幕墙结构设计十篇

幕墙结构设计篇1

摘要：幕墙结构设计、风荷载、温度应力、地震作用力

Abstract: the design of curtain wall structure, related to the construction of curtain wall, curtain wall maintenance and maintenance, as well as the approval, directly affects the cost of the project, structure design, not only the construction, maintenance and the maintenance are convenient, but also can reduce the engineering cost. I will design wind load, temperature stress, seismic force is expounded, and provide the basis for future maintenance work, for reference.

Abstract: the design of curtain wall structure, wind load, temperature stress, seismic force

中图分类号： TU318文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

引言随着社会的发展,外墙的装饰越来越向美观、豪华发展,如玻璃幕墙、铝塑板幕墙、石材幕墙等高级装饰越来越多,在满足了外墙美观需要的同时,怎样保证幕墙的安全性也是人们关注的问题。按规定,外墙幕墙应有专业设计图纸,发包给有施工资质的队伍施工，幕墙结构设计，直接关系到幕墙的施工，幕墙的保养与维护，以及验收，直接影响工程造价，好的结构设计，不仅施工、保养与维护方便，更能降低工程造价。本人就结构设计中风荷载、温度应力、地震作用力发表自己的看法。

正文幕墙结构设计

计算时通常考虑材料的自重、所受风荷载及地震荷载，并根据荷载作用方式对其进行组合。其相应分项系数及组合系数都应严格按规范要求取用，对某些特殊的建筑物，设计说明书中对相应荷载计算取值会有特殊要求，在计算时应和规范对照取其最大值。对干挂体系进行计算时，应根据刚体的力的传递的特性，确定其所受荷载进行力学计算。有时。一些荷载不易确定时，可通过模拟试验来确定其大小。

1、风荷载

对于高层建筑，风荷载是主要的外力作用，在建筑物的生存期内，幕墙不应由于风荷载而损坏，因此宜采用50年一遇的最大风力，《建筑结构荷载规范》GBJ9-87图6.12《全国基本风压分布图》中的基本风压值是30年一遇，10分钟平均风压值，进行幕墙设计时，应采用阵风最大风压，即换为50年一遇的最大风力。根据这个要求，10分钟平均风速应转换为3秒的阵风风压，幕墙设计时采用的风荷载体型系数，应考虑风力在建筑物表面分布的不均匀性。

作用在幕墙上的风荷载标准值可按下式计算：

WK＝βoUzUsWo

式中WK椬饔糜诮ㄖ磺缴系姆绾稍乇曜贾?

βo－阵风风压系数

Uz－风荷载体型系数

Us－风压高度变化系数

Wo－基本风压(KN／m2)，应根据《建筑结构荷载规范》GBJ9-87

图6.12《全国基本风压分布图》中的数据采用。

一般高层建筑幕墙风荷载值应再加大10％。

淮北地区基本风压为343N/m2，大厦楼顶标高达到35至40m，根据计算，辽宁交通大厦的最大风荷载达到了2130.03N／m2,折合217.35Kg／m2。

2、温度应力

幕墙设计时要考虑年温度变化T所产生的温度应力，T一般由两种原因产,一是每年夏季最高温度与冬季最低温度之差，二是幕墙本身材料的反射和吸热性质，为安全计，T可考虑为80℃。

3、地震作用力

我国是一个多地震国家，6度以上地区占中国国土面积70％以上，绝大多数的大、中城市都考虑设防，辽宁也不例外。

在地震作用下，幕墙构件和连接件会受到猛烈的动力作用，其破坏很容易发生，防止震害的主要途径，我们考虑为加强构造措施，使幕墙处于弹性状态。在常遇地震作（比设防烈度低1.5度，大约50年一遇），幕墙不能破坏应保持完好，在中震作用下，（相当于比设防烈度高1.5度，大约1500-2000年一遇），必须会严重破坏，玻璃破碎，但骨架不应脱落倒塌，幕墙的抗震构造措施，应保证上述设计目标的实现。

根据国际上通用的抗震设计要求，我们认为：

平面外地震作用可按下式计算：

QE=βEamaxG

平面内的水平震作用可按下式计算：

PE=βEmaxG

目前，在玻璃幕墙中，除全玻幕外，一般均采用热反射镀膜玻璃，生产这种玻璃有多种方法，如：真空磁控阴极溅射镀膜法，热喷涂法，电浮化法，化学凝胶镀膜法等，不同的工艺生产的产品其质量是有差异的。根据我们多年从事幕墙专业的经验以及国外的许多资料，认为选用真空磁控阴极溅射镀膜玻璃和热喷镀膜玻璃比较好。国内比较好的生产厂家有阳光玻璃公司，南方玻璃公司，兴业玻璃公司，他们的玻璃质量应该是非常好的，仅是某个厂家更专长于某种颜色系列，国外玻璃厂家较好的有PittsburgPlateGlass，Inc.，（简称PPG）FordPlateGlassInc.，旭硝之公司。

由于最近十年来，我国的玻璃工业发展迅猛，质量水平已达到相当高的层次，不比国外的逊色，国产玻璃已完成可以适应各种幕墙的要求，价格又比进口的要低。

耐候胶、结构胶属硅酮胶类，世界上最优秀的硅酮胶集中在美国，以GE、创高DowCorning为最优。以下以GE胶作一个介绍。

结构硅酮胶分为中性结构胶、酸性结构胶、中性结构胶分为单组为SCS-4000，双组分SCS-4400，主要应用于陷框和半隐框玻璃幕墙上玻璃与铝型材的粘贴，任何一个工程，均要对玻璃与结构胶做相容性试验，以确保安全，酸性结构胶为SCS-1200，主要应用于全玻璃幕墙中玻璃之间的粘结，其特点为透明色。

耐候硅酮胶最常用的是SCS-2000，应用于幕墙分格胀缩缝的防水处理，其良好的耐候性、弹性完成可以保证幕墙的防水性能。

铝合金型材，幕墙用铝合金型材有着极其严格的要求，其合金成份要符合建筑用铝型材国际标准的要求，合金成份代号为6063。型材表面要进行阳极氧化处理，氧化膜厚度为15μ，质量应符合GB5237-93的规定。国内型材质量较好的的厂家有无锡锡厦、深圳华加日、广东大明等。

幕墙的保养与维护，为了使幕墙在使用过程达到和保持设计要求的功能，达到预期使用年限和确保不发生安全事故，按照国际惯例，幕墙在正常使用时，除了正常的定期和不定期的检查和维修外，还应每隔5年进行一次全面检查，以确保幕墙的使用安全。对玻璃、密封条、密封胶、结构硅酮密封胶在不利的位置进行耐老化性检查。

幕墙结构设计篇2

关键词：点式玻璃幕墙；结构设计；结构选型

Abstract: point glass curtain wall with more advantages, in building a wide range of applications. Bullet point glass curtain wall glass curtain wall point independent of the supporting structure, and has a certain independence, the analysis and design principles and main body structure similar, this paper will point the glass curtain wall structure design was briefly discussed in this paper.

Keywords: point glass curtain wall; Structure design; Structure selection

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

引言

点式玻璃幕墙系指幕墙的钢化玻璃面板通过不锈钢爪接件连接到支承钢结构上，具有独立的支承体系，且钢化玻璃面板与支承结构通过不锈钢爪接件分离开来，钢化玻璃面板之间只有防水胶，没有铝合金框架，使得点式玻璃幕墙建筑具有更加通透的建筑效果。点式玻璃幕墙一改过去着重用玻璃来表现窗户、表现建筑、表现质感、表现体型的传统做法，更多地利用玻璃的透明特性，追求建筑物内外空间的流通和融合。因此，点式玻璃幕墙一经出现，便在世界各地迅速发展。

本文结合中山市美捷时新厂幕墙工程对点式玻璃幕墙设计进行了简要的探讨，本工程幕墙结构设计使用年限为50年，结构安全等级为二级。建筑抗震设防类别为丙类,抗震等级为三级。抗震设防烈度：7度，地震峰值加速度：0.10g，基本风压W =0.70kN/m,幕墙最大风压处的阵风系数取1.6495,体型系数取-1.2,高度变化系数取1.3733.点式玻璃幕墙采用12+12A+12mm钢化中空玻璃。

点式玻璃幕墙结构设计

点式玻璃幕墙具有独立的支承结构，具有一定的独立性。因此，在分析方法和设计原则方面，点式玻璃幕墙和主体结构没有什么区别。

2.1 点式玻璃幕墙的基本设计原则

由于点式玻璃幕墙有其独立的支承结构，因此，其基本设计原则应该是建筑结构设基本原则的总体框架内的一个“子系”，也就是说，要在概率极限状态设计指导思想下，分别进行点式玻璃幕墙的承载能力极限状态设计和正常使用极限状态设计。

2.2 点式玻璃幕墙荷载分析

荷载分析是所有建筑结构设计的前提。点式玻璃幕墙分析、设计中要考虑的荷载包括自重荷载、风荷载、地震作用、温度变化、雪载以及施工可变荷载等。幕墙处于建筑物的最外层，对风很敏感，风荷载分析对幕墙设计十分重要，不可忽略。由于点式玻璃幕墙大多用于标志性公共建筑，地震灾害带来的负面效应很大，因此，地震作用分析也是幕墙荷载分析中非常重要的一环。和大多数建筑结构一样，水平地震作用是点式玻璃幕墙设计必须考虑的。同时，由于现在很多采光顶和大型雨篷也采用了点式玻璃幕墙技术，很多场合还必须考虑其竖向地震作用。基于同样的理由，点式玻璃幕墙设计中还必须考虑雪荷载。此外，由于幕墙面板一般固定在独立的支承体系上，施工可变荷载也是必须考虑的。

