简单探讨玻璃幕墙与主体的连接的抗震性

[摘要] 随着我国国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，以及建筑师设计理念“人性之于建筑”的提升，建筑物越来越向高层、高档、多功能方向发展。因此建筑幕墙产品也必然向高新技术和多功能的方向发展，才能适应人们日渐增强的环保节能意识，满足市场对建筑幕墙功能的需求。因此本文主要介绍外挂幕墙对主体结构的抗震影响。

[关键词] 玻璃幕墙 抗震 影响骨架

引言

玻璃幕墙近年来发展很快，它不仅具有独特的艺术效果，设计时要考虑建筑造型和建筑结构多方面的性能要求，如力学（强度、刚度及稳定性）、防水、隔热、气密、防火、抗震和避雷等性能，这些性能与使用功能和人身安全都有着密切关系，为此建设部和北京市建委均规定了：凡是从事玻璃幕墙的设计、制作、安装企业，必须经过市建委资质审查合格后，方可进行加工制作和安装。因此在施工前，先要对设计、制作、安装的单位进行资质审查。

1、幕墙的概念

幕墙是建筑物的护墙，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。

1.1幕墙的种类和构造幕墙按材料可分为玻璃幕墙、铝合金幕墙、钢板幕墙等，按有无框架可分为有框架幕墙和无框架全玻璃幕墙。

1.2玻璃幕墙的组成。是由骨架、玻璃和附件三部分组成的。

1.2.1骨架。由纵向立柱和横档组成，它是用来支撑玻璃、固定玻璃，并通过连接件与墙体结构相连。它将玻璃的自重和风荷载及其他荷载传给主体结构，使玻璃与墙体结构连成一整体。

1.2.2玻璃。玻璃是幕墙的面料，它既是建筑围护构件，又是建筑装饰面，局部还兼起玻璃窗的作用。

1.2.3附件（连接与安装配件）：玻璃墙的主要附件有膨胀螺栓，铝拉钉、射钉、密封条材料及连接件。

1.3放线。确定墙体轴线，测量误差，做为骨架正确位置的依据。

骨架安装。骨架安装顺序为：先安装竖向的骨架（立柱），后安装横向骨架（横档）。 竖向骨架与墙体固定方法一般有两种，一种是在浇注主体结构时，做好预埋件，连接件与预埋件焊牢后，再固定骨架。另一种方法是在主体结构上钻孔，用膨胀螺栓把连接件固定于墙体，骨架再与连接件连接。前者加固牢靠，但预埋件位置往往与安装有误差。后者安装位置准确，但打孔费工，牢固性不如预埋性。 骨架安装应横平、竖直、为安装玻璃创造条件。 骨架安装应做好防腐处理，轻钢骨架应涂防锈防腐漆。铝合金骨架要注意保护其氧化膜，尤其是与混凝土接触处应在氧化膜外加防腐处理，防止碱性混凝土对铝的腐蚀。

1.4玻璃安装。玻璃安装与骨架结构有直接关系。一般有以下几种方法。

1.4.1玻璃安到铝合金框内，把铝合金框与幕墙骨架连接。这种方法适用大框架轻钢骨架。

1.4.2固定好铝合金骨架，再把玻璃直接安到骨架上，并加密封条，如同安装门窗玻璃一样。

1.4.3在不露骨架结构体系中，骨架上下不用封闭框，直接用高强度粘结材料把玻璃粘贴在骨架上，形成无框玻璃幕墙（或称作隐框玻璃幕墙）。

1.5建筑上玻璃的赏格种类:

镭射玻璃，它是将玻璃表面经特殊工艺处理形成光栅，在复色可见光源照射下，呈现出色彩绚丽的七色光束或各种图案，随着光源入射角或视角不同产生五光十色的变幻，具有迷人的浪漫色彩。

2、玻璃幕墙的结构设计分析考虑

2.1玻璃幕墙是建筑的护结构或装饰体系，由支承结构体系与玻璃面板组成，并不承担主体结构所作用的力，且相对于主体结构要有一定的位移能力。但幕墙结构体系必须能承受其结构自重，外加风荷载、地震荷载以及温度荷载的作用，并保证在上述荷载作用下幕墙结构构件不产生有害的变形，且当主体结构与幕墙产生相对位移时，不能影响到幕墙的使用性能。因此以上这些要求需要保证幕墙与主体结构之间有良好的连接性能。虽然当前玻璃幕墙已经是一项较为成熟的立面装修技术，但在大型铁路车站工程中大面积使用才刚刚开始，还有许多技术问题需要解决，其中一个重要的问题即是桥建合一主体结构中幕墙结构体系相对于主体结构的减隔振问题。同时在设计玻璃幕墙结构体系时，还要注意幕墙支撑结构体系立面的划分情况，应在关注建筑外立面效果的同时注意室内的效果，做到内外皆宜。

