幕墻設計
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幕墻設計范文第1篇
中圖分類號：S611文獻標識碼： A
建筑外裝幕墻作為室內空間到室外空間的過渡，是建筑外觀設計的具體體現。幕墻設計對于建筑設計有著非常重要的意義，是建筑物的個性表達的語言。于此同時幕墻作為建筑物的護結構，因此在設計的過程當中還要考慮到其結構的安全性并能滿足國家有關標準的要求。在石材幕墻的施工中主要采用干掛法和濕掛法兩種施工工藝，其中干掛法因其獨特的施工優點而得到了眾多施工單位的青睞。
一、外裝幕墻的設計分析
外裝幕墻逐漸在我國的工程建設中得到了廣泛的應用，按照材料，幕墻可以分為玻璃幕墻、鋁板幕墻和石材幕墻三種形式。
（一）確定幕墻的風格。在設計幕墻風格時應當根據建筑物的形態和用途來設計相應的風格，例如對于政府機關的建筑物來說，在建筑幕墻的風格上應當保持莊重嚴肅的屬性。在具體的風格使可以選擇石材幕墻和玻璃幕墻相結合的形式。而且石材幕墻應用其沉穩、質樸、莊重的外在特點，能夠有效的突出建筑物的使用屬性。
（二）幕墻的風格設計。在選擇好建筑幕墻的總體風格之后，還需要對選擇的幕墻材料進行再次設計來體現出其設計的效果。在設計的過程中應當突出其外在的視覺效果，同時兼顧建筑物內外空間的使用，同時達到局部和整體效果相輔相成的目的。在設計時應當保證幕墻的水平和垂直縫對縫。
（三）石材幕墻的聯接設計。聯接設計是幕墻設計的關鍵內容，對于幕墻施工效果具有重要的影響。石材幕墻需要墻架系統來實現，因此首先要做好墻架系統的設計工作。可以利用槽鋼、角鋼以及薄壁方鋼等作為桿件構成石材幕墻的墻架系統，然后按照鋼框的主次設置來確定重掛或者輕掛方案。一般在砼墻的墻架上使用輕掛的設計方案，這樣可以有效的滿足結構的受力要求同時也降低了投資的成本。在樓層之間的框架連結中其墻架一般都為重掛設計方案。墻架的主框設計一般根據實際情況來定，墻架的水平框主要要和石材的水平縫劃分相同。在確定掛點時為了保證幕墻的受力，應當設計三個自由度。石材掛點的連接方式主要由背栓、銷釘以及溝槽三種形式，這三種形式的質量、安全性以及價格都各有優缺點。背栓的受力比較理想，而且在施工的過程中可以隨意的布置。而其它兩種掛點連接方式可需要沿著石材的周邊來設計掛點，根據石材的重量來確定掛點的數量。但是在實際的應用中這種掛栓的價格比較高，因此在應用中還不夠普及，影響了其實際的應用。銷釘一般應用在弧形石材的連接上，由于銷釘在連接的過程中需要的空間比較小，而且也不會影響到石材的整體性，所以這種了解方式中對于鉆孔的誤差要求比較高，因此需要保證施工的質量。溝槽主要是用來連接
平板石材，而且在應用的過程中具有安裝調整余量大、開槽效率高以及材料破壞率低等優點，但是對材料的厚度具有一定的要求。
二、石材幕墻的施工工藝的探究
（一）測量放線。根據施工的要求進行測量，并且對施工偏差進行反饋設計修正。確定安裝的基準線，確定不同部位幕墻的三個基準線。幕墻的測量也和建筑主體工程測量軸線配合，使幕墻的軸線、坐標和建筑物的指標、軸線相對應。在測量的過程中要注意對誤差的控制，誤差不能夠累積，應當不斷的調整滿足幕墻設計的要求。在每個幕墻的水平、垂直方向的控制
線上做好標識，其中水平方向上的誤差不大于 ±0.5mm，垂直方向上的誤差不大于±1mm，中心位移的誤差不大于 ±1mm。在測量的過程中應當對測量的結果進行校驗，保證其數據的準確性，減少測量過程中的誤差，并且做好標識。
（二）連接件的安裝。后置埋件的安裝是石材幕墻施工的關鍵內容，大于幕墻施工的質量具有重要的影響。在連接件的安裝時，要嚴格的按照設計的要求和圖紙進行。主龍骨和埋件是通過角鋼焊接起來，同時利用膨脹螺栓來固定后置埋件，每個后者埋件需要用兩個膨脹螺栓固定，保證施工的安全。角鋼的焊縫要滿足設計的要求，保證連接的牢固性。在焊接完成之后還應當進行結構的荷載試驗，并且對焊縫進行防銹處理，對于其質量進行檢查并且記錄。
（三）龍骨的安裝。幕墻槽鋼的安裝是從結構的底部向上安裝，在安裝之前需要對
龍骨的尺寸進行檢查，并且其符合設計的要求。然后將角鋼和后置埋件焊接起來，調整主龍骨的垂直度，并且對整副幕墻的水平度、垂直度進行調整，然后對主龍骨進行加固焊接。在主龍骨上彈出角鋼的分布線，然后在次龍骨上焊接在相應的位置上。在焊接的過程中要保證焊接牢固，并且焊縫嚴密，同一層的橫梁安裝應當按照從上到下的順序進行，當一層安裝完成之后應當對安裝的結果進行檢查、調整并且加固。
（四）保溫層的安裝。保溫層的安裝是龍骨安裝完成之后進行，在安裝的過程中要避免電焊噴濺到擠塑板上，保證施工的安全。陽角出的膨脹螺栓的位置距離幕墻主體邊緣應當大于 60mm，聚苯板應當采用尼龍管脹栓固定，其間距為每平方米7個左右，在龍骨或者埋件穿過聚苯板時應當利用聚苯板薄片塞實。
（五）石材的安裝。在施工現場對石材進行開槽并且填入石材膠，在安裝時可以在采用干掛施工的方法，在每塊石材的上下固定兩個點。在安裝的過程中按照從立柱橫梁到干掛石材，從從上到下的順序進行。在石材具體的按照過程中應當進行編碼找到就位的石材，并且進行試就位并且劃出固定點。然后在固定點切割溝槽進行試安裝，安裝的過程中邊磨邊調整，安裝完成時要緊固螺栓并且在溝槽內填掛結構膠，最后進行安裝質量檢查。在金屬掛鉤在石材幕墻安裝之前應當保證其清潔，避免影響結構膠的粘結力，在石材溝槽的掛鉤和縫隙地方應當用結構膠填滿。在每個石材上應當用兩個防側滑的不銹鋼螺絲進行固定，并且和掛鉤邊緣之間保持一定的距離，防止地震作用下石材板塊之間發生碰撞。