2.3 点式玻璃幕墙的支承结构分析与设计

点式玻璃幕墙内支承结构设计时，首先必须进行几何稳定性分析。其支承体系的结构设计要求很高，点式玻璃幕墙设计和一般建筑结构设计最大的不同之处在于，其建筑和结构设计的一体化、晶莹通透的建筑效果往往要求支承体系简洁、细小，杆件布置不落俗套而富于变化。为了达到这一效果，许多点式玻璃幕墙的支承结构成为杆件少到不能再少的静定结构这时，稍有不慎，体系的几何稳定性就得不到保证。因此，体系的几何稳定性分析，在点式玻璃幕墙设计中尤为重要。

2.4 点式玻璃幕墙的玻璃面板分析

在点式玻璃幕墙设计中，目前尚未将玻璃面板作为结构构件来考虑，但必须对其进行独立的强度分析。众所周知，只要薄板的边界条件稍加改动，其解的结构就完全不同现行玻璃幕墙规范中关于玻璃面板的计算，采用基于经典的四边简支薄板理论，完全不适合点式玻璃幕墙面板的内力分析。

点式玻璃幕墙的结构选型

结构选型是根据建筑物的基本特征，选择合适的结构类型和结构体系并进行合理的结构布置。结构选型是结构设计中至关重要的一步，是一项综合性很强的技术工作。在支承结构方案确定以后，我们才能进行支承结构的各项具体设计和验算。不同的幕墙建筑有不同的支撑结构方案。一般要考虑下列因素：1）建筑功能。结构选型首先要满足建筑设计的要求。现代建筑富有想象力的造型，常常会给结构设计带来很大的挑战。点式玻璃幕墙的支承结构一般采用钢结构，钢结构体系的具体形式、构件的布置、材料的选择等，无一不受建筑设计思想的制约合理的支承结构体系，必须成功地体现建筑的品质，这一点对于点连接式玻璃建筑尤为重要。2）结构功能。作为支承结构，毋庸置疑必须满足一般结构的设计要求，即强度、刚度、变形等的要求结构选型必须保证支承结构能够通过随后进行的各项验算工作。支承钢结构的设计，应依据中国的现行《钢结构设计规范》，以及现行的玻璃幕墙设计规范。3）适应玻璃划分的要求。玻璃的大小、形状应当满足建筑要求以及玻璃本身的承载能力和变形要求，同时还应当考虑玻璃加工和安装方面的技术要求，必须根据工程的具体情况合理掌握。而点式玻璃幕墙的支承结构则必须适应玻璃分格的要求，以完成对玻璃的支撑作用。有时，由于建筑造型复杂、玻璃的形状和尺寸多变，一般性的支承结构选型往往会导致杆件多而密，大大影响了建筑的美观。因此，如何使支承结构既能适应玻璃的划分要求，又不会影响建筑的通透性和美观，就成为点式玻璃幕墙设计中的最富挑战性的工作之一。4）当地建筑材料的供应、地形、地质及自然气候条件。支承结构选型与材料的关系相当密切，各种材料均有其最佳的结构形式，考虑结构材料必须因地制宜。地形、地质、风、雨、雪、气温及地震等自然条件对结构选型有很大影响，考虑不周将会造成难以弥补的损失。所有这些在支承结构选型时必须综合考虑。5）力求先进。点式玻璃幕墙一般属于社区的标志性建筑，影响很大。在条件允许的前提下，建议选用行之有效的新结构、新材料、新工艺和新技术。简而言之，结构选型要努力做到可靠适用、经济合理、技术先进、施工方便、切实可行。

其他设计要求

4.1温度应力分析

温度应力也是幕墙结构必须考虑的作用之一。为了满足建筑功能需要，常常将幕墙建筑的边柱局部或整体暴露于室外。这种情况下，随着季节和昼夜气温的变化，边柱将产生轴向的伸长与缩短。同时，边柱与内部的竖向构件之间也会出现竖向位移差，楼层越高，这种变形就越大。由于框架梁、柱之间通常采用刚接，边柱的竖向形变受到约束，结构内力就会发生变化。经验表明，采用线弹性的方法来分析这种气温变化引起的结构内力，可以得到足够精确的结果。

本工程中幕墙变形主要由于温度应力或地震作用力等不利因素产生的。消除这些变形的根本措施是合理的设计使幕墙本身具备吸收和消化变形的能力。为此在幕墙构造设计上幕墙结构体系考虑各构件能够自由伸缩在考虑最大年温差80度时，整个体系各杆件及板块均能伸缩自如安全可靠。

4.2玻璃板材的选择

点式玻璃幕墙追求的是玻璃和精细钢结构交相辉映的建筑艺术效果。玻璃板材的选择，是点式玻璃幕墙设计中一个非常重要的技术环节。随着玻璃制造技术的飞速发展，建筑玻璃的种类越来越多，性能越来越好。随着造价的不断降低，很多几年前还非常昂贵的特种玻璃，现已广泛应用在点式玻璃幕墙的实际工程中。因此，玻璃幕墙的设计者，需要随时跟踪玻璃制造业的最新动态。

4.3玻璃板材计算

目前，玻璃幕墙设计中采用的是玻璃面板和支承结构的非耦合分析。一方面，支承结构计算时，不考虑玻璃刚度对支承结构内力分布的影响；另一方面，玻璃面板分析时，假定角点支撑处没有位移。这样，幕墙玻璃面板的分析，可以直接利用点支薄板的弯曲理论。玻璃面板分析也是幕墙设计中不可忽略的重要环节。实际上，大多数工程事故，问题就出在玻璃面板上。所以，现行幕墙设计中，虽然不考虑玻璃刚度对幕墙体系的贡献，但必须对玻璃面板进行独立的强度验算。

结语

本文结合实际工程，对点式玻璃幕墙结构设计进行了简要的分析。从点式玻璃幕墙结构设计的原则和方法出发，详细地介绍了荷载分析、支承结构分析与设计、玻璃面板分析；介绍了点式玻璃幕墙结构选型的重要性及选型分析，可为点式玻璃幕墙结构设计提供一定的参考。

参考文献：

幕墙结构设计篇3

关键词：幕墙结构；优化设计

中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：

Abstract: In this paper, according to the work experience for many years, the construction curtain wall structure optimization design for a more detailed analysis and discussion, and to meet the requirements of the advanced technology and apply, safety, to realize the economic reasonable target maximization, make the production cost of curtain wall to the most economic requirements as far as possible.

Keywords: Curtain wall structure; Optimization design

一、 概述

建筑幕墙的优化设计是最优化设计方法在建筑幕墙设计领域的应用。幕墙的最优化设计，简单的说，就是从所有可能的设计方案中，寻求最优的设计方案，以最大限度地满足设计所提出的目标。

最优化的理论和方法是随着计算机的迅速普及而发展起来的，正因为最优化的宗旨是追求最优目标，这就决定了它的应用价值，最优化问题的解决意味着在相同条件下获得最优的方案、最好的效果和最优的经济指标。最优化的应用和推广，必将使建筑幕墙的设计提高到一个新水平。

目前,幕墙的设计，多采用类比法，参考已有的设计或经验数据，进行分析对比，从而确定所需的设计参数。也有选择有限的几种方案进行计算，最后根据设计要求确定一组较好的设计参数。一般来说，这样确定的设计方案，不是最佳的设计方案。但是，如果采用最优化方法进行设计，则可以获得最佳的设计方案。

最优化设计方法，是根据设计要求建立数学模型，选用有效的最优化计算方法，设计编写优化软件，在计算机上完成设计计算，最后获得最佳的设计方案。

二、优化设计模型的建立

幕墙优化设计首先要解决的关键问题就是将工程实际问题转化成数学模型,

建立数学模型的三个基本要素是:目标函数,设计变量和约束条件。

1、 目标函数

目标函数是设计所追求的目标，它是用来衡量设计方案优劣的目标。幕墙优化设计可以是优化结构形式、确定优化的截面尺寸、成本最低、生产率最高等。

目标函数分单目标函数和多目标函数。单目标函数的求解比较简明准确，而多目标函数的求解比较繁琐。

当前，幕墙优化设计开展的工作主要是优化截面尺寸，使得幕墙的结构重量最轻。

玻璃幕墙中横梁的截面示意图见图1。图及以下公式所用的符号，除标明者外，皆与现用的《玻璃幕墙工程技术规范应用手册》以下简称《规范》相同。

图1横梁截面示意图

由图1可知，横梁的设计方案是由参数b、d、t、h进行描述的，但实践经验与计算结果表明，起主要作用的是h、b。 笔者曾以h、b为设计变量在计算机上进行优化，未能找到合理的优化解。所以，本文仅以h为设计变量，b、d、t为预定函数，既为优化设计计算带来很大的方便，又不影响到优化的效果。

由图1可知， 横梁净截面积为：A 。即：

A

故目标函数为：Z=（1）

2．设计变量

是设计变量。

幕墙的一个设计方案,一般可用一组参数来表示,在这些参数中,有的是预先确定的,即在设计过程中固定不变的量,即设计常量,如材料的弹性模量E、材料的泊松比γ、材料的线膨胀系数α、材料的强度设计值等等；有些参数实质上不是常量,但在某些具体问题中可以看成常量,如风荷载,它是与地区、建筑物高度、建筑物所处的地面粗糙度、建筑物的体型等有关的量,但有的时候、有的情况下，可以作为常量处理。另一类是在优化过程中经过逐步调整、最后达到最优值的独立参数,叫做设计变量。优化设计的目的就是使各个设计变量达到最优的

