建筑幕墙施工图纸设计常见技术问题剖析

王涛

摘要：本文主要对建筑幕墙施工图纸设计中，应该注意的一些常见技术问题。

关键词：建筑幕墙 施工图纸设计 技术问题

Abstract: this paper focuses on the construction of building act wall drawing design, should pay attention to some of the most common technical problems.

Key words: the construction curtain wall construction drawing design technology

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

前言

随着现代经济技术的不断快速发展，对我国建筑行业的各个方面都提出了更高的要求。而建筑幕墙设计主要包含建筑幕墙设计计算书和建筑幕墙施工图纸两大部分，是建筑幕墙施工的主要依据之一，也是建筑幕墙永久性的技术文件。这就要求在机制、人员等方面都需要跟随时代的步伐，精益求精，特别是对施工图纸的把握。

一、立面分格

在幕墙立面分格设计中，合理的分格优化，对幕墙成本的控制效果十分显著，根据经验，分格优化有时可降低总成本的3％～6％。所谓分格优化，即是在满足外观、功能、构件受力等条件下，尽量使单位面积所占的周边长度处于最小状态。这样不仅可以节省幕墙龙骨、附件、结构胶、连接件、支座、埋件等的用量和减少人工成本。同时，对幕墙的气密性能、水密性能、热工性能等都有所改善。广州西塔外墙的单元式隐框玻璃幕墙，就是一个很好的案例，22层～72层(标高94．6 m—324．0 m)的“墙面”三段大圆弧位置，层高H=4 500mrn，由于支承幕墙的主体为外挑楼板，并考虑单元式幕墙的安装问题，每楼层只能设置一个支点。风荷载标准值达wk=4．623 kN/m2，组合荷载设计值达w合=6．67 kN／m2。我们采用a×b=1 500mm×4 500mm的分格形式，局部分格见图1。

图1局部立面图

由于分格相对合理，每平方米所用的铝料总量不到11．5kg。对于如此高的楼层、如此大的风压和如此厚的玻璃面板，支承条件并不有利的情况下，铝料用量是相当节省的。

二、 影响主体结构安全方面的问题

幕墙与主体连接件采用不常规角码或采用钢板直接焊于埋件钢板上，甚至于只有单面焊接，故与埋件钢板的接触面小，导致焊缝长度不能满足要求；幕墙立柱与主体连接时，不锈钢螺栓没有配置弹簧垫圈也没有采取任何点焊防松脱措施，易使承力结构产生永久性松脱移位；幕墙立柱连接套管 (芯柱 )长度不足，套管与立柱配合间隙太大，套管的截面抵抗矩不足等原因，使立柱在伸缩缝连接处受力处于不利状态或达不到力学理论效果；幕墙立柱与主体连接部位采用吊挂形式时，立柱的上节点吊挂连接螺栓孔错用竖向长孔造成立柱受力后产生永久性下移，非吊挂点处连接螺栓孔没有采用竖向长孔造成立柱无法伸缩变形增加内应力；幕墙立柱与主体连接的吊挂部位螺栓孔设置于型材端头边沿，可能造成型材抗剪力不足而破坏；全玻幕墙大面玻璃与玻璃肋板间缝没有采用结构性质的专用硅酮密封胶而采用一般硅酮耐候密封胶或采用普通密封胶，造成全玻幕墙玻璃承受水平荷载时粘结力不足；石材幕墙干挂件与石材板块的嵌固没有采用石材专用结构胶而采用普通的 AB胶或云石胶，胶的粘结力和胶的其他性能指标达不到要求，且耐久性也无法保证。

三、幕墙支撑结构优化

一般来说，在结构计算中要做到最大优化是很难的。因为在幕墙构件的未知方程组中，用一般的代数方法很难求解。即使从理论上找到了最大化的设计，也会受实际条件如支点条件、外观要求等的限制。因此，所有的优化设计都必须结合实际工程的具体情况进行。

