幕墻設(shè)計(jì)中的常見問題及處理措施

楊衛(wèi)亮

摘 要：幕墻是一種對建筑具有裝飾效果的輕質(zhì)墻體，不具備承重作用，通常使用各種輕盈美觀的建筑材料進(jìn)行構(gòu)建，從而達(dá)到裝飾建筑的功能，幕墻在我國的建筑設(shè)計(jì)中普遍使用，隨著幕墻快速發(fā)展，一些問題也暴露出來，影響了幕墻的安全和性能，為此本文針對幕墻設(shè)計(jì)中常見的問題進(jìn)行分析，并根據(jù)不同的問題提出相應(yīng)的解決措施，希望可以為相關(guān)從業(yè)人員提供一些參考和建議，改進(jìn)現(xiàn)代建筑幕墻設(shè)計(jì)的方法策略，提升幕墻設(shè)計(jì)的水平。

關(guān)鍵詞：幕墻設(shè)計(jì)；常見問題；處理措施

隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展和建筑技術(shù)的不斷進(jìn)步，幕墻設(shè)計(jì)不僅應(yīng)用在大城市高層建筑的外立面中，還慢慢在中小城市的建筑項(xiàng)目中普及推廣，幕墻作為一種建筑裝飾，具有經(jīng)濟(jì)、美觀、施工便利等優(yōu)點(diǎn)，但也存在著諸多問題，如面板材料的質(zhì)量不佳，容易出現(xiàn)碎裂等，這些問題的出現(xiàn)與幕墻的設(shè)計(jì)有關(guān)系，因此建筑公司應(yīng)加強(qiáng)對幕墻的設(shè)計(jì)優(yōu)化，本文針對建筑幕墻的設(shè)計(jì)中存在的各方面問題進(jìn)行總結(jié)分析，并針對不同問題提出相應(yīng)的解決辦法，以期提高幕墻設(shè)計(jì)的合理性，促進(jìn)幕墻的安全穩(wěn)定。

1 建筑幕墻的構(gòu)造設(shè)計(jì)

1.1 幕墻的防火隔煙設(shè)計(jì)

根據(jù)《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》中的規(guī)定，在玻璃幕墻的建設(shè)中，應(yīng)與周邊防火分隔構(gòu)件的分析、樓板以及隔墻外沿間的縫隙、與實(shí)體墻面洞口邊緣間的分析等應(yīng)進(jìn)行防火封堵處理。但在許多幕墻在設(shè)計(jì)時，設(shè)計(jì)師對于幕墻的防火隔煙封堵設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致建筑后發(fā)生問題。

為此，主體結(jié)構(gòu)層梁處的水平防火封堵應(yīng)接近玻璃面，橫梁上方的防火巖棉厚度應(yīng)不小于100mm；同時，玻璃幕墻與主體結(jié)構(gòu)洞口處的防火封堵以及魔力幕墻立柱與主體結(jié)構(gòu)洞口周邊的縱向防火封堵隔離層厚度都應(yīng)大于等于100mm，否則不符合施工的規(guī)范要求，[1]形成安全隱患。

1.2 幕墻的防雷防靜電設(shè)計(jì)

建筑幕墻作為一種復(fù)合系統(tǒng)，在局部會使用大量的金屬部件，這些金屬不僅由于雷電效應(yīng)，會產(chǎn)生靜電感應(yīng)作用，對幕墻造成損傷，而幕墻設(shè)計(jì)中為防噪聲和防腐使用了PVC材質(zhì)，導(dǎo)致幕墻的防雷電要求難以滿足。為此，應(yīng)將幕墻位于均壓環(huán)處的預(yù)埋件的錨筋與土建均壓環(huán)電焊連接，并在10m內(nèi)設(shè)置采用柔性導(dǎo)線上下連通的立柱，然后再與土建防雷系統(tǒng)相連，[2]達(dá)到防雷防靜電的效果。

1.3 玻璃采光頂設(shè)計(jì)

