现代建筑幕墙设计中的结构抗震设计

摘要：随着世界经济的高速发展，人们对环境的依赖和破坏越来越严重，其中尤其是众多发展中国家，几乎是以严重的破坏环境来换取高速的经济发展，因此各种环境问题和自然灾害都接踵而至。本文就主要对建筑幕墙设计中的结构抗震设计相关问题进行了简要分析。

关键词：建筑幕墙；抗震设计；措施

中图分类号：TU2文献标识码： A

引言

幕墙是建筑物的外墙护围，不承重，像幕布一样挂上去，故又称为悬挂墙，是现代大型和高层建筑常用的带有装饰效果的轻质墙体。由结构框架与镶嵌板材组成，不承担主体结构载荷与作用的建筑围护结构。随着人们对建筑物性能的要求越来越高，建筑幕墙在现代建筑中的作用显得越来越重要。在建筑幕墙设计中幕墙抗震结构设计是其中的重点，实现科学地抗震结构设计有助于保证建筑幕墙质量并最终提升建筑幕墙的性能。

一、建筑幕墙概述

我们要科学合理地对建筑幕墙的结构抗震进行设计，首先就必须要充分掌握建筑幕墙的概念特点和分类，只有充分掌握了这些基本概念后才能进行科学合理的设计。因而，我们不妨先来探讨一下建筑幕墙的基本概念。建筑幕墙主要指的是建筑物中不承重的墙，这种墙像幕布一样挂在建筑物中，因而被形象地称为建筑幕墙。建筑幕墙是一种不承受主体结构作用的建筑护墙。建筑墙是建筑物中的重要内容，它自身的质量对于建筑物整体质量具有重要影响，同时对于建筑物的整体性能也有直接影响。随着人们对建筑物性能的要求越来越高，建筑幕墙在现代建筑中的作用显得越来越重要。在建筑幕墙设计中幕墙抗震结构设计是其中的重点，实现科学地抗震结构设计有助于保证建筑幕墙质量并最终提升建筑幕墙的性能。

建筑幕墙根据其划分方式的不同可以分为多种类型，通常采用两种方式来对建筑幕墙进行划分：一是按照密封形式来进行划分，可分为两种，封闭式幕墙和开放式幕墙。另外一种是按照支撑结构形式的不同来进行划分，可分为全玻璃式幕墙、单元式幕墙、构件式幕墙和智能呼吸式幕墙（又叫双层幕墙）。我们在进行抗震结构设计时，要根据幕墙种类的不同采用相应的方法进行设计。只有这样才能实现科学的抗震结构设计。

建筑幕墙有其自身优点，在抗震结构设计前要充分掌握这些特点，在设计中要合理设计抗震结构以有利于建筑幕墙自身优点的发挥。笔者经过考察发现，建筑幕墙有三大优点：美观、节能、容易维护。美观是建筑幕墙的基本特点，建筑幕墙的美观能够提升建筑物自身整体形象；建筑幕墙的节能功能是现代建筑的必然要求，是现代建筑实现高效节能的关键。建筑能耗是所有能耗中的重要形式，建筑幕墙的节能有助于实现建筑节能；容易维护是建筑幕墙的另一大优点，建筑幕墙具有很强的实用性，现代建筑中的建筑幕墙在设计时要考虑到它的后期维护。

二、幕墙体系构造要求

以下重点对铝合金玻璃幕墙、石材幕墙、金属幕墙以及其他类型的幕墙进行分别研究分析。

1、铝合金玻璃幕墙

铝合金玻璃幕墙的搞震能力主要与所依附的主框架的抗震能力与自身的抗震构造有着。在设计时，要对铝合金玻璃幕墙以及其所依附的建筑物分别进行设防要求。当依附的建筑物受到不大于当地设防烈度的地震影响时，普通幕墙与平行、垂直两个方向的主框架之间的最大弹性层间位移值有着重要的联系。

在强烈地震作用下，结构薄弱层产生弹性变形，在此情况下要提前进行验证。在抗震设计时，幕墙的抗震能力要大于主体结构弹性层间位移值的三倍。在多层结构设计时，幕墙的抗震能力要达到非钢性结构建筑幕墙的两倍多。

2、明框、半隐形框幕墙

明框、半隐形框幕墙的玻璃边缘与边框槽底的空隙内要使用弹性材料进行填充。隐框与半隐框板块间需要的宽度也需要控制，不应该低于12毫米，同样以弹性材料填充并密封。

3、石材幕墙

石材幕墙一般采用插件与挂件进行连接，为了防止挂勾脱出，相关标准中已经对石材面板挂装系统安装允许偏差等数值做了规定。为了实使现良好的抗震性能，对于普通的短度的槽挂件石材幕墙需要合理使用挂件槽弹性填充密封胶。而对于背栓式石材，要严格控制孔径偏差低于0.5毫米，孔深要大于15毫米。

4、金属幕墙

金属幕墙相对于玻璃幕墙的好处是具有较强的抗震性能，因为它的面板不属于脆性材料，一般的变形不会产生破坏。

5、点支承玻璃幕墙

占支承玻璃幕墙的支承头连接部位能够非常好地适应它在支承点处的转动变形，支承头的钢材与玻璃面板之间有弹性材料缓冲，它的厚度不低于1毫米，具有非常良好的抗震性能。

6、全玻璃幕墙

全玻璃幕墙的抗震性能比较差，在周边进行收口的槽壁与玻璃面板之间留下足够的空隙，宽度不低于8毫米，而且面板不要与其他的刚性材料发生接触，面板与装修面的空隙保持在8毫米以上，使用密封胶进行密封。主体结构墙体容易对全玻璃幕墙的底部造成挤压，则需要按照规范，进行悬挂。

7、单元式幕墙

单元式幕墙一般为插接类型，在单元部件之间需要有一定的搭接长长，竖向长度大于10毫米，而横向长度大于15毫米。单元式幕墙具有良好的抗震性能。

三、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1～2mm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～1mm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1mm。

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。

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。

结束语

面对近年频发的地震灾害。我国建筑幕墙起步虽然较晚，作为抗震设计的重点，建筑幕墙结构抗震设计越来越得到人们的重视。严格按照设计规范进行设计，把握建筑幕墙的特点，是科学设计的前提。在设计过程中要充分重视两个要求，一个科学的设计一般都能满足不同幕墙体系的构造要求和不同链接部位的构造要求。加强这两个方面的设计是提升建筑幕墙结构抗震设计水平，保证建筑幕墙质量，提升建筑物整体性能的关键。

参考文献

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