（六）石材面層的打膠和清洗
石材安裝完畢后，經過檢查驗收并合格，就要開始打膠處理。按照設計圖紙的要求，要先將要打膠的部位石材的縫隙進行清理，并要塞好泡漠條，在確保打膠的縫隙內干燥的前提下才能打膠施工。打膠的工作完成之后，在交工驗收之前要全面對幕墻進行清洗。打膠的施工要符合下列要求：
1、施工時必須要嚴格按照工藝規范來執行，確保縫內無水、鐵銹、油漬、灰塵、水泥沙漿等雜物。
2、施工時要對膠的品種、批號、規格和有效期加以檢查，確定其符合德設計要求時才可以施工，禁止用過期的密封膠。
3、耐候硅酮密封膠在縫內形成相對兩面粘結，較深的密封槽口底部采用聚乙烯發泡材料填塞。
4、為了保護石材不能被污染，在有可能造成污染的部位貼上關紋紙，在打膠完畢之后立即把關紋紙除去。
三、結束語
石材幕墻安裝中因為面積大和石材的尺寸變化復雜，且距離底面有一定的高度，因此對于施工安全性的要求比較高。在結構的設計和選擇上應當注意防火、防腐以及防雷等，對金屬結構框架、預埋件、連接件的受力情況進行檢驗，滿足施工的標準和要求。石材幕墻在安裝完成之后，還需要進行后期的維護工作，保證其使用的壽命和安全。石材幕墻具有施工快捷、容易操作等優點，因此能夠有效的縮短施工的工期。而且這種施工方法還可以減少現場焊接的工作量，使用相應的配套成品，其可調節性也比較強，安裝的成功率比較高，有效的提供了施工的質量和效率。
參考文獻：
幕墻設計范文第2篇
關鍵詞：石材 幕墻 結構設計
Abstract: at present, the dry hanging stone curtain wall design, the main body of design unit usually only provide facade form and a small amount of nodes', figure (even these are no) and some curtain wall form, details need to be revised, and can't meet the needs of the construction according to graph, therefore, stone board and related dry hanging the detailed design system is very necessary work, the work before the flip chart units responsible for the general construction. Because its technology level of uneven, and the many stone project didn't even corresponding mechanics calculation and field test, stone material and dry hanging system are based on the choice and determination of the construction experience of the daily, is likely to cause the danger of strength is lack of excessive or intensity hidden danger material waste. Dry hanging of stone material design must be in accordance with the related standard, according to strict procedures, the mechanical calculation conclusion to with the scene mechanical test results are identical with each other. According to the construction and stone curtain wall design engineering practice, and from stone, keel, hangs the choice of materials, the physical experimental performance, mechanical calculation and simulation of the actual conditions of the stress performance experiment, the stages of construction drawing design, this paper introduces the whole process of dry hanging stone material design.
