＝βoUzUsWo
式中WK椬饔糜诮ㄖ磺缴系姆绾稍乇曜贾?
βo－阵风风压系数
Uz－风荷载体型系数
Us－风压高度变化系数
Wo－基本风压(KN／m2)，应根据《建筑结构荷载规范》GBJ9-87
图6.12《全国基本风压分布图》中的数据采用。
一般高层建筑幕墙风荷载值应再加大10％。
淮北地区基本风压为343N/m2，大厦楼顶标高达到35至40m，根据计算，辽宁交通大厦的最大风荷载达到了2130.03N／m2,折合217.35Kg／m2。
2、温度应力
幕墙设计时要考虑年温度变化T所产生的温度应力，T一般由两种原因产,一是每年夏季最高温度与冬季最低温度之差，二是幕墙本身材料的反射和吸热性质，为安全计，T可考虑为80℃。
3、地震作用力
我国是一个多地震国家，6度以上地区占中国国土面积70％以上，绝大多数的大、中城市都考虑设防，辽宁也不例外。
在地震作用下，幕墙构件和连接件会受到猛烈的动力作用，其破坏很容易发生，防止震害的主要途径，我们考虑为加强构造措施，使幕墙处于弹性状态。在常遇地震作（比设防烈度低1.5度，大约50年一遇），幕墙不能破坏应保持完好，在中震作用下，（相当于比设防烈度高1.5度，大约1500-2000年一遇），必须会严重破坏，玻璃破碎，但骨架不应脱落倒塌，幕墙的抗震构造措施，应保证上述设计目标的实现。
根据国际上通用的抗震设计要求，我们认为：
平面外地震作用可按下式计算：
QE=βEamaxG
平面内的水平震作用可按下式计算：
PE=βEmaxG
目前，在玻璃幕墙中，除全玻幕外，一般均采用热反射镀膜玻璃，生产这种玻璃有多种方法，如：真空磁控阴极溅射镀膜法，热喷涂法，电浮化法，化学凝胶镀膜法等，不同的工艺生产的产品其质量是有差异的。根据我们多年从事幕墙专业的经验以及国外的许多资料，认为选用真空磁控阴极溅射镀膜玻璃和热喷镀膜玻璃比较好。国内比较好的生产厂家有阳光玻璃公司，南方玻璃公司，兴业玻璃公司，他们的玻璃质量应该是非常好的，仅是某个厂家更专长于某种颜色系列，国外玻璃厂家较好的有PittsburgPlateGlass，Inc.，（简称PPG）FordPlateGlassInc.，旭硝之公司。
由于最近十年来，我国的玻璃工业发展迅猛，质量水平已达到相当高的层次，不比国外的逊色，国产玻璃已完成可以适应各种幕墙的要求，价格又比进口的要低。
耐候胶、结构胶属硅酮胶类，世界上最优秀的硅酮胶集中在美国，以GE、创高DowCorning为最优。以下以GE胶作一个介绍。
结构硅酮胶分为中性结构胶、酸性结构胶、中性结构胶分为单组为SCS-4000，双组分SCS-4400，主要应用于陷框和半隐框玻璃幕墙上玻璃与铝型材的粘贴，任何一个工程，均要对玻璃与结构胶做相容性试验，以确保安全，酸性结构胶为SCS-1200，主要应用于全玻璃幕墙中玻璃之间的粘结，其特点为透明色。
耐候硅酮胶最常用的是SCS-2000，应用于幕墙分格胀缩缝的防水处理，其良好的耐候性、弹性完成可以保证幕墙的防水性能。
铝合金型材，幕墙用铝合金型材有着极其严格的要求，其合金成份要符合建筑用铝型材国际标准的要求，合金成份代号为6063。型材表面要进行阳极氧化处理，氧化膜厚度为15μ，质量应符合GB5237-93的规定。国内型材质量较好的的厂家有无锡锡厦、深圳华加日、广东大明等。
幕墙的保养与维护，为了使幕墙在使用过程达到和保持设计要求的功能，达到预期使用年限和确保不发生安全事故，按照国际惯例，幕墙在正常使用时，除了正常的定期和不定期的检查和维修外，还应每隔5年进行一次全面检查，以确保幕墙的使用安全。对玻璃、密封条、密封胶、结构硅酮密封胶在不利的位置进行耐老化性检查。
关键词：建筑幕墙；结构设计；计算方法
引言
随着社会经济的发展，幕墙已不仅仅用于大中城市的高层和高档商业建筑，越来越被中小城市的开发商所青睐。然而长期以来，建筑及结构设计人员不承担幕墙的设计，而是由制造厂家自行设计、自行负责。具备一定技术实力的制造商，基本能保证有可靠的技术服务，由于厂家隶属于不同行业，采用不同的标准十分不统一，往往出现一些严重安全隐患，对于小城市中不具备技术实力的厂商，安全问题更为严重。在建筑物建设“安全、适用、经济”的前提下，明确幕墙材性要求和幕墙设计刻不容缓。
1 墙的构成
目前被广泛用于建筑工程幕墙的材料主要有：玻璃、铝材、石板材。幕墙作为建筑结构主体的围护结构，主要由三部分组成： (1)幕墙构件(玻璃、铝材、石板材等)；(2)横梁； (3)立柱。它们三者之间的关系是：幕墙构件支承在横梁上，横梁连结在立柱上，立柱则悬挂在主体结构上。
2 设计荷载
荷载的选取计算是幕墙结构计算的先决条件，幕墙主要考虑以下几种荷载作用情况：
2.1 永久荷载 铝幕墙结构设计时适用的永久荷载主要是玻璃、面板、铝框及支撑系统的相关自重，其比重为：玻璃2 500 kg／rn3，铝2 700 kg／m3，钢材7 860 kg／m3。
2.2 风荷载 风荷载作为幕墙设计中最重要的荷载要素，因密切关系到幕墙经济性，所以需要正确理解和使用对风荷载有很大影响的环境条件(地面粗糙度、各种系数等)。
按照GB 50009―2001建筑结构荷载规范第7章风荷载，JGJ102―2003玻璃幕墙工程技术规范，幕墙结构设计时可以用护结构来计算风荷载。如果是非正常形状建筑或是超高层建筑按其周围建筑的位置与周边环境的不同，风荷载特性也随之变化，这时要通过“风洞实验(Wind Tunnel Test)”确定风压作用区域，设计要按风压区域来分别进行结构研究，并考虑其经济性。
