幕墙结构设计精选(九篇)

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第1篇：幕墙结构设计范文

关键词：幕墙；拉索；点式；预应力

中图分类号： TU394文献标识码： A

点支式玻璃幕墙是一门新兴的技术，它体现的是建筑物内外的流通和融合，改变了过去用玻璃来表现门窗，采光顶的传统做法，强调的是玻璃的通透性。透过玻璃，人们可以很清晰地看到支撑玻璃幕墙的 整个结构系统，将单纯的支撑结构系统转化为可视性、观赏性和表现性。由于点支式幕墙拥有视觉通透、结构新颖、传力可靠、安全耐用等优点，尽管它诞生的 时间不长，但应用却极为广泛，并且在日新月异的发展着。

点支式幕墙的分类

点支式玻璃幕墙由玻璃面板、点支撑装置和支撑结构构成。根据支撑结构的类型，点支式幕墙可分为3类：

（1）金属支撑结构点支式玻璃幕墙：这种结构采用金属材料作为结构支撑系统，由金属紧固件和连接件将玻璃版块固定，可最大限度地利用金属结构的灵活多变，以适应建筑结构造型的需要。

（2）点支式全玻璃幕墙：采用金属紧固件和连接件将玻璃面板和玻璃肋相连接，利用玻璃肋的侧向刚度，使玻璃肋作为玻璃面板的支撑结构。

（3）索（杆）式玻璃幕墙：支撑结构是不锈钢拉索或拉杆，玻璃由金属紧固件和金属连接件与拉索或拉杆连接在一起。

本文将主要对拉索式点式玻璃幕墙的结构设计进行简单的分析。

2、拉索式点式玻璃幕墙的结构设计

拉索式点式玻璃幕墙是将玻璃面板用爪件固定在索桁架上的点支式玻璃幕墙。它由三个部分组成：玻璃面板、索桁架、锚定结构，三者相互依存、互相制约、互相影响。

（1）玻璃面板的设计

点式幕墙的玻璃应选用安全玻璃，玻璃面板固定在索桁架的钢爪上，一般在玻璃上开洞，穿入钢爪浮头或沉头式杆件后固定。玻璃可采用单片钢化玻璃、钢化中空玻璃、钢化夹层玻璃和钢化夹层中空玻璃。当有需要时，还可进行镀膜。单层玻璃用于没有保温要求的建筑，对有保温要求的建筑应采用中空玻璃。

（2）索桁架的设计

索桁架是跨越幕墙支承跨度的重要构件，索桁架悬挂在锚定结构上，它由按一定规律布置的高张拉强度的索及连系杆组成。索桁架起着形成幕墙系统，承担幕墙承受的荷载并将其传至锚定结构的任务。

索桁架是柔性的张拉结构，在没有施加预应力之前没有刚度，其形状也是不确定的，必须通过施加适当的预应力赋予其一定的形状，才能成为能承受外荷的结构。在给定的边界条件下，所施加的预应力系统的分布和大小（这是一套自平衡的内应力系统），同所形成的结构初始形状是相互联系的。

索桁架由两层索（承力索、稳定索）以及他们之间的联系杆组成，双层索和连接杆一般布置在同一竖向平面内，双层索系要分别锚固在稳固的锚定结构（支承框架、地锚、水平基础梁等）上，这样才可以对体系施加预应力，对索系进行张拉，使索系绷紧；使索内保持足够的预应力，以保证索系具有必要的形状、稳定性。由于存在预应力，两层索一起抵抗水平荷载作用，从而整个索系的刚度得到提高。预应力双层索系是解决索桁架形状。稳定性问题的一个十分有效途径。

（3）锚定结构的设计

锚定结构是指支承框架，它承受索桁架传来的荷载，并将它们可靠地传向主体结构，同时锚定结构也是索桁架赖以进行张拉的主体，索桁架要强力拉紧厚才能形成幕墙系统。为了获得稳定的幕墙系统，必须施加相当的拉力才能绷紧，跨度越大，所需的拉力就越大，为此就须要有承受相当大反力的锚定结构来维持平衡。

索桁架要悬挂在锚定结构上进行张拉，才能形成具有固定形状和刚度的桁架。因此，锚定结构除了承受主体结构使用荷载（自重、活荷载、风荷载、雪荷载、地震作用）外，还要承受索桁架的预拉力以及索桁架受荷后产生的拉力（反推力）。而且这个拉力相当大，它产生的效应有时甚至会超过使用荷载（作用）的 效应，如果在设计建筑物主体结构时，对支承索桁架的锚定结构不考虑索桁架拉力产生的效应，拉索式点连接玻璃幕墙就无法使用（改用刚性桁架），或必须对主体结构进行加固补强（这时可能会影响其建筑效果），同时锚定结构在施工和使用过程的挠度（变位）等又对索桁架和面板产生影响，影响索桁架的有效预应力值（预应力损失值）和索桁架的形式，从而影响面板的位置和效应，面板的刚度也会影响索桁架的刚度和稳定。

3、需要注意的问题

（1）钢化玻璃不能进行机械加工，因此玻璃的切裁、磨边、钻孔等都必须在钢化前完成。

（2）玻璃孔周边是点支式玻璃幕墙的薄弱环节，应采取有效措施减少应力集中。所以玻璃版块钻孔后必须进行倒角处理，倒角尺寸不应少于1.0mm。与沉头连接件配合的孔，孔周围不得出现崩边；与浮头连接件配合的孔，当孔出现崩边时必须经修磨处理，修磨区域的宽度不得大于6mm，深度不得超过玻璃公称厚度的1/12，长度不得超过孔周长的1/4.

（3）拉索幕墙应采用低松弛不锈钢丝绳拉索并且钢丝绳拉索严禁焊接。计算时不锈钢拉索的设计值可按现行国家标准规定的最小整索破断拉力值除以2.5取用。

（4）拉索式幕墙在设计时必须预先考虑施工的步骤，尤其必须预先规定好张拉预应力的步骤，实际施工时必须严格按照规定的步骤进行，如稍有改变就有可能引起内力很大的变化，会使锚定结构严重超载。

（5）拉索式幕墙对主体结构的反力往往会很大，对建筑主体的强度要求非常高，对锚定结构的挑战也非常高，所以在设计中，要优化幕墙结构，减小幕墙对主体结构的反力，使结构体系达到最优。

参考文献

第2篇：幕墙结构设计范文

【关键词】：玻璃幕墙，结构设计，主要问题

中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：

1引言

随着玻璃工业和科学技术的迅速发展，玻璃幕墙已成为高层建筑造型的重要手段。由于玻璃幕墙具有外观漂亮、耐久性良好，容易组装维修等优点，因而广泛应用于装修标准较高的大型商务建筑、展览中心、博物馆等建筑中。在我国，对玻璃幕墙建筑功能的设计和研究早已得到广泛和全面的重视，相比较而言，对玻璃幕墙结构功能的计算和研究尚未得到应有的重视。本文对玻璃幕墙结构设计中的主要问题进行了分析，以期为业内设计人员提供一定的借鉴。

2玻璃幕墙的主要类型及其特点

玻璃幕墙由玻璃面板、连接件和支撑结构组成，它是建筑物的护体系。玻璃幕墙的建筑功能是抵抗气候、雨、光等环境力量对建筑物的影响，结构功能是承受风、地震、自重等载荷作用并将这些载荷传递至建筑物的主体结构。玻璃幕墙一般分为以下几种类型：

1）全玻幕墙

玻璃面板通过胶结材料、金属连接件或紧固件与玻璃肋相连构成全玻幕墙，玻璃肋是玻璃面板的支承梁。全玻幕墙的主要特点是通透性好、构造简单、结构无锈蚀问题，适用于大堂、大厅及共享空间等部位。

2）框式玻璃幕墙

玻璃面板直接嵌固在框架内或通过胶结材料粘结在框架上构成了框式玻璃幕墙。框架由铝型材横梁和立柱组成，是玻璃面板的支承结构。框式幕墙有明框幕墙、隐框幕墙和单元式幕墙三类。