Keywords: stone curtain wall structure design
中圖分類號：S611 文獻標識碼：A文章編號：
隨著幕墻裝飾市場的越來越規范，業主越來越重視施工前的設計工作了，現在許多大型的項目，已經將設計與施工進行了單獨的招投標工作，這樣石材幕墻的設計也是越來越規范。
石材幕墻的設計通常根據甲方提供的主體建筑的建筑和結構圖紙，確定整個建筑的設計風格，經過多輪的協調、修正確定一個最終的設計方案；然后再進行深化設計，確定石材的精確分格尺寸、顏色、材質、嵌縫材料等，并繪出尺寸詳盡的石材立面圖及各復雜部位的節點詳圖，然后依各單塊石材的重量、尺寸及抗震、抗風壓等各項要求，進行相關的力學計算，確定石材的干掛方式及龍骨體系、埋件、連接件等的尺寸規格。并在有條件的情況下，對計算結果進行現場的力學性能試驗，以確保石材幕墻的安全性。
設計方案的確定
整個建筑的幕墻設計方案，一般情況下主體設計單位和建設方只
有一個大概的整體的要求，需要設計者根據這個思路提出自己的想法，落實在以下幾個方面：板塊距離墻面的距離是多少，造型的具體形式。一般要先根據工程的整體情況，確定一個大概的方案進行初期的力學計算，也就是估算，這樣得到的是龍骨的大概尺寸，以此推斷出石材幕墻的成活尺寸。下面具體說說設計內容
1.石材的選擇
對于設計而言，應配合主體設計單位和建設方的工作，根據設計方對幕墻分格形式及材質顏色等建筑效果的要求，向建設方提供各種石材樣本，以協助其盡快確定所用石材。通常要在對幾種石材的選擇中，應依據所掌握的石材資料，重點考慮擬用石材的表面特征、顏色和紋理等技術性能指標。盡管石材供應商已給出了石材的物理性能指標，但石材作為一種天然材料其物理性質變化很大，因此必須重新確認，以便為石材的設計確立相應的設計指標。
2.干掛方式的選擇
石材的干掛方式有鋼銷式、通槽式、短槽式、背栓式等幾種形式，較常用的有短槽式和背栓式兩種。比較而言，短槽式成本較低但安全性不如背栓式，通常用于石材重量不太大或安全系數要求不太高時；背栓式干掛牢靠穩定，但成本較高，用于較大塊石材（厚度30時石材面積大于1.5）或對石材安全性能要求較高時。
3.石材及干掛體系的力學計算
首先確定幕墻所受的荷載及作用形式，然后確定石材的干掛方式，進而確定石材板塊的計算模型，進行受力安全性計算，最后根據干掛體系所受荷載值確定干掛體系的構造形式和所用掛件、連接件、埋件及橫豎龍骨的規格尺寸。石材及其干掛體系的設計應符合國家行業標準《金屬與石材幕墻工程技術規范》JGJ133-2001的要求。
3.1荷載的確定
計算時通常考慮材料的自重、所受風荷載及地震荷載，并根據荷載作用方式對其進行組合。其相應分項系數及組合系數都應嚴格按規范要求取用，對某些特殊的建筑物，設計說明書中對相應荷載計算取值會有特殊要求，在計算時應和規范對照取其最大值。對干掛體系進行計算時，應根據剛體的力的傳遞的特性，確定其所受荷載進行力學計算。有時，一些荷載不易確定時，可通過模擬試驗來確定其大小。
3.2石材的計算
石材的計算主要包括掛板板塊自身的抗彎計算和掛板與掛件銷釘連接處的抗剪計算，有時還應計算石材的熱裂應力。計算方式與石材的干掛方式有關，本文以背栓式干掛石材固定體系來說明。石材板所受荷載包括水平向的風荷載和地震荷載，豎向的地震荷載和石材自重。以及溫度變化產生的熱裂應力。背栓式干掛石材典型的安裝體系是通過上下各2組（共4組）掛件將石材固定，其中石材上邊兩組掛件起支承石材重量及在垂直于石材平面的方向上約束石材的作用，下邊的兩組掛件只是在垂直于石材平面的方向上起約束石材的作用。對石材進行抗彎計算時，應按四點支撐板計算其應力。所得最大彎曲應力設計值不應超過石材板的抗彎強度設計值 ；對背栓掛件在石材板上產生的剪應力進行抗剪計算時，一般根據相應的經驗公式進行計算，要求石板所受剪應力標準值 不大于板材抗剪強度設計值。應注意的是，豎向剪應力只有上排的兩組掛件承擔，而不是由全部四組掛件共同承擔。
3.3干掛體系的設計
在石材幕墻工程中，石材干掛體系的設計一般由施工單位獨立完成，由于幕墻作為懸掛體系的特性，干掛體系的設計決定著幕墻的結構安全，有著特殊的重要性，而又因為其屬于隱蔽工程，尤其應得到足夠的重視。 干掛石材體系力的傳遞，板材中的最大應力可通過簡化計算方法或有元程序計算得出。值得強調的是，有些特殊的石材由于其獨特的紋理特性而使石材在沿板長及板高方向的強度具有非常明顯廠的差異，須分別對這兩個不同的強度方向進行計算。另外，在計算石材于某一點達到某方向的最大應力的同時，必須計算其在垂直方向上的應力。 石材的允許應力，根據前述石材物理性能試驗，可得到相應的石材強度指標。通常用于建筑物干掛石材的有花崗巖、大理石和石灰石等，根據各種石材特有的性能特征及施工經驗在對上述石材進行力學計算是采用的安全系數應有所不同。美國各種石材的工業協會對于相應的石材都給出了推薦使用的安全系數。如對于石灰石，美國石灰石行業推薦的設計安全系數值為8。用實驗的出的石材彎曲強度及壓縮強度除以相應的設計安全系數，即可得到時常的允許應力。
3.4石材板塊自身的抗彎驗算