组合。优化截面尺寸的设计中,截面的几何参数、物理参数就是设计变量。

应当指出,合理地确定荷载和作用,是幕墙设计中十分重要的工作,作用在幕墙上的荷载有重力荷载、风荷载、雪荷载,此外还有使结构产生变形和内力的作用,有地震作用、温度作用。如果取值过大,所设计的结构尺寸会偏大,造成浪费；如果过小,则所设计的结构不够安全。

设计变量的个数就是优化问题的维数,若有n个设计变量X1,X2,…,Xn的优化问题,变量按一定次序排列就构成一个数组.设计变量的个数越多,设计自由度就越大,容易得到比较理想的设计方案,但随之而来的是,使设计复杂起来,优化计算更加困难,所以,应尽量减少设计变量的数目,将一些参数定为设计常量,而只将那些对目标函数影响较大的设计参数确定为设计变量,以使优化设计容易进行。

3．约束条件

约束条件也叫约束函数，是设计变量本身或者设计变量之间应遵循的限制条件的数学表达式。

在优化过程中，设计变量不断改变其数值，以望达到目标函数的最小值。但设计变量的改变要受到限制和约束，设计变量在设计中的取值范围、上下边界也都必须有一定的限制，它们都是设计变量的函数。

为了保证幕墙结构能正常工作，在设计每一构件时，首先要使构件在外力作用下不破坏，即每一构件要有足够的强度。第二要考虑构件在外力作用下要变形，但变形不能超过某一允许范围，即每一构件要有足够的刚度。最后，构件在外力作用下，可能原来的形状不能继续维持而要突然改变，即原来的平衡形式不能保持稳定。幕墙构件设计时，应当考虑以上三方面以及参数本身、构造方面的要求，以数学表达式的方式写出。但对具体工程的具体构件，往往有时只考虑某些主要方面，有时可以以强度为主要的，有时则可能以挠度为主要的。假如所设计的构件能符合强度、刚度和稳定性的要求，就认为设计是安全的。

一般而言，横梁在设计中应考虑强度、刚度、整体稳定、局部稳定。立柱应考虑强度、刚度和局部承压。拉弯构件应考虑强度和刚度。压弯构件应考虑强度、整体稳定、局部稳定和刚度。

幕墙结构的连接通常有焊接、铆钉连接和螺栓连接。与主体结构的连接有前置式的预埋件连接，后置式的膨胀螺栓连接（有的省市禁用）、化学锚栓连接、穿透螺栓连接等。

三、 实例计算

一幕墙工程，48层,H=144m，7度抗震设计，基本风压WO=0.48kN/m2，双层中空镀膜玻璃，铝合金型材。最大的玻璃尺寸：1.5×2.1m,引用例题中的如下计算数据： =2.68× N.mm； =0.37× N.mm； 1500mm； =6.8 N.mm；=1.12 N.mm。令b=120mm，t=3mm，d=3mm，求得h=71mm，Ao=1110mm2。

附设计（非优化）的结果b=130mm，t=3mm，d=4mm, Ao=1292mm2。

优化设计可节省造价： 。

表1 列出几种不同的b、t、d时，h的优化情况。

四、结束语

建筑幕墙是关系到人民生命财产安全的行业，国家实行生产许可证制。对建筑幕墙的要求是，安全可靠，实用美观和经济合理。优化设计就是解决安全与经济效益之间矛盾的最佳选择，在确保安全可靠的前提下，获取极大的经济效益。

实践表明，最优化设计除安全适用外，可做到重量最轻（可节省10%～14%左右的材料）、成本最低、节省能源、加工制作和安装施工劳动力最省、工期最短。使建筑幕墙设计做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。

幕墙结构设计篇4

关键词：现代建筑幕墙；结构；抗震设计

前言

在地震作用下，幕墙产生两类效应，即直接效应和附加效应。直接效应是幕墙直接受到地震作用，使幕墙玻璃震碎，幕墙框架变形或破坏，连接件失效等。附加效应是当地震作用于建筑时，建筑物主体框架产生平面内外变形，引起幕墙的变形或破坏，其中平面内效应对幕墙影响最大。

1 幕墙抗震构造措施

玻璃幕墙的抗震设计需考虑对幕墙本身设防和对幕墙所依附的建筑物主框架的变形限制。幕墙本身设防要求采用在设防烈度地震作用及其组合荷载作用下的面板不破损和幕墙框格杆件无残余变形。幕墙应依据所依附的建筑物主框架在幕墙平面内的变形确定幕墙的变形承载能力加以限制。抗震设防采用三个水准与二阶段设计，第二水准烈度地震作用是第一水准地震烈度的3倍。近似地，把在众值烈度地震作用下采用弹性方法计算的楼层层间位移与层高之比折算成第二水准弹塑性位移，就得到了与幕墙平面内变形临界值的对应值。以上分析表明，对幕墙平面内变形性能的要求与建筑结构类型有关，即要根据结构类型选用具有不同平面内变形性能的幕墙。

幕墙自身其结构上采用的各种位移、伸缩、变位能力的处理措施（如幕墙立柱层间伸缩缝、立柱与横粱间伸缩缝、板块间缝隙控制填胶、玻璃的结构胶粘接、玻璃卡槽内间隙控制、胶垫软接触等等），使得幕墙构件不承担因地震使建筑主体结构产生变位而对它产生荷载（各种弯曲、拉伸、挤压等应力），从而保持了幕墙自身结构的完整和安全以及作为建筑外墙围护可靠功能。

1.1 不同幕墙体系的构造要求

（1）铝合金玻璃幕墙的抗震能力主要取决于它所依附的建筑主框架的抗震能力和自身的抗震构造。这样就需要对铝合金玻璃幕墙和幕墙所依附的建筑物两个方面都提出具体设防要求，即当铝合金玻璃幕墙所依附的建筑物遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，普通型幕墙与幕墙平面平行和垂直两个方向的主框架及隐框幕墙与幕墙平面垂直方向的主框架楼层内最大弹性层间位移角控制值可按下表的规定执行。

注：1）表中弹性层间位移角= ／h， 为最大弹性层间位移量。h为层高。

2）线性插值系指建筑高度在150m～250m间，层间位移角取1／800（1／1000）与1／500线性插值。

在罕遇地震作用下结构薄弱层应进行弹塑变形验算。在抗震设计时，幕墙的抗震能力指标值应不小于主体结构弹性层间位移角控制值的3倍。特别要注意的是建筑结构为多、高层钢结构时。幕墙的抗震能力是非钢结构建筑幕墙的2倍以上，以适应钢结构的柔性变动能力。

（2）明框、半隐框幕墙的玻璃边缘至边框槽底的间隙必须采用弹性材料填塞。

隐框、半隐框幕墙板块间胶缝宽度应适当控制，应不小于12mm，并以弹性材料填塞，即内填泡沫棒外注硅酮耐候密封胶。

（3）石材幕墙，石材面板一般采用插件和挂件连接，为防止插件（挂勾）从插槽（挂槽）中脱出，GB／T21086《建筑幕墙》中石材面板挂装系统安装允许偏差对挂勾与挂槽搭接深度偏差、插件与插槽搭接深度偏差作了规定。

对于普通短槽挂件石材幕墙合理地使用挂件槽弹性类填胶，可实现良好的抗震性能。

对于背栓式石材（采用双切面背栓连接）具有良好抗震性能，但要严格控制孔径偏差不超过0.5mm，且孔深要大于15mm。

（4）金属幕墙，由于面板不属于脆性材料，一般变形不会破坏。相对比玻璃幕墙有较好抗震性能。

（5）钢结构雨篷由于采用钢龙骨，一般为独立系统，计算单独考虑地震作用，也具有较好的抗震能力。

（6）点支承玻璃幕墙，由于支承头连接都能适应玻璃面板在支承点处的转动变形：支承头的钢材与玻璃之间应设置弹性材料的衬垫或衬套，衬垫和衬套的厚度不宜小于lmm，因此也具有较好抗震性能。

（7）全玻幕墙抗震性能较差，因此要求全玻璃幕墙的周边收口槽壁与玻璃面板或玻璃肋的空隙均不宜小于8mm，而且板面不得与其他刚性材料直接接触，板面与装修面或结构面的空隙不应小于8mm，且应采用密封胶密封。下端支承式全玻璃幕墙（落地玻璃）易被主体结构墙体变形挤坏，按规范要求玻璃高度超限的全玻幕墙应悬挂在主体结构上（即吊挂玻璃）。

（8）单元式幕墙，一般为插接型，单元部件之间应有一定的搭接长度，竖向搭接长度不应小于10mm，横向搭接长度不应小于15mm。因此具有良好的抗震性能。

1.2 幕墙不同连接部位的构造要求

（1）立柱与横梁之间的连接

立柱与横梁连接可通过角码、螺钉或螺栓连接。角码应能承受横粱的剪力，其厚度不应小于3mm；角码与立柱之间的连接螺钉或螺栓应满足抗剪和抗扭承载力要求。

立柱与横梁之间应有l～2mm的间隙，横梁两端应涂密封胶或用柔性垫片隔离。

（2）立柱与立柱之间伸缩缝

上、下立柱之间应留有不小于15mm的缝隙，闭口型材可采用长度不小于250mm的芯柱连接，套筒伸入铝合金立柱内不应小于100mm；芯柱与立柱应紧密配合，其配合间隙应控制在0.5mm～lmm之间。芯柱与上柱或下柱之间应采用机械连接方法加以固定。开口型材上柱与下柱之间可采用等强型材机械连接。

（3）与主体连接

幕墙主杆件一般采用悬挂形式，与主体必须连接牢固，一般采用螺栓连接。立柱与主体结构之间每个受力连接部位的连接螺栓不应少于2个，且连接螺栓直径不宜小于10mm。加工铝合金立柱与结构连接的螺栓孔时，立柱孔直径要比螺栓直径大lmm。