3）点支式玻璃幕墙

玻璃面板通过金属连接件和紧固件在其角部以点连接的形式连接于支承结构构成了点支式玻璃幕墙。点支承处玻璃可以钻孔连接或不钻孔夹板连接。

用玻璃作高层建筑幕墙，不仅增添了建筑物的美观，减轻建筑物自身质量，而且还缩短建筑工期，提高经济效益，因此它是高层建筑较理想的一种外墙构造形式。但玻璃幕墙的造价约占土建总造价的30%~35%，甚至高达50%以上，因而选用时必须慎重。

3结构设计中应注意的主要问题

3.1结构设计中必须考虑的因素

玻璃幕墙为非承重墙，主要承受下列两种载荷：

1）幕墙自身重量载荷。幕墙自身载荷约为500N/m2，它对墙框的影响视支点的位置而异。

2）风载荷。风载荷是玻璃幕墙承受的主要载荷，一般不仅做正风力计算，对高层建筑特别是超高层建筑还应做负风力计算。后者容易被忽略，但却是最危险的。

为了保证幕墙具有足够的安全度，结构计算时必须考虑以下方面：

1）骨架强度和刚度。玻璃幕墙的骨架是承受风力的主要杆件，选择断面时，应首先进行强度、刚度及变形的复核，看其在最大风压下的强度及变形是否符合设计规范的要求。

2）各种连接件及紧固件。各种型号和规格的连接件与紧固件，计算时应根据受力状态分别进行复核，切不可因为是小零件而疏忽大意。因为一个小螺丝的松脱，都有可能给使用带来影响，甚至酿成大祸。

3）玻璃厚度与面积。玻璃主要是对厚度及单块使用面积进行计算。单块面积大，相应地厚度也要增大，但要用某种厚度的玻璃允许使用的最大面积来限制，且这种限制还与固定形式、风压大小有关。

3.2幕墙结构计算模型的选择

全玻幕墙由玻璃面板和玻璃肋组成。当玻璃板与玻璃肋之间连接材料的抗剪刚度无穷大时，玻璃面板和玻璃肋组成一个整体截面共同抵抗外部作用；当连接材料的抗剪刚度有限时，可偏于安全地认为玻璃面板搁置于玻璃肋上，将其自身所承受的外部载荷传递到玻璃肋上。一般情况下，连续布置的胶结材料和分析布置的金属连接件均不能达到抗剪刚度无穷大的要求，所以，全玻幕墙计算时应采用玻璃面板简单搁置于玻璃肋的计算模型。设计计算时，面板取支承于玻璃肋的单向简支板模型，玻璃肋取简支梁模型。

对于垂直地面的框架式玻璃幕墙，竖向载荷包括玻璃面板和铝合金框架以及各连接件的自重，通过立柱与楼层间的支承点传递给主体结构。竖向载荷的传递路径是：玻璃横梁梁柱连接件立柱连接件柱体结构。幕墙的水平载荷主要是风载荷，同样通过立柱与楼层间的支承点传递给主体结构。但是与竖向载荷不同的是玻璃面板承受的水平载荷要同时传给横梁和立柱，传力路径为：玻璃横梁立柱连接件主体结构。因此，在框式幕墙设计计算时，应按四边简支情况考虑玻璃面板承受水平载荷并将支座反力传递到框架的立柱横梁上。

3.3连接设计中的主要问题

立柱与横梁的连接设计是幕墙设计的一个难点，因为连接设计既要满足抵抗风载荷的要求，又要能够吸收地震作用和温差产生的热应力。设计时，只有将两个看似矛盾的要求统一起来，才有可能是好的结构。除此之外，玻璃对横梁产生的压力又是偏心压力，容易造成横梁偏转。所以，尽管立柱与横梁的连接方式种类繁多，但做好连接节点的设计要综合这几种因素才可靠。比较典型的结构有以下几种：横竖插接式、角码胀浮式、角码插接式、通槽螺栓式、双向锁紧式等。

不管采用哪种连接方式，设计中连接结构必须满足下列条件：

1）对重力载荷、风载荷、地震载荷和温度作用有足够的承载力；

2）在上述载荷的作用下，使玻璃幕墙构件不产生有害的变形；

3）当主体结构与幕墙产生相对位移时，不应影响幕墙的结构受力性能；

4）连接件与主体结构之间的锚固承载能力应大于连接件本身的承载力，而连接件的承载能力应大于幕墙构件的承载能力。

4结语

近年来，随着玻璃幕墙的广泛应用，其安全问题也得到了越来越多的关注。结构设计是幕墙建筑的基础，只有在设计源头上进行反复认真的复核，才能确保工程在根本上有安全的保障。

参考文献

第3篇：幕墙结构设计范文

关键词：建筑幕墙；设计；结构；抗震

中图分类号：S611文献标识码： A

一、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。

二、建筑幕墙结构抗震设计

2.1在地震作用下，幕墙产生两类效应，即直接效应和附加效应。直接效应是幕墙直接受到地震作用，使幕墙玻璃震碎，幕墙框架变形或破坏，连接件失效等。附加效应是当地震作用于建筑时，建筑物主体框架产生平面内外变形，引起幕墙的变形或破坏，其中平面内效应对幕墙影响最大。

2.2玻璃幕墙是建筑物中常见的幕墙结构，玻璃幕墙结构的抗震性能设计主要是满足两个基本要求。一是满足不同幕墙体系的构造要求；二是满足不同连接位置的构造要求。

2.3玻璃幕墙抗震应考虑的因素。

玻璃幕墙的抗震设计需考虑对幕墙本身设防和对幕墙所依附的建筑物主框架的变形限制。幕墙本身设防要求采用在设防烈度地震作用及其组合荷载作用下的面板不破损和幕墙框格杆件无残余变形。幕墙应依据所依附的建筑物主框架在幕墙平面内的变形确定幕墙的变形承载能力加以限制。抗震设防采用三个水准与二阶段设计，第二水准烈度地震作用是第一水准地震烈度的3倍。近似地，把在众值烈度地震作用下采用弹性方法计算的楼层层间位移与层高之比折算成第二水准弹塑性位移，就得到了与幕墙平面内变形临界值的对应值。以上分析表明，对幕墙平面内变形性能的要求与建筑结构类型有关，即要根据结构类型选用具有不同平面内变形性能的幕墙。

幕墙自身其结构上采用的各种位移、伸缩、变位能力的处理措施（如幕墙立柱层间伸缩缝、立柱与横粱间伸缩缝、板块间缝隙控制填胶、玻璃的结构胶粘接、玻璃卡槽内间隙控制、胶垫软接触等等），使得幕墙构件不承担因地震使建筑主体结构产生变位而对它产生荷载（各种弯曲、拉伸、挤压等应力），从而保持了幕墙自身结构的完整和安全以及作为建筑外墙围护可靠功能。

2.4 幕墙抗震设计一般原则

2.4.1在常遇地震作用下(比设防烈度低1.5度，大约50年一遇)，幕墙不能破坏，应保持完好。在中震作用下(相当于设防烈度，大约200年的一遇)，幕墙不应有严重破坏，一般只允许部分玻璃破碎，经修理后仍然可以使用。在罕遇地震作用下地震构造措施，应保证上述设计目标能实现。

2.4.2 非抗震设计或6－8度抗震设计的幕墙，按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96进行设计。.