對于各向異性的石材，石材板塊姿勢的抗彎驗算分為兩種情況。一是石材板塊中發生最大彎曲應力的點在另一方向上的應力為零，只要此最大應力小于對應方向上的石材允許應力則石材板塊自身的抗彎性能滿足要求，反之則不滿足。二是石材板塊中發生最大彎曲應力的點在另一方向上的應力不為零，則驗算時也應該同時考慮此應力。這時可以應用內摩擦理論，設一個方向為X，另一個垂直的方向為Y，在滿足下列公式時，則石材板塊自身的抗彎性能滿足要求，反之則不滿足。 3.5銷釘孔處石材的抗剪驗算，先根據銷釘孔的深度、石材板塊的厚度等幾何參數算出銷釘孔處的深度、石材板塊的厚度等幾何參數反之則不滿足。
4.石材物理性能試驗
在為一個工程項目的石材做試驗建立設計指標時，必須取能代表所用石材的試樣，或者直接從將要用于建筑物的石材中挑選試樣。干掛石材的物理性能主要包括彎曲強度、斷裂模量、壓縮強度、吸水率及體積密度，這些指標均可通過標準試驗方法獲得，而相應的標準中都有指定的最小物理性能指標。
現場受力性能試驗
干掛石材理論計算的模型畢竟與現場時常的實際受力情況有所不同，為驗證理論計算結果的準確性，必須在施工現場按擬采用的干掛石材的固定體系固定石材，然后對其逐步施加設計規定的荷載并觀察記錄其整體受力性能。最后按試驗對力學計算結果進行分析和研究，以確保干掛石材在實際使用過程中確實具有相當的安全度。
施工圖設計
以上內容確定之后，就可以做詳細的施工圖了。
施工圖設計干掛石材施工圖設計的依據為：建筑平面圖、立面圖、節點大樣圖、其他專業需與干掛石材配合的有關圖紙及其他要求和干掛石材的計算書。施工圖設計必須做到既滿足建筑師的要求，又要與現場的實際情況相吻合，施工圖設計主要包括石材的安裝立面圖設計、石材節點大樣圖設計、石材的加工詳圖設計等。
安裝立面圖設計：根據建筑立面圖的板塊分格要求，在各立面上將不同形狀或不同尺寸的石材分別獨立編號，編號應確保唯一并方便實用，所設計的石材安裝立面圖應清洗表達出各立面上所有不同種類的石材板塊。若工程的體形較復雜，為查找干掛石材立面圖紙方便，還應設計干掛石材安裝立面圖的位置索引圖，清晰的表示出建筑物每個區域墻面對應的掛板立面編號圖編號。
3、石材節點大樣圖設計：對建筑物的拐角、窗口、屋檐、及其它復雜部位石材的形狀、尺寸及連接方式，應單獨設計干掛石材節點大樣圖，以表明這些部位石材的實際情況。
4、石材加工詳圖設計：石材安裝立面圖及節點大樣圖經建筑師批準后，即可按石材安裝立面圖上的石材尺寸分格及節點大樣圖的細節進行加工詳圖設計，該詳圖即通常所說的石材加工單。在確定干掛石材的具體形狀及加工尺寸時，須反復核實以確保萬無一失（尤其在采用較為昂貴的進口石材時）以免造成巨大的經濟損失。
幕墻設計范文第3篇
關鍵詞：單元式；幕墻；設計
中圖分類號：S611文獻標識碼： A
隨著我國城鎮化進程的加快，以及建筑業的蓬勃發展，城市土地資源越來越稀缺，這直接促使了高層建筑建設的迅猛發展。幕墻正是在高層建筑建設熱潮的背景中應運而生，因其裝飾效果好、形式變化多樣而被廣泛采用于高層建筑物的外墻。單元式幕墻是根據幕墻安裝方式進行分類的其中一種，該形式幕墻具有傳力簡潔、構造和安裝簡便、安裝速度較快、能夠有效縮短工期、便于管理控制整體質量、施工安全等優點，因此在近年來備受建設方和設計師的青睞。
1單元式幕墻的特點
單元式幕墻是按幕墻的結構及安裝施工方法進行分類中的一種，單元式幕墻的設計理念就是將幕墻產品即單元板塊的制作與加工在加工廠全部完成，從而使得單元板塊在項目建設現場安裝實現高效。具體做法為將單元式板塊的玻璃、鋁板、石材等面板材料與龍骨先在工廠內加工成型，并組裝成單元體，最后將密封膠涂縫，并將單元板塊運至項目施工現場，將單元板塊整體安裝在項目的主體結構上。一般單元板塊的高度是以建筑物的層高為準，寬度則以一個或多個分格寬度為準。單元板塊的龍骨連接采用公母料插接。單元式幕墻的施工時間可與主體結構同步進行，可與土建結構工程交叉作業，同時施工。由單元式幕墻的安裝特點可見，單元式安裝法不同于一般的框架式安裝。框架式安裝法是將工廠加工后的立柱、橫梁等構件運到工地逐件安裝至主體結構上，再在龍骨之間鑲嵌玻璃、金屬板、石材或瓷板等面材，最后密封打膠形成幕墻體系。而單元式安裝法是在工廠將立柱、橫梁等構件加工組裝，然后安裝鑲嵌件（玻璃、金屬板、石材或瓷板），再將密封膠涂縫而形成單元件，最后將其運到工地整塊安裝。
單元式幕墻在近年來因優點突出而被廣泛應用于高層與超高層建筑，其優點主要表現為以下幾方面：單元式幕墻氣密性、水密性能好，將傳統的密封膠堵水優化為導水，并以一個單元板塊的高度或寬度作為氣室分割單位，有利于保持壓力均衡，從而提高氣密性和水密性。
單元式幕墻的單元板塊高度為層高，故傳力簡潔，構造和安裝簡便。幕墻單元板塊是在工廠加工、制作、組裝，受天氣等環境因素的影響小，促進了建筑工業化程度，加快了安裝速度，縮短了建設周期。幕墻單元板塊在工廠加工、制作，各工序便于管理控制，整體質量高，有利于幕墻工程的整體強度。
幕墻單元板塊的安裝連接接口為橫向及縱向對插形式，能吸收層間變位和單元板塊變形，對超高層建筑和鋼結構類型建筑特別有利。
單元式幕墻無需室外搭設腳手架，無需吊籃（剪力墻位置除外），可以省去該部分費用，也減少了同其他工程之間協調的工作量，施工更安全。
單元式幕墻單元板塊之間接縫處無需注膠，硅酮膠易遭受周圍污染物之污染，易受紫外線、有害化學物的侵蝕而質量惡化，不僅對環境造成污染，而且需要定期修補和更換，否則極易產生滲水現象，采用單元式，這些缺點均能得以克服，更能體現環保意識。