2.3 积雪荷载 积雪荷载是采光顶(Sky Light)位置以及幕墙发生倾斜时须和永久荷载一起考虑的荷载，可参照GB 50009.2001建筑结构荷载规范第6章雪荷载计算选取。
2.4 地震作用 根据GB 50011―2001建筑抗震设计规范计算地震作用，这里应特别注意幕墙的水平变形。各层的框架沿水平方向相互移动，连接在框架上的幕墙也相互不同地移动着，这时由于各层的变形差异(层间变位)，幕墙将产生平面内变形。框架式幕墙变为梯形，但因为玻璃不允许发生平面内变形，所以玻璃与框架之间应有适当缝隙；单元式幕墙由于单元间横向连接插芯(Stack JointSleeve)产生比框架式幕墙小的梯形变形。平面内方向的变形是以支承件(Anchor)作为支点而形成，所以使支承件受到平面内方向的水平力，此水平力与幕墙的重量成正比。
3 幕墙的结构设计分析
3.1 结构设计的一般原则 1）幕墙主要构件应悬挂在主体结构上，斜墙和玻璃屋顶可悬挂或支承在主体结构上。幕墙应按围护结构设计，不承受主体结构的荷载和地震作用；2）幕墙及其连接应有足够的承载力、刚度和相对于主体结构的位移能力，避免在荷载、地震和温度作用下产生破坏和过大的变形，妨碍使用；3）非抗震设计的幕墙，在风力作用下其幕墙不应破碎，且连接件应有足够的位移能力使幕墙不破损、不脱落；4）抗震设计的幕墙在常遇地震作用下幕墙不应产生破损；在设防烈度地震下经修理后幕墙仍可使用；在罕遇地震作用下幕墙骨架不应脱落；5）幕墙构件设计时，应考虑在重力荷载、风荷载、地震作用、温度作用和主体结构位移影响下的安全性。
3.2 设计方法 幕墙作为建筑的围护结构，应采用弹性方法计算，具体可参见《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102―96的有关部分。
3.3 荷载作用类型 1）重力荷载。包括幕墙构件、横梁、立柱的自重。当采用吸水、吸湿性材料时，应考虑吸水、吸湿后自重增大。幕墙应考虑平面外的施工荷载。竖直幕墙可按10 kN／m计算。2）风荷载。其取值应参见与各结构工程有关结构设计规范。3）温度作用。幕墙设计时应考虑年温度变化T。T由当地气候条件、幕墙的颜色和反射性能决定。当缺乏必要资料时，T可取为800℃ 。
此处T是指幕墙的年温度变化，由于太阳直接照射，幕墙本身温度会高于气温。因而T会大于气象的年温差。
4）地震作用。幕墙的主要受力构件(横梁和立柱)及连接件、锚固件所承受的地震作用，应包括由幕墙构件传来的地震作用和由于横梁、立柱自重产生的地震作用。
计算横梁自重所产生的地震作用时考虑幕墙平面内和平面外两个方向。
应当说明： 对于玻璃和金属板来说， 风荷载起控制作用，而地震作用产生的应力较小。
3.4 幕墙材料内力设计计算 幕墙材料为玻璃时，设计参见《玻璃幕墙工程技术规范》JGJl02―96的相应部分；铝板按板肋区格的四边支承条件进行内力设计： (1)沿板肋四周边缘为简支边； (2)中肋支承线为固定边。石板可按不同的连接方式，按四角支承矩形弹性板计算内力。
3.5 横梁设计 横梁为双偏心受弯构件，通常按两端简支设计。
3.6 立柱设计 立柱通常为偏心受拉构件，应避免设计成偏受压构件。
3.7 幕墙与主体结构的连接设计 1）幕墙与主体结构的连接位置与连接方式，应考虑以下要求：① 对重力荷载、风茼载、地震作用和温度作用有足构的承载力；② 在上述荷载和作用下，不应使幕墙构件产生有害变形；③ 当主体结构与幕墙产生相对位移时，不应影响幕墙的性能：④ 连接件应进行计算或实物试验，以确保其在各受力方向均具有足够的承载力。受力铆钉和螺栓，每处不得少于两个：
2）连接件承载力没计应以下要求：① 连接与主体结构的锚固强度应大于连接件本身承载力设计值；② 与连接件直接相连的主体结构构件应具有足够承载力； ③ 连接件的焊缝、螺栓和局部挤压应按《钢结构设计规范》GBJI7―88的规定进行设计。铝合金材料应采用相应的物理力学性能指标。
3）竖直幕墙的立柱应悬挂在主体结构上，应使立柱处于偏心受拉工作状态：立柱与主体结构之间设置过渡桁架时，也应可靠连接；铝合金立柱与钢桁架连接应考虑温度变化时两者变形差异产生的影响。
4）幕墙构件与钢结构的连接可参照《钢结构设计规范》GBJI7―88的规定进行设计。
3.8 预埋件设计 幕墙主体与混凝土结构宜通过预埋件连接，预埋件必须在主体结构混凝土施工时埋人，因此幕墙设计应尽早进行。当没有条件采用预埋件连接时，应采用其它可靠连接时，应采用其它可靠连接措施，并通过试验确定其承载力。膨胀螺栓一般只用于旧建筑改造加设幕墙的工程，此时每隔3～4层宜凿开钢筋，加焊铁件与幕墙连接。预埋件设计按《混凝土结构设计规范》GBJIO一89有关规定进行计算，并应符合有关的构造要求。
4 结束语
了解到幕墙设计的重要性，作为幕墙结构工程师更不能盲目地照搬照抄规范，应该把它作为一种指南、参考，在实际设计项目中做出正确的选择。这就要求结构工程师对整体幕墙的结构设计有透彻的认识和掌握，并与实际工程相结合，使幕墙结构设计的思路得到拓宽，促进幕墙技术的良性发展。
参考文献
［1］玻璃幕墙工程技术规范（JGJ102―96）［S］.
