建筑幕墙结构设计与优化探讨

姜 锐

身份证号：320683197905060236

建筑幕墙结构设计与优化探讨

姜 锐

身份证号：320683197905060236

社会的快速发展带来了建筑业的不断进步，与此同时，幕墙设计的理念也逐渐深入人心，幕墙的设计业主不被人们所接受重视，但就目前而言还是处于起步阶段，大家提倡用概念的设计来帮助增加其创造性和发展性。概念的设计往往是无法提供具体的数据的，也没有一个规范的标准，所以我们需要在把握好整体的基础之上注重细节。文章希望通过分析帮助提升幕墙设计的创作思路和方法。

建筑幕墙；结构设计；优化

建筑幕墙是城市建筑的外部围挡保护结构，具有节约自然和社会资源、美化城市环境、提供舒适的生活环境、避免雷击造成的火灾等优良性能。因此，在城市的建筑物外墙装饰中得到了广泛应用。但其施工环境复杂、人员素质要求严格、施工过程中交叉作业多，因此，技术和管理人员更应该对幕墙设计与施工的质量严格把关，交给业主一份满意的工程。

1、幕墙设计的作用和原则

国家相关的建设部门对建筑幕墙的设计范围进行明确的规定，包括幕墙的组合设计、采光顶的设计、装饰架构、遮阳系统、建筑工程的门窗和建筑幕墙，比如金属幕墙、石材幕墙、玻璃幕墙、雨篷、栏板等。建筑幕墙的使用对于建筑工程室内到室外的过度功能，具有很好的外观观赏价值，设计单位在进行建筑幕墙设计的时候，要注重建筑设计的整体性。还要将设计的理念表现出来，因为建筑幕墙设计效果与整个建筑的设计效果具有重要联系，建筑幕墙的种类有很多种，所以在选择建筑幕墙种类的时候要选择合适的建筑形式。同时还要保证建筑工程的质量，符合相关部门的规定与要求。另外在进行幕墙设计的同时，要保证工程的安全性能达到使用的要求。这样可有效加强工程的整体质量。

2、建筑幕墙主流设计思路

2.1 功能性与安全性折衷设计

大多数时候，幕墙施工不承担建筑物重量的任务，而像悬挂在建筑物外围的窗帘，因此得名。建筑幕墙在设计中最重要的一点，还是从整体上增加了建筑物的光泽和外观上的美观，因此，许多建筑幕墙在设计上最为复杂的结构，豪华的选择，却经常被忽视。作为建筑结构的一部分，墙与整个建筑物的整体安全性有关。所以在幕墙结构的选型和设计中，要充分考虑其基本要求，幕墙的基本承载能力，抗应力，抗力等。

2.2 幕墙结构设计

在现代，建筑幕墙的设计中，对建筑幕墙的使用时间进行了详细的规定，企业建筑幕墙结构设计使用年限25年，预埋件设计使用年限50年，后置埋件设计使用年限30年，所以在建筑幕墙结构设计的时候，要特别注重幕墙的使用年限的要求。需要考虑到工程的密封性、变形性、抗风压性、热工性、空气隔声性、光学性、耐撞击性等等，要保证这些性能符合相关的规范要求。在进行建筑幕墙施工之前要结合合同的相关要求与对建筑工程的使用要求，进行相应的测试，使设计结构更加科学合理。建筑幕墙立柱的设计是结构设计中需要考虑的重点问题，在进行设计方法选择的时候，尽量选择使用偏心受拉结构法，减少因为荷载过重带来的质量问题。提高建筑幕墙的质量与使用的安全。

2.3 幕墙防雷设计

在建筑工程的建筑幕墙上都需要安装适当的防雷装置，主要是为了避免出现雷击建筑，对建筑造程损坏还会造成人员的伤亡与财产的损失，所以对建筑目前进行设计的时候要选择合理的防雷设计方案。除此之外，建筑工程还应具有一个安全的防雷系统，这是建筑幕墙设计中存在的重要问题。在对建筑幕墙的防雷系统进行设计的时候，需注意建筑工程本身具有的防雷设备有哪些，之后再将幕墙的立柱、横梁同建筑工程本身的防雷系统进行充分的结合，从而使建筑幕墙与建筑的防雷系统构成一个良好的防雷网络。如果幕墙出现雷击的现象可以使用建筑物自身的防雷系统将雷电带来的能量输入到地下，从而减少雷击对建筑幕墙及使用人员的伤害。除此之外，设计人员在进行建筑目前设计的时候，会将幕墙顶部的女儿墙盖板作为接闪器，所以目前遭遇雷电时候可以借助女儿墙盖板将雷电进行导入到安全的地方。若幕墙顶部墙盖板为金属铝板时，作为接闪器使用厚度不应小于3mm。

3、建筑幕墙设计优化策略

3.1 结构安全优化

幕墙结构的安全设计主要包括载荷压力计算和幕墙结构安全性两大块，在保证了第一点达标之后，我们还需对结构的整体安全做一道防护工序。现实环境下，高层建筑不断受到各种恶劣天气的冲击，幕墙结构经常会面临着雨雪雷电的“腐蚀”，受到火灾的考验。因此，结构的防火、防雪、防雷、防震等性能，都是在设计方案中不得忽略的细节。

3.2 载荷性能优化

设计师可根据结构的材料选择和形式计算幕墙结构的整体荷载极限。如果墙壁限制太低，则很容易在周围环境中改变安全隐患。考虑到这一点后，设计师需要评估整个建筑附近的地理，气候等因素，最后，根据计算的幕墙的荷载极限，设计师选择耗材并设计墙体的外观。

3.3 结构经济化

考虑到幕墙结构的经济合理性是整个工程预算的组成部分，影响着整个工程的进度和效率。合理的幕墙设计，既能满足基本的审美和安全需求，同时在选择类别和数量的同时，也要经济实惠，不会造成铺张浪费，或者大材小用。

4、结束语

总而言之，我国的玻璃幕墙工程处于发展阶段，玻璃幕墙固然美观先进，但是不能因为表面效应忽视了设计和施工中的问题，各个参与设计施工的企业，要充分认识到幕墙工程目前存在的各种不足，在设计、材料的选购、施工过程以及验收方面注意对工程质量的控制，不断地完善我国玻璃幕墙的建设。相关研究部门要积极探索并完善先进的施工材料和施工工艺，推动我国玻璃幕墙工程的繁荣发展。

[1]潘峰.高层建筑结构设计的问题分析及对策探讨[J].江西建材，2017，(15)：62+69.

[2]王胥沅.高层建筑框架剪力墙结构设计中几个问题的探讨[J].民营科技，2017，(03)：163.