2單元式幕墻考慮加工、安裝快捷設計
2.1單元式幕墻加工快捷設計
單元式的幕墻在加工組裝過程中打膠是關鍵的工序，在玻璃四周壓板采用可拆結構，玻璃均可在同一面平臺打膠，待打膠完成后再安裝玻璃四周的壓板，避免了單元板塊因打膠而需將板塊翻轉（由于重量重，板塊大，單元板塊不易翻轉），從而縮短了打膠工序時間。
2.2考慮單元式幕安裝
墻安裝快捷設計單元式幕墻通過板塊的上下左右對插完成系統的拼接安裝，所以如何在構造設計中考慮安裝是縮短單元式幕墻安裝工期的關鍵，在對插型材插接位置設計導向，膠條設計為有利于安裝的單撇膠條，通過以上兩點設計從構造上解決了單元式幕墻對插困難的難題，從而縮短了安裝工期。
3單元式幕墻防水設計
單元式幕墻是在工廠完成板塊加工組裝，在工地現場再通過板塊的上下左右對插完成系統的拼接安裝，建筑靠單元式幕墻結構進行防水，因此單元式幕墻必須通過系統合理設計來進行防水，針對這個特點，通過疏（排水）堵(防水)結合的設計理念來進行系統的防水設計。
3.1第一道防水設計
單元式幕墻第一道防水主要考慮兩個方面，一是單元對插縫與室外相通存在大量進水的可能，二是單元式幕墻中玻璃面板四周存在縫隙會有水滲入，第一道防水要做到阻止大量水進入等壓腔。
1）單元對插縫處防水設計
在單元式幕墻橫向和豎向對插縫中等壓腔的前端設擋水膠條，可防止大量水從對插縫進入等壓腔。
2）玻璃四周縫隙設計
在單元式幕墻玻璃面板四周設鋁合金壓板，壓板與玻璃打膠密封，這樣就保證只有少量水通過第一道防水進入等壓腔。
3.2等壓腔防水、排水設計
在單元式幕墻橫向和豎向對插縫中等壓腔的前腔設擋水膠條可防止大量水從對插縫進入等壓腔，但會有少量水通過第一道防水進入等壓腔，所以等壓腔構造設計的思路一是要防止水進入封閉腔，二是將進入的水排出室外。
1）等壓腔防水設計
為了防止室外通過第一道防水進入豎向等壓腔（陰陽豎料形成與室外連通的腔）的水進入橫向封閉腔，造成漏水，豎向等壓腔水只能進入橫向等壓腔（上下橫料形成的與室處連通的腔），而不能進入橫向封閉腔，設計時將豎向第二道防水（等壓腔與封閉腔之間的密封），蓋過橫向的第二道防水，即立柱上的密封膠條比橫梁上的密封膠條更靠近室外側。設有的兩道膠條形成一個小腔，隔斷水進入封閉腔的路徑，起到防水的作用。
2）等壓腔排水設計
進入等壓腔的水不及時排出就可以進入封閉腔導致漏水，所以單元式幕墻構造是否會滲水，這也是一個關鍵。等壓腔是指密封膠條的兩側能夠有效的連通，以減小二者的壓力差，同時保證單元式幕墻橫向等壓腔與豎向等壓腔相通，這樣進入豎向等壓腔的水在重力作用下進入橫向等壓腔后，再由連通處及時排出室外。兩個相臨的單元板塊上橫梁接口處設連接封板，實現了接口處的連續密封和等壓腔體的連續，這樣就形成了逐層隔斷排水，不會產生水在單元豎向及橫向鋁型材里累積造成水無法及時排出的現象，同時型材斷面還設計為向室外斜度的斜面，使等壓腔里的水排出。
3.3.封閉腔防水、排水設計
通過第一道防水線及等壓腔的防水和排水，進入封閉腔的水已經降到很低，但還會很有少量水進入封閉腔，為了防止進入封閉腔的水進入室內，封閉腔要進行防水、排水設計。封閉腔的前邊設計成一對膠條，防止水進入封閉腔。為了防止壓力變化使水會通過等壓腔膠條吸入封閉腔，在交接處設置兩道密封膠條使形成一個小腔，有效地隔斷等壓腔與封閉腔滲水的途徑，減小壓強變化的幅度。避免由于壓力差過大使水大量的被吸入。
為了阻止吸入的水由封閉腔進入室內導致漏水。首先同等壓腔設計原理一樣保證單元式幕墻橫向封閉腔與豎向封閉腔連通，這樣進入豎向封閉腔的水在重力作用下進入橫向封閉腔后及時排出室外。其次在左右相鄰單元體對插位置上橫接口處設橫滑塊，采用逐層隔斷排水，并在橫向封閉腔和等壓腔交接處的插接翼板上開排水孔，將進入封閉腔的水排到等壓腔，再排出室外，同時型材斷面還設計為向室外有一定傾斜度的斜面，利于封閉腔排水。
3.4.型材接縫處防水設計
單元式幕墻橫向鋁型材和豎向鋁材采用螺釘連接在工廠組成單元板塊，橫向鋁型材和豎向鋁型材之間存在縫隙，這樣進入等壓腔和封閉腔的水有可能從型材接縫處滲入室內，為了解決上述問題，在工廠組裝時在此接縫位置打膠密封，以確保水不從該位置滲入室內。
3.5.四個板塊交叉的“十”字路口防水設計。
單元式幕墻通過板塊的上下左右對插完成系統的拼接，在四個板塊交叉的“十”字路口將形成一個內外貫穿的孔洞，因此必須將此孔洞進行嚴密的封堵以確保系統的水密性和氣密性。針對以上問題，單元幕墻主要可采取以下措施：
1）在單元式幕墻板塊豎向對插鋁型材左右相鄰接縫位置設置鋁合金披水板和鋁合金橫滑塊將接縫 密封，同時鋁合金披水板和鋁合金橫滑塊底部和四周打膠密封。
2）在四個板塊交叉的“十”字路口處設硅海綿防水，左右相鄰鋁型材接縫處打膠密封
4結語
由于單元式幕墻在加工、組裝質量及現場安裝高效的優勢，現在多數超高層寫字樓幕墻工程均選用了單元式幕墻系統。在幕墻設計中，防水設計是重中之重。另外，由于單元式幕墻節能設計及建筑外觀的要求，越來越多異型或特殊構造的新穎單元式幕墻出現。這就需要相關人員在設計和施工中認真分析其設計和安裝方案的合理、經濟和安全性。
參考文獻
[1] GB/T 21086―2007 《建筑幕墻》.