关键词：点式玻璃幕墙；结构设计；结构选型
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
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
引言
点式玻璃幕墙系指幕墙的钢化玻璃面板通过不锈钢爪接件连接到支承钢结构上，具有独立的支承体系，且钢化玻璃面板与支承结构通过不锈钢爪接件分离开来，钢化玻璃面板之间只有防水胶，没有铝合金框架，使得点式玻璃幕墙建筑具有更加通透的建筑效果。点式玻璃幕墙一改过去着重用玻璃来表现窗户、表现建筑、表现质感、表现体型的传统做法，更多地利用玻璃的透明特性，追求建筑物内外空间的流通和融合。因此，点式玻璃幕墙一经出现，便在世界各地迅速发展。
本文结合中山市美捷时新厂幕墙工程对点式玻璃幕墙设计进行了简要的探讨，本工程幕墙结构设计使用年限为50年，结构安全等级为二级。建筑抗震设防类别为丙类,抗震等级为三级。抗震设防烈度：7度，地震峰值加速度：0.10g，基本风压W =0.70kN/m,幕墙最大风压处的阵风系数取1.6495,体型系数取-1.2,高度变化系数取1.3733.点式玻璃幕墙采用12+12A+12mm钢化中空玻璃。
点式玻璃幕墙结构设计
点式玻璃幕墙具有独立的支承结构，具有一定的独立性。因此，在分析方法和设计原则方面，点式玻璃幕墙和主体结构没有什么区别。
2.1 点式玻璃幕墙的基本设计原则
由于点式玻璃幕墙有其独立的支承结构，因此，其基本设计原则应该是建筑结构设基本原则的总体框架内的一个“子系”，也就是说，要在概率极限状态设计指导思想下，分别进行点式玻璃幕墙的承载能力极限状态设计和正常使用极限状态设计。
2.2 点式玻璃幕墙荷载分析
荷载分析是所有建筑结构设计的前提。点式玻璃幕墙分析、设计中要考虑的荷载包括自重荷载、风荷载、地震作用、温度变化、雪载以及施工可变荷载等。幕墙处于建筑物的最外层，对风很敏感，风荷载分析对幕墙设计十分重要，不可忽略。由于点式玻璃幕墙大多用于标志性公共建筑，地震灾害带来的负面效应很大，因此，地震作用分析也是幕墙荷载分析中非常重要的一环。和大多数建筑结构一样，水平地震作用是点式玻璃幕墙设计必须考虑的。同时，由于现在很多采光顶和大型雨篷也采用了点式玻璃幕墙技术，很多场合还必须考虑其竖向地震作用。基于同样的理由，点式玻璃幕墙设计中还必须考虑雪荷载。此外，由于幕墙面板一般固定在独立的支承体系上，施工可变荷载也是必须考虑的。
2.3 点式玻璃幕墙的支承结构分析与设计
点式玻璃幕墙内支承结构设计时，首先必须进行几何稳定性分析。其支承体系的结构设计要求很高，点式玻璃幕墙设计和一般建筑结构设计最大的不同之处在于，其建筑和结构设计的一体化、晶莹通透的建筑效果往往要求支承体系简洁、细小，杆件布置不落俗套而富于变化。为了达到这一效果，许多点式玻璃幕墙的支承结构成为杆件少到不能再少的静定结构这时，稍有不慎，体系的几何稳定性就得不到保证。因此，体系的几何稳定性分析，在点式玻璃幕墙设计中尤为重要。
2.4 点式玻璃幕墙的玻璃面板分析
在点式玻璃幕墙设计中，目前尚未将玻璃面板作为结构构件来考虑，但必须对其进行独立的强度分析。众所周知，只要薄板的边界条件稍加改动，其解的结构就完全不同现行玻璃幕墙规范中关于玻璃面板的计算，采用基于经典的四边简支薄板理论，完全不适合点式玻璃幕墙面板的内力分析。
点式玻璃幕墙的结构选型
结构选型是根据建筑物的基本特征，选择合适的结构类型和结构体系并进行合理的结构布置。结构选型是结构设计中至关重要的一步，是一项综合性很强的技术工作。在支承结构方案确定以后，我们才能进行支承结构的各项具体设计和验算。不同的幕墙建筑有不同的支撑结构方案。一般要考虑下列因素：1）建筑功能。结构选型首先要满足建筑设计的要求。现代建筑富有想象力的造型，常常会给结构设计带来很大的挑战。点式玻璃幕墙的支承结构一般采用钢结构，钢结构体系的具体形式、构件的布置、材料的选择等，无一不受建筑设计思想的制约合理的支承结构体系，必须成功地体现建筑的品质，这一点对于点连接式玻璃建筑尤为重要。2）结构功能。作为支承结构，毋庸置疑必须满足一般结构的设计要求，即强度、刚度、变形等的要求结构选型必须保证支承结构能够通过随后进行的各项验算工作。支承钢结构的设计，应依据中国的现行《钢结构设计规范》，以及现行的玻璃幕墙设计规范。3）适应玻璃划分的要求。玻璃的大小、形状应当满足建筑要求以及玻璃本身的承载能力和变形要求，同时还应当考虑玻璃加工和安装方面的技术要求，必须根据工程的具体情况合理掌握。而点式玻璃幕墙的支承结构则必须适应玻璃分格的要求，以完成对玻璃的支撑作用。