立柱与连接件之间应采用垫片隔离。铝合金立柱与结构连接角钢之间必须采用弹性垫片（如尼龙等）且垫片厚度≥2mm。

玻璃幕墙构架与主体结构采用后加固锚栓连接时，对于后补锚栓应符合下列规定：

①产品应有出厂合格证；②碳素钢锚栓应经过防腐处理；③应进行承载力现场试验，必要时应进行极限拉拔试验；④每个连接点不应少于2个锚栓；⑤锚栓直径应通过承载力计算确定，并不应小于10MM；⑥不宜在与化学锚栓接触的连接件上进行焊接操作；⑦锚栓承载力设计值不应大于其极限承载力的50％。

另外，后补锚栓采用后切式膨胀螺栓，抗震性能也较好。

（4）变形缝处理

地震时建筑物主框架变形缝处主框架变位是必然的（主框架变形缝大小由主体结构决定），对于幕墙要正确处理主框架变形缝部位幕墙的构造。在建筑物主框架变形缝处的幕墙采用可伸缩构造（如采用风琴板构造等），使变形缝处两侧面板分属不同两个独立的单元。

变形缝抗震作用大。门窗幕墙应重视变形缝节点设计。按照建筑抗震设计规范要求，设计变形缝时起码龙骨间的距离要和土建变形缝大小一致，满足第三水准要求；易挤压破碎掉落的面板间距离可以根据第二水准计算确定；中间过渡材料可采用弹性材料（比如橡胶）或采用较薄的金属板材，最好可以水平滑动。

1.3 幕墙龙骨系统对抗震性能的影响

一般钢结构支撑系统抗震性能较好。

2 结语

面对近年频发的地震灾害。我国建筑幕墙起步虽然较晚，但从起步开始我们就把建筑幕墙的抗震设计作为一个高度重视的问题，只要我们按照规范的要求，认真设计，认真施工，就可以使幕墙达到小震完好，中震可修，大震不掉的要求。

参考文献

幕墙结构设计篇5

关键词:玻璃幕墙；系统门窗；可靠度设计

中图分类号：S611文献标识码： A

一、前言

玻璃幕墙与门窗产业的不断壮大，其发展过程依然存在一些问题和不足需要改进，在科技不断进步的新时期，加强对玻璃幕墙与系统门窗结构可靠度设计问题探讨，对确保人们生活的有序进行有着重要意义。

二、玻璃幕墙与门窗可靠度设计的必要性

玻璃幕墙有着许多其他装饰方法无法取代的优点，在建筑领域中有着十分重要的地位。鉴于这一点，在实际的建筑设计施工中应该适宜地采用玻璃幕墙结构，同时要不断地改善其缺点，完善其中的不足之处，使其能够更好地为建筑行业的发展推波助澜。由于许多玻璃幕墙结构都是应用在高层建筑中，而高层建筑又受自然环境的影响比较大，所以要保证玻璃幕墙与门窗设计施工的可靠性。提高玻璃幕墙与门窗设计的可靠度，完善设计理念，对于建筑物的风格表现有十分重要的促进作用，能够凸显出玻璃幕墙结构在我国建筑行业发展中的重要地位，具有十分显著的时代特征，对于美化城市环境，改善人们的生活环境都具有十分重要的作用。

三、幕墙与门窗所受的荷载与作用

1、直接作用(施加在结构上的一组集中力或分布力)

（1）自重荷载：由地球引力产生的组成幕墙与门窗结构的构件材料重力，其标准值按设计尺寸与材料重力密度标准值计算。它是一种在设计基准期内量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的永久作用。工程设计时是将自重转化为按面积分布的平均面积恒载(N/m2)标准值。

（2）风荷载：是垂直作用于建筑幕墙、门窗表面的水平方向风的速度压力，在设计基准期内量值随时间变化，或其变化与平均值相比不可忽略不计的可变作用。幕墙与门窗的风荷载代表值有二种：1)标准值按《建筑荷载规范》(GB50009)计算的围护结构风荷载标准值，它是幕墙、门窗在其设计使用期间内可能出现的最大风荷载，其按设计基准期50a一遇出现的概率为2％，即风荷载不超过该最大值的概率(保证率)为98％。2)频遇值Wd：是幕墙、门窗在其设计使用期间内时而出现的较大风荷载值Wd=0．4Wk，风荷载超越频遇值的总持续时间T1与设计基准期的比值为T1/T≤O．1，即概率为10％，相当于10a一遇。

2、间接作用(引起结构外加变形或约束变形的原因)

（1）地震作用：是由地震动引起的结构动态作用，根据《建筑抗震设计规范》(GB5001卜2001)规定，非结构构件的地震作用只考虑由其自身重力产生的水平方向地震作用和支座间相对位移产生的附加作用(a)常遇地震：属于可变作用，其地震烈度50a内超越概率约为63％，重现期为50a。(b)设防烈度地震：其地震烈度50a内超越概率约为10％，重现期为475a。(c)罕遇地震：属于偶然作用，其地震烈度50a内超越概率2~3％，重现期约2000a。

（2）温度作用：环境温度的变化使构件产生热胀冷缩的长度变化，当这种变化受到约束时会产生应力。对这种可变作用，工程中根据经验采用构造方法处理时应按其最大值考虑。《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99―98)对幕墙构件的温度作用按其最大作用计入，即组合值系数和分项系数均取1．0，温度作用效应的标准值按当地一年内的最大温差计算。

图1为单面幕墙建筑窗墙比对人体热舒适温度影响曲线，该图反映了北京、上海、广州3个地区Re=0．30，0．50，0．65，0．854种情况。图1表明，在相同条件下，随着窗墙比的增大，满足人体舒适的温度下降约1-3℃。

图1窗墙比对tt的影响

四、幕墙与门窗的结构特点与可靠度分析要点

1、幕墙与门窗的结构特点

幕墙与门窗分别是悬挂和镶嵌在建筑主体结构框架上的连续性的墙体结

构和局部性的启闭部件，都是由脆性的玻璃面板和延性的金属构件组成的完整的非承重结构体系。幕墙与门窗传递自重及外部荷载作用的路径基本是一样的：玻璃面板――横框架――竖框架――主体结构。所不同的是幕墙的荷载作用最终是由竖框架的锚固点以点传递方式传至主体结构，而门窗的荷载作用最终是由四周边框锚固点近似以线传递方式传至洞口结构。

2、幕墙与门窗结构可靠度分析要点

（1）考虑幕墙与门窗结构整体体系的可靠度、构件的可靠度二个层次，

宜按结构体系进行可靠度设计，根据结构破坏特点选定主要破坏模式，控制和调整关键构件的失效概率，提高整个结构可靠度设计的合理性。

（2）脆性构件(玻璃面板)的可靠度应高于延性构件(金属框架)的可靠度。

（3）构件的抗力或承载力由低到高的顺序应是：玻璃：玻璃与框架的连

接；框架；框架构件连接(门窗框与扇的配件连接)；框架与主体结构的锚固连接；支承幕墙的结构构件和门窗洞口结构构件。

（4）非结构构件的设计使用年限、安全等级、重要性及可靠度不应高于结构构件。

五、玻璃幕墙和门窗的结构设计要点

1、幕墙和门窗设计的一般要求

目前建筑幕墙类型繁多，构造形式多变，无法对其连接构造做出十分具体的规定，因此在设计原则上要求建筑幕墙与门窗应有足够的承载力、刚度、稳定性和相对于主体结构的位移能力。其中，相对于主体结构的位移能力通过胶缝、构件间的缝隙、可微动连接(如长圆孔螺栓等)、可动连接(如铰支座、滑动连接、摇臂机构、弹簧机构等)来实现，不一定要求处处连接均为螺栓连接。因此，规定所有连接均采用螺栓是不尽合理的。只要满足幕墙与主体结构间有一定位移能力的要求，部分节点采用焊接是可以的。主要原因是玻璃受力不均匀，例如两个吊夹松紧不一致，拉力不一致；两个吊夹不在一个平面上，玻璃受平面外剪力和弯曲；玻璃下端支承橡胶垫块厚薄高低不同等。要防止玻璃开裂，就要加强施工中的管理，消除上列各种因素。

2、防止玻璃肋失稳的措施。玻璃肋厚度小板面宽，形成的薄腹梁在风吸力作用下，自由边缘受压，易丧失稳定。当肋高超过12m时，宜采取防止失稳的措施，例如设置固定于自由边缘的水平不锈钢拉杆、设置水平玻璃肋等。在风荷载标准值作用下，玻璃肋的挠度不宜大于跨度的1/200。

3、点支承玻璃

（1）面板。在支承点附近，玻璃面板会产生很大的应力，面板应采用钢化玻璃、钢化夹层玻璃或钢化中空玻璃。采用有限元方法精确分析点支承玻璃的应力在理论上是可行的，但在工程中应用有一定的难度：在孔洞或夹片支承处边界条件难以准确给出，若约束条件稍有差异，其应力计算结果因相差很大难以应用，因此在工程设计中仍多采用公式计算。采用弹性小挠度计算公式时，应考虑折减系数。点支承面板的挠度值由风荷载标准值或重力荷载标准值计算得出，其限值取支承点问沿长边距离的1/60。

（2）支承装置。采用带球铰支承头的钢爪支承装置是目前应用最多、最

为成熟的支承方式。由于支承头穿过玻璃，必须注意密封防渗；中空玻璃还要采用多道密封措施防止漏气。采用夹片式支承装置，玻璃可以不用开孔，不存在漏气问题，在广州会展中心、天津泰丰植物园中应用效果很好。夹片中应设置水平托板和柔性垫片支承玻璃自重。背栓式支承在国内已有应用，背部开锥孔，用锥形锚栓固定的方式可以避免出现冷桥，板面美观。背栓式连接对设备、支承装置和施工工艺有较高的技术要求，要总结经验，推广应用。