在玻璃采光頂?shù)脑O(shè)計(jì)中，很容易出現(xiàn)膠縫滲水和內(nèi)部結(jié)露的現(xiàn)象，導(dǎo)致建筑漏水等問題。為此，在進(jìn)行玻璃采光頂設(shè)計(jì)時，應(yīng)考慮二次防水措施，注意面板的分格與尺寸，如果面板尺寸過大，則容易產(chǎn)生較大的撓度，容易造成局部積水的現(xiàn)象，為此，可以采用夾膠安全玻璃作為玻璃采光頂?shù)拿姘宀馁|(zhì)，同時縮小面板的分格尺寸，面板分格不宜超過1.6m×1.6m。

點(diǎn)支承的玻璃幕墻，如果下方缺失安全隔離區(qū)的設(shè)置，則在玻璃肋自爆時，很容易造成整個支承體系的崩潰，這種情況主要是玻璃肋的接頭位置不合理，設(shè)置在跨中的位置。為此，應(yīng)在下方設(shè)置一定的安全隔離區(qū)，然后將玻璃肋分段，利用鋼夾板和螺栓等將各個分段連接，除此之外，還可以將跨中的玻璃肋加長，使玻璃肋開孔遠(yuǎn)離彎矩最大點(diǎn)，保證其使用的安全性。同時，在玻璃采光頂竣工移交時，應(yīng)說明受力體系，并提供在玻璃肋損壞時的應(yīng)急處理方案，[3]避免玻璃采光頂發(fā)生垮塌事故。

2 建筑幕墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

建筑幕墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是針對幕墻的自身重力荷載進(jìn)行的，同時還要兼顧風(fēng)荷載、地震作用以及溫度作用等。

2.1 幕墻的支承結(jié)構(gòu)

幕墻的支承結(jié)構(gòu)主要功能是將幕墻所受的風(fēng)荷載、自身的重力荷載以及溫度差等作用傳遞給主體結(jié)構(gòu)，因此支承結(jié)構(gòu)需要一定的強(qiáng)度與剛度，使得支承結(jié)構(gòu)既能夠與主體結(jié)構(gòu)有效連接，又不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)在發(fā)生變形和位移時產(chǎn)生附和作用。在支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，最普遍的設(shè)計(jì)是立柱的上下柱連接，應(yīng)保證芯柱的長度不小于250mm，如果立柱采用的是鋼龍骨結(jié)構(gòu)，只要保持上下柱的位移一致就可以了。除了單跨梁結(jié)構(gòu)，還有雙跨梁結(jié)構(gòu)的立柱型式。如果采用的是雙跨梁結(jié)構(gòu)的立柱，最常見的問題是短跨與全跨跨度的比例因子設(shè)置不妥當(dāng)，導(dǎo)致幕墻不能通過性能試驗(yàn)。一般情況下，采用雙跨梁設(shè)計(jì)模型時，應(yīng)對土建結(jié)構(gòu)梁的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的分析，重點(diǎn)分析比例因子。如果比例因子的值較小時，支座反力較大，導(dǎo)致變形加大，在結(jié)構(gòu)梁尺寸允許的情況下，建議比例因子不小于0.15。如果計(jì)算得出的比例因子小于0.1，則最好不要使用雙跨梁的結(jié)構(gòu)模型。

2.2 幕墻后錨固處理

幕墻后的錨固處理主要包括化學(xué)錨栓與金屬膨脹錨栓兩種。化學(xué)錨栓的原理是采用化學(xué)的粘結(jié)力和鎖鍵力來承受外界荷載，這種錨固方式具有較小的膨脹應(yīng)力，可以縮小邊間距；金屬膨脹錨栓則通過膨脹片與混凝土之間的摩擦力與壓力產(chǎn)生承載能力來承受外界荷載。這兩種錨栓的承載力設(shè)計(jì)值都不能超過其最大承載力的50%，同時，使用化學(xué)錨栓時不能再連接件上進(jìn)行電焊操作。

2.3 幕墻用預(yù)埋件設(shè)計(jì)