有时，由于建筑造型复杂、玻璃的形状和尺寸多变，一般性的支承结构选型往往会导致杆件多而密，大大影响了建筑的美观。因此，如何使支承结构既能适应玻璃的划分要求，又不会影响建筑的通透性和美观，就成为点式玻璃幕墙设计中的最富挑战性的工作之一。4）当地建筑材料的供应、地形、地质及自然气候条件。支承结构选型与材料的关系相当密切，各种材料均有其最佳的结构形式，考虑结构材料必须因地制宜。地形、地质、风、雨、雪、气温及地震等自然条件对结构选型有很大影响，考虑不周将会造成难以弥补的损失。所有这些在支承结构选型时必须综合考虑。5）力求先进。点式玻璃幕墙一般属于社区的标志性建筑，影响很大。在条件允许的前提下，建议选用行之有效的新结构、新材料、新工艺和新技术。简而言之，结构选型要努力做到可靠适用、经济合理、技术先进、施工方便、切实可行。
其他设计要求
4.1温度应力分析
温度应力也是幕墙结构必须考虑的作用之一。为了满足建筑功能需要，常常将幕墙建筑的边柱局部或整体暴露于室外。这种情况下，随着季节和昼夜气温的变化，边柱将产生轴向的伸长与缩短。同时，边柱与内部的竖向构件之间也会出现竖向位移差，楼层越高，这种变形就越大。由于框架梁、柱之间通常采用刚接，边柱的竖向形变受到约束，结构内力就会发生变化。经验表明，采用线弹性的方法来分析这种气温变化引起的结构内力，可以得到足够精确的结果。
本工程中幕墙变形主要由于温度应力或地震作用力等不利因素产生的。消除这些变形的根本措施是合理的设计使幕墙本身具备吸收和消化变形的能力。为此在幕墙构造设计上幕墙结构体系考虑各构件能够自由伸缩在考虑最大年温差80度时，整个体系各杆件及板块均能伸缩自如安全可靠。
4.2玻璃板材的选择
点式玻璃幕墙追求的是玻璃和精细钢结构交相辉映的建筑艺术效果。玻璃板材的选择，是点式玻璃幕墙设计中一个非常重要的技术环节。随着玻璃制造技术的飞速发展，建筑玻璃的种类越来越多，性能越来越好。随着造价的不断降低，很多几年前还非常昂贵的特种玻璃，现已广泛应用在点式玻璃幕墙的实际工程中。因此，玻璃幕墙的设计者，需要随时跟踪玻璃制造业的最新动态。
4.3玻璃板材计算
目前，玻璃幕墙设计中采用的是玻璃面板和支承结构的非耦合分析。一方面，支承结构计算时，不考虑玻璃刚度对支承结构内力分布的影响；另一方面，玻璃面板分析时，假定角点支撑处没有位移。这样，幕墙玻璃面板的分析，可以直接利用点支薄板的弯曲理论。玻璃面板分析也是幕墙设计中不可忽略的重要环节。实际上，大多数工程事故，问题就出在玻璃面板上。所以，现行幕墙设计中，虽然不考虑玻璃刚度对幕墙体系的贡献，但必须对玻璃面板进行独立的强度验算。
结语
本文结合实际工程，对点式玻璃幕墙结构设计进行了简要的分析。从点式玻璃幕墙结构设计的原则和方法出发，详细地介绍了荷载分析、支承结构分析与设计、玻璃面板分析；介绍了点式玻璃幕墙结构选型的重要性及选型分析，可为点式玻璃幕墙结构设计提供一定的参考。
参考文献：
关键词：大跨度；石材幕墙；结构设计
中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）09-0102-02
1 工程概况
银川国际交流中心总建筑面积约为10.58万平方米。包含公共接待综合楼、1#、2#、3#、4#贵宾楼以及能源中心。其中公共接待综合楼由有会议宴会楼、酒店客房楼和康体楼组成，三栋楼之间通过连廊相互联系，具有会议、宴会、五星级酒店、健身娱乐等功能。
2 石材幕墙钢桁架结构设计
2.1 幕Ω骤旒芙峁
该项目均为多层结构（二层、三层），最大层高为7.5米，根据主体建筑外效果要求，石材幕墙的标准分格为1200mmx450mm，采用普通单根立柱幕墙结构体系，最佳预选立柱的规格为180mmx100mmx5mm钢矩管，此幕墙系统钢材用量（含钢横梁和连接件等）超过27Kg/m2。
经过分析，幕墙系统立柱选型关键控制技术指标为惯性矩及抵抗矩等，将幕墙的立柱调整为由100mmx50mmx 4mm钢矩管和50mmx50mmx5mm钢方管形成的钢桁架，经过计算，此幕墙系统的各项技术指标满足结构需求及规范要求，幕墙的钢材用量也降低至19.3Kg/m2，钢材用量的减少，在降低成本的同时也利于现场工人施工安装。
具体节点见图1、图2。
2.2 荷载设计
幕墙所承担的荷载除了作用于幕墙上的风荷载，还有地震作用、幕墙自重等等。
对幕墙构件、连接件和预埋件承载力验算时，必须考虑各种荷载和作用效应的分项系数，即采用其设计值；进行位移和挠度计算时采用其标准值。
3 结语
关键词玻璃；幕墙；工程；结构；设计；选型；原则；