六、建议与展望

1、建议我国的各种建筑幕墙与门窗技术规范，明确规定各类幕墙与门窗的设计使用年限、设计基准期和结构重要性系数、正常使用极限状态和承载能力(抗力)极限状态的标志和设计限值、各种极限状态设计所对应的荷载和作用效应组合，合理规定各类幕墙与门窗的正常使用极限状态和承载能力(抗力)极限状态的物理性能及力学性能验证检测具体要求。

2、作为一种新型的建筑装饰手段，玻璃幕墙的使用给我国建筑行业的发展注入了新的血液，赋予了新的活力，极大地推动了我国建筑行业的发展，在建筑发展的历史进程中具有划时代的意义。通过对玻璃幕墙与门窗结构可靠度设计过程中所应注意的问题进行探讨和分析，并采取相应的措施进行纠正，可以有效地完善设计工作，减少失误的出现，实现玻璃幕墙与门窗结构设计的合理化，提高其可靠性和建筑的安全系数，提升建筑的艺术价值，为人们的生活提供更为舒适的外界环境，同时对我国社会主义现代化建设事业的发展也具有一定的推动作用。

结束语

随着玻璃幕墙与系统门窗的不断完善，可靠度设计将会得到更多设计者的重视，在建筑业不断发展的时期下，玻璃幕墙与系统门窗结构可靠度将会发挥着越来越重要的作用。

参考文献

[1]张敏，楼文娟.双层玻璃幕墙风荷载特性的试验研究[J].第十三届全国结构风工程学术会议论文集（上册），2010(04):89-91.

[2]彦启森，赵庆珠.建筑热过程[J].建筑工业出版社，2009，(4):31-35.

幕墙结构设计篇6

关键词：新时期、建筑幕墙、建筑幕墙设计

1 引言

作为装饰性和建筑工程外维护结构的建筑幕墙，广泛应用于我国国民经济的相关建设中，建筑设计未来的发展目标和设计理念是绿色环保、建筑节能、生态健康及可持续发展，所以对于建筑幕墙的设计要求和标准就不断提升，当然也就面临着挑战和机遇并存的形势。幕墙作为一种户结构物，能够使建筑物更好地得以展现，而作为幕墙施工前提的幕墙设计，可以说决定了建筑设计的成与败。建筑设计的提升和发展首先来自于幕墙的设计和相应技术，所以，对幕墙的设计和技术的掌握和了解，对于促进建筑设计的发展意义深远。

2 建筑幕墙设计的现状和存在的问题

2.1 设计滞后，造成幕墙工程施工的困难

目前，很多的设计部门没有很好地认识到建筑幕墙设计的重要性，也没有认识到幕墙工程的特性，对于幕墙工程的招标工作往往在主体工程施工已经开始，并且需要进行部件预埋时才开始考虑。幕墙设计的延迟会对建筑工程带来诸多的影响。一些幕墙公司和设计单位常常为了图省事，仅在设计图上表明“由幕墙公司完成”字样，使得幕墙公司的设计工作量得到增加，使得建筑设计单位、主体施工单位和幕墙公司的一些协调方面的工作不断增加，影响了相关工程的顺利进行。

2.2 设计、施工一体化机制不利于幕墙技术的进步

如今，为了方便进行市场竞争，一些幕墙的施工单位都同时具备施工资质和建筑幕墙设计资质。可是在正常的幕墙工程投标时，幕墙设计的资质只是竞标的优势之一，免收设计费或少收相应设计费已经成为行业习惯，为了顺利中标都会以低价博取招标单位好感。对于落标的一些设计方案，因为没有规定进行相应补偿，这对于设计方案的创新和优选非常不利。幕墙施工企业在中标之后，在施工图设计期间，为最大限度降低成本，大多会采用降低材料的使用标准的手段进行施工和作业，使得设计让路给施工，导致设计深度达不到规定要求。

2.3 建筑设计与幕墙设计的分工、协做不明确

对于幕墙的设计，需要考虑整个建筑的整体，相应的设计需要结合建筑功能、建筑效能、建筑外观等方面，为此，对幕墙设计师提出了相应要求，比如与建筑设计的配合、建筑师方案设计的积极参与等等。

实际情况是：建筑设计单位大多缺少专业的幕墙设计人才，现有的相关人员学习培训不够，知识更新不够，对不断发展的幕墙业及新的技术知之甚少，无法及时与幕墙设计单位进行沟通，往往确定了幕墙设计单位之后才进行一些协商。使得幕墙的相应设计不能顺利的从“制作图设计”过渡到“建筑幕墙设计”的阶段。

3 完善建筑幕墙设计问题措施

3.1 幕墙防火隔烟设计

相关行业规定，要进行防火封堵设计的内容有：板或者隔墙外沿的缝隙间、周边防火分隔构件与玻璃幕墙间的缝隙、实体墙面洞口及边缘的缝隙等等，都需要进行防火封堵。在幕墙设计的实践中，一些设计师的防火封堵设计并不合理，往往会使得审图中心、业主或监理之间会产生一些矛盾。下面就列举一下相应设计的一些注意事项。

（1）幕墙主体结构楼层梁处的水平防火封堵

玻璃面与建筑幕墙出的主体结构楼层在梁处的水平防火封堵层应尽可能贴近，相应的封堵需要超过幕墙横梁的背部，要求横梁上方的防火岩棉的隔离标准应该大于或等于100mm；[2]相应楼层间的水平防烟带所用的岩棉厚度需要超过1.5mm，并且由镀锌的钢板支撑。此外，要纵向使用如挤塑聚苯板等易燃物保温板，应在防火隔离层的上方进行相应设置。（如图1）。

（2）幕墙横梁与主体结构洞口处的防火封堵

在进行幕墙设计的时候，往往会忽略对主题结构洞口处与玻璃幕墙横梁防火封堵的设计，个别设计师绘图时没有足够重视，有的还会忽略对防火隔离的设计。标准的要求是，主体结构洞口处与幕墙横梁防火封堵层的厚度应该是大于100mm。

（3）一些纵向防火设计的界面尺寸按规范要求都应该大于100mm，比如主题结构洞口周边与防烟封堵玻璃幕墙立柱纵向防火、主题结构周边与幕墙立柱纵向防火以及防烟封堵厚度隔离层等等。

3.2 幕墙防雷防静电设计

为保证幕墙工程的设计是安全的，必须对幕墙系统进行防静电和防雷设计。按规定，建筑标高达到30mm的幕墙必须有防雷的措施。当前，常见的做法就是将土建均压环与预埋件的锚板（或锚筋）进行焊接；[3]而且10m以内必须准备采用柔性导线连通的立柱一根，促进等电位的形成，并连通土建防雷系统。如图2

3.3 建筑幕墙结构设计

幕墙设计比较重要的一个方面就是结构设计。幕墙作为建筑物的护结构，主要是对自身的重力进行荷载，还有就是温度作用、风荷载和地震作用。

3.3.1 幕墙的支承结构

建筑幕墙的重要组成之一就是支承结构，它会将自身重量、温度差作用、风荷载、地震荷载等在主体结构和幕墙表面间进行传递。所以，对支承结构的刚度和强度都有明确要求。此外幕墙的维护结构是可以进行拆换的，为此对幕墙结构设计的使用年限要求是必须大于25年。对于幕墙支承结构的设计，算作是普通结构设计的就是立柱的上下连接。

3.3.2 幕墙后锚固处理

对锚栓形式上的选用是幕墙后锚固处理的主要表现形式，现在常见的锚栓主要有金属膨胀锚栓和化学锚栓。膨胀锚栓的原理是利用膨胀片与对混凝土压力及摩擦力，来产生承载力以承载外界拉力，需要注意的是绝对不允许对化学锚栓所接触的连接件进行焊接操作。

3.3.3 幕墙用预埋件设计

对幕墙支承结构进行固定的重要受力构件就是预埋件，所以其质量的重要性不容忽视。锚筋和锚板使预埋件的主要组成部分。比较常见的预埋件分为槽形和平板型两种。其中，锚板需要使用Q235B 的钢材，而且表面要用进行镀锌，标准是锌膜厚度超过40μm，以达到热浸防腐目的。在加工预埋件的时候，对于锚筋与锚板的焊接方式并没有严格规定，塞焊和T形焊都可以，不过要使质量得到保证，最好还是采用坡口塞焊的焊接方式。而当锚筋直径超过了20mm，JGJ 102―2003规范就有明确规定，需要采用穿孔塞焊。

4 结束语

在对幕墙进行建筑设计和施工时，要求必须按规定操作；如果出现新的工艺和技术而无相应的规范时，可以根据实际情况，在不违反规定的前提下，可以对设计提出新的建议和解决办法，同相关单位和设计人员一起来解决。

参考文献：

[1]幕墙设计中的一些问题及处理.中国建筑金属结构. 2012.09.