幕墻用預(yù)埋件是由錨板和錨筋組成的用于固定幕墻支承結(jié)構(gòu)的受力構(gòu)件，為保證受力的安全和穩(wěn)定，預(yù)埋件的質(zhì)量極為重要。通常預(yù)埋件有平板形與槽形兩種形狀，最好采用Q235B鋼材，同時表面應(yīng)進(jìn)行熱浸鍍鋅的處理以達(dá)到防腐的效果。錨筋一般采用Ⅱ型熱軋螺紋鋼筋，而不能選用冷加工處理的鋼筋。進(jìn)行羽毛佳的加工處理，錨板與錨筋之間可以采用塞焊，也可以采用T形焊接，焊接方式根據(jù)錨筋的直徑選擇，如果錨筋的直徑大于20mm，根據(jù)規(guī)定，應(yīng)選用穿孔塞焊。

在選用錨筋錨板之前應(yīng)對預(yù)埋件的受力情況進(jìn)行分析，一般來說預(yù)埋件的受力情況分為受拉受彎和受剪兩種，兩種不同的受力方式可根據(jù)公式計(jì)算錨筋的錨固長度，并注意錨筋的拉應(yīng)力設(shè)計(jì)值必須小于鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，以保證強(qiáng)度和安全。

3 建筑幕墻的面板設(shè)計(jì)

3.1 玻璃

玻璃作為幕墻的最主要面材，應(yīng)用范圍十分廣泛，但應(yīng)根據(jù)幕墻的功能需要和經(jīng)濟(jì)預(yù)算進(jìn)行科學(xué)的選用。在市面上對較長波長的中遠(yuǎn)紅外輻射具有較好反射能力的玻璃是Low-E玻璃，這種Low-E玻璃的遮陽系數(shù)為0.4，具有輻射較低、阻熱性能好、透光率低等優(yōu)點(diǎn)，漸漸成為建筑幕墻的主要面材。

除此之外，還應(yīng)根據(jù)不同的需要選取玻璃面材。如在選擇具有保溫要求的玻璃采光頂面材時，可以選擇Low-E鋼化中空夾膠安全玻璃，如果玻璃采光頂不需要保溫，則選用一般鋼化夾膠玻璃就可以了。

3.2 金屬板材

金屬板材主要是鋁合金板材，鋁合金板材應(yīng)用于室外裝飾時，應(yīng)對表面進(jìn)行氟碳噴涂處理，在特殊環(huán)境如海邊等地區(qū)，應(yīng)采用三道或者四道氟碳樹脂涂層，噴涂之前，應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理，使其形成牢固的化學(xué)物轉(zhuǎn)化膜。

3.3 石材

建筑幕墻的石材選擇通常使用花崗巖，花崗巖強(qiáng)度高、質(zhì)感和外觀效果更佳。進(jìn)行石材面板設(shè)計(jì)加工時，應(yīng)注意石材掛件的尺寸，其中，鋁合金掛件內(nèi)的位置應(yīng)設(shè)置在石材橫向分格跨度的五分之一處，同時石材面板的厚度應(yīng)不小于25mm，石材之間的嵌縫應(yīng)選用中性硅酮耐候密封膠進(jìn)行粘合。

4 結(jié)語

總之，幕墻作為建筑工程重要的組成部分，其設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響建筑物外觀和形象，因此需要做好對建筑幕墻的設(shè)計(jì)工作。建筑幕墻作為一種廣泛使用的建筑裝飾，在選用面材、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、構(gòu)造設(shè)計(jì)等方面存在許多應(yīng)注意的問題，一般的設(shè)計(jì)應(yīng)按照技術(shù)規(guī)范進(jìn)行處理，如果采用了新技術(shù)、新材料，沒有可以參考的規(guī)范，應(yīng)根據(jù)實(shí)施情況進(jìn)行施工，保證建筑幕墻的穩(wěn)固與安全。

參考文獻(xiàn)

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[3]李文蛟.論玻璃幕墻施工及常見問題[J].建設(shè)科技，2015，（20）：98-98，100.