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
引言
玻璃幕墙的应用发展十分迅速，已成为现代建筑的一个主要特征，也成为现代化大都市的标志和国家经济技术发展水平的一个代表。玻璃幕墙在国内被广泛使用也就是近几年的事。但由于其独特的建筑效果备受建筑师的青睐，发展势头正方兴未艾。相比之下，对幕墙的设计、制作、安装的管理工作则相对薄弱，有关的行业标准公布至今不过几年，此前更是“无法可依”，质量隐患比比皆是，需要统一认识，妥善处理。反之，有些方面由于缺乏经验或对规定理解不全面，又过于保守，存在一定的浪费。
一、概述
(一)玻璃幕墙的构成
玻璃幕墙最外面是玻璃或部分金属板材构件，它支承在铝合金横梁上，横梁连结在立柱上，立柱则悬挂在主体结构上。这些连结都允许一定的相对位移，以减少主体结构在水平力作用下位移对幕墙的影响.并允许幕墙各部分因温度变化而变形。此外.上、下层立柱也通过活动接头连接，可以相对移动以适应温度变形和楼层的轴向压缩变形(图1)。
按铝合金型材外露的情况，幕墙可分为明框、隐框和半隐框。当铝型材隐在玻璃板后时，铝型材与玻璃只能通过硅酮结构密封胶粘结，因此结构胶必须进行专门的承载力设计。
(二)结构设计的一般原则
1.幕墙主要构件应悬挂在主体结构上，斜墙和玻璃屋顶可悬挂或支承在主体结构上。幕墙应按围护结构设计，不承受主体结构的荷载和地震作用。
2.幕墙及其连接件应有足够的承载力、刚度和相对于主体结构的位移能力，避免在荷载、地震和温度作用下产生破坏和过大的变形，妨碍使用。
3.非抗震设计的幕墙，在风力作用下其玻璃不应破碎，且连接件应有足够的位移能力使幕墙不破损，不脱落。
4.抗震设计的幕墙在常遇地震作用下玻璃不应产生破损;在设防烈度地震下经修理后幕墙仍可使用;在罕遇地震作用下幕墙骨架不应脱落。
5.幕墙构件设计时，应考虑在重力荷载、风荷载、地震作用、温度作用和主体结构位移影响下的安全性。
二、玻璃幕墙结构设计若干问题探讨
2.1 如何选用合适玻璃幕墙型式。
采用玻璃幕墙的建筑，外观的效果非常重要。玻璃幕墙的选型是建筑设计的重要内容，设计者不仅要考虑立面的新颖、美观，而且要考虑建筑的使用功能、造价、环境、能耗、施工条件等诸多因素。如果仅从围护功能来说，不同类型的幕墙形式都是一样的，但要表达建筑师所追求的建筑手法、建筑风格来讲，不同形式的玻璃幕墙在外观上的效果相差非常大，往往不只是线条上的差别，更重要的是质感、体量感的差别。对于外立面的幕墙效果来说基本上可以三种。一种是追求坚向线条，主要体现建筑挺拔向上的，第二种是追求横向线条，主要体现建筑宽广、水平延伸的建筑思路，第三种是追求空间轮廓线条，主要体现建筑异形、多维空间变换思路。
2.2 如何确定玻璃幕墙分格尺寸。
玻璃幕墙的立面分格宜与室内空间组合相适应,不宜妨碍室内功能和视觉。在确定玻璃 板块尺寸时,应有效提高玻璃原片的利用率,同时适应钢化、镀膜、夹层等生产设备的加工能力。过大的面板分格不一定能满足强度及刚度的要求,同样也会增加工程的造价。在满足建筑效果的基础上,同时也要兼顾玻璃面板的承压能力。作为玻璃幕墙一定要结合门、窗的位置,尺寸大小进行合理分格。幕墙的开启窗的设置,应满足使用功能和立面效果要求,并应启闭方便,避免设置在梁、柱、隔墙等位置。例如:不能将横向分格设置在人的视线高度处,这样会破坏室内的视野效果,让人感觉很压抑。
2.3 怎样考虑保温节能的要求。
国家对公共建筑和民用建筑近年来均出台了相应的规范,对节能有严格的要求。有保温要求的玻璃幕墙应采用中空玻璃,必要时采用隔热铝合金型材;有隔热要求的玻璃幕墙宜设计适宜的遮阳装置或采用遮阳型玻璃。建筑师可根据外墙的窗墙比、体型系数,所用材料,按现行国家规范的规定计算出幕墙或窗的所要达到的K 值,并一般均应明确标示在建筑说明中。这里要强调的是,幕墙的K 值和所用玻璃的K值是不一样的。一般来说选用的玻璃K值要比玻璃幕墙的整体K 值要小。比如说幕墙(包括幕墙框及玻璃的整体护)的K值要求小于2.0 w/(m2.k),那么其所采用的玻璃的K值一般要小于1.7w/(m2 .k)。因为占整个幕墙的10～20%投影面积幕墙框的K值一般很大,所以与玻璃综合起来就会有所不同。选用LOW-E 玻璃是提高玻璃幕墙保温节能最效的途径之一。
2.4 如何避免光污染。
高层镀膜玻璃幕墙往往会对周围的建筑产生明显的炫光,长时间处于这种环境下,会明显