幕墙结构设计篇7

关键词：建筑幕墙 幕墙结构 概念设计 优化设计

前言：本文以个人多年工作经验为依据，对幕墙结构概念设计、幕墙结构设计步骤以影响因素、优化设计模型的建立进行介绍。通过本文的介绍，读者可了解怎样在满足相关规范要求的前提下，设计安全适用、技术先进、经济合理的幕墙。

1.幕墙结构概念设计

1.1幕墙结构概念设计的意义

幕墙结构概念设计是指对难以做出精确性分析的因素，或在规范中难以规定的因素，不经计算，而是依据幕墙整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、和工程经验创造设计理念，纵观全局来确定幕墙结构的总体布置以及细部构造的宏观控制。概念设计的应用，可以使幕墙的结构体系在方案设计阶段就被高效的构思，确保最终结构设计方案思路清楚、定位准确，后期设计阶段的繁琐运算也可被省略。幕墙结构概念设计，在安全、经济、快捷的同时，还可作为判定计算机对内力数据分析是否准确的依据。

1.2幕墙结构概念设计的内容

1.2.1合理选择结构方案

科学、合理、低成本的结构方案是设计得以成功实践的必要条件。在选择结构方案时，既要征询设计院和相关部门的建议，又要考虑幕墙设计要求、结构特点，材料选择，以及材料本身加工工艺限制等条件。

结构方案中一定要注意，不同的结构体系不宜出现在同一结构单元内；结构体系要确保受力均匀，传力过程明确。

1.2.2选用恰当的计算简图

计算简图是结构计算的依据，因此选用错误的计算简图会造成很严重的结构安全事故，计算简图的正确选择是确保结构安全的首要条件。计算简图不可能完全与实际结构相符，但是只要是在允许的工程误差范围内，都是可被接受的。

1.2.3正确分析计算结果

在电脑普及的今天，结构设计中涉及到的计算都会以电脑为平台，以软件为工具，但由于软件的多样化和性能参差不齐，导致计算结果的不确定性。因此，这就要求设计师必须全面掌握相关的技术条件及结构设计中的算法，并能对计算结果做到合理分析、谨慎校对。

1.2.4采取相应的构造措施

为了避免或减少薄弱点的出现，可采取如下途径：a.针对薄弱关键环节特殊设计，着重注意连接点部分，严格按照结构设计中节点的铰接刚接形式来设计节点；b.注意结构焊缝、耳板、销轴、连接板等部位的强度计算，留足安全度；c.注意由温度应力造成的材料本身形变，及其产生的附加应力；d.整体结构正常使用下的极限状态验算，防止大变形等造成新的薄弱点。

2.幕墙结构设计应考虑的因素及一般步骤

2.1首先须了解由建筑师提出的幕墙面板配置及其分格情况，设计意图，确定主次结构。

2.2熟悉幕墙后面主体结构如楼层、梁柱、屋面结构等主体可提供的支承情况。

2.3了解主体结构可提供的对幕墙的边界条件。

2.4建筑师、业主对幕墙结构的要求。

2.5根据结构型式的受力性、适用性、经济性和与幕墙的匹配性，在框架幕墙结构、索幕墙结构、单元幕墙结构、索杆结构、钢桁架结构等中选择合适的组合结构。

2.6幕墙结构设计问题

2.6.1幕墙是像幕布一样悬挂在建筑物外墙上，主要特点是不分担主体结构所受荷载作用，是带有装饰性质的轻质墙体，幕墙结构要能一定的适应主体建筑变形的能力。

2.6.2结构型式要依据相关的规范，科学合理的确认，在规范允许的范围内，尽可能的满足业主的特殊要求。选择结构形式要注意一些特殊的结构虽然形式美观，却存在一定的问题。

2.6.3在幕墙建设中，钢结构连接点的可靠性不容忽视，其中包括耳板、销轴、焊缝等的相关计算，保证这些因素不会诱发连接点的隐患，悬挂在主体结构上的有框幕墙及石材，其连接施工至关重要，包括预埋件、螺栓、角码等，隐框幕墙及胶与玻璃板等要设计合理并在其底部安装承重托条，并且相关的质量计算及抗风性要可靠、谨慎。

2.6.4综合考虑φ值、构件长细比、物理界面稳定性等因素，钢结构和铝合金结构的稳定计算一定要细致、谨慎并且反复校对，确定钢结构中整体负荷的传递路径以及相关的如槽钢部件等所承担的负载，尽量使负荷传递简洁且部件承重均匀合理。

3.1目标函数

目标函数的主要用途是衡量设计方案的好坏。优化幕墙截面尺寸、使幕墙的结构合理、通过低成本实现高效率等都是幕墙优化设计的目标。目标函数有两种：单目标、多目标，单目标函数较之多目标，求解更为简洁精确。

3.2幕墙的设计变量

幕墙的设计方案常由一系列的参数来反映，在这一系列参数中，既有像材料弹性模量、泊松比、线膨胀系数、强度设计值等本身为固定值的材料参数；也有像风荷载地面粗糙度、风荷载高度变化系数、风荷载体型系数等与建筑特称息息相关的参数，这类参数根据实际情况也可当作固定值来处理；除上述两类参数外。

还有一种是需要在设计中斟酌、摸索、调整的参数，被称作设计变量。最优化的设计方案是要实现设计变量之间最科学合理的组合。优化设计中的截面尺寸设计，几何与物理参数就是其设计变量。幕墙设计工作的核心任务就是合理的确定荷载和合理的材料使用，这其中的荷载包括重力荷载、风荷载、雪荷载、也包括地震作用、温度作用等可使结构产生变形或使结构产生内力的作用。

设计优化问题的繁简程度取决于设计变量的个数，如有N个变量，则优化问题就为N维。此消彼长中的那个平衡点，就是我们要优化的最终结果。

3.3约束函数

约束函数，是设计变量自身、设计变量之间所遵守的数学表达式。在优化过程中，为使目标函数达到最小值，设计变量不断被变化，但设计变量是有取值范围的，其变化不可超过范围内的上下限。在幕墙设计中约束函数的表现形式很多，整体的来说分为两类，一是材料的许用强度限制；二是结构的变形大小限制。前者是结构不被破坏的保证，而后者则是结构不因过分变形而失去使用能力的保证。

整体来说为保证幕墙结构安全而又不浪费材料，设计时应按如下考虑：

1、合理的选择结构形式，进行概念设计；

2、综合考虑各种因素，进行详细计算；

3、设定优化目标，确定约束函数条件，进行优化；

4、验算局部部位，确定结构。

幕墙结构设计篇8

【关键词】玻璃幕墙；施工；技术；控制

一、玻璃幕墙工程的特点

玻璃幕墙的形式可以分为明框幕墙和隐框幕墙两个大类。明框幕墙由于使用效果较隐框幕墙差，故一般只在规模较少的项目上使用，大量的特别是对外观要求较高的项目，基本上全部使用的是隐框的玻璃幕墙。玻璃幕墙的主要受力结构一般都是采用钢结构和铝结构，由于空间受力结构复杂型，玻璃幕墙设计时，除正常的验收外，还应充分考虑到各种荷载和作用，特别是组合作用的应力与变形，更要注意局部薄弱环节对结构整体性的影响。

此外，玻璃幕墙结构还要考虑到防空气渗透、防雨水渗漏，对于风压大、临海、多雨、环境湿度大的地方，幕墙将长期处于不利的工作环境中，由于施工现场的检测手段有限，如何才能防空气渗透是幕墙工程的难点，在风压和雨水的共同作用下，防渗难度将更大。

玻璃幕墙工程封边封口、拼缝的平整度和直线度以及玻璃及其他材料间会有许多形式不同的封边封口，玻璃板材拼缝较多。由于封边封口的工序较为复杂，操作难度大，影响质量的因素多，如受操作者的影响、工序交叉的影响、材料种类及设计节点作法的影响等，使封边封口及拼缝的质量控制难度加大。这些特点，表明了玻璃幕墙结构设计与施工的复杂性，必须全过程的质量管理与控制，才能保证玻璃幕墙的质量。

二、玻璃幕墙工程的施工管理

1．幕墙施工管理

由于大型玻璃幕墙设计与安装专业性很强，结构设计与结构部分的安装，幕墙部分的设计与安装，必须由有资质的高水准专业单位设计施工，才可能保证玻璃幕墙工程的安全和满足正常使用的要求。幕墙的结构与施工，应符合有关结构设计、施工规范的要求。在超限设计与施工的情况下，应通过有关部门组织的专题审查，方可以设计与施工。

2．材料加工制作管理

材料加工制作质量是保证安装质量的基本条件。大型项目由于对加工偏差的控制严格，基本上要求在工厂加工，以保证加工质量。材料加工前，必须查验其出厂合格证和产地证书，核对其型号，同时还要检查表面是否完好无损伤。

3．幕墙框架安装管理

大型的玻璃幕墙工程通常是在结构上特别是柔性结构上安装，由于计算模型和真实结构间存在差异，加上不可避免的构件制作安装存在误差及材料的变异、离散等因素，还有施工周期长，结构的内力受到温度变化的影响。因此，要确保幕墙安装准确位置，施工安装之前应熟悉幕墙的结构体系构造、受理性能以及玻璃幕墙安装的特点与节点构造，定出确实可行施工方案，才能保证安装工程的质量。

4．测量与定位

由于玻璃幕墙工程均为空间作业，且是原有的结构上安装，与原结构的设计与施工关系密切，特别是较为柔性的空间网架和壳结构上安装幕墙，协调与配合九更为重要。空间上如何测量与定位?如何和考虑多种因素组合作用下的变形：等等，非常重要。测量与定位首先必须和结构施工单位协调好控制网和控制点，确定结构定位系统和结构安装协调变形完成后定位。在理论上确定结构变形后，还应测量幕墙结构的实际变形位置，为安装提供前提条件。

安装幕墙框架时，重点应按弹线位置校正准确后，将竖框连接件与主体结构连接件上的螺栓锚固牢固。吊装整体幕墙框架时，应做框架的保护工作，防止幕墙形体变形和擦伤幕墙框架表面。幕墙安装就位后应采取临时固定，以保证结构件的稳定性和施工的安全性。幕墙是建筑物的重要结构之一，安装质量好坏，直接影响建筑物造形和装饰效果。因此，应重视和认真做好幕墙校正工作，校正幕墙平面位置和垂直度、平整度、安装中心线达到合格后，方可固定。

