玻璃幕墙结构设计——以某体育馆为例

玻璃幕墙结构设计——以某体育馆为例

范利华

中南建筑设计院股份有限公司湖北武汉430000

摘要：玻璃幕墙是现代艺术和科学技术相结合的产物，具有透气、显光、美观等等建筑特点。但是现今许多建筑物在应用玻璃幕墙的时候没有考虑到建筑条件和可行度，所以建筑物在施工之前一定要考虑各方面的因素，保证玻璃幕墙在建造完成之后的安全性。本文以应用于体育馆的玻璃幕墙为研究的对象，从玻璃幕墙的特性、外观和建筑要求、原则等方面出发，深入探讨玻璃幕墙的设计要点，设计要求以及设计原则。

关键词：玻璃幕墙结构设计体育馆

玻璃幕墙是一种很好的墙面装饰方法，可以让建筑物整体显得特别美观。全世界已经有很多标志性建筑物应用玻璃幕墙，例如2010年广州亚运会的主场馆——亚运综合体育馆、北京有名的长城饭店，还有纽约的联合国大厦等等。本文通过分析应用于体育馆中的玻璃幕墙，来对玻璃幕墙进行一个全面的概述。

一、玻璃幕墙的特点

（一）具有艺术气息

玻璃幕墙是现代艺术和科学技术相结合的产物，色彩丰富多样，是一种现代墙面装饰方法，装饰了玻璃墙面的体育馆会具有一种独特的艺术气息。

（二）成本低

一般的墙面的建筑材料是普通砖或者混凝土，而玻璃幕墙的自重非常低，甚至不足混凝土和普通砖的七分之一，这样就大大减少了体育馆建筑施工的成本，降低了工程的基础造价。

（三）施工简单

玻璃幕墙的材料非常单一，使用很简单的施工工艺就可以完成玻璃幕墙的建造，因此玻璃幕墙的施工一般只需要很短的工期就可以完成。而玻璃幕墙的维护工作也非常简便，可以直接对一些零件进行修复和更换。

（四）改旧换新

玻璃幕墙可以对已建成的旧墙面进行改造，提高墙面的使用年限。但是玻璃幕墙并不是毫无缺点，由于玻璃幕墙的透感光性强，同时它自身的色彩也很丰富，所以玻璃幕墙会对周围的环境造成光污染。除此之外，玻璃幕墙的抗压能力也比较弱，不能承受过重的压力。因此，在玻璃幕墙的设计中，一定要充分考虑到玻璃幕墙的利弊，合理使用玻璃幕墙。

二、玻璃幕墙的设计要点

（一）光影艺术效果

玻璃幕墙的感光性很强，它会折射透进来的光线对周围的光线进行反射，这种感光性可以为体育馆营造一种光影艺术氛围。但是玻璃幕墙的这种感光性也很容易给周围环境造成光污染，所以在设计玻璃幕墙的时候，一定要进行实地勘察，结合周围的环境合理设计玻璃幕墙，尽量避免光污染的发生。

（二）造型多样化

在选择玻璃幕墙的色彩时，要注意周围的环境的色彩，两者应该相互配合。玻璃幕墙的感光性让它能够适应各种造型，设计出造型多样的玻璃幕墙可以使体育馆显得更加独特和华丽。

（三）墙面划区

一般来说，设计玻璃幕墙可以分为几个区域，每个区域的色彩和形状可以都不相同，这样可以让艺术气息更加浓重。对于想要追求正式、严肃的感觉的建筑物，可以选择对玻璃幕墙进行等分划分，采用数学中的对称性，营造出一种对称美。但是如果想要追求青春、活力的感觉，可以对玻璃幕墙进行不规则划分，营造出一种自由奔放的感觉。对于体育馆来说，应该选择对玻璃幕墙进行不规则划分，比较符合体育馆的运动风格。

三、玻璃幕墙的设计要求

玻璃幕墙在进行设计时，需要注意一些设计要求，以下是需要注意的几点要求：

第一，玻璃幕墙在安装时难免会与边框产生空隙的情况，这时需要让空隙内外气压一致。如果空隙的内外气压不一致，会把雨水压进空隙中。保持空隙的内外气压一致，可以提高玻璃幕墙的防雨水渗透能力。

