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【摘 要】 在当下的幕墙设计过程中，通风、防火、防风、抗震性受到人们的广泛关注，特别是伴随着幕墙支承跨度的越来越大，其受压受弯构件的安全稳定性问题越来越突出显现。幕墙的种类主要包括了全玻幕墙、铝板幕墙、石材幕墙等，在计算取值、材料选取、结构连接等各环节都存在一些值得注意和急需解决的问题。
【关键词】 幕墙设计、技术规范、问题分析
1、设计基本原则
1.1 幕墙
幕墙是建筑外部围护结构或装饰性结构，它具备以下几个显著特点：
（1）它作为一个完整结构系统分为两个组成部分，分别是面板和支承结构体系。
（2）它相对于主体结构而言具有一段距离的移动能力；
（3）它只能用于承受直接作用在上面的荷载和作用，而不能为主体结构分担荷载和作用。
由此可见，固定窗并比属于建筑幕墙的范畴，直接作用于实体外墙上的干挂石板同样也不属于建筑幕墙的范围。
1.2 技术规范和应用
工程技术规范是对现有的成熟经验总结和规范，在日常的生产过程中具有很好的指导意义。对于规范未写入的内容，只要不是规范所禁止的，原则上都可以应用在工程之中，也只有在应用实践过程中才能够总结实践经验，使其完善并成熟起来。因此，只要是规范未列入的技术做法都不可取的想法是不正确的。当然，要采用规范没有列入的新的技术之前，必要要有足够的理由支撑，保证其安全稳定，作为实施单位的幕墙公司理应担当起相应的技术职责，并承担相应的后果。规范的条文按照属性可以分为强制性和一般性条文。强制性的条文是必须强制执行，要求强制遵守，用词多为“必须”、“禁止”等强制词语。对于一般性的条文，则严格程度会放宽一些，其用词多为“应”、“宜”“可以”（否定意义为其反义词）这三个等级。
2、幕墙建筑的设计
2.1 幕墙的换气和通风
在幕墙建筑设计过程中，根据以往的经验，我们总是把关注点放在了设计过程中以人工换气、通风作为重点，往往忽视了开启窗的作用，强调要少打开、少安放开启扇，目的是降低幕墙的作用能耗，降低开启扇长期使用的磨耗损失风险，也为了追求立体平面的美观，因此，GJG102—96对开启扇的面积做了规定，要求不能够大于幕墙总面积的15%。直到非典爆发以后，在受到其严重影响后，幕墙的通风、换气的要求被业界关注，并列入了设计重点，很多业主也强烈要求把固定玻璃替换成开启扇。因此，在GJG102—2003的修订版本中，取消了开启扇面积的规定，改为开启扇根据实际需要确定规格。
2.2 防火防烟设计
（1）防火玻璃在生活中的应用
幕墙一般使用的防火玻璃是单片防火玻璃和其制品，在市面上以单片铯钾玻璃最为普遍。防火玻璃的应用范围非常广泛，比如防火墙两侧使用的玻璃板、楼层水平之间的隔烟层、楼层中间所夹的透明防火隔断等等。防火玻璃的支撑金属骨架的材质一般要求使用钢结构。因为在防火试验中，我们得出的结论是，钢型材可以在高温的情况下维持很长的时间而不被软化。
（2）关于双层通风幕墙的防火性能问题
双层通风幕墙的工作原理主要是通过热通道中气流来调节热通道的温度，进而达到减少室内与外界的温差，来满足节能要求，适合采用多层风道的通风方式。目的就是减少或断绝楼道本层排风口所排出的气体被上层进风口吸入形成气流循环造成气流的短路，可以在达到防火隔烟要求前提下，采用增加排风口与上层进风口的竖向距离、从本跨进风到邻跨排风的S形通风路线的方式。
3、荷载和地震作用
3.1风荷载计算
风荷载计算国际上规定是以50年一遇的基本风压为基准，对体型结构复杂、且高度超过200M的幕墙，进行的风洞试验。
3.2 地震作用
按照新修订的抗震规范对幕墙抗震的规定，作用在幕墙表面的平面垂直方向地震作用扩大系数取值规定为5.0。只有石材幕墙除外，因为地震的作用力相对会小一些，没有发挥主要的作用。当地震作用参与组合时，组合值系数 规定为0.5.