感到不适, 影响人们的正常工作和生活。夏天,玻璃幕墙强烈的反射光进入附近居民楼房内,增加了室内温度,影响正常的生活。有些玻璃幕墙是半圆形的,反射光汇聚还容易引起火灾。烈日下驾车行驶的司机会出其不意地遭到玻璃幕墙反射光的突然袭击,眼睛受到强烈刺激,很容易诱发车祸。现在很多大型商业建筑,底层裙楼大量采用倒外倾斜的镀膜玻璃幕墙,这种幕墙在强光下,会产生一定角度的面光反射,往往会影响行人和车辆的正常运行,很有可能让人造成短暂的“失明”,从而导致交通事故。建筑物的玻璃幕墙甚至可能造成城市消防安全隐患。建筑师主要从玻璃造型设计上可以避免大面积反光,另外玻璃幕墙建议采用反射比不大于0.30的玻璃等是较为实际的方式。
2.5 如何选用合适的玻璃幕墙材料。
幕墙材料选择是幕墙工程中极为重要的一环。它不仅决定整个工程的总造价,而且关系
到整个工程的档次、使用寿命、外观效果。合理地使用材料至关重要,好的材料堆砌在一起并不一定能产生好的效果,只有巧妙地、合理地发挥各种材料的特性,才能产生极佳地效益。因此,材料的选择应遵循以下几个原则:
2.5.1 满足一般功能要求的选用通用的材料。
如:铝型材的选用,型钢的选用,各种标准件的选用。其中龙骨一般为铝合金,也有钢框等其它材料。对于铝合金材料,常用的建筑铝合金有两种6063-T5和谐6063-T6,T6的强度比T5要强,选用哪种牌号一般由幕墙设计单位深化时,计算后确定。幕墙龙骨与主体结构之间连接件通常为钢材,常用的是Q235B 镀锌钢材。五金件现在也基本上全部采用不锈钢材料。
2.5.2 满足特殊要求的选用专用材料。
如:防火保温岩棉、硅胶、三元乙丙胶条等。幕墙所用胶一般分为两种,一种为结构胶,主要起将玻璃与铝合金副框相粘结的受力胶,常用于隐框玻璃、幕墙上悬窗开启扇中。因其长期受力,所以建议采用性能可靠的进口胶或国产优质产品。对于起嵌缝作的密封胶,也必须采用符合国家标准的合格产品,以免渗水情况发生。
2.5.3 满足建筑美学功能要求的选用新型的、高级的材料。如: 氟碳烤漆铝型材、LOW-E 玻璃、断热型材等。
2.5.4 满足经济性要求。在不降低材料品质的前提下,尽量采用国产优质产品。
三、结束语
长期以来，土建结构设计人员不承担幕墙结构的设计，幕墙由制造厂家自行设计，自行负责。由于厂家隶属不同行业，采用不同的标准，因而十分不统一，还会存在一些问题。为此，建设部已下达文件，要求建筑设计单位协同厂家共同承担起结构安全的责任。本文所叙述的玻璃幕墙结构设计方法反映了我国玻璃幕墙设计技术标准的要求，可供设计人员参考应用。
参考文献
［1］玻璃幕墙工程技术规范(JGJ102-2003).
关键词：超大跨度幕墙，结构设计。
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
一、场馆类建筑玻璃幕墙的概述
随着我国国民经济的快速发展, 近年来在我国大中城市中涌现出了一大批场馆类建筑，如大型的机场、会展中心、体育场馆等。该类建筑大都具有恢宏磅礴的气势、独具匠心的造型和时尚现代的外观, 成为当地的地标性建筑。建筑玻璃幕墙作为一种新兴的建筑外装饰技术，具有现代感强烈、轻盈通透、节能环保等诸多优点，受到了建筑师的青睐，被广泛应用于场馆类建筑外维护结构中。
目前我国场馆类建筑玻璃幕墙特点主要表现在：
1. 幕墙位于建筑中人流密集的区域，要求具有通透的视野和良好的采光性能，玻璃面板建筑分格尺寸较大，安全节能性能要求高。
2. 玻璃幕墙支承结构跨度较大，采用的多是造型别致、构造轻巧、观感性强的新型结构。
3. 连接节点功能性要求高，且一般为可见结构，要求外观美观，以衬托建筑幕墙的时代质感。
二、天津滨海国际机场二期扩建工程项目机场工程T2航站楼幕墙工程概况
天津滨海国际机场T2航站楼位于机场T1航站楼东侧，总体呈工字型，由主楼与指廊组成，建筑面积约为24.8万平方米。其中主楼地上两层、局部四层结构，主楼地下一层、局部两层结构；指廊为地上两层结构；主楼和指廊局部设有夹层。二层主要为出发大厅、安检、办票、候机区域；一层主要为行李提取大厅、迎客大厅、远机位候机区、贵宾候机室和办公区；夹层主要为旅客到达走廊。整个航站楼长度方向约700m，宽度方向约402m，为超长结构。
图1 机场工程T2航站楼幕墙工程总体效果
三、玻璃幕墙支承结构设计
1. 幕墙支承结构
该幕墙采用不锈钢拉杆框架式玻璃幕墙系统，横梁采用宽体式遮阳设计，突出玻璃面450mm。幕墙承受的风荷载通过大尺寸截面横梁传递到后面空间桁架钢结构上，空间桁架钢结构再通过二连杆机构将水平风荷载传给网架下弦结构，屋面系统只承受作用于幕墙的水平风荷载；幕墙的自重荷载通过隐藏在玻璃分格间胶缝内的不锈钢拉杆承受，最终通过空间桁架钢结构将自重荷载传递到楼层结构上。