幕墻設計范文第4篇
關鍵詞：單向單索玻璃幕墻、結構邊界、阻尼桿、玻璃面板、玻璃夾具、站房、高速列車
Abstract: in this paper single cable one-way system structure boundary, the curtain wall structure system, damping stem, glass panels and fixture design analysis, this paper introduces some of the single cable curtain wall design ideas and design method.
Key words: single cable one-way glass curtain wall, structure boundary, damping pole, glass panel, glass clamp, and high-speed train station
中圖分類號： TU318文獻標識碼：A文章編號：
前言：當今各類建筑的玻璃幕墻已不再是單純的維護結構了，除了表現其外觀獨特的裝飾效果外、保溫節能、結構細部的刻畫以及和環境的融合與交流也成為玻璃幕墻設計的基本要求，成都東客站南北立面玻璃幕墻采用了單向單索結構形式，就是旨在借其輕盈和結構勁度來提升建筑效果，借其極致的通透來營造建筑和環境的融合與交流氛圍（圖1）。
圖1：單索幕墻室外效果圖
圖2：單索幕墻室內實景
單索幕墻的結構設計較之框式幕墻，在結構分析方法和要考慮的因素上有相當程度的不同。
1. 結構原理和拉索初步選型：
一組依照建筑面型布置的鋼絞線經過張拉獲得各自的初始線剛度，玻璃板塊通過金屬夾具（或點爪）和鋼絞線作適當的固定，從而形成了有一定剛度的玻璃立面，玻璃板塊上的水平載荷和豎向載荷經夾具（或點爪）傳遞到索網體系上，造成索網體系變形和內力變化，在某個變形程度上形成新的平衡，通過對拉索直徑和預應力的控制，可獲得安全的平衡狀態。
在此平衡狀態下，拉索的變形形狀符合正切余弦函數（懸鏈線方程）：
Y=a *（ COSH(X/a)-1）；
式中，參數a的取值影響著懸鏈線的曲率；
本工程拉索的相對變形率取值1/50，索長度16670mm，因而：
當X=16670/2=8335時；
Y=16670/50=333.4；
通過插值計算可求出a=104250，拉索變形后方程為：
Y=104250 * （COSH(X/104250)-1）；
選擇21個點描點作方程曲線圖如下：
對以上方程在（-8335,8335）區域內進行定積分計算，結合胡克定律即可得到拉索的近似直徑參數（約為28.8mm），這就為下一步的有限元設計提供了參考依據。
拉索材料宜選用低松弛的奧氏體不銹鋼，考慮其裝飾和防銹蝕需求，通常選擇SUS316材料為佳。
由于鋼絞線平行于和貼近玻璃膠縫，其直徑也接近于玻璃的構造膠縫寬度，所以拉索幾乎對玻璃幕墻不產生額外的視覺遮擋（右圖），同時，由于柔性索結構對加速度力不敏感，所以索幕墻較為適合在抗震烈度大和高速列車頻繁通過的站房應用。
單索幕墻有雙向單索和單向單索兩種形式，雙向單索作雙向張拉，橫索和豎索協同工作，其結構體系在風載荷作用下形成較為理想的高斯曲面，而單向單索僅有豎向張拉索，幕墻板塊的作用載荷均由豎索獨立承載，幕墻在設計時要更多考慮玻璃面板的邊界變形適應能力，本工程南北立面的索幕墻有于受結構邊界條件的限制，設計選用了單向單索結構體系，本文摘選幕墻體系中較為有代表性的R-N軸幕墻局部作分析介紹。
2. 結構邊界：
幕墻結構洞口由箱型鋼門梁（上弦標高+13.080）、大跨度鋼箱梁（下弦標高+29.750）、R軸混凝土結構柱、N軸混凝土結構柱圍合而成，洞口凈尺寸42000×16670（如圖5），混凝土結構柱的柱頭約束依靠屋蓋桁架，由于混凝土結構柱側向剛度有限，因而設計時未考慮橫索的設置。
對本工程結構邊界而言，拉索兩端的鋼箱梁和門梁都要具有足夠的剛度，如果剛度不足，在風載荷作用下，隨著拉索內力的增加，鋼箱梁的變形下沉將無法滿足拉索有效張緊的邊界條件。鋼箱梁實際選用2500×800×50×50/Q345B,通過鋼牛腿和橡膠減震滑移支座座裝在混凝土柱側，這種設計旨在釋放鋼箱梁的軸向力和彎矩，并減小列車震動對幕墻體系的影響；鋼箱梁上部設置一個止擺銷釘，用以吸收風載荷對鋼箱梁產生的面外擺動（如圖6）,門梁實際選用450×250×14×16/Q345B，兩側剛接與混凝土結構柱，下部剛接與樓面鋼梁。
3. 索結構體系：
在幕墻洞口內42米的寬度方向，布置了19列豎向拉索，拉索間距2100mm，直徑F30、材質為SUS316，各拉索通過連接耳板和上下鋼結構連接(圖7)、（圖8)；
F30不銹鋼鋼絞線破斷力達542KN，索幕墻的剛度獲得正是基于鋼絞線的這種高抗拉強度，本工程單根拉索的初始預應力施加值設計為135KN，極限工況下拉索的預應力控制值為187.8KN,拉索綜合安全度系數為2.9，單根拉索的撓度控制值為1/50；