5．幕墙的玻璃安装

玻璃是幕墙结构的重要组成部分，由于其易脆、易刮伤的特性，要求安装时吊装玻璃时应采用专用吊装机具及其专用吊环，卡住玻璃板块，再用起重设备吊装就位。玻璃就位后，应及时校正，对于粘结幕墙应立即用结构硅酮密封胶将四周密封嵌固，点式玻璃幕墙应将节点螺栓紧固连接，绝不允许临时固定。粘结材料位应采用与接触材料相容的结构硅酮密封粘结，其粘结宽度、厚度应满足设计强度的要求，同时要注意不要污染玻璃。

6．变形缝、墙面转角节点质量

幕墙的安装位置和形体变化也比较复杂。为了减轻各种因素的影响，幕墙必须设置伸缩缝、沉降缝、抗震缝并对其墙面转角节点进行处理，以保证幕墙承受外力作用时不损坏。变形缝设置及墙面转角节点处理，必须符合设计要求和有关规范的规定，宽度和深度应确保水密性、耐火性的要求。接缝构件及填充材料必须满足变形缝的工作性能，密封材料必须保证为水密性，弹性好的柔性材料，其在缝内的压缩拉伸、不得超过密封材料技术标准规定的容许变形率。

变形缝必须能保证墙体变形、位移的承受能力，即在风作用及地震作用下，按照抗震规范设计的原则，做到“小震不坏，中震可修，大震不倒”的原则，变形缝应满足复杂作用下幕墙能够满足设计和使用要求。墙面转角处必须严格遵守设计要求进行节点处理，保证倾斜时横向接缝的密封材料能产生剪切变形。

7．幕墙工程的安全管理

玻璃幕墙的安全管理包括施工阶段和正常使用阶段，安全是工程管理的重点，安全责任重于泰山，应做好技术和管理两方面的工作，才能保证真正的安全。

玻璃幕墙安装都是高空作业，必须有足够的安全管理措施，才能保证施工安全。如在离地面高于3m，则应搭设水平安全网。安装用的施工机具，在使用前应进行严格检验，如手电钻、电动改锥、焊钉枪等电动工具应作绝缘电压试验；手持玻璃吸盘和玻璃吸盘安装机，应进行吸附重量和吸附持续时间试验。施工人员应配备安全帽、安全带等，做好高空作业的各项准备。同时，施工现场还应做好各类防火措施，我国一些大型建筑幕墙施工时不慎失火而造成重大损失的惨痛教训必须接受。

三、结语

玻璃幕墙是当代的一种新型墙体，它赋予建筑的最大特点是将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来，建筑物从不同角度呈现出不同的色调，随阳光、月色、灯光的变化给人以动态的美。玻璃幕墙的施工越来越复杂，施工中涉及专业多，要求专业水准高，场地作业面积大，时间长，在技术上、管理上准好准备，才能确保工程质量。

参考文献：

[1]王持红. 玻璃幕墙的常见质量问题及控制[J]. 四川建材. 2007(02).

[2]刘秀云. 浅谈玻璃幕墙施工工艺流程[J]. 黑龙江科技信息. 2011(15).

[3]孟祥勃，孙红梅，梁卫萍. 浅谈玻璃幕墙工程质量控制的几个要点[J]. 河南电力. 2003(03).

[4]何海云. 对全玻璃幕墙施工中安装工艺及维修的探讨[J]. 建材与装饰(下旬刊). 2008(05).

[5]金耀军，李小鹏，王建周. 玻璃幕墙施工存在的问题与防治措施[J]. 河南水利与南水北调. 2009(06).

