建筑幕墙结构设计与优化探究

建筑幕墙结构设计与优化探究

卓廷旺 韦晗 赖炎斌

中国建筑第八工程局有限公司 广东珠海 519000

摘要：在幕墙工程中，为保证工作可以良好进行，需要加强工程质量管控力度，清楚工程存在的质量问题，采用针对性的方法进行控制。为发挥幕墙保护建筑的功能，同时提高其在视觉方面的呈现效果，需要清楚幕墙技术要求，调整管理模式，完成幕墙工程施工任务。设计人员在面对全新的加固工程时，不应该只是被动采用其他专业提供的改造方案进行加固设计，而应当积极参与其他专业的设计定案，在满足其他专业需求的同时，优化其改造方案，使得加固设计更合理，加固施工更高效，加固后的建筑更安全。

关键词：建筑幕墙；结构设计；优化探究；

引言

为了提升城市的美观程度，确保建筑的不同特色，幕墙的应用和发展有着重要的作用。根据建筑幕墙在结构、材料以及支撑力等方面的不同，它有着相应的设计方式，作为一个完整的结构体系，建筑幕墙与建筑主体之间具有一定的独立性，它本身并不承担相应的荷载，是由面板以及支撑结构组合而成，具有一定的位移能力。在设计的过程中需要考虑到建筑幕墙的性能，使其具有一定的抗震性、保温性以及气密性，从而延长它的使用寿命，确保在使用中的稳定性，有关人员可以就此进行具体地研究，围绕幕墙结构设计展开探讨。

一、建筑幕墙的特点

幕墙即建筑的外墙围护，就像在建筑物的外墙挂上一层幕布，也被称为“帷幕墙”，是现代大型和高层建筑常用的带有装饰效果的轻质墙体，有一定的装饰性，通常是由结构框架和镶嵌板材组成的，是现代建筑工程外墙结构体系的重要内容。在实际施工过程中，施工人员主要以幕墙钢架主体结构为支撑点，以幕墙面板、支撑结构体系和锚固紧固件等组成来完成幕墙施工。幕墙有一定的变形和位移特点，不会承担建筑外墙主体结构的承重作用，但对外墙形态可以起到一定的保护和装饰作用，从而提高建筑工程的品质。高层建筑幕墙具有以下几点优势。①抗震能力强。采用柔性设计，让建筑幕墙更具抗风、抗震能力。②设计灵活。建筑幕墙是建筑外墙的一层装饰，设计人员可以设计出多种艺术效果，能够根据客户的需求设计不同的造型，选择不同的颜色，并且能够结合周围环境，与绿化、光照、其他建筑物相互融合，呈现出别样的设计美感。③质量轻。在面积相同的情况下，玻璃幕墙的质量约是粉刷墙、混凝土挂板的1/10。使用幕墙能够减轻建筑物质量，降低工程费用。④维修方便。由于建筑幕墙是在建筑外墙搭建的，因此后期更新与维修更加方便，降低了维修成本。

二、建筑幕墙结构设计的要点

（一）构件式幕墙的结构设计

构件式幕墙是建筑幕墙的重要组成部分，它可以分为隐框、明框等不同的类型，需要在工厂中进行构件的设计和加工，将其运输到现场后进行组装。构件式幕墙在设计中需要考虑到整体性，将其与主体结构有效地结合到一起，注意工序之间的有效交接，从而确保构件式幕墙结构在应用中的稳定性。首先，工作人员需要对幕墙的构件尺寸进行设计，对涉及到的技术参数以及相关信息进行获取，明确建筑工程的高度、横截面积等不同的信息，根据相关的质量文件以及规范标准，对幕墙的结构形式进行选择，包括明框式、半隐框等，从而确定构件的数量、规格型号等，对其进行合理的编号，在结构设计中还需要考虑到后续的可安装性和可维护性，尽量确保幕墙的拆卸结构，按照施工操作进行合理地设置。另外，在构件式幕墙的结构设计中，需要将幕墙与主体通过浮动连接、主杆等方式结合到一起，做好各个阶段的受力分析，明确在建筑安装中所受到的作用力，是否满足建筑幕墙结构的布置条件，对杆件、预埋件的位置进行划分，在埋件的设计工作中需要确保锚筋、螺纹钢等零部件严格按照规范标准的尺寸进行设计，并且根据实际需求对连接件进行选择。