施工時，拉索預應力的施加依靠帶壓力讀數的油壓千斤頂進行，施工前千斤頂應進行測力標定。
4. 阻尼桿：
在風載荷作用下，單根拉索的變形形狀符合正切余弦函數（懸鏈線）特征，最靠近結構柱的邊部拉索和安裝在結構柱上的玻璃收邊鋼槽有較大和漸變的相對位移（最大約359mm），這種位移量如果不加以抑制，將導致玻璃板塊四角有超標的不共面度甚至造成玻璃直接破裂，本工程通過設設置一組阻尼桿來達到抑制邊部拉索過度變形的目的。
如圖6，在風載荷F作用下，玻璃夾具由B點位移至B1點達到平衡，主彈簧繞A點旋轉并被壓縮，輔彈簧繞A點旋轉并被拉伸，通過控制兩個彈簧的軸向剛度，可以調整玻璃夾具的位移值BB1至滿足玻璃安全的設計要求，實際施工中主彈簧采用了剛度350N/MM的蝶形彈簧，附彈簧采用了剛度250N/MM的蝶形彈簧。
下圖左半部分為未安裝阻尼桿的玻璃面變形色示云圖，下圖右半部分為安裝了阻尼桿的玻璃面變形色示云圖，安裝了阻尼桿后，邊部拉索在風載荷標準值下的跨中位移由359mm減少至158mm，可見阻尼桿的抑制位移能力明顯。
圖10 有無阻尼桿時體系的變形色示對比
5. 玻璃面板及夾具：
對于大空間維護結構的面板材料，從保溫節能角度考慮，中空玻璃和低輻射鍍膜是必然的選擇，本工程的玻璃板塊分格尺度為2100×1490mm，選擇了10+A12+10 LOW-E中空玻璃；
通常，幕墻玻璃面板的選型和連接構造節點設計，主要要考慮在自重、風載荷、地震載荷、溫度載荷作用下玻璃的強度和撓度滿足設計要求，但對于有高速列車通過地站房幕墻工程，應該將高速列車通過產生的土壤震動和列車風納入設計考慮的范疇，從查閱的相關資料獲悉，一列時速300KM/H的列車通過時，其對正線上方10米左右的玻璃板塊可產生最大約0.30g的加速度力，本設計中，將高速列車的這類影響折算成持續沖擊載荷帶入了結構計算，以保證結構體系的安全性能和疲勞強度滿足要求。
由于結構體系本身是大變形體系，從理論上講每件玻璃板塊的四個角都是不共面的（翹曲），這種翹曲現象可從下面玻璃板面的變形色示圖中直觀看出：
圖11 玻璃面板的變形色示圖
玻璃的翹曲必然在其內部產生不均勻的應力分布，而且在玻璃內部形成一定的扭距，所以對于傳統的、建立在彈性薄板理論上的玻璃面板計算方法顯然和實際情況有較大偏離，本設計采用了有限元結構分析方法對幕墻體系進行整體分析，并對每件玻璃在各自的工作位置進行各自校核；
玻璃面板是載荷的第一承載體，同時玻璃又是脆性介質，作為玻璃駁接器具的玻璃夾具，其構造節點設計應充分考慮玻璃的翹曲效應，實際施工時選用了一種帶球鉸支座的玻璃夾具（右圖），這種球鉸支座能隨著玻璃的變形產生三維旋轉，從而避免了在夾持部位玻璃板塊內產生的附加彎矩。
6. 結構分析主要結果數據：
6.1分析模型：
綜上所述，考慮到結構邊界的剛度對索結構體系有較大影響，所以將邊界結構和索網體系結合起來進行整體結構分析有利于提高分析計算的精度，本工程將門梁、門柱、鋼箱梁、鋼箱梁上部的裝飾結構和索網體系共同納入了分析模型進行整體分析計算：
圖12 結構分析模型
6.2鋼箱梁的抗彎剛度：
在風載荷標準值工況下，鋼箱梁的撓度值80MM，相對撓度值=80/42000=1/525，相對于幕墻規范要求1/250有較大余量
圖13 鋼箱梁的變形圖
6.3鋼箱梁的承載強度：
如下表，鋼箱梁的最大應力比為0.913 < 0.95，滿足設計要求；
6.4拉索的承載強度：
如下表，拉索的最大軸力值為187.8KN < 542/1.8 = 301 KN，滿足設計要求
6.5鋼箱梁對柱側牛腿的反力值：
在載荷標準值作用下，豎向力FZ=2108KN，無的橡膠和鋼之間的凈摩擦系數取值0.5-0.8，則橡膠支座提供的靜摩擦力為420-1686KN，鋼箱梁的軸力值（6.633KN）和面外傾覆力值（97.225KN）均未超過靜摩擦力值，因而鋼箱梁滑移支座是安全穩定的，滿足設計要求。
幕墻設計范文第5篇
關鍵詞：建筑設計；幕墻設計；建筑節能；玻璃幕墻
一、引言
當你走在繁華的都市，呼吸著城市的現代化氣息，沐浴著現代建筑帶給你的無窮享受，你是否意識到建筑已不再是純粹的鋼筋混凝土，高效的現代化幕墻已成為城市不可或缺的組成部分，幕墻設計成為建筑設計不可忽略的重要方面。
二、為什么建筑設計宜優先選用建筑幕墻
建筑具有實用、安全、美觀、經濟等特點，而建筑幕墻作為建筑的重要組成部分，具備的優點有：安全可靠、造型美觀、經濟節能、易于維護等。
1、建筑設計首選幕墻之安全可靠
傳統建筑設計通常采用混凝土或磚石結構與窗戶相結合的形式。建筑幕墻是建筑物不承重的護結構，通常由面板（玻璃、石材等）和支承結構（鋁龍骨、鋼結構等）組成。幕墻龍骨的上端掛接在主體結構上，龍骨可相對主體有一定位移能力或自身有一定變形能力、不承擔主體結構所受荷載作用。基于幕墻的這個特點，相比窗戶的低抗震性，幕墻具有同建筑主體結構相同的優越抗震性能。幕墻良好的抗震性，在汶川大地震中體現得淋漓盡致，震區的窗戶大量損毀，而幕墻卻基本完好無損，可見幕墻具有優于窗戶的安全可靠性。