4、结构设计存在的问题
幕墙一般的设计基本要求是要具有相当程度的载重能力、强度、安全稳定性能及位置的空间移动能力。位移可通过结构之间的连接工具来实现，不强制要求一定都用螺栓。只要在幕墙和主体间具有位移能力的要求即可，也可以采用部分节点焊接的方式。
在幕墙结构稳定性这个问题上面，操作过程中要考虑周全。随着幕墙承重的跨度扩大，其受压和受弯构建的稳定性已经成为突出的问题，一旦考虑失误，就会对幕墙的稳定性产生极大的破坏，进而产生具有的危险隐患。对于全玻幕墙而言，其肋壁是很脆弱的，安全性较差，因此，规范中规定8M以上的幕墙玻璃肋在考虑其安全稳定性的同时，一定要采取防止水平面失稳的防护措施。
5、几种常见幕墙的分析
5.1全玻璃幕墙
对全玻璃幕墙的承重方式作出的统一规定是，设置一个统一的高度，若超出这个高度就要求吊挂的做法不是很合理。应该对应不同玻璃的厚度而设定相应的高度极限值。厚度不能满足12MM的时候，下面的支承玻璃高度最高为4M；15MM的时候设定为5M；19MM的时候设定为6M.
钢化的夹层玻璃式作为玻璃肋的最好材料。在通过实验并加以分析，我们可以得出玻璃开裂主要原因是两个方面。第一是玻璃变形受限，第二是玻璃的受力不均。因此在施工的管理过程中，我们要尽量考虑到上面提到的这两个原因进而防止发生玻璃开裂的情况。
5.2 铝板幕墙
铝板幕墙的材质大致分为三类，分别为复合铝板、单层铝板、蜂窝铝板。复合铝板一般都是不能燃烧的材料芯材，一般用在污染严重的地方。单层铝板质地较软，一般以3.0MM厚最好。蜂窝铝板具有承载能力高的性能，并且它的刚度和保温隔音效果都很好。
对于复合铝板和单层铝板都应该加肋，其中复合铝板还要加边肋。在面板和肋之间用电栓钉或者双面贴、结构胶来连接。
5.3 石材幕墙
石材的种类多为花岗岩。抗弯强度要大于8Mpa，随着近年人们对建筑艺术的追求，一些非花岗石岩比如砂岩、凝灰岩等的石材被越来越多的应用到幕墙的制作过程中。这种现象在欧洲等西方国家尤为突出，在西方，砂岩、凝灰岩的选用范围也是非常广泛。
在石材和主体结构的连接上面，最为普遍的方式为短槽式。挂板一般都是采用L形挂件。规范要求铝制L挂件长度不小于4MM，不锈钢的长度为3MM；宽度均不能小于40MM，并且严格控制弧形槽开槽深度和长度。
从连接方式上面来看，背栓式的连接在使用之中具有很明显的优点，其中以用在均匀致密的石材上面产生的效果最为突出；但在不均匀且多孔的石材试验中也会出现过个别连接点拔出致使连接点失效的情况。因而在微晶玻璃的使用中，当连接点处石材开裂的问题发生的时候，就应该从工艺技术上面加以改进。
砂岩、凝灰岩由于其材质松软、强度较低（为4Mpa），而且多孔的凝灰岩内部结构并不均匀，里面孔洞很多，因此在设计过程中药注意下面几个问题：
（1） 适量加大这些岩石设计中的安全度，控制安全系数不小于3.5.