梁系是否采用连续梁的优化问题：

设幕墙的层高为L=3 600 mm，共两层，立柱杆件承受的均布荷载为1 N／mm；立柱采用中问不切断的连续钢梁形式，计算简图见图2，利用计算程序求得的连续梁弯矩曲线见图3。从图3中可以看到，最大弯矩发生在支承点2处，M max=1 506 825 N•mm，梁的支点弯矩比梁的中部弯矩大了59．1％。因此，从力学角度分析，梁远没有达到最大优化的要求。

如果梁采用最大优化设计，可将图2的梁在距离支点2一定距离切断，计算简图见图4。这时，梁系处于静定状态。当口达到某一数值时，弯矩曲线如图5所示。从图5中可以看到，在相同梁系、相同层高、相同荷载条件下，采用最大优化设计后，支点2处的弯矩与梁的中部弯矩完全相同，均为M max=1112400 N•mm， 最大弯矩比连续梁降低了26．2％。

图2 续梁计算简图

图3 连续梁弯矩曲线

图4静定外伸简支梁计算简图

图5优化后的梁系弯矩曲线

最大优化设计的目的就是要寻找梁系中存在的最大优化点，使杆件的受力状态均匀化。根据推导的结果，最大化点距离支承点的距离为：

a=(3—2×20.5)•L (1)

如果断点3向左、右任何方向移动，即a值小于或大于上面公式的计算值，杆件的最大弯矩值恒大于优化点计算求得的弯矩值。经过上述最大优化后，幕墙的总成本将降低1．5％左右。上述结果说明两个问题：1)连续梁系不一定是受力最好的梁系结构；2)理论上的最大优化点的确存在，而且是唯一的。如果实际条件不满足最大优化要求，也应尽量靠近最大可能的优化设计。

四、 不满足设计深度要求的有关问题

1、 幕墙预埋件或后埋件图纸设计不到位 ,没有按照所有埋件的具体情况进行三维图示；常见只有一维或二维图示；后埋件设计没有根据具体情况设定锚栓埋置深度和后埋件的拉拔试验数据要求和数量要求。

2、只有土建建筑施工图没有幕墙专业施工图，施工图太简单，有些重要的节点图缺漏，缺幕墙转角节点图，缺幕墙上、下、左、右连接部位节点图，缺防火节点图 (或防火节点图不详细，表达不出防火钢板安装方法 ) ，缺防雷接地节点图 (或防雷节点图不详细，只有个别连接节点，缺整体幕墙防雷网络布置图，缺均压环布置及连接图，只有竖向通道连接节点图缺横向通道连接节点图等 )，缺幕墙板块(开启扇 ) 加工图，缺幕墙板块 (开启扇 ) 安装图，缺幕墙型材图，全玻幕墙缺玻璃肋的平面布置图，全玻幕墙缺大面玻璃与玻璃肋的连接剖面大样图，玻璃采光顶或玻璃雨蓬缺详细的钢结构节点大样图，比较大型复杂的钢结构没有相应的钢结构专业的施工图。

3、较复杂结构形式的点支玻璃幕墙没有完整的钢结构大样图或索网体系的结构大样图；吊挂式全玻幕墙没有与主体结构连接的大样图及吊挂处的承力结构大样图；设计水平较低致使图纸质量差，“粗 ”、“错 ”、“ 漏 ” 现象较多。

4、设计图纸中立柱、横梁的安装节点没有用三视图表示，立柱安装图只有通用节点图，缺特殊不同形式的安装图，尤其是连续多跨连接形式的立柱安装图没有表示好，立柱伸缩缝连接节点图没有图示；铝塑板、铝单板幕墙或挑板、飘板的钢架、桁架、网架、外挑钢结构没有较完整的施工图纸和详细的构造大样图，尤其是比较重要的、大型的、复杂的钢结构没有相应专业的设计图纸。

结语

总之，建筑幕墙作为建筑工程的装饰性结构，在我国的国民经济建设中已经普遍被采用，建筑节能、绿色环保、生态健康、可持续发展的建筑设计理念已成为建筑设计的发展方向。因此，这就要求在机制、人员等方面都需要跟随时代的步伐，精益求精，特别是对施工图纸的把握。

参考文献

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注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。