在進行建筑設計時，幕墻設計應遵循“大震不倒、中震可修、小震不壞”的設計原則。應充分考慮在正常使用條件下的重力荷載、風荷載、雪荷載、地震作用、溫度作用和主體結構位移等因素對幕墻的影響，并采用合理的設計安全系數，以滿足建筑功能合理的使用需求。
2、建筑設計首選幕墻之造型美觀
建筑是一種藝術，是人類對美的追求形式。是功能與形式、藝術與科技的統一，其多樣性的美感通過人的視覺體驗得以實現。因建筑物具有持久性和耐久性，迫使建筑師最大限度地去尋找單純、簡潔的藝術形式，以適應各時期人們不斷變化的審美和使用需求。既要實現功能性和實用性，又需構造持之以久的建筑美感。建筑設計進行合理的幕墻設計，即可迎合以上需求的實現。
屹立于中國首都北京的著名建筑，皆融入了現代化的幕墻設計理念，這些超脫的設計理念，實現了用一般建筑結構難以實現的夢想。如：2008奧運場館(鳥巢和水立方)、中央電視塔新址、國貿三期等北京地標建筑，幕墻讓建筑師實現了中國建筑世界的奧林匹克夢想，留給世人享譽全球的新地標。以造型奇特的中央電視塔新址尤為壯觀，兩座塔樓雙向內傾斜，由“L”形懸臂結構連為一體，建筑外表面的單元式玻璃幕墻造型獨特、結構新穎、新技術含量高。大樓獨特的造型，用傳統的混凝土結構很難實現，建筑師采用了鋼結構+單元式幕墻的形式，立面由大面積玻璃幕墻與菱形鋼網格結合而成，展現出獨特的外觀造型，營造了舉世矚目的建筑美感。
建筑形象的好壞受其外觀造型及外立面效果的影響，而建筑幕墻立面具有很強的觀賞性，幕墻逐漸成為現代主義建筑的主要特征，是現代化都市的標志。建筑設計時應在實用性、功能性的基礎上，最大限度地表現出建筑幕墻外觀的單純、簡潔而和諧的藝術美，提高建筑物的使用和觀賞價值，在設計工作中具有非常重要的實際意義。
3、建筑設計首選幕墻之高效節能
傳統的建筑外保溫采用混凝土結構+聚苯板等作為保溫隔熱材料，窗戶洞口較小，所耗建筑材料(水泥、砂漿)和人工較多，建筑主體自重荷載大。導致鋼筋含量較大，主體的地基基礎成本大，且對地基地質要求苛刻。事實證明，建筑幕墻是迄今為止最理想的建筑外墻產品,安全可靠、自重輕可減輕建筑自重、降低建造成本，實現經濟節能。
3.1、建筑設計首選幕墻之優越采光性
眾所周知，現代建筑越來越強調建筑節能，幕墻良好的采光性能，不僅能滿足基本的采光需要，而且能夠減少白晝時非自然采光能耗。
在建筑設計考慮幕墻采光性能時，為了能達到理想的采光和節能效果，玻璃幕墻通常非采光要求的位置采用透光折減系數不低于0.20的玻璃，有采光功能要求的部位采用透光折減系數不低于0.45的玻璃。與此同時，需要考慮進行防光污染設計，采用反射比不大于0.30的玻璃作為幕墻面板材料。
3.2、建筑設計首選幕墻之環保節能
建筑的幕墻節能設計主要是指通過幕墻的構造設計、材料選用等措施,使建筑物在使用過程中,以盡量少的能量消耗而獲得理想的溫度環境和光線環境的過程。據國家建設部有關部門統計,我國建筑能耗約占全國總能耗的25%,在建筑建造能耗和使用過程中的運營能耗之中,運營能耗占據絕大部分,而門窗散失的能耗占建筑運營能耗的51%左右,由此可見,幕墻節能設計對于建筑節能的成效具有非常重要的作用和影響。
建筑設計采用幕墻作為建筑外墻，在節能、防結露方面宜設計隔熱型材，玻璃采用低輻射LOW-E中空玻璃。幕墻層間或其他費透明部分的面材后面設置傳熱系數較低保溫巖棉作為保溫隔熱材料。建筑常用主要材料的導熱系數λ[W/(m?K)]：
鋼筋混凝土：1.74；擠塑聚苯板：0.03；巖棉類：0.045；平板玻璃：0.76；混凝土空心砌塊墻：0.79
據上數據分析不難得出，建筑幕墻一般采用玻璃(透明部分)和巖棉(非透明部分)的導熱系數遠遠低于混凝土、鋼材、石材等材料，減少混凝土和砌塊墻面積，增大玻璃的面積，不僅能節約建造成本，而且節能效果更突出。
三、結束語
秉承現代建筑設計的宗旨，滿足人類居住、辦公等使用需求為前提，作為一名建筑設計師，有責任改善生態環境，倡導社會發展高技術生態建筑，在建筑設計中采用高效節能幕墻，是設計具有中國特色的可持續發展建筑的必然選擇。
為了既能滿足生態建筑的要求，又能滿足日益新穎變化的建筑表現形式，建筑師應樹立新的設計理念。采用新技術、新材料營造高技術生態建筑幕墻來滿足生態環境和高技術生態建筑的要求。應更多的推廣和設計采用玻璃幕墻、石材幕墻、雙層幕墻以及光電幕墻，采用真空玻璃面板等，降低能源損耗。建筑設計應進行節能幕墻設計，使我們設計出的建筑更加新穎、安全、節能，讓我們設計出的建筑更好的造福社會。
參考文獻：
[1].《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ102-2003
[2].《民用建筑設計通則》GB50352-2005
[3].《辦公建筑設計規范》JGJ67-2006