2.4.3对于抗震设防烈度大于9度地区或行业有特殊要求的幕墙抗震设计，应按有关专门规定慎重设计。

2.5确立幕墙结构一般考虑问题

2.5.1具有明确计算简图和合理的地震作用传递途经。

2.5.2宜有多道抗震防线，应避免因部分结构或构件破坏，而导致整个体系丧失抗震能力或对重力的承载能力。

2.5.3应具备必要的强度，良好的变形能力和耗能能力。

2.5.4由于地震是动力作用，对连接节点会产生较大的影响，使连接发生震害甚至使幕墙脱落倒塌，所以，除计算地震作用力外，构造上还必须予以加强。

2.5.5玻璃幕墙构件由玻璃和铝合金框等组成，其变形能力是很小的。在地震作用和风力作用下，结果将会产生侧移。钢筋混凝土高层建筑结构允许侧移的规定如下：

a. 在常遇地震作用下(小震)

按弹性方法计算的楼层层间位移与层高之比μ/h，不宜超过表1的限值。

b. 在罕遇地震作用下（大震），框架结构的层间弹塑性位移应满足以下条件：

μ/h≤L/50式中： μ―― 层间位移h ――层高当柱轴压比小于0.4，且全高加密箍筋时，还可以放松20%，因此钢筋混凝土框架结构在大震时，其最大层间位移可达到层高的L/40。 其他形式的结构，位移小于上述数值

c. 由于玻璃幕墙构件不能承受过大的位移，只能通过活动连接件来避免主体结构过大侧移的影响。

例如：当层高为3.5m ，μ/h为L/70时，层间最大位移可达5O。显然，如果幕墙构件承受这样大的剪切变形。幕墙构件必定会破坏。所以，幕墙与主体结构之间，必须采用弹性活动连接。

d. 钢结构在风力和小震作用下，其层间位移限值为层高的L/200，在大震下，其弹塑层间位移限值为层高的L/70。

表1

2.5.6宜具有合理的刚度和强度分布，避免因局部产生过大的应力集中或塑性变形集中，对可能出现的薄弱部位应采取措施提高抗震能力。

2.5.7构造点的承载力不应低于其连接构件的承载力。

三、幕墙不同连接部位的构造要求

3.1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。

3.2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。

3.3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。

3.4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。

第4篇：幕墙结构设计范文

关键词：隐框幕墙；中空玻璃；结构粘结；设计

中图分类号：S611文献标识码： A

一、引言

随着时代的进步，现代化建筑越来越多的采用幕墙作为外装饰。这不仅是因为幕墙具有无可比拟的装饰性，而且幕墙把建筑对外装饰的各种功能要求完美的结合了起来。设计合理的幕墙能实现抗风性、防水性、抗震性、保温和防火等各种功能。其中隐框玻璃幕墙是指面板材料为玻璃的，金属框架的构件完全不显露于面板外表面的框支承玻璃幕墙。隐框玻璃幕墙是幕墙中应用最早、最多的基本幕墙形式之一，这种幕墙形式中使用了硅酮结构密封胶这种高科技产品进行玻璃的安装固定，也是幕墙形式中唯一的采用结构胶粘接力固定面材的一种幕墙形式。这种结构形式决定了玻璃必须以硅酮结构胶与铝合金型材粘接的形式实现安装，而此种粘接形式的不同，就决定了幕墙系统的不同。

二、中空玻璃结构粘结

2.1中空玻璃结构粘接特点

结构粘接装配中粘接体型式有两种（图1、图2）：

H型――两面粘接。中空玻璃单元件与金属框架的两平行表面的粘接，将玻璃与框架系统结构性装配在一起并形成一道防水密封；

∏型――三面粘接。将内、外片玻璃与间隔条粘接成一体。由于间隔条与两玻璃表面垂直相交，形成三面粘接，受力变形时粘接面交汇处将受撕裂，该粘接形式一般不为结构采用，而中空玻璃采用这一形式是为满足控制可视空间、限制一道密封体过量位移并防止间隔条“游走”的要求 。

H型粘接体一旦失效，将导致中空玻璃单元件与框架结构脱离；∏型粘接体失效，中空玻璃将丧失功能甚至解体，导致外片玻璃坠落，而∏型粘接结构受拉伸时，间隔条粘接设计必须充分考虑产品结构特点。

2.1.1荷载及荷载传递

作用于中空玻璃的荷载除风荷载外，应考虑自重产生的永久荷载、热位移产生的剪切力、玻璃非线性挠曲产生的拉力、固化收缩引起粘接体剪力、建筑构件变位引起作用力等，还应考虑使用中粘接体物理性能变化引起因素等 。主要受力及力传递情况可有以下分析。

横向荷载――作用于中空玻璃外片的负风压荷载产生向外的横向拉力，通过∏型粘接体传递到内片玻璃，再由内片玻璃传递给H粘接体，最终传递到金属框架系统。

在负风压下外片玻璃外向挠曲，部分作用力通过中空玻璃内气压传递给内片玻璃，传递荷载的份额与玻璃厚度相关（图7）。

自重产生切向永久荷载――在无自重支撑条件下，玻璃自重产生向下的永久剪切荷载。外片玻璃的自重荷载通过∏型粘接体传递给内片玻璃，再由内片玻璃将中空玻璃单元件的总自重传递给H粘接体，最终传递到金属框架系统。

热位移产生切向荷载――中空玻璃是隔热材料，环境温度变化引起内外温差，玻璃间的热位移产生作用于∏型粘接体的切向荷载。切向荷载大小取决于板片尺寸和温度变化，室内外温差每天可有一个峰值，每年可能有几个极大值。处于室内的H型粘接体受温差位移也产生切向荷载，但室内环境温度变化不大，位移量较小。

气体膨胀产生横向荷载――中空玻璃可视作密闭容器，环境温度升高，内部气体膨胀对玻璃产生向外的横向荷载并作用于∏型粘接体（图8）。横向荷载每天随温度变化出现峰值，每年有几个极大值。

2.1.2中空玻璃结构粘接设计

极限状态设计原则是结构构件或连接的应力不应超过材料强度（包括疲劳），不应产生不适于继续承载的过度变形 。JGJ102规范5.6要求结构胶粘接设计的粘接宽度应保证荷载下结构胶的应力不大于结构胶强度设计值f1（0.2MPa），规定拉伸应力0.14MPa时的伸长应变（%）为结构胶的变位承受能力（δ），要求结构粘接体厚度尺寸应保证结构位移时不产生大于δ值的应变（%），即应变对应的应力不大于0.14MPa（f1）。按照这一原则，规范分析两面粘接（H型）受力情况，给出粘接宽度、厚度及结构胶δ值选择的多个计算公式。∏型粘接体具有不同于H型的结构特点及受力情况，应考虑这些验算公式的适用性。

2.2风荷载下粘接宽度的设定

中空玻璃∏型粘接体在横向荷载作用下产生拉应力和局部撕裂应力，应力分布及应力变化决定于荷载大小、品牌结构胶材质、间隔条尺寸及形状、环境条件等因素相关，可变因素和不确定未知数较多，难于精确地确定实际应力及应力分布。考虑降低建筑使用期内中空玻璃更换频度和维护花费的因素，粘接设计要保证不出现结露、渗水和耐久密封。考虑以上因素，应适当减小结构胶强度设计值，以缓解粘接设计对∏型粘接及粘性变化的忧虑2。

考虑中空玻璃单元件形状和尺寸等因素，考虑玻璃非线性挠曲的荷载传递作用与内外片玻璃板片厚度相关（图7），不考虑一道密封胶的作用，中空玻璃结构粘接宽度（Cs，mm）可按公式（1）验算：

2.3永久荷载作用下粘接宽度的设定

隐框幕墙不宜推荐中空玻璃在无支撑装置条件下安装，如果一定要这样安装，密封胶厂、玻璃厂家及专业设计人员应对评定设计细节。这样安装的中空玻璃的外层玻璃板片自重将由∏型结构粘接体支撑，应限定结构胶强度设计值f2不大于7kpa，为避免外玻璃板片自重产生的剪应力使两玻璃板片错动，导致一道密封胶变位诱发内空间结露、渗水，或宜采用更小f2值（如3.45kpa）2,6。不考虑一道密封胶的贡献，可按下式计算∏型粘接体的粘接宽度Cs：