作者简介：

幕墙结构设计篇9

梁瑞云

（松原市远达基础工程有限责任公司 吉林松原 138000）

【摘要】近年来，随着人们对美学观念的提升，在建筑中采用

玻璃幕墙结构越来越普遍。对于部分建筑来说，幕墙结构自成体系，

当其刚度较大时，就要考虑与主整个建筑结构关系。本文针对玻璃

幕墙的特点研究幕墙结构对整体结构受力产生的影响，希望对璃幕

墙结构的发展起到一定的指导作用。

【关键词】玻璃幕墙；幕墙结构；整体建筑；受力影响

1、引言

现代建筑中玻璃幕墙结构应用越来越普遍，是基本护结构

的主城部分，集美观和功能于一体，可以起到隔热保温、遮风挡雨

的作用。通常来说，建筑工程中的幕墙与主体结构是分开设计的，

然而分开设计就会带来刚度过大，所以最佳方案是幕墙结构与主体

结构一起设计，并考虑玻璃幕墙的受力性能。本文主要结合实际研

究了玻璃幕墙结构对整体建筑受力产生影响，对相关研究有一定的

作用。

2、玻璃幕墙工程的特点

通常情况下，玻璃幕墙的主要形式为隐框幕墙以及明框幕墙两

种形式。由于明框幕墙在使用的过程中效果不如隐框幕墙效果好，

所以只是在规模不大的工程项目种使用，对于那些外观要求比较高

的项目工程，通常情况下都会使用隐框玻璃幕墙。玻璃幕墙的最重

要的结构一般都是钢结构或者铝结构，这些结构是主要的受力结构，

因为工程项目的空间比较复杂，所以在进行玻璃幕墙的设计过程中，

除了要满足正常的工程验收之外，还必须要对于各种不同的载荷和

受力情况考虑，特别是针对组合运用力下的应变和应力，更应该对

工程中重要的局部环节对于整体工程的影响情况进行考虑和关注。

除此之外，在进行玻璃幕墙结构的设计中还要综合考虑多种方面的

影响，空气以及雨水渗漏、风压、环境因素的影响，尤其在环境比

较恶劣的情况下，在进行幕墙的施工过程中由于施工的现场检测手

段存在一定的问题，如何能够做好这些对于环境外在因素影响程度

的减少就成为了幕墙施工重点关注的问题。

玻璃幕墙工程在进行封边封口、幕墙之间拼缝的直线度和平整

度、其他材料之间的封边封口等，这些是玻璃幕墙常见的一些封边

封口形式。由于幕墙工程进行封边封口的工序十分复杂，并且工序

在操作难度十分大，因此工程质量的影响因素比较多，比如工程施

工者作业情况影响，施工工序交叉施工的影响，材料类型以及设计

方法的影响等，这些因素会大大增大工程施工的质量方面的控制难

度。以上这些幕墙施工的特点，表明了玻璃幕墙结构设计与施工的

复杂性，必须全过程的质量管理与控制，才能保证玻璃幕墙的质量。

3、璃幕墙结构对整体建筑受力产生的影响分析

我们以建筑主体结构主要由钢筋混凝土、型钢混凝土梁、柱构

成的框架分析。因为在设计时要以杆系结构设计为重点设计项目，

所以复杂度上升，所以我们常用建模和软件相结合的方法进行校验。

模型建立的顺序为先上后下，玻璃幕墙结构网格采用固定铰接支座，

与其他方案中网格相同，梁、柱及交叉网格部件采用Frame 单元，

刚接节点应用在形框与铸钢之间的节点中。模拟的部位主要有幕墙

结构和整体结构。可以得出玻璃幕墙结构对整个建筑结构受力带来

的影响。

（1）玻璃幕墙刚度对整体建筑受力的影响

一个建筑中主体结构质量的比重为93.1％，其余是幕墙结构的

比重，从数值上可以看出幕墙并不是整个建筑的关键部位，然而，

幕墙结构具有扭转刚度，扭转刚度一般会很小，但也会给整体结构

带来水平和垂直方向的振动力，所以不能忽视。

在建筑的整体结构中，玻璃幕墙与主体构件在水平和垂直方向

均有荷载，并且水平和垂直方向荷载相互作用会产生一个基底总反

力。主体结构消化了90％的垂直力玻璃幕墙的受力较小。水平方

向上主体结构与玻璃幕墙的受力大小大致相同，说明比例幕墙具有

很大的抗侧刚度，其值为主体结构抗侧刚度的四分之三，不能小觑。

工程上的主体结构与幕墙结构的竖向返利大小基本相同，很少

传递竖向力。前文已经提到幕墙结构会承当很大比例的水平载荷，

所以拥有玻璃幕墙结构的建筑主体结构承担的水平载荷相对于没有

玻璃幕墙结构的建筑来说所承受的基底反力小，大约可小20%。然

而，如果只有玻璃幕墙结构的建筑，则在实际中就会存在很大的危

险，所承受的载荷较大，对整体建筑来说安全系数不高，所能承受

的力会很大程度缩减。

（2）幕墙模型的具体受力状况

垂直方向荷载只承受玻璃幕墙自身的重量，与设计相吻合。水

平方向载荷大小则要多出39% 的力，这就影响了玻璃幕墙的结构，

带来不利的影响，与设计不符。

4、调节玻璃幕墙结构受力对整体结构受力的影响的措施

（1）存在问题简析

玻璃幕墙结构的抗侧刚度较大现象不可视而不见，应加以注视。

由于玻璃幕墙的存在方式决定其不受主体结构的支撑，可以自成一

体；其次，玻璃幕墙可以组合成很强的抗侧力交叉网格简体系统。

所以我们应该尽量减小玻璃幕墙结构的水平载荷，也就是水平地震

作用，在减小水平载荷的过程中保证玻璃幕墙与主体结构的连接方

式不被改变。通过大量的研究与实例考察模拟，我们总结出释放幕

墙结构支座的水平束缚的方法对减小玻璃幕墙结构的水平载荷有很

大的帮助。

（2）采用释放幕墙结构支座的水平约束度的方法调节整体结构

的抗侧刚度

对于建筑的整体结构来说，水平抗侧刚度与约束释放度成反比。

约束释放度不断加大，玻璃幕墙结构承受的水平作用力向主体部分

逐渐移动，一直移动到水平力都转移到主体部位。通过研究表明，

通过将幕墙结构支座的水平约束度释放的方法解决幕墙结构水平地

震作用较大是非常好的做法，是一种行之有效的方法。对于那些独

立的幕墙结构建筑，也可以采用释放幕墙结构支座的水平约束度的

方法调节整体结构的抗侧刚度以及水平、垂直方向荷载的大小。该

方法的提出为幕墙结构的更好发展开辟了光明的道路，有利于保护

幕墙结构的完美性能和整体结构设计的经济性，是一种节能环保的

做法。

（3）确保正确的玻璃幕墙设计计算方法

设计计算玻璃幕墙时一般按围护结构进行。玻璃幕墙主要依附

于主体结构搭建，其主要构件均要在主体结构上，在发生微小振动

时，幕墙随着主体振动发生弹性变动，确保不受到破坏。所以，我

们在计算玻璃幕墙的内力时采用弹性计算方法计算，不允许出现错

误公式。现阶段，国内学者开始应用极限状态最大应力法来设计，

该方法计算简单、结果精确，容易掌握，取代传统的允许应力设计

法郑指日可待。通过前文分析，玻璃幕墙不仅受到水平作用力还受

到垂直力，受力情况较为复杂，结构完全处于弹性状态中，所以设

计起来就会麻烦很多。根据国家标准，必须保证玻璃幕墙结构在正

常荷载和作用产生的效应下不发生损害。因此，采用最大应力方法

设计计算幕墙结构，兼顾弹性计算方法计算幕墙构件内力是非常好

的选择，对幕墙结构的安全作业提供理论保障。

5、结语

随着房地产行业的蓬勃发展，建筑的形式与日俱增，美学观念

在建筑中占有很大的比例，如何将玻璃幕墙结构在建筑中应用的更

好是我们这一代人研究的主要问题。本文中所讨论的幕墙结构在形

成独立体系时，其刚度不能忽视，要分析其对整体结构的受力影响。

通过分析得出改变玻璃幕墙结构的相关约束度可以调整整体结构的

抗侧刚度，总荷载调节到适应的范围内，是非常好的做法。

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[3] 刘小根. 玻璃幕墙安全性能评估及其面板失效检测技术

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幕墙结构设计篇10

关键词：幕墙结构、合理性选择、影响因素

近年来，随着我国经济建设的不断发展和科学技术的日新月异，使得新技术、新材料等都得到迅猛的发展，现代建筑幕墙的奇异造型也层出不穷，各种建筑物造型使得幕墙结构变得越来越复杂。无论什么样的造型，都必须在结构安全的前提条件下。大跨度钢结构、索结构、玻璃结构及其组合结构等高难度的幕墙结构型式在幕墙设计中都得到应用。不同的幕墙结构型式在同等的建筑条件下，也会造成外观效果、造价以及施工难易程度的不同。总之，设计师必须对建筑师设计要求、幕墙的结构特点、材料的供应、施工调教以及总体造价等情况进行综合分析，并与业主、设计院的建筑师、结构工程师等相关专业人员做好沟通，并最终确定幕墙的结构方案，然后进行优化。那么该如何选择建筑幕墙的结构型式呢？

在选择幕墙结构类型时必须对结构型式要有充分的了解并熟悉各种结构类型的特点：

1、 大跨度钢结构幕墙：由钢结构构成幕墙的龙骨来承受荷载，适合楼层

间距高的建筑，龙骨一般由单根较大的钢型材或桁架式钢结构组成简支梁传力形式（不宜用铝合金幕墙）。特点：跨度大，结构形式简单，但同时也很笨重，施工误差大，不利于安装。

2、 索结构幕墙：也称拉索式全玻幕墙）拉索式点连接全玻璃幕墙是将玻

璃面板用钢爪固定在索桁架上的全玻璃幕墙。它由三个部份组成：玻璃面板、索桁架、锚定结构。预应力是索结构的灵魂核心，预应力对主体结构影响较大。特点：跨度大，外观优美，通透明亮，但结构形式复杂，不利于安装，同时要求土建条件高。一般不建议使用索结构。

3、 全玻幕墙：全玻幕墙即由玻璃肋和玻璃面板构成的玻璃幕墙。它通过吊挂的形式把幕墙受力传递到主体结构上。用于楼层间距较高的幕墙，比如酒店的大堂，使室内空间增大，视野开阔，整体更加明亮。特点：通透的视觉效果，简单的构造，较低的成本，但要求玻璃板块大，对玻璃材料的要求高，且单块玻璃面积大，板块较重，安装施工比较笨重，容易造成施工误差增大。

4、 组合式结构幕墙：由钢铝复合而成的一种结构形式。一般在铝合金幕墙受力超限的情况，会选择复合式结构幕墙。特点：在保证装饰外观的同时，能兼及造价，缺点是难以处理好钢铝结合时的腐蚀以及组合后是否严密，防止在风荷载作用下，发生噪音。

因此，在建筑幕墙结构方案设计时，必须选择一个经济合理的结构类型，即要选择一个切实可行的结构型式和结构体系。结构体系应受力明确，传力简捷（尽量不使用传力复杂的结构体系）。

下面我们在建筑幕墙结构类型分别与建筑美学、造价、施工等方面进行分析。

一、 建筑幕墙结构型式同建筑美学的合理性选择；玻璃幕墙是建筑幕墙

的重要组成部分，是当代的一种新型墙体，它赋予建筑的最大特点是将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素，有机地统一起来，建筑物从不同角度呈现出不同的色调，随阳光、月色、灯光的变化给人以动态的美。幕墙结构型式给建筑外观产生不同的效果。

建筑美学的影响主要是对钢铝组合幕墙与钢结构幕墙的对比。

钢结构幕墙钢铝组合结构其具有独特的光影和色彩以及良好的建筑艺术效果和建筑风格的造型，因而它具有良好的发展前景。

钢结构玻璃幕墙是当代的一种新型墙体，它主要通过建筑美学、功能和结构等因素协调和统一起来，从中随着阳光、月色和灯光表现出建筑物不同的色调，给人一种优美的建筑形态。在世界各大洲的主要城市均建有宏伟华丽的玻璃幕墙建筑，如纽约世界贸易中心、芝加哥石油大厦、西尔斯大厦都采用了玻璃幕墙。香港中国银行大厦、北京长城饭店和上海联谊大厦也相继采用。

二、 建筑幕墙结构型式同造价的合理性选择；

幕墙的结构形式是影响造价的主要的因素之一。一般情况下，当材料、风荷载、幕墙高度、玻璃板尺寸相近时，明框结构的造价要低于隐框和半隐框。玻璃幕墙高10m左右的点支式结构的单价大多高于吊挂式全玻结构，而12m以上的点支式结构单价通常低于全玻结构，其中单价最高的为以玻璃肋接点支承结构吊挂式全玻幕墙，因其玻璃板厚度较大，所以使造价提高。

拉索式玻璃幕墙的支承结构可分为空间结构体系和平面结构体系两种。平面结构体系主要包括桁架体系、梁式体系、拱式体系和框式体系等。但对于高层建筑来说，梁式体系比较的笨重且不够经济，在大型的公共建筑中一般都采用框式体系结构，它能使用于高层建筑，且比梁式体系经济，而拱式体系则在大跨度的结构中有着比较大的经济优势。

空间结构体系的力学性能比平面结构更加合理，在建设中，幕墙结构可采用的空间结构形式一般有网壳结构、网架结构和悬索结构。空间结构使的各构件的纵横向联系紧密，形成一个有机的结构整体，不仅能够消除层间的荷载重复传递，又能使支承结构中的内力均匀的分布，整体刚度大，有着很好的抗震性能，且有着良好的经济优势。目前空间结构体系应用最广的是大跨度钢结构体系。该体系对结构的受力特征进行了优化设计，系列较全，选择面广，在经济方面，它比传统的构件式幕墙节省了约20%左右的铝材，比大跨度钢结构幕墙节省铝材40%左右的铝材，同时所用的人工费也有所降低，大大的降低了工程的造价。

三、 建筑幕墙结构型式同幕墙施工的合理性选择。

施工工艺的影响主要是对索结构幕墙和大跨度钢结构幕墙这两种结构形式的幕墙施工的比较。

（1）索结构幕墙的施工工艺流程为：车间内制作幕墙构件，然后运至现场逐个将横料、竖料、玻璃等构件安装到结构上，从而完成整个幕墙系统。

框架式幕墙对设计人员的综合技术水平要求不高，对设备配置和精确度比较的宽松，且材料准备周期短，配件较小，对幕墙的主体结构和构件的加工误差要求比较低，结构安装的方式灵活多变，而且在选用幕墙主材相同的条件下，与单元式幕墙相比，框架式幕墙的造价要低，因此它适用性较强，应用范围广。

（2）大跨度钢结构幕墙的施工工艺流程为：先在施工现场内将各种构件和饰面材料加工完成，并按照设计要求组装成整体板块，再运至现场进行整体吊装，它能精确的与主体结构上预先设置的挂接件连接，并在结构主体上进行微调来完成这个幕墙系统的安装。

大跨度钢结构幕墙的特点是：结构构件高度为楼层高度，宽度一般为1.2m左右，传力简单，安装快捷，可以直接挂在结构的预埋件上，安装速度快，施工周期短。在车间内进行加工制作的过程可以保证单元件整体质量，能够有效的进行质量控制，保证了工程的质量，此外，单个构件是每一个小整体，抗震性能强，对结构的位移和变形能力有着较好的容纳性能，防水性能和空气的隔离效果好，同时它也能够与土建施工同步进行，可以大大的缩短整个工程的工期。但其构造形式也决定了单位式幕墙的铝材用量要比框架式幕墙高，在选用相同幕墙材料的条件下，成本一般较高，且在后期的维护管理中有点不便。