（二）全玻璃幕墙的结构设计

全玻璃幕墙是由玻璃肋和玻璃面板组合而成的结构体系，它在应用中可以确保幕墙的美观性和一体性，在一些办公大楼中有着广泛的应用，可以将其分成不同的格子，提高它的采光性，并且减少建筑幕墙竖向、横向之间的缝隙，提高它的整体观赏效果。首先，在全玻璃幕墙的结构设计中，工作人员需要对玻璃面板进行设计，明确它的玻璃类型，从建筑的抗震等级、环境等不同的因素上进行分析，对玻璃的表面结构、强度以及腐蚀性等性能进行设计，确保玻璃面板的有效应用，同时按照它的应力曲线等进行计算，对玻璃面板的制作流程进行设计，从它的力学、密封性以及材料特点等方面进行综合考虑。另外，在全玻璃幕墙的设计工作中，有关人员还需要对它的支撑体系进行设计，包括材料、工作原理、密封情况等，可以采用钢材、铝合金等材料提高荷载强度，同时通过效应组合的方式进行计算，保证全玻璃幕墙结构体系在应用中的安全性和稳定性。

三、建筑幕墙施工关键措施

（一）规范幕墙工程施工设计的管理

在幕墙施工设计方面需要掌握幕墙工程设计理念，作为建筑外层保护结构，应该增加对该项工作的重视程度，处理过往预埋件设计文件内容不规范等问题。幕墙钢转接件的厚度应该在6mm以上，幕墙横竖型材连接处，直接关乎幕墙施工效果，在该处选择铆钉连接幕墙。另外，横竖型材所选的铆钉应该是铝合金材料。幕墙在防雷系统设计方面，需要清楚幕墙工程设计理念，在符合建筑设计的原则下，调整防雷系统设置方案，确保防雷系统与建筑相连。在建筑内外空间设计方面，应该保证能源科学合理交换，让施工设计具有维护生态平衡、低能耗、无污染的特点。

（二）结构设计方法的优化

在传统的建筑幕墙结构设计中，它的优化内容需要通过工作人员在遵循一定原则和规范的基础上进行操作，需要经过不同流程以及计算过程，耗费大量的时间，而且设计结果并不精确，存在不同的漏洞和隐患，在时代的发展下，为了确保结构设计的有效性，有关人员需要加强在方法上的优化工作，将信息技术应用到其中，从不同的角度上提高设计效率和质量。首先，有关人员可以将BIM技术应用到结构设计中，BIM技术具有三维可视化的特点，还可以与计算机的不同功能软件结合到一起，为设计工作提供相应的平台，实现信息的交流和共享，根据建筑工程现场的实际情况对结构设计进行优化。另外，还可以将智能技术应用到其中，包括机器学习、神经网络等，从而对数据和计算过程进行有效的控制，可以在短时间内完成不同数据的计算，确保精确性。

（三）幕墙施工安全控制

在高层幕墙施工过程中，其安全管理问题尤为重要。安全控制不仅会影响施工秩序，而且与施工人员的生命安全有着紧密联系。施工安全控制需要从多角度、全方位着手。高层施工的危险性本身就高，所以在施工过程中，施工人员在进行高空作业时应做好充分的安全措施，如安全绳、安全帽、安全带等。高层施工还要充分考虑环境因素，如果遇到暴雨、暴雪等恶劣天气，需要及时采取应对措施，避免恶劣天气影响施工安全。除此之外，施工企业还要密切关注施工材料的安全。在目前的施工过程中，玻璃作为主要材料，很容易被损坏。因此，施工企业要加强对玻璃的保护，从而最大限度地保证高层施工的顺利进行。

结束语

幕墙在现代建筑工程中应用频繁，作为建筑外层的保护结构，对幕墙施工有较高的要求。在幕墙施工中，必须发挥其保护建筑外层的功能，同时保证其拥有较高的观赏性。在幕墙施工过程中，建筑单位需要不断地总结施工经验，快速发现幕墙施工管理存在的不足，深度剖析相应问题出现的原因，通过科学的方式提高幕墙工程设计、材料、安装等管理水平，确保幕墙工程达到质量要求。

参考文献

[1]徐冬明.关于建筑幕墙结构设计中应注意的问题探究[J].2020(14):796.

[2]赵仁露,周学锋.硅酮结构密封胶在建筑外墙防水密封工程中的应用[J].粘接,2020,41(02):22-25.