大；为减少安全风险f2宜取值345kPa，粘接宽度计算结果为14.8mm。

结果表明选用结构胶的柔量（δ）不应小于10%，即应变10%的模量不应大于0.14MPa。但这样的计算结果可能不足以满足中空玻璃结构粘接要求，因为∏型粘接结构在同样位移下应力远大于0.14MPa（参见表1），必须选用变为能力δ值（柔量）更大的结构胶才能保障位移时应力不大于强度设计值，所以以上计算只是满足中空玻璃结构粘接选材的起码要求2• 。此外，中空玻璃结构粘接体可能还应考虑其他位移因素，如高温下气体膨胀引起中空玻璃内外面板挠曲引起的位移（图8），其量值与温升及面板尺寸相关 。

柔量（模量）表征硅酮结构胶力学特性，随配方和制备工艺变化，欧洲规范产品符合性要求柔量（模量）测试值不应超出均值的75%6。GB 16776强制要求结构胶产品检验报告应力－应变关系（10%、20%、40%伸长率时的应力）以表征其δ值，中国幕墙网公示对比国内20多个产品的应力－应变特性，品牌产品的柔量（δ）范围约为3%～11%可供结构粘接设计选用，可见δ取值没有随意性，必须对应于某一品牌胶，例如：粘接计算随意取值δ＝40%，固然可大幅减少粘接厚度，但符合要求的结构胶不存在，无胶可用。幕墙工程中需要高、中、低模量（柔量）不同的结构胶，分别满足不同工程设计要求，所以产品标准GB16776、ASTM C1369及ASTMC1401、ASTM C1294、prEN15434、E002 等规范，均要求报告产品模量。

有人认为只有高模量结构胶才能保证中空玻璃密封性，要求拉伸10%模量必须高于0.14MPa，这种误解可能使一些质地刚硬的结构胶进入建筑工程，导致粘接结构高应力状态，诱发粘接早期破坏3。所以，密封胶模量（柔量）选择显得十分重要。

三、结语

现代建筑技术日新月异，发展迅猛，作为建筑师要通过工程实践不断更新所掌握的知识技术，才能做出更好的判断，更好的为工程建设服务。中空玻璃结构粘接失效造成外片坠落的偶发事故，可能与结构粘接设计和选材考虑不周有关，应通过试验深入研究结构粘接特性和分析相关因素的影响，提高结构粘接设计的合理性。

参考文献

[1]徐震.《隐框玻璃幕墙施工技术》,山西建筑，2010；

第5篇：幕墙结构设计范文

关键词：现浇剪力墙；转换层；模板；支撑；验算；质量控制；

1工程概况

某建筑工程，为商住一体的高层建筑，地下2层，地上32层，采用现浇剪力墙结构，面积33589m2。根据建筑功能的需要，该工程结构在标高18.00m楼层设置了转换层，采用800×2500、600×2500、600×2200、600×1800、500×2000以及600×1800、600×1500等大截面的梁构件，该层层高为5.7m，混凝土设计标号为C45。

2模板总体设计

本文以较典型的转换层大梁800×2500作为设计算例，梁模支撑均采用48×3.0钢管支撑系统，模板支架搭设高度为5.5m，梁侧模内龙骨采用80×100mm木方，间距250mm，外龙骨采用双钢管48mm×3.0mm。对拉螺栓直径20mm，布置4道，从梁底自下而上间距分别为350、500、500、550mm，沿跨度方向间距500mm；梁底楞木为80×100，支撑立柱间距（跨度方向）为450，梁底增加3道承重立杆。

施工时底层立柱支撑在混凝土顶板上，并脚手板垫板，其长5cm厚，宽25cm～30cm。支撑处按@1500设水平拉杆和剪刀撑。根据设计标高首先对支柱高度进行调整，然后安装梁底模板，并拉线找平。

3模板设计验算

3.1梁侧模板计算

（1）梁侧模板面板的计算

面板为受弯结构，因此需对其抗弯强度和刚度进行验算[1]。将模板面板参照简支梁计算。，宽度取0.25m。则荷载计算值为q=1.2×54.000×0.250+1.40×3.600×0.250=17.460kN/m

截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

W=25.00×1.80×1.80/6=13.50cm3；

I=25.00×1.80×1.80×1.80/12=12.15cm4；

经计算可得：最大弯矩M=0.109kN.m；最大变形V=0.49mm。

面板抗弯强度计算值f=0.109×1000×1000/13500=8.074N/mm2

面板最大挠度计算值V=0.49mm

（2）梁侧模板外龙骨的计算

外龙骨承受内龙骨传递的荷载，按集中荷载条件下的连续梁计算，集中荷载P取横向支撑钢管传递力。

经计算可得：最大弯矩Mmax=1.496kN・m

最大变形Vmax=0.529mm

最大支座力Qmax=36.762kN

抗弯计算强度f=1.496×106/9458000.0=158.17N/mm2

支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2，满足要求。

支撑钢管的最大挠度小于500.0/150与10mm，满足要求。

（3）对拉螺栓的计算

经计算：N=fA=36.762

3.2梁模板扣件钢管支撑验算

本模板支架搭设高度为5.5m，采用的钢管类型为48×3.0。梁支撑立杆的横距（跨度方向）l=0.45m，立杆的步距h=1.50m，梁底增加3道承重立杆。

计算中考虑梁两侧部分楼板混凝土荷载以集中力方式向下传递，集中力大小为F=0.9×1.20×25.000×0.200×0.500×0.450=1.215kN。采用的钢管类型为48×3.0。

（1）模板面板计算

模板面板按照多跨连续梁计算，考虑的作用荷载有梁与模板自重荷载、施工活荷载等[2]。

①荷载的计算

a.钢筋混凝土梁自重：q1=25.000×2.500×0.450=28.125kN/m。

b.模板的自重线荷载：q2=0.500×0.450×（2×2.500+0.800）/0.800=1.631kN/m。

②抗弯强度计算

经计算得：0.273×1000×1000/24300=11.235N/mm2

面板的抗弯强度设计值[f]取15.00N/mm2，满足要求。

（2）梁底支撑木方的计算

按照三跨连续梁计算，最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值。

均布荷载q=10.731/0.450=23.846kN/m

最大弯矩M=0.1ql2=0.1×23.85×0.45×0.45=0.483kN.m

最大剪力Q=0.6×0.450×23.846=6.439kN

最大支座力N=1.1×0.450×23.846=11.804kN

本算例中，木方的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

W=8.00×10.00×10.00/6=133.33cm3；

I=8.00×10.00×10.00×10.00/12=666.67cm4；

木方的抗弯计算强度f=0.483×106/133333.3=3.62N/mm2≤13.0N/mm2，满足要求！

通过变形受力图计算的最大支座力除以跨度可得均布荷载值为19.397kN/m

则最大变形量：V=0.677×19.397×450.04/（100×9500.00×6666667.0）=0.085mm

木方的最大挠度小于450.0/250，满足要求！

4混凝土浇筑及安全要求

①混凝土应先浇筑结构柱，待混凝土强度达到70%后，方可浇筑该层结构的梁、板混凝土。

②在转换层施工混凝土浇筑时，其下两层的模板及其支撑不得拆除。

③混凝土浇筑时，考虑到架体的受力均匀性，混凝土采用2台汽车泵从中间向东西两边对称浇筑。

5质量控制要点

①严格按照设计尺寸搭设，立杆和水平杆的接头均应在不同的框格层中进行错开设置。

②按要求设置剪刀撑：沿支架四周外立面应满设剪刀撑；中部在纵横向每隔10m设竖向连续式剪刀撑，其宽度宜为4m～6m，并在剪刀撑部位的顶部、扫地杆、梁立杆支撑等处设置水平剪刀撑。

③确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于规范要求。

④施工时，应确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的，且每个扣件的拧紧力矩都要控制在45N・m～60N・m，钢管不能选用已长期使用且发生过变形的。