第二，为了防止玻璃幕墙雨水渗透造成积水，还应该外接排水管道，在外部设置排水口，提升玻璃幕墙的的防水排水能力。

第三，在玻璃幕墙的设计中，应该选择弹力较好的材料，能够在长期的外界压力下还能保持很好的弹性。同时还要选择密封性能好的材料将玻璃幕墙与边框的空隙密封起来。

第四，对于玻璃幕墙上出现的瑕疵，要及时进行处理，修缮，保持玻璃幕墙的美观性和实用性。也要注意把连接的地方保护起来，避免玻璃幕墙遭到破坏。

第五，玻璃对温度是比较敏感的，所以在玻璃幕墙的设计中，对于各部件之间的缝隙是有要求的，不能太大也不能太小。太大会影响欣赏性，太小会导致玻璃幕墙易受到温度的影响而发生变形。总的来说，所有部件的连接缝隙要符合标准。玻璃幕墙分为隐形框和非隐形框两类，一般来说隐形框玻璃幕墙的缝隙控制在15mm左右，非隐形框玻璃幕墙控制在8mm左右。

第六，玻璃幕墙有很多连接的部分，有可能会发生松动的现象，由于温度的影响让玻璃幕墙发生变形也会使它松动。在松动的情况下，玻璃幕墙的各部件可能会发生摩擦，产生噪音，因此在玻璃幕墙的设计中应该在各部件连接部位加入垫片，以减少摩擦产生的噪音。

第七，玻璃幕墙由各个部件组成，这些部件有可能由不同的属性，要注意因为不同属性之间的接触而产生的电化学反应对玻璃幕墙的性能造成影响。

第八，如果玻璃幕墙是可移动的，要注意控制玻璃幕墙的移动范围，不能过大，以免发生损坏和危险。

四、玻璃幕墙的设计原则

玻璃幕墙一般是设计在体育馆的外部，在外围起着保护作用。外界的压力，温度的变化和地震的作用都会造成玻璃幕墙的变形，所以选取的玻璃幕墙的材料要有弹性，用于保护玻璃幕墙的构件也要有一定的弹性，具有较强的伸缩变形的能力，能够支撑玻璃幕墙的变形，防止玻璃幕墙遭到损坏。同时对玻璃幕墙起保护作用的构件还需要有分散外力的作用，在外界压力作用在玻璃幕墙上时，保护构件要及时分散压力，避免压力集中作用在玻璃幕墙上，造成玻璃幕墙损坏。

玻璃幕墙在设计时，应该考虑外力作用的影响，尤其是体育馆这种运动场所，一定会有许多外力产生，这是玻璃幕墙在设计时应该首要考虑的因素。当地震发生时，地面会产生强烈的震动，可能会引起玻璃幕墙各部件之间的连接点松动，从而导致玻璃幕墙倒塌，所以玻璃幕墙在设计时也要加强它的抗震能力。

玻璃幕墙的设计要遵循以下几个原则：

第一，玻璃幕墙因自身的材料原因而导致其不能承受过重的压力，所以应该在玻璃幕墙的外围建造保护构件，防止玻璃幕墙受到过重压力。

第二，在对玻璃幕墙进行设计时，要提高它的活动性，防止其在因温度变化的原因发生变形时直接被损坏。

第三，如果玻璃幕墙的抗震能力不强，各部件直接的连接点也要足够牢固，能够应付震动带来的玻璃幕墙的变形和移动，不至于玻璃幕墙彻底损毁。

第四，对于设计了抗震性能的玻璃幕墙，要确保其在遭受地震之后主体框架是完好的，以方便日后的修复和完善，减少工程的成本和压力。

第五，在玻璃幕墙的设计中，应该要考虑所有能够影响玻璃幕墙的因素，综合考虑各种因素，制定出最合理最简便最有效的设计方案。

五、结束语

综上所述，玻璃幕墙的建设可以增加建筑物的艺术气息，还可以减少工程所需的成本，目前许多体育馆都应用玻璃幕墙来装饰场馆。要想设计出合理的玻璃幕墙，就必须清楚其设计要求、设计要点和设计原则，制定出一个又合理又安全的设计方案，为我们的建筑物锦上添花。

当今玻璃幕墙的发展迅速,有很宽阔的应用前景，许多体育场馆都依靠它来增加亮点。在玻璃幕墙的设计方面，我们要勇于创新，大胆应用，艺术和科技相结合，使我们的建筑具有生命力。

参考文献

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[4]钱鹏,王建,周建龙.某工程中玻璃幕墙结构对主体结构设计的影响[J].结构工程师,2010,(4):26-30.