钢铝组合结构在幕墙设计中的应用分析

张月琴

身份证号：340822197812021125

钢铝组合结构在幕墙设计中的应用分析

张月琴

身份证号：340822197812021125

从我国建筑行业的发展趋势来看，幕墙结构设计应用也是越来越广泛，这个行业也是迅猛发展。人们的审美水平也是越来越高，追求的特色也越来越多，注重建筑物的外观及性能。现在不乏有很多高端大跨度的建筑物，建筑结构形式趋于多元化，结构的空间体系也在逐渐的加强。往常单纯的铝型材在固定的安装范围内难以满足幕墙的各方面的受力能力，相反钢铝材料则不同，大大的保证了建筑结构的稳定性，而且本身它的质量较轻、强度及刚度较大、造价相较其他比较低，适合于各类建筑工程。文章就钢铝组合结构在幕墙中的设计和应用进行了深刻的剖析，希望能够给建筑设计提供依据。

钢铝组合；钢铝材料；幕墙；结构设计；应用

1、钢铝结构的幕墙设计的优势

在幕墙支承结构设计中，为了满足受力要求，并节省铝型材的用量、降低成本，往往采用钢、铝组合截面的杆件，外露部分采用铝合金型材，隐蔽部分亦即主要受力部分采用钢型材，这样既达到了外表美观、截面小巧而承载能力强、又达到工程造价低廉的目的。从材料的本质出发，铝合金型材外观效果好，适用性及耐久性强，而且幕墙中铝合金型材通常选择6063-T5强度设计值为85.5Mpa或6063A-T5强度设计值为124.4Mpa，弹性模量70000MPa，是幕墙设计中的首选材料。钢材强度高，弹性模量206000Mpa，将近是铝合金型材的3倍，但是装饰性及耐久性相对铝材稍差。采用钢铝组合这种取长补短的结构形式，既保证外观又增大了强度及稳定性。

2、钢铝组合结构在防火性能方面的应用

钢铝组合结构的防火玻璃的幕墙是由防火玻璃即幕墙的面板、抗火骨架、铝合金型材以及各种配件组成，铝合金在火灾中表现出的效果较为明显，其强度在高温作用下损失很快，所以铝型材料并不能作为防火玻璃幕墙的的防火结构原材料，否则将会存在安全隐患。而钢材恰恰相反，它是典型的不燃烧材料，但是另一个优势就是表现为高温下，它的强度会随着温度升高而增加，整个建筑物的整体的防火性能得到了大幅度的提高，有效的保证了整体的安全性能。钢铝组合结构防火玻璃幕墙既具有铝合金玻璃安装便捷的优势，又具有钢材的耐高温性能、高强度表现明显，这是防火幕墙的最佳组合结构。

3、钢铝结构的幕墙设计的技术要点

钢、铝型材的组合方式，一般可分为叠合式和组合式两种。所谓叠合式：即钢、铝型材之间不加连接，仅仅从构造上能保证二者同时受力即可；而组合式和叠合式不同，它是在钢、铝型材之间用物理或化学的方法将二者紧密相连的组合形式由于这两种截面的组合方式不同，所以在受力后的表现也不同，设计计算方法也完全不同，但因为工程的具体情况不同，两种形式均有较多的应用。

叠合式：当其在横向力作用下受弯时，杆件将发生弯曲变形。由于钢、铝型材之间不加连接，因此，在二者接触面间无任何约束(忽略摩擦)，当杆件发生弯曲变形时，在接触面间，二者会产生相互错动，受荷前在同一竖向截面内亦不在同一截面了，可见，此时的受弯杆件，已不符合“平截面的假定”条件，因此，二者已不能按一体进行计算了。

组合式：当其在横向力作用下受弯时，杆件将发生弯曲变形，受荷前在同一竖向截面内的截面，弯曲后截面虽然随之发生偏转，但仍然保持在同一平面内。可见，此时的受弯杆件，符合“平截面的假定”条件，因此，二者已不是分别沿自身截面中和轴产生挠曲，而是沿统一的中和轴产生挠曲了，故，应该按组合截面进行计算。

4、钢铝组合材料在幕墙设计中存在的问题

目前在建筑物的幕墙设计中广泛使用的是玻璃幕墙，其表现的光感以及色彩等都具有很广的市场前景。但是从目前的形式出发，实际工程存在很多的不足铝合金材质以及柱形材料，在幕墙的结构中应用的很广，选择材料这方面存在问题。但是从施工角度出发，这种材料的弹性较小，经受不了大风的影响。其次，在实际的应用中，铝以及钢在其中的应用有可能会形成一些所谓的原电池，影响了整个幕墙的安全性，因此要避免产生原电池的现象。应选用一些其他的原材料，尽量的避免电解质的出现。从设计规范等方面出发，钢铝组合的结构形式缺乏一些市场行业规范，但钢铝组合结构又具有广阔的发展前景在这种情况下，相关部门要尽量的做好钢铝组合应用的相关规定：同时，还要加强制定各种技术标准，使标准规范和技术标准结合在一起.减少钢铝材料在其中存在的问题。

5、钢铝组合在结构幕墙设计中的实施措施

幕墙质量的管理与控制，要选取合适的材料，材料的使用将会直接会影响到幕墙的质量，原材料是整个工程建设的核心和关键，保证原材料的品质才能进而保证工程质量，工程质量就是工程建设的核心，因此相关的部门必须加强新技术的引进，避免在材料的应用上导致不必要的问题发生，影响后续工作进行。幕墙质量的管理与控制，要选取合适的材料，材料的使用将会直接会影响到幕墙的质量，原材料是整个工程建设的核心和关键，保证原材料的品质才能进而保证工程质量，工程质量就是工程建设的核心，因此相关的部门必须加强新技术的引进，避免在材料的应用上导致不必要的问题发生，影响后续工作进行。

总之，在幕墙的建设发展过程中，建筑材料只能保证建筑稳定性，而选择合适的材料的重要责任就落到了建筑设计师的身上。当前建筑行业的快速发展在某种程度上促进了幕墙结构的应用，而且在新跨度、新高度的幕墙结构设计中，钢铝组合逐渐的受到设计师们的青睐和关注。当前的幕墙的结构形式为建筑物的设计增添了新鲜的色彩成分，建筑物本身也达到了一个新的台阶，上了更高的层次。所以我们应该充分的应用建筑材料的特性，引进先进的生产技术，进行整体设计，研究以及试验，增强材料的各种性能及应用的可靠性。只有通过时间才能更好地说明问题，从实际操作中获取相应的数据，在进行有效的科学分析，巧妙地进行结合，实现最优组合，达到最有效果。

[1]刘涛.钢铝组合结构在幕墙设计中的应用分析[J].门窗，2014，(06)：54-55.

[2]韦再兴.钢铝组合在结构幕墙设计中的应用[J].中国建筑金属结构，2013，(10)：50+53.