6结束语

总之，模板支撑施工属于一个系统工程，针对现浇剪力墙结构转换层截面大、梁高、施工荷载大的特点，只有在对支撑系统进行分析验算后才能科学确定支撑布置形式。另外，施工中应严格按照设计方案进行施工、检查，确保转换层主体结构的可靠度与安全性。文中通过具体实例，对模板支撑系统的施工技术进行研究与优化设计，不仅保证了施工过程中模板支撑体系的稳定与可靠性，还提高了工程质量。

参考文献

第6篇：幕墙结构设计范文

关键词：工民建护结构设计原则

中图分类号：S611 文献标识码：A

工民建建筑是人们日常生活中必不可少的建筑，更是我国建设中的基础性建筑行业。由于人们对居住场所的要求越来越高，使得工民建建筑的保暖、通风、隔热性都要符合生活品质的需要。因此，在科技日新月异的今天，工民建的结构设计也应该随着社会需求而发展，并对其设计的程序、设计的观念、建筑材料和施工技术等进行分析，使建筑的实用性和使用性更贴近人们的日常需求。

一、工民建建筑护结构设计的概念

一直以来，能源是我国国民发展的根本，能源数量的多少深深的影响着我国人民的生活，同时，随着我国经济和科学技术的不断发展，能源的消耗量也不断增加，逐渐减少的能源使我国的生产压力也增大。如果不进行合理、科学的设计，不仅会影响人们生活的稳定性和安全性，在一定程度上也造成了国家资源的浪费。所以，在进行工民建护结构设计的时候，要注重对资源的合理利用。

工民建建筑的护结构主要包括建筑的外窗、外墙、屋面等部位，这些部位由于与人们的日常生活联系不多，所以在建筑过程中常常容易被忽略。由于护结构一直处于外部环境中，雨雪天气和风吹日晒都影响着护结构的正常使用，并且，护结构也与自然界的热量进行了交换，对室内温度也是有影响的，直接关系着日常生活的舒适度。因此，在工民建建筑护结构进行设计的时候，要全面考虑到外部环境对护结构寿命的影响和护结构的设计对室内舒适度的作用。

工民建建筑护结构设计原则

1、合理利用建筑学设计

在进行工民建设计的时候，建筑学设计是涉及到的第一个环节，应根据建筑力学、美学等来进行设计，并保证建筑的功能性和实用性。尤其需要注意的是，建筑设计方案对建筑物保暖、隔热、采光等方面的设计，如果在这些方面设计的不合理，就会在使用的过程中发现采暖、降温等的问题，并使照明光源等加倍使用，造成了资源的浪费，并且如果在后期进行改装的话，会增加了成本，也浪费了能源，与可持续发展的原则相背离。

绿色能源的设计和应用

在工民建建筑护结构设计的时候，要尽可能的多采用绿色能源，当前主要的绿色能源有太阳能、风能、水能等，这些能源取自于大自然，如果妥善的利用，能为建筑节省很多资源，并且这些资源不存在污染环境的现象，所以也提高了建筑物护的绿色环保功能。对绿色能源的设计和应用，也能满足建筑物的取暖、照明等功能，大大的节约了能源。

不可再生能源的设计和应用

如果上述两种方法无法满足建筑物的需求，就需要提供不可再生能源进行补给，由不可再生能源为建筑物提供热能、电能等能源。由于不可再生能源的消耗量较大，并且成本较高，所以在设计的过程中尽量减少对不可再生能源的使用。

工民建建筑护结构设计的策略

1、护材料的选择

在外维护结构设计的过程中，材料的选择是非常关键的，决定着建筑造价、环保性和安全性。

目前的建筑护材料有玻璃、金属、木材、石材和其他人造材料等，在这种材料之中较为复杂的是玻璃幕墙（包括明框、隐框、全玻和点式幕墙四种），安装防止大致有三种，分别是单元式、半单元和构件式，从形式和原理上又分为薄型和双层两种。在进行设计的时候，设计师要了解建筑物的具体使用情况，并且熟悉各个材料的功能和优缺点，有针对性的进行护材料的选择。同时，设计师也要了解材料的施工工艺，对其安装的难度有一定的了解，例如，明框幕墙的施工技术较为简单，是将其四边用压条固定在金属框上，价格也比较低廉；隐框幕墙相对于明框幕墙的技术水平要求较高，需要用结构胶粘贴到金属架支撑结构上，对结构胶粘合剂的要求也较高，并且安全系数较低；全玻和点式幕墙的造价与前面两种相比更高，但是能够制造通透的视觉效果。

护材料的选择还要考虑到对环境的污染和可持续性发展的问题，在选择材料的时候尽量采用绿色环保材料，降低材料对周围环境的污染，少使用反光性强的材料，防止光的折射造成的光污染。同时，材料的选择要尽量能够与自然资源相结合进行利用，例如材料能够吸收太阳中的热能传递到室内，增加建筑物的保暖系数。

护结构的施工工艺选择

设计师除了对工民建建筑护结构的材料要有了解，还要进行施工工艺的选择。我国的施工中较常使用的是构件式幕墙，但是这种施工工艺由于现场工作量大所以也较难对施工的质量进行控制。单元式幕墙是在工厂中先组装完毕，在运到施工现场进行安装，相对构件式幕墙，单元式幕墙显得更为精致，线条也更为突出。

设计师在对施工工艺进行选择的时候，既要考虑到工艺与建筑物整体的效果，也要考虑到施工工艺的难易程度和造价，尽量采用最经济实惠的施工工艺来达到最佳的效果。

细部设计

目前国内的设计师往往只注重整体的设计，注重对材料的选择和对墙面的分割，而未对细节部分进行详细的考虑。虽然细部设计相对来说较为复杂繁琐，但是细部设计是保障护效果和安全性能的重要环节，也考验着设计师的综合实力和设计经验。设计师在进行细部设计的时候，也要考虑到整个工民建建筑的整体结构，同时也要对护的手里和位移容差进行分析。

在施工中，细部设计中还有许多问题需要设计师和施工单位共同进行考虑，例如，材料的配置对护的性能和外观都有直接的影响，从施工工艺的角度，施工单位会针对护的安全性、隔热性、环保性、节能性、隔音性和美观性等方面对护的材料和细部设计提出更高的要求，这就需要设计师针对这样的问题进行细部设计，选择具有特殊功能的细部材料，使护结构的基本功能得到有效的发挥，也能很好的解决采光、保暖的要求，并且实现绿色环保的特性，避免对周围环境的污染，同时能有效的隔绝室外的噪音，并且增加护结构的美观度。

再对护的结构设计上也要注重合理性的应用，例如，在开窗的位置和开窗的大小设置上，要充分利用太阳光照发挥的采光作用，尽可能保持室内长时间的光照，尽可能降低照明设备在白天的使用率。并且，可以增加屋顶的利用，将屋顶的一部分设计为天窗或者是玻璃，增大采光的面积，更好的对太阳光线进行了利用，合理的对其设计也可以增加护结构的美观度。

结语

通过上文对工民建建筑护结构的设计概念、原则、策略的分析，我们可以看出，护结构设计对工民建建筑的作用是非常大的，影响着居住着的安全性和舒适度，与人们的生活健康息息相关，并且能起到保护环境、节约能源的作用。设计师要从使用者的角度出发，更好的利用各种能源，增强工民建建筑的实用性和功能性，进一步促进我国建筑行业的发展。

参考文献：

[1]彭思敏．论高层建筑设计与城市空间．消费导刊，2008（8）.

[2]孟庆林．超高层建筑节能设计亟待重视．建筑装饰材料设计，2008（2）.

[3]周柏驹. 工民建建筑的护结构设计策略研究. 工程科学.