幕墙龙骨采用6063-T6铝合金型材和6063-T5铝合金型材，铝型材室内外外露部分表面均采用氟碳喷涂处理，三涂两烤，膜层厚度不低于45um。支撑玻璃幕墙的空间桁架钢结构采用国产优质Q345B钢材，外表面采用氟碳喷涂处理。
隐藏胶缝内的不锈钢拉杆材质为S630，幕墙不锈钢拉杆高度大于16m时，采用直径为Ф20mm的不锈钢拉杆；当幕墙不锈钢拉杆高度小于等于16m时,采用直径为Ф16mm的不锈钢拉杆；高低跨部分玻璃幕墙不锈钢拉杆采用直径为Ф14mm的不锈钢拉杆。
根据天津滨海国际机场主体建筑要求，幕墙标准分格为1800mm×3000mm，最大标高37.1m．顶部钢横梁采用280×400×15 mm钢管，幕墙的玻璃、横梁等的自重由拉杆承担，拉杆将所受的力传递给钢梁，钢横梁再将荷载通过桁架顶部的钢梁传给三角空腹桁架，水平方向荷载由顶部铝合金横梁传递给钢梁，双向受力，属于双弯构件。三角空腹桁架采用Q345钢，分别采用3种截面：①、圆钢管Φ245-16 mm，②、圆钢管Φ168-10 mm，③、矩形钢管80×140×12×12 mm。具体节点及三维图详见下图。
图2 标准单元横剖节点图
图3 标准单元纵剖节点图
图4 玻璃幕墙层间连接纵剖节点图
图5 玻璃幕墙与屋面系统连接纵剖节点图
图6 标准单元内视三维大样图
图7 标准单元伸缩缝三维大样图
2. 荷载确定
在作用于幕墙上的各种荷载中，主要有风荷载、地震作用、幕墙结构自重和由环境温度变化引起的作用效应等等。
在进行幕墙构件、连接件和预埋件承载力计算时，必须考虑各种荷载和作用效应的分项系数，即采用其设计值；进行位移和挠度计算时采用其标准值。
根据《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102 计算，幕墙计算单元的荷载如下。
钢横梁承受组合荷载设计值
水平方向荷载设计值 q水平=q·h1·B1 =2.482×1800×7.5=33507 N
竖直方向荷载设计值q竖直=w·h2 ·B2=0.96×1800×3.0=5184 N
顶部钢梁传递竖向荷载F= 109440×1.5=164160 N
钢横梁承受荷载标准值
水平方向风荷载标准值 qk水平=wK·h1·B1 =1.55×1800×7.5=20925 N
竖直方向自重荷载标准值qk竖直=qk·h2 ·B2 =0.8×1800×3.0=4320 N
顶部钢梁传递竖向荷载Fk= 91200×1.5=136800 N
3. 支承钢结构的强度、刚度设计
本受力体系采用SAP2000 结构计算软件进行计算，标准幕墙计算单元如图8。
图8 幕墙计算单元
2）钢桁架应力结果，见图9
图9 应力比结果
对于圆钢管Φ245-16 mm 最大应力比为0.92＜1.0。
对于圆钢管Φ168-10 mm最大应力比为0.514＜1.0。
对于矩形钢管80×140×12×12 mm最大应力比为0.791＜1.0。
结论：结构强度满足要求。
3）钢桁架挠度结果
挠度最大值fmax=71.7 mm＜28000/250=112 mm
结论：结构挠度满足要求。
四、结语
目前, 国内已有许多大型公共建筑( 如会展中心，机场、体育馆等) 采用大跨度幕墙支承体系，天津滨海国际机场二期扩建工程项目机场工程T2航站楼幕墙工程，该幕墙系统采用了一种大跨度无立柱的幕墙体系，整体结构采用框支撑玻璃幕墙结构和拉杆玻璃幕墙结构相结合的方式。在玻璃面板的每一道横向拼接缝之间都安装有横梁，横梁一端与横梁支撑结构连接，另一端通过芯套与相邻横梁插接，横梁支撑结构上下分别与上顶结构和下底结构连接。上顶结构向下吊装有吊杆系统，在玻璃的自重作用下，横梁始终保持水平状态或处于挠度范围内。吊杆系统在与横梁相交处均穿插于横梁上的预开孔中，并在预开孔下部安装有承重调节螺母，横梁架于承重调节螺母上。玻璃面板并固定在上下横梁的玻璃安装槽口内。本套 幕墙系统实现了大跨度的水平通透空间，在采光及视觉效果上起到积极的作用。
天津滨海国际机场作为“大型门户枢纽机场和北方国际航空物流中心”，它的建成将成为天津机场最为重要的基础设施建设工程，同时充实和完善京津冀都市圈整体功能，提升天津区域综合服务功能中发挥重要促进作用。
随着国内建筑市场的国际化，建筑设计与国际的接轨必然导致幕墙设计向国际惯例靠拢。随着对建筑幕墙认识的深入，对幕墙设计的新要求会促进幕墙设计工作的新变化。中国必将成为全世界超高层建筑幕墙高端研发福地。
参考文献：
[1]《建筑结构荷载规范》GB50009.
[2]《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102.
[3]《公共建筑节能设计标准》GB50189.