（2） 要加大石板岩石材料的厚度
（3） 对外挂砂岩、凝灰岩的高度做明确规定，加以控制
（4） 连接的方式要选择适当，不能选择接触面积大、对局部缺陷不敏感的连接方式。
6、总结
通过上述分析，我们了解了几种常见幕墙的基本情况，随着我国幕墙工程量大、形式种类多、结构复杂，使我们在设计和施工中不断出现新问题。我们只能通过不断总结，加以分析，才能用于指导实际应用。以上思考只是笔者的一些个人，仅供大家参考。
参考文献
[1] 建筑幕墙 GB/T 21086—2007.中国建筑工业出版社
[2] 玻璃幕墙工程技术规范JGJ 102—2003.中国建筑工业出版社
【关键词】 幕墙设计、技术规范、问题分析
1、设计基本原则
1.1 幕墙
幕墙是建筑外部围护结构或装饰性结构，它具备以下几个显著特点：
（1）它作为一个完整结构系统分为两个组成部分，分别是面板和支承结构体系。
（2）它相对于主体结构而言具有一段距离的移动能力；
（3）它只能用于承受直接作用在上面的荷载和作用，而不能为主体结构分担荷载和作用。
由此可见，固定窗并比属于建筑幕墙的范畴，直接作用于实体外墙上的干挂石板同样也不属于建筑幕墙的范围。
1.2 技术规范和应用
工程技术规范是对现有的成熟经验总结和规范，在日常的生产过程中具有很好的指导意义。对于规范未写入的内容，只要不是规范所禁止的，原则上都可以应用在工程之中，也只有在应用实践过程中才能够总结实践经验，使其完善并成熟起来。因此，只要是规范未列入的技术做法都不可取的想法是不正确的。当然，要采用规范没有列入的新的技术之前，必要要有足够的理由支撑，保证其安全稳定，作为实施单位的幕墙公司理应担当起相应的技术职责，并承担相应的后果。规范的条文按照属性可以分为强制性和一般性条文。强制性的条文是必须强制执行，要求强制遵守，用词多为“必须”、“禁止”等强制词语。对于一般性的条文，则严格程度会放宽一些，其用词多为“应”、“宜”“可以”（否定意义为其反义词）这三个等级。
2、幕墙建筑的设计
2.1 幕墙的换气和通风
在幕墙建筑设计过程中，根据以往的经验，我们总是把关注点放在了设计过程中以人工换气、通风作为重点，往往忽视了开启窗的作用，强调要少打开、少安放开启扇，目的是降低幕墙的作用能耗，降低开启扇长期使用的磨耗损失风险，也为了追求立体平面的美观，因此，GJG102—96对开启扇的面积做了规定，要求不能够大于幕墙总面积的15%。直到非典爆发以后，在受到其严重影响后，幕墙的通风、换气的要求被业界关注，并列入了设计重点，很多业主也强烈要求把固定玻璃替换成开启扇。因此，在GJG102—2003的修订版本中，取消了开启扇面积的规定，改为开启扇根据实际需要确定规格。
2.2 防火防烟设计
（1）防火玻璃在生活中的应用
幕墙一般使用的防火玻璃是单片防火玻璃和其制品，在市面上以单片铯钾玻璃最为普遍。防火玻璃的应用范围非常广泛，比如防火墙两侧使用的玻璃板、楼层水平之间的隔烟层、楼层中间所夹的透明防火隔断等等。防火玻璃的支撑金属骨架的材质一般要求使用钢结构。因为在防火试验中，我们得出的结论是，钢型材可以在高温的情况下维持很长的时间而不被软化。
（2）关于双层通风幕墙的防火性能问题
双层通风幕墙的工作原理主要是通过热通道中气流来调节热通道的温度，进而达到减少室内与外界的温差，来满足节能要求，适合采用多层风道的通风方式。目的就是减少或断绝楼道本层排风口所排出的气体被上层进风口吸入形成气流循环造成气流的短路，可以在达到防火隔烟要求前提下，采用增加排风口与上层进风口的竖向距离、从本跨进风到邻跨排风的S形通风路线的方式。
3、荷载和地震作用
3.1风荷载计算
风荷载计算国际上规定是以50年一遇的基本风压为基准，对体型结构复杂、且高度超过200M的幕墙，进行的风洞试验。
3.2 地震作用
按照新修订的抗震规范对幕墙抗震的规定，作用在幕墙表面的平面垂直方向地震作用扩大系数取值规定为5.0。只有石材幕墙除外，因为地震的作用力相对会小一些，没有发挥主要的作用。当地震作用参与组合时，组合值系数 规定为0.5.