第7篇：幕墙结构设计范文

关键词：幕墙设计 存在的问题 原因探析 解决方法

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

我国幕墙设计存在的问题

1、重要性认识不够

很多建筑单位对幕墙不重视，也不了解,将它当成一种提升建筑档次的附属品。并在建筑设计和建筑施工完成后才进行幕墙设计,且没有专门的部门负责,工作职能划分也不明确,有关幕墙设计的部分直接划给幕墙公司。再者由于施工完成，大体已经定型，才进行幕墙设计，造成幕建设在需要更改墙体、幕墙设计或者更换材料时影响其质量和安全性。

2、幕墙设计并入施工设计

我国现行多采用将幕墙设计纳入施工设计内，幕墙设计服务于施工设计，幕墙设计没有专门的安全监督机制，并且采用招标方式使得低端的设计单位多成为中标者，幕墙设计的资金和技术投入会越来越少，进步的动力不足。

3、图纸设计存在问题

图纸设计不规范。一些施工单位自己设计，技术深度不够，预留计算错误或没有，图纸解释省略，图纸按照其建设施工图纸设计，缺乏规范。一些低端的设计公司能力不够，深度计算问题得不到解决，在施工中还要专门讲解。

审核周期长。一些重要项目，图纸会送往国外幕墙设计咨询公司审核，为方便看懂，还要将图纸翻译外文，审核后还要翻译成中文。经过过多的环节，耽误的时间较长，延长了审核周期。

4、限于结构设计

目前，幕墙设计限于结构设计，对于理念和整体构造设计不够。

5、幕墙设计与施工设计不相融

幕墙设计与施工设计本是一个统一的整体，两者相互影响。现实中，大多数幕墙设计与施工设计分开进行，或者幕墙设计归于施工设计，后果就是幕墙设计在施工中与施工设计不相容。

6、与周围环境不协调

很多幕墙设计只追求经济效益，没有考虑对环境的影响，与建筑不协调，与周围建筑环境不协调，还有可能造成光污染等问题。

幕墙设计存在问题原因分析

任何问题出现都有其原因，幕墙设计问题，究其可分为社会和技术原因。

1、社会原因

地位不对等。主办方地位高，招标方地位低，弱方的幕墙设计单位无法独立的按自己意愿设计。在我国幕墙设计公司发展时间短，各种现实原因导致幕墙设计行业相对于建筑行业相对弱小，所以幕墙设计听从和依附于建筑设计，各种设计被建筑设计者省略忽视。

市场不成熟。我国幕墙设计发展落后,发展缓慢，投入少，专业的幕墙设计单位较少，大多设计公司不够专业。

行业体制不健全。行业规章制度不完善，法律缺失，幕墙设计没有明确的划分。招标项目使设计价格低廉的设计公司脱颖而出，那些造价高的设计埋没，幕墙设计与幕墙施工一起招标，导致责任不明确。

缺乏监督。幕墙设计没有专门的监督部门，设计好的图纸审查也缺乏监督。

2、技术原因

（1）设计能力不够

我国幕墙设计行业发展晚，缺乏幕墙设计的专业知识书籍和幕墙设计的专业性技术精英人才，并且大型的幕墙设计项目设计能力不够，要咨询国外专业的幕墙设计机构。

（2）幕墙施工能力不够

我国幕墙行业发展落后，一些高端设计在施工中无法完成，给幕墙设计增加了难题。

幕墙设计问题解决对策

1、加强对幕墙设计的重视

首先应加强对幕墙设计的了解，设置专业幕墙设计培训班，多发放一些有关的幕墙设计专业书籍、报刊和杂志，培养一批幕墙设计专业人员，提高领导层对幕墙设计的重视。其次，将幕墙设计的经济效益体现出来，让所有利益相关者都主动重视幕墙设计。

2、图纸绘制更专业化

图纸绘制严格按照绘制原则进行，与施工图纸严格区分，各种标注，解释不应省略，对于不同结构的图纸采用不同的绘制方法，对于专业默认的标注应作解释，让专业外人士也能看懂。做到专业化才能使图纸更客观反映设计者思想，施工者更好看懂图纸按图纸建设出合格的幕墙。

3、完善法规

有关部门制定法规规范幕墙设计，规范建筑行业，对大型的、重要的设计项目进行专业化设计和专业化监督。改变招标方法，将幕墙设计招标和幕墙施工招标分开进行，出现问题分开承担责任，各自对自己的项目负责。独立幕墙设计，规定业务范围，防止幕墙设计并入建筑施工设计中。

4、统一幕墙设计和建筑设计

建筑是幕墙的依托,幕墙是建筑的外在表现，两者是统一的整体。结构是建筑设计的一部分，如果只重视幕墙设计，那么建筑也就缺乏建筑性。另一种就是将幕墙设计纳入建筑设计中，忽视幕墙设计。因此，幕墙设计要服务于建筑设计的整体风格。幕墙设计是人们对建筑的第一感受，体现建设师的思想，影响建筑是否成功，所以幕墙设计要得到相应的重视。

5、注重幕墙的安全

建筑行业安全应放在第一位，一切设计、建设应保证质量安全，因此幕墙设计也要保证其安全。所以幕墙设计应计算好各个结构的安全性，要避免其安全隐患。

6、应遵循幕墙设计的原则

幕墙设计的结构原则和一般原则。

1)结构原则：

a.幕墙不承重,设在承重主体或悬挂在承重主体上,免荷载和地震作用。

b.幕墙有一定的承载力，有足够的刚度，避免外力作用产生变形和位移，严重产生破坏。

c.抗震性幕墙的易碎构件在风力作用下不脱落和破坏，保证足够的位移。

d.抗震性幕墙的易碎构件在地震作用下不易碎，强震下可修复，特大强震基本结构不脱落变形。

e.幕墙结构设计应考虑荷载、地震和温度作用的影响，保证安全。

2)一般原则：

幕墙设计应考虑建筑风格和功能，不能只考虑美观，忽视功能及与周围环境的协调，综合考虑幕墙设计的整体效果。

注意节能。幕墙设计选择材料和设计的结构选择最合适的，不能为表现豪华故意浪费，预留的结构故意放大，造成浪费。

注意幕墙设计的面积。建筑能接受科学合适的通光量，幕墙通光面积不大于幕墙面积的15%，也不应过小，应有足够的通风和冬季的通光。

幕墙楼层间应设防火隔断，避免火灾向上蔓延。

幕墙应考虑设隔声设置，隔绝隔断与幕墙间的声音传播。

设置幕墙的维修、清洗设施，幕墙高超过四十米应设清洗机。

幕墙应设有防雷设施，防止幕墙的金属结构引来雷击。

（2）遵循幕墙设计原则设计

在结构上按围护结构设计，根据地域设置抗震结构，受力科学，充分考虑荷载、温度和风压力等因素的影响；在材料上，既要考虑经济性，又要考虑美观和建筑以及周围环境的协调，各种尺寸合理科学；在维护和安全上，设置安全构件，考虑各种维修细节，安装防雷、防火和防风设施，采用隔音材料，装置清洗设施和维修预留。

3.7把握幕墙设计的发展方向

形成完整的体系

国外建筑相对发达，其幕墙设计已形成完整的体系，所以国外的设计发展水平相对比我国先进，因此我国要提高幕墙设计水平，必须形成完整的体系，完善和超越国外幕墙设计水平。

（2）幕墙顾问完成幕墙设计

国外幕墙设计都由幕墙顾问完成，他们具有高水平的设计能力，其设计图纸完善、科学。我国幕墙设计院不具高水平的设计能力，因此我国需要大力培养高水平的幕墙设计人才，利用幕墙设计顾问有效解决这一问题。

四、结语

幕墙设计在现代建筑中越来越流行，因此提高幕墙设计能力，减少幕墙设计出现的问题，使得幕墙设计更加科学化，更加安全、美观和人性，需要幕墙设计行业和相关利益者共同努力。