2.2为了保证幕墙结构所受荷载能有效传递至主体结构上，并且保证当主体结构与幕墙产生相对位移时不影响幕墙的使用性能，在设计中需要保证幕墙与主体结构之间有良好的连接性能。因此，此处幕墙体系采用幕墙主立柱与屋盖管桁架主体结构通过双铰摇臂系统进行连接的形式（见图5和图6），这样即可使得幕墙承受的水平风荷载全部传递至主体结构上，从而保证了幕墙围护结构体系在风荷载作用下的稳定；又可保证幕墙主立柱的上端可上下自由伸缩，从而能吸收主体钢结构屋面产生的变形，并且幕墙主立柱由于温度作用产生的变形不影响到主体结构的受力情况。同时屋盖主体结构在使用过程中频遇的低频振动位移变形不会传递到幕墙体系主立柱中，也起到了一定的隔离主体结构振动影响的作用。在一定程度上也起到了抗震的作用。

2.3 幕墙吊杆体系直接悬挂于屋架主结构上，使得整个玻璃幕墙的自重荷载全部由屋架主体结构承担，而不由幕墙支撑体系的主立柱承担，这样也极大地改善了玻璃幕墙支撑结构自身的受力性能。同时吊杆体系底部与幕墙主立柱固定连接，幕墙吊杆体系与主立柱的连接中设置滑移支座，即在幕墙主立柱与吊杆柱之间设置可上下自由移动的摩擦滑移件，当屋架主体结构受风载作用产生振动时，吊杆柱与主立柱间产生相对移动，二者之间相的互摩擦也将消耗掉部分振动能量，从而起到减小整个幕墙体系振动的作用。

图5幕墙结构顶部与主体结构连接示意图 图6幕墙结构底部示意图

3、玻璃幕墙与主体结构连接

3.1幕墙与主体连接，当没有条件采用预埋件连接时，采用其他可靠的连接措施，但必须通过节点强度试验决定其承载力，试验项目及承载力应由设计决定。预埋件、连接件必须安装牢固，位置正确，焊缝质量符合《建筑钢结构焊接规程》JGJ81－91的要求，并经防腐处理。

3.2幕墙连接件应有三维调节余量，可调节范围各为40mm，并有防松脱措施，受力的铆钉和螺栓每处不得少于2个。

3.3构加式幕墙立柱应采用大套管连接形式，立柱连接芯管伸入立柱每端不小于立柱空腔高度的2倍，立柱与芯管应为可动配合，上下柱间隙宽度不宜小于10mm，并应用密封胶密封。

3.4立柱与横梁两端连接应加设弹性橡胶垫片且应用密封胶充填严密。 转

3.5玻璃与构件不得直接接触，玻璃四周与构件凹槽底应保持一定空隙，每块玻璃下部应设不少于2块弹性定位垫块，垫块的宽度与槽口宽度应相同，每块长度不应小于100mm。玻璃与构件之间隙应使用弹性材料填充，不得用气硬材料填充。

3.6玻璃四周橡胶条镶嵌牢固不松脱，四角应斜向断开，断开处和中间部位应用粘结剂粘结牢固。

3.7隐框、半隐框幕墙禁止现场打注结构胶。

3.8结构胶、密封胶打注应均匀平整顺直，粘结严密牢固，无气泡，密封胶不得三面粘结。结构胶粘结厚度和宽度根据设计计算确定，同时，结构胶粘结厚度不应小于6mm,且不应大于12mm，粘结宽度不得小于7mm；密封胶施工厚度应大于3.5mm，宽度不应小于施工厚度的2倍。

3.9全玻幕墙玻璃与玻璃、玻璃与玻璃肋之间的缝隙应采用结构硅酮密封胶嵌填严密，缝隙宽度不宜小于6mm。

3.10通过双铰摇臂结构的设计，使得幕墙主立柱结构与主体结构相对独立，在正常使用过程中，隔开了主体结构产生的频遇低频振动对幕墙系统的影响，起到了一定的减振作用，但同时又能保证幕墙结构的稳定性。

3.11幕墙主立柱与吊杆柱之间设置摩擦滑移件，当屋架主体结构受风载作用产生振动时，吊杆柱与主立柱间产生相对移动，二者间的相互摩擦将消耗掉部分振动能量，从而起到减小整个幕墙体系振动的作用。

3.12过大的摇臂结构角度将对幕墙体系产生不利的影响，在实际设计和施工时，应减小双铰摇臂系统的角度，尽量使摇臂系统两端保持在同一水平高度上。

结束语

随着生活水平的提高和社会的发展，对玻璃幕墙的要求也越来越高！所以这就要求我们对玻璃幕墙的研究更加深入。因此建筑幕墙产品也必然向高新技术和多功能的方向发展，满足市场对建筑幕墙功能的需求。

参考文献

[1] 田玮.玻璃幕墙的连接计算[J].山西建筑,2006,32(1):95-96.

[2] GB50009-2001.建筑结构荷载规范[S] .北京:中国建筑工业出版社, 2002.

[3] JGJ102-2003.玻璃幕墙工程技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2003.