4、结构设计存在的问题
幕墙一般的设计基本要求是要具有相当程度的载重能力、强度、安全稳定性能及位置的空间移动能力。位移可通过结构之间的连接工具来实现，不强制要求一定都用螺栓。只要在幕墙和主体间具有位移能力的要求即可，也可以采用部分节点焊接的方式。
在幕墙结构稳定性这个问题上面，操作过程中要考虑周全。随着幕墙承重的跨度扩大，其受压和受弯构建的稳定性已经成为突出的问题，一旦考虑失误，就会对幕墙的稳定性产生极大的破坏，进而产生具有的危险隐患。对于全玻幕墙而言，其肋壁是很脆弱的，安全性较差，因此，规范中规定8M以上的幕墙玻璃肋在考虑其安全稳定性的同时，一定要采取防止水平面失稳的防护措施。
5、几种常见幕墙的分析
5.1全玻璃幕墙
对全玻璃幕墙的承重方式作出的统一规定是，设置一个统一的高度，若超出这个高度就要求吊挂的做法不是很合理。应该对应不同玻璃的厚度而设定相应的高度极限值。厚度不能满足12MM的时候，下面的支承玻璃高度最高为4M；15MM的时候设定为5M；19MM的时候设定为6M.
钢化的夹层玻璃式作为玻璃肋的最好材料。在通过实验并加以分析，我们可以得出玻璃开裂主要原因是两个方面。第一是玻璃变形受限，第二是玻璃的受力不均。因此在施工的管理过程中，我们要尽量考虑到上面提到的这两个原因进而防止发生玻璃开裂的情况。
5.2 铝板幕墙
铝板幕墙的材质大致分为三类，分别为复合铝板、单层铝板、蜂窝铝板。复合铝板一般都是不能燃烧的材料芯材，一般用在污染严重的地方。单层铝板质地较软，一般以3.0MM厚最好。蜂窝铝板具有承载能力高的性能，并且它的刚度和保温隔音效果都很好。
对于复合铝板和单层铝板都应该加肋，其中复合铝板还要加边肋。在面板和肋之间用电栓钉或者双面贴、结构胶来连接。
5.3 石材幕墙
石材的种类多为花岗岩。抗弯强度要大于8Mpa，随着近年人们对建筑艺术的追求，一些非花岗石岩比如砂岩、凝灰岩等的石材被越来越多的应用到幕墙的制作过程中。这种现象在欧洲等西方国家尤为突出，在西方，砂岩、凝灰岩的选用范围也是非常广泛。
在石材和主体结构的连接上面，最为普遍的方式为短槽式。挂板一般都是采用L形挂件。规范要求铝制L挂件长度不小于4MM，不锈钢的长度为3MM；宽度均不能小于40MM，并且严格控制弧形槽开槽深度和长度。
从连接方式上面来看，背栓式的连接在使用之中具有很明显的优点，其中以用在均匀致密的石材上面产生的效果最为突出；但在不均匀且多孔的石材试验中也会出现过个别连接点拔出致使连接点失效的情况。因而在微晶玻璃的使用中，当连接点处石材开裂的问题发生的时候，就应该从工艺技术上面加以改进。
砂岩、凝灰岩由于其材质松软、强度较低（为4Mpa），而且多孔的凝灰岩内部结构并不均匀，里面孔洞很多，因此在设计过程中药注意下面几个问题：
（1） 适量加大这些岩石设计中的安全度，控制安全系数不小于3.5.
（2） 要加大石板岩石材料的厚度
（3） 对外挂砂岩、凝灰岩的高度做明确规定，加以控制
（4） 连接的方式要选择适当，不能选择接触面积大、对局部缺陷不敏感的连接方式。
6、总结
通过上述分析，我们了解了几种常见幕墙的基本情况，随着我国幕墙工程量大、形式种类多、结构复杂，使我们在设计和施工中不断出现新问题。我们只能通过不断总结，加以分析，才能用于指导实际应用。以上思考只是笔者的一些个人，仅供大家参考。
参考文献
[1] 建筑幕墙 GB/T 21086—2007.中国建筑工业出版社
[2] 玻璃幕墙工程技术规范JGJ 102—2003.中国建筑工业出版社