参考文献

第8篇：幕墙结构设计范文

关键词：钢结构；工业建筑设计；悬挑结构设计；线状轨迹错列

引言

科技水平的不断进步，使得工业发展对钢结构建筑物设计使用的安全稳定需求越来越大。然而，受设计内容与工程建设环境的复杂性，使得设计实践效果并不理想。这种情况下，相关人员应加大钢结构工业建筑物的设计研究力度，以使其作用于实践的高稳定性、低造价成本与施工操作简便等效果充分发挥出来。即在掌握钢结构工业建筑物设计应用局限的情况下，找出优化设计控制实践的策略方法。于此，钢结构工业建筑就能更好地服务于当前现代化经济建设步伐，进而推动经济建设的全面发展进程。

1研究钢结构工业建筑设计实践的现实意义

当前阶段，钢结构已经在工业建筑行业中得到了广泛应用，其不仅能提高施工进度，还能使钢结构构件的作用效果得到应有发挥。与钢筋混凝土结构的工业建筑相比较，其自重很轻，有利于控制工业建筑的整体重量。在环境保护方面，由于钢结构是由钢材构成的，因此，不仅能够满足工业建筑市场环境对建筑物提出的高效能与高强度要求，还能实现循环利用目标。然而，随着经济发展速度的不断加快，工业建筑对钢结构的应用实践效果需求越来越大。故，相关建设人员应不断优化钢结构工业建筑的设计与计算，来使结构作用更趋稳定。在此之前，研究人员应先对已建钢结构工业建筑设计使用效果进行分析，以找出局限问题所在，进而使优化设计控制措施的应用实践更具针对性[1]。

2钢结构在工业建筑设计中的应用局限

就目前来说，工业钢结构的建筑设计，并未得到应有的重视与研究控制。这是因为传统的混凝土施工结构设计理念，始终影响着设计建设人员的判断，即认为工业建筑设计只有采用混凝土结构，才能更具安全稳定效果。这种情况下，就导致工业钢结构建筑体系仍存在诸多不合理问题，如多种配套体系不健全、屋面、防腐、墙体以及保温隔热的配套材料使用未达到钢结构稳定性控制要求[2]。据权威数据统计，我国设计使用的钢结构工业建设，与西方发达国家相比较，在技术水平与设计理念方面，均处落后阶段。再加上，投入不足导致的专业人才素质培养、开发新产品以及设备安装制作等，均未得到有效控制，这在很大程度上阻碍了工业建筑行业的现代化建设进程。这里的专业人才素质培养问题是指，钢结构工业建筑设计人员并未掌握相关领域的新兴知识，导致新设计理论难以落实于当前的工业建筑行业市场环境。此外，钢结构工业建筑设计人员也未关注挖掘材料与施工方法的改进，仅仅依靠工作经验，来确定工程建设方案。于此，工业钢结构的设计作用价值，始终未在建筑方面充分发挥出来。故，相关建设人员应加大对此内容研究力度，以缓解现代化经济建设背景，对工业发展所提出的需求压力[3]。

3钢结构工业建筑设计实践控制策略

3.1功能结构设计实践

工业建筑物与其他类型的建筑物相比，在设计功能方面对工业特色有突出要求，例如，设计人员要将建筑物的通风、采光以及排水等内容，作为基础功能进行设计实现。以贵州地区某工业建筑物为例，其充分考虑了结构通风功能效果不高，可能带来的大量烟尘、蒸汽以及有毒气体影响，采用了现代建筑材料，来完成钢结构主体建筑物的设计。基于该工程项目对功能结构设计的要求，设计师还针对工程建设使用过程中可能出现的结构变更，故，在主承重支架固定的基础上，还提高部分活动支架设计的灵活性。于此，该钢结构工程建筑功能结构设计，就能满足建设使用阶段的各种功能变更要求，进而提高建筑物的建成使用效率[4]。

3.2墙体材料设计实践

该设计实践内容，设计人员大多会出于对造价成本与安全方面的考虑，将钢结构工业建筑的墙体结构，如墙面材料设计为彩色钢压板。根据当前的行业市场环境，如将波形肌理作为钢压板的选用依据，可供选择的墙面材料有：V形板、U形板以及波纹形板。墙体材料设计人员要结合钢结构工业建筑物的实际情况，确定不同的铺设方式，如横向、纵向以及组合铺设。此外，为提高墙体材料设计的美观性与整洁效果，设计师还可选择玻璃立面与金属幕墙材料，组成墙体结构。其中金属幕墙材料，钛型板与铝合金板，则要在完成辊压与冷弯的基础上，再作用于钢结构工业建筑物的墙体结构。而且，其还要比金属材料具有更强的防腐效果、防火功能以及导热功能，且不易受到较大破坏影响。因此，墙体材料设计人员可将金属幕墙作为未来钢结构工业建筑物墙体材料设计的主要方向[5]。但在现阶段，金属幕墙的造价成本高，因此，多数用于民用建筑工程类型。故，研究人员应从长远的角度进行分析，即通过借鉴国外先进国家的金属幕墙设计技术，即通过实践太阳能控制与传导光纤设计，来降低该类墙体材料的应用成本，进而提高其作用于实践的节能环保效果。

3.3整体结构设计实践

3.3.1线状轨迹错列设计

从整体角度来看，具有块状、错列轨迹线状等特点的钢结构工业建筑，其结构设计结构就是：线状轨迹错列设计。该设计方法，能够将工程建设的地形条件进行有效利用，即通过“化整为零”来提高建筑物设计使用的整体性与效率。此设计条件下，建筑能够从角度观察，在很大程度上提升了建筑物的美观效果。

3.3.2纵向错列设计

该设计方式主要作用于钢结构工业建筑的局部错列情况，即实际设计过程，要充分考虑不同高度设备的要求，来提高空间错列设计的科学合理性。研究表明，应用这种设计技术，不仅能够实现建筑内部结构功能区域的划分，还能为大型机械设备的安装运行提供作业环境。同时，纵向错列，还能提高建筑物的采光与通风效果，进而使其外形特征得到凸显，进而达到钢结构工业建筑对美观效果提出的设计要求[6]。

3.3.3横向错列设计

该设计技术为新型的设计结构，其在钢结构工业建筑中的实践主要作用于集装箱式的横向多层建筑物。具体来说，建筑物能够在承重柱的控制下，将工程涉及的工程空间资源充分利用起来，以实现逐层横向延展连接的目标。此外，设计人员还可将单个箱体自成功能与内部相互连通功能，设置成大空间，以提高建筑物高层办公区的通风效果。这样一来，两个不同的钢结构工业建筑物高层就能实现连接，进而通过减少直线距离，来提高建筑物建设使用的效率价值。3.3.4悬挑结构设计作为钢结构工业建筑物的室内外空间有效利用手段，悬挑结构设计，主要用于室外产品的装车与物流控制。此过程，设计人员充分利用了钢结构建筑的延展特性，将屋面与屋顶结构向外扩展，以构建更大的空间。与此同时，还能为建筑物下部结构提供遮雨功能，建设使用人员可将其作为集会场所，以深化钢结构工业建筑物设计功能的多样性[7]。如图1所示，为钢结构工业建筑物悬挑阳台结构设计图。

4结束语

（1）通过功能结构设计实践，验证了钢结构工业建筑设计除了要保证结构基本功能目标的实现，还应综合考虑结构变更问题所带来的影响，即提高结构设计的灵活性。（2）经对墙体材料的设计分析，验证了钢结构工业建筑墙体设计，应加大新型材料的应用力度，以不断完善该类建筑结构设计的可靠性与经济性。（3）而整体结构设计实践，则验证了建筑物设计方法，要结合工程实际建设环境，来使设计技术的应用起到事半功倍的作用效果。事实证明，只有在钢结构工业建筑设计中，采用上述设计技术方法，才能保证设计满足工程建设的预期目标。故，相关建设者应将其充分重视起来，以进一步优化工业发展的市场环境。

参考文献

[1]董兴珍.轻钢结构工业建筑设计问题研究[J].住宅与房地产，2016（30）：43.

[2]黄璐，李锋.基于轻型钢结构工业建筑设计的分析[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2016（07）：70~71.

[3]李永康，白薇.绿色工业建筑之钢结构单层工业厂房结构设计探析[J].建筑结构，2016，46（S1）：567~570.

