一、前言

很长一段时间以来,建筑工程幕墙设计并非是专业的幕墙设计人员来完成的,而是由幕墙制造厂家自行设计和负责的,一些技术实力比较强的制造商,通常都可以提供可靠的技术服务保障。但是由于很多厂家并非隶属于同一个行业,因而采取的标准很难统一,常常会出现不同程度的安全隐患,特别是在一些中小城市,由于厂商的技术实力不够,经常会出现非常严重的安全问题。所以在确保建筑物安全使用以及经济的基础上,建筑单位部门的相关负责人一定要严控控制幕墙材料的质量,掌握幕墙设计的要点,使幕墙的施工质量得到保障。

二、建筑幕墙设计常见问题分析

1、预埋件部位:一些建筑工程主体没有设计预埋件,因而施工期间只好借助膨胀螺栓以及化学螺栓进行补救; 而有些尽管有预埋件,但是因为预埋件规格以及钢价焊接和锚固长度很难满足施工规范的要求。

幕墙设计

2、立柱和横梁部位:立柱力学计算的模型难以满足实际工程所需,加上立柱与横梁型材截面的特性参数没有计算准确或者出现了套用错误,甚至还有一些型材截面形状根本不能达到受力的要求; 有些立柱甚至被设计成受压杆件,虽有校核杆件的强度但是没有校核杆件的刚度; 也有一些没有按照最不利的分格和最大的跨度进行验算的。

3、幕墙和主体连接的部位:支座和板件焊缝的强度没有达到施工规范要求,加上连接位置只安装了1 个螺栓,便使得角码受到的弯矩过大进而难以加固好。

4、板块固定的位置:隐框幕墙的板块下面没有设置托条,压板间距又太大,而且压板本身的强度达不到施工规范的要求。

5、防火以及防雷部位:采用的防水棉厚度难以满足施工规范要求,而防水隔板比较薄,加上防水节点不够严密,便导致立柱伸缩位置的防雷节点没有处理好。

三、幕墙设计中注意把控的要点

由于建筑幕墙设计对专业性要求较高,所以在设计过程中往往是建筑师先提出设计思路和设计效果图;其次,具体的设计则由建筑装饰公司实行组织设计,表现为不连续设计流程特点。现将结合实际工作经验将幕墙设计中比较常见的问题及改善措施总结如下。

1 、幕墙整体上应注意的设计要点

如前所述,幕墙为建筑物的外围护结构,其功能主要包括:承受自重及直接作用于其上的地震作用、风荷载等,由于其本身不分担主体结构承受的地震或荷载作用,所以幕墙在设计时要达到以下几个要求:

(1)它要有一定的刚度、承载能力、稳定性和相对于主体结构的位移能力;

(2)它的构件与立柱、横梁的连接能可靠地传递地震、风荷载作用及幕墙构件的自重;

(3)连接部位主体结构混凝土强度等级不应低于C25,以确保其与主体结构的连接可靠性;

(4)它与锚固的连接必须安全可靠,并适当留有余地,特别需要确定其承载力时宜进行实物试验;

(5)幕墙与砌体结构连接时,在其主体结构上可作增设钢结构梁柱或钢筋混凝土,在这里不将轻质填充墙作为幕墙结构的支撑结构考虑,因为其变形能力和承载力都比较小;

(6)幕墙设计应采取防雨水渗漏性能的措施,尤其是一些设计有百页窗及玻璃采光顶的幕墙工程,应特别重视其与周边联结、压顶等构造复杂部位的施工,发现密封不良、材料性能达不到要求时及时整改或更换,必要时应分层进行抗雨水渗漏性能的淋水试验,杜绝渗漏现象发生。

建筑幕墙设计

2、幕墙结构设计要点

(1)幕墙结构一定要有足够的适应及吸收位移能力,这样才能有效防止因主体结构水平力产生的位移而损坏幕墙构件,也留有活动的余地给幕墙构件与立柱、横梁之间;

(2)要让幕墙在自身平面内能有变形能力,可在立柱每层设置活动接头,这样也使立柱上下有活动的可能;

(3)上下柱接头空隙不要小于15mm,以达到立柱安装施工的误差、立柱的温度变形、主体结构柱子承受竖向荷载的轴向变形的需求;

(4)应将立柱设计成轴心受拉或偏心受拉构件,其构造做法宜选取铰接节点在上端悬挂,下端选取可上下变形的节点形式,从而以减少立柱设计成完全受压工作状态时对安全的不利影响,同时也防止水平荷载会使其受弯。

3、幕墙防雷系统的设计要点

幕墙通过防雷系统的设置,能够有效的减少因为雷击而造成的人身财产损失。通过幕墙防雷系统的科学设置,能够有达到比较理想的幕墙防雷效果,从而防止或减少雷击建筑幕墙所发生的人身伤害和财产损失。防雷系统的设置要遵循安全可靠的原则,还要具有一定的超前意识,这样才能构建出一个技术比较先进的建筑幕墙防雷系统。在建筑幕墙的防雷设计中,还要充分的利用建筑物的接闪器、引下线和接地装置,通过这些装置的科学运用来实现建筑幕墙竖向龙骨、横向龙骨以及建筑物防雷网的联通,最终构建出一个比较完善的防雷整体。通过这样的设计能够让因为雷电所致的巨大电量迅速地输送到地下,由此起到了保护建筑幕墙免遭雷电破坏的作用。在建筑幕墙的设计中,多数都将建筑幕墙项部女儿墙的盖板部分,设计成幕墙接闪器,这就使得幕墙接闪器接受到的雷电流,可以通过幕墙女儿墙的避雷均压环和防雷引下线,安全地把雷电流引到建筑物的防雷网,从而实现比较理想的避雷效果。

4 、幕墙要注意的设计要点

(1)幕墙属于可更换结构,结构设计使用年限取不小于25年。预埋件不容易更换,宜按50年考虑。大跨度、大型支承钢结构的结构设计使用年限宜按主体结构考虑。

(2)正确理解和执行标准规范。规范标准是成熟经验的总结,不是对新技术的展望。规范并不限制新技术的应用。

(3)玻璃的安全选用是幕墙设计和结构设计的一个关键问题。安全玻璃种类不同,性能也不相同,应根据各个部位的不同要求选用不同的玻璃。

(4)幕墙节能已成为我国建筑节能的重要一环。幕墙节能的设计要考虑在严寒地区、寒冷地区和温和地区进行冬季的保温设计,夏热冬冷地区和夏热冬暖地区要进行夏季的隔热设计。设计时要考虑到中空玻璃的节能效果远远大于单层玻璃。采用断热幕墙的结构形式是幕墙建筑节能的最有效的途径。

四、结语

总而言之,在幕墙工程的设计中,要选择那些资质高的专业设计公司,这样才能保证设计能够达到比较理想的效果。除此之外,为了提升幕墙设计的水平,还要严格审查幕墙工程的设计审核,通过设计人员对幕墙相关计算及构造设计的规范执行,来最终确保幕墙工程的结构安全,达到比较理想的使用功能。为了实现良好的幕墙设计效果,还要加强对设计、选材、制作及安装等方面的控制,通过幕墙生产全过程的严格控制,来最终达到理想的幕墙工程质量。