[4] 李亚峰 浅谈玻璃幕墙工程存在问题及质量控制的要点 安徽建筑 2004
[5] 于春玲 玻璃幕墙工程施工工艺及常见问题防治措施 科技资讯 2005
关键词：幕墙；拉索；点式；预应力
中图分类号： TU394文献标识码： A
点支式玻璃幕墙是一门新兴的技术，它体现的是建筑物内外的流通和融合，改变了过去用玻璃来表现门窗，采光顶的传统做法，强调的是玻璃的通透性。透过玻璃，人们可以很清晰地看到支撑玻璃幕墙的 整个结构系统，将单纯的支撑结构系统转化为可视性、观赏性和表现性。由于点支式幕墙拥有视觉通透、结构新颖、传力可靠、安全耐用等优点，尽管它诞生的 时间不长，但应用却极为广泛，并且在日新月异的发展着。
点支式幕墙的分类
点支式玻璃幕墙由玻璃面板、点支撑装置和支撑结构构成。根据支撑结构的类型，点支式幕墙可分为3类：
（1）金属支撑结构点支式玻璃幕墙：这种结构采用金属材料作为结构支撑系统，由金属紧固件和连接件将玻璃版块固定，可最大限度地利用金属结构的灵活多变，以适应建筑结构造型的需要。
（2）点支式全玻璃幕墙：采用金属紧固件和连接件将玻璃面板和玻璃肋相连接，利用玻璃肋的侧向刚度，使玻璃肋作为玻璃面板的支撑结构。
（3）索（杆）式玻璃幕墙：支撑结构是不锈钢拉索或拉杆，玻璃由金属紧固件和金属连接件与拉索或拉杆连接在一起。
本文将主要对拉索式点式玻璃幕墙的结构设计进行简单的分析。
2、拉索式点式玻璃幕墙的结构设计
拉索式点式玻璃幕墙是将玻璃面板用爪件固定在索桁架上的点支式玻璃幕墙。它由三个部分组成：玻璃面板、索桁架、锚定结构，三者相互依存、互相制约、互相影响。
（1）玻璃面板的设计
点式幕墙的玻璃应选用安全玻璃，玻璃面板固定在索桁架的钢爪上，一般在玻璃上开洞，穿入钢爪浮头或沉头式杆件后固定。玻璃可采用单片钢化玻璃、钢化中空玻璃、钢化夹层玻璃和钢化夹层中空玻璃。当有需要时，还可进行镀膜。单层玻璃用于没有保温要求的建筑，对有保温要求的建筑应采用中空玻璃。
（2）索桁架的设计
索桁架是跨越幕墙支承跨度的重要构件，索桁架悬挂在锚定结构上，它由按一定规律布置的高张拉强度的索及连系杆组成。索桁架起着形成幕墙系统，承担幕墙承受的荷载并将其传至锚定结构的任务。
索桁架是柔性的张拉结构，在没有施加预应力之前没有刚度，其形状也是不确定的，必须通过施加适当的预应力赋予其一定的形状，才能成为能承受外荷的结构。在给定的边界条件下，所施加的预应力系统的分布和大小（这是一套自平衡的内应力系统），同所形成的结构初始形状是相互联系的。
索桁架由两层索（承力索、稳定索）以及他们之间的联系杆组成，双层索和连接杆一般布置在同一竖向平面内，双层索系要分别锚固在稳固的锚定结构（支承框架、地锚、水平基础梁等）上，这样才可以对体系施加预应力，对索系进行张拉，使索系绷紧；使索内保持足够的预应力，以保证索系具有必要的形状、稳定性。由于存在预应力，两层索一起抵抗水平荷载作用，从而整个索系的刚度得到提高。预应力双层索系是解决索桁架形状。稳定性问题的一个十分有效途径。
（3）锚定结构的设计
锚定结构是指支承框架，它承受索桁架传来的荷载，并将它们可靠地传向主体结构，同时锚定结构也是索桁架赖以进行张拉的主体，索桁架要强力拉紧厚才能形成幕墙系统。为了获得稳定的幕墙系统，必须施加相当的拉力才能绷紧，跨度越大，所需的拉力就越大，为此就须要有承受相当大反力的锚定结构来维持平衡。
索桁架要悬挂在锚定结构上进行张拉，才能形成具有固定形状和刚度的桁架。因此，锚定结构除了承受主体结构使用荷载（自重、活荷载、风荷载、雪荷载、地震作用）外，还要承受索桁架的预拉力以及索桁架受荷后产生的拉力（反推力）。而且这个拉力相当大，它产生的效应有时甚至会超过使用荷载（作用）的 效应，如果在设计建筑物主体结构时，对支承索桁架的锚定结构不考虑索桁架拉力产生的效应，拉索式点连接玻璃幕墙就无法使用（改用刚性桁架），或必须对主体结构进行加固补强（这时可能会影响其建筑效果），同时锚定结构在施工和使用过程的挠度（变位）等又对索桁架和面板产生影响，影响索桁架的有效预应力值（预应力损失值）和索桁架的形式，从而影响面板的位置和效应，面板的刚度也会影响索桁架的刚度和稳定。
3、需要注意的问题
（1）钢化玻璃不能进行机械加工，因此玻璃的切裁、磨边、钻孔等都必须在钢化前完成。
（2）玻璃孔周边是点支式玻璃幕墙的薄弱环节，应采取有效措施减少应力集中。所以玻璃版块钻孔后必须进行倒角处理，倒角尺寸不应少于1.0mm。与沉头连接件配合的孔，孔周围不得出现崩边；与浮头连接件配合的孔，当孔出现崩边时必须经修磨处理，修磨区域的宽度不得大于6mm，深度不得超过玻璃公称厚度的1/12，长度不得超过孔周长的1/4.
（3）拉索幕墙应采用低松弛不锈钢丝绳拉索并且钢丝绳拉索严禁焊接。计算时不锈钢拉索的设计值可按现行国家标准规定的最小整索破断拉力值除以2.5取用。
（4）拉索式幕墙在设计时必须预先考虑施工的步骤，尤其必须预先规定好张拉预应力的步骤，实际施工时必须严格按照规定的步骤进行，如稍有改变就有可能引起内力很大的变化，会使锚定结构严重超载。
（5）拉索式幕墙对主体结构的反力往往会很大，对建筑主体的强度要求非常高，对锚定结构的挑战也非常高，所以在设计中，要优化幕墙结构，减小幕墙对主体结构的反力，使结构体系达到最优。
参考文献