[4]许建光.工业建筑门式刚架轻型钢结构设计[J].建材与装饰，2016（03）：83~84.

[5]路慧军.钢结构在工业建筑设计施工环节中的优化思考[J].江西建材，2014（23）：17.

[6]马琴.浅析轻型钢结构在工业建筑中的设计与应用[J].科技创新与应用，2014（34）：249~250.

第9篇：幕墙结构设计范文

【关键词】建筑幕墙；设计；要点

随着经济水平的不断提高，建筑工程质量不断提升，施工工艺及技术、建筑材料的不断发展，建筑幕墙开始得到广泛应用，很多城市的建筑在结构中构建了幕墙。建筑幕墙做为建筑的护结构，既要发挥其装饰外观、遮风挡雨的使用功能作用，又要承受自身重量、地震及风力对其的影响作用。因此，做好建筑幕墙的设计是非常重要的。

一、建筑幕墙设计基本原则

建筑幕墙设计中应主要把握以下几项：

1）安全可靠原则：幕墙的设计与施工除了要与建筑设计施工保持一致性之外，作为建筑的围护结构，幕墙设计使用的安全性也是重点，相关法律法规对于幕墙技术已经有了具体规定，设计一定要遵循法律法规中的规范要求，保证设计、施工技术水平的基础上，符合行业规范标准。

2）造型美观原则：建筑幕墙做为建筑外装饰围护结构，是建筑的外表，对于建筑整体外观的影响极其重要，是建筑设计理念与风格体现的重点。所以，在做幕墙设计的时候，要充分理解好建筑设计理念，服从于原建筑设计，注意与建筑设计的整体保持一致，体现出原建筑设计整体的艺术性。

3）绿色、环保节能原则：降低建筑能耗及解决环保问题已经上升到国家标准层面，绿色建筑也将是未来建筑的发展方向，建筑幕墙是建筑整体的一部分，作为建筑护系统，是房屋室内与室外能量阻隔最薄弱的环节，可以说建筑节能的关键是门窗幕墙的节能，因此建筑幕墙的设计必须要符合相关规范对节能的设计要求。

4）经济性原则：幕墙不仅要考虑到结构安全及外观效果，还要考虑控制对工程建设的总投资，即在综合以上各项原则的基础上，幕墙设计要考虑经济性的要求，保证业主资金投向的合理性，以最经济的花费实现最多安全美观的建筑外表。

二、幕墙设计中注意把控的要点

1、幕墙整体上应注意的设计要点

1）设计方面安全的控制：作为现代化公共建筑，安全是要首要考虑的因素。结构设计时应充分考虑风荷载、地震作用等对幕墙的影响，结构设计安全等级要完全能满足相关规范及工程实际的具体要求。在结构型式上尽量采用结构简单的简支梁或双跨梁结构，以偏安全的结构形式来适应工程实际多变的复杂情况；材料计算的强度计算不要过于接近极限状态，要适当留有一定余地，以适应材料加工生产的负公差情况。

2）设计中绿色环保节能的控制：幕墙的环保节能程度也已成为人们衡量幕墙品质的一个重要指标，作为一个公共建筑群体，研究如何降低噪声污染、减少能量消耗，为客户提供一个舒适的环境就成为幕墙设计的一个重要任务。在幕墙设计中，应从材料选择、确定幕墙结构形式等多方面进行详细、周密的分析研究，以确保幕墙的环保与节能性能既要能满足建筑的功能使用要求，又要满足国家相应绿色节能规范的要求，尤其玻璃幕墙要注意避免光污染，幕墙立柱宜采用断热形式，幕墙玻璃宜采用高性能的Low-E玻璃等以降低建筑能耗。 3）设计中经济性的控制：在对载荷与结构尺寸要求的计算上，合适的选择最有利方案，把控好材料利用率，避免设计尺寸过大或性能条件取值过高而造成材料浪费。在分格设计中要考虑到幕墙原材料尺寸，避免怪异的分格，提高材料的成材率。在节点设计中要合理设计铝型材截面，能省则省，避免不必要的浪费，控制好工程造价。

2、幕墙结构细节上要注意的设计要点

1）幕墙构件四边弹性空间要求：幕墙结构应具有相当能力的适应性及吸收位移的能力。幕墙构件与构件之间，尤其是板材四边与立柱、横梁构件间，应留有一定的空间，以适应主体结构变位能力。

2）幕墙立柱的受力形式：应将立柱设计成轴心受拉或偏心受拉构件，其构造做法宜选取铰接节点在上端悬挂，下端选取上下伸缩变形的节点形式，以免立柱设计在受压工作状态下的失稳。

3）注意电化学腐蚀：不同金属构件间一定要有绝缘垫片，否则不同金属间会有电化学腐蚀现象，破坏材料力学性能，影响结构安全。

4）注意防噪音设计：构件式幕墙的立柱与横梁连接处应设置柔性垫片或留有一定缝隙，避免刚性连接产生噪音；隐框幕墙、石材幕墙、干挂铝板幕墙等的挂钩连接件接触面处也应设置柔性垫片以防噪音。

5）防雷设计要求：应严格按照防雷设计规范要求做好幕墙的防雷体系。按规范要求，幕墙主要是防侧击雷，幕墙自身要形成一定的防雷网格，与主体建筑防雷均压环、引下线进行联通，将雷电流引导接地。建筑防顶击雷一般由建筑设计考虑，只需设计建筑避雷网格高度超过幕墙高度即可。有时鉴于美观性需求，且工程条件允许的情况下，幕墙设计也可以考虑将建筑避雷与建筑幕墙屋顶收边融为一体，即把建筑幕墙屋顶女儿墙压顶收边盖板设计为防雷接闪器（如采用3mm铝单板做为盖板），然后将盖板与主体建筑防雷均压环、引下线进行联通，以达到建筑防雷的目的。

6）防火设计要求：幕墙材料应该采用防火等级为A级的材料，楼层间及门窗洞口四边都应要防火封堵。尤其注意建筑的防火分区，在防火分区两侧，应按建筑防火设计规范要求在水平距离不应小于2m（内转角时为4m） 的范围内，将幕墙设计成防火幕墙，尤其是玻璃幕墙应采用防火玻璃及刷防火漆的钢立柱和横梁。

3、幕墙其它方面注意的设计要点

1）按照建筑结构可靠度设计统一标准的要求，易于替换的结构构件的设计使用年限为25年，建筑幕墙属于护结构，应属于易于替换结构，其设计使用年限应不低于25年。但其与主体结构连接所用的预、后置埋件，宜与主体结构设计使用年限一致，即按50年考虑。

2）要充分认识和理解相关规范标准条文，成熟的幕墙产品的设计应严格按照规范要求设计。但随着时代进步发展及新材料、新工艺的不断运用，原本规范有些规定也并不一定合理，因此，要注意与时俱进，了解行业发展动态，掌握新技术的运用。实际做石材幕墙设计时，横梁可以设计成一端焊接一端螺栓连接，既满足原本规范的伸缩要求，又体现了新施工安装方式对现场安装的便利性。

三、结束语：

随着建筑事业的不断加快，建筑行业也面临着全新的问题和挑战，建筑幕墙作为建筑整体功能中的一部分，对于建筑整体设计有着重要的影响，不仅装饰着建筑，对于建筑防雷防震防风等，都起着保护作用。因此，做建筑幕墙设计一定要掌握其基本原则，注意把控好设计中的关键点。同时，新时期要关注幕墙行业的发展，设计要紧随时展的步伐，顺应社会发展变化，与时俱进，不断的进行创新，只有不断的进步，才能促进建筑幕墙行业的长久发展。

参考文献：

[1]、裴绍军， 浅谈现代建筑幕墙设计中的结构抗震设计，[J]，中国建筑金属结构， 2013（05）

[2]、郑荣柏，对我国建筑幕墙设计发展趋势的探讨，[J]，中国新技术新产品，2009（08）