广东瑞昊建设有限公司
摘要：科技在不断发展，建筑结构不再只是传统意义上单一的设计结构。不断出现的新技术新工艺以及新材料，给建筑设计提供了更大的发展空间。幕墙设计是一种环保型的节能设计理念，其结构安全、形式多样化，被广泛应用在高层建筑、超高层建筑结构当中。代替了传统的混凝土外部结构。幕墙结构中最常见的结构就是支撑钢结构，在设计的过程中需要综合分析各方面的影响因素，通过完善幕墙设计提升建筑物的总体质量，只有这样才能真正发挥建筑结构的最大优势。
关键词：建筑幕墙；结构设计；优化
一、建筑幕墙结构设计内容
1.选定方案
幕墙结构和面板材料应根据建筑物的总体设计效果，功能要求进行选择。设计的结构类型包括半隐式，完全隐式，开放框架样式等。普通的幕墙板是玻璃，石材，金属材质的。最近推出的光电幕墙板，它们会根据室内或室外而变化。外观要求确定设计的结构形式。在许多幕墙材料中，铝合金是更优选的，因为它们可以减轻自身的重量并增加其耐用性。对于一些大跨度的项目，由于需要硬度，因此选择钢柱。常见项目中使用铝柱的更多。如果视野宽阔，则还可以使用支点结构设计。
2.建筑结构的受力分析
幕墙的结构受力，因素有风荷载、温度涨力、自身重力等，如果在下雪的地区，还要考虑到雪的压力。测试中一定要测试其极限值，确保设计的安全性。也可以通过控制幕墙材料的弹性、平面变形和风压变形来调节其结构的受力，以确保结构的安全性。
3.选择材料
常用的材料有石材，陶瓷，玻璃，金属，双层中空玻璃，胶合板等。根据所要达到的美观和效果选择合适的幕墙材料。例如，中部财富广场项目的外墙，毗邻泉州千户海峡体育馆，由玻璃，铝塑板，铝单板和石材幕墙组成。根据设计需要，已选择了多种幕墙材料。
二、建筑幕墙设计思路
1.功能性与安全性折衷设计
建筑幕墙在实际工程施工应用的过程中，负担的并不是承重作用，而是为建筑外围进行遮挡和保护，一定程度也与建筑的安全性息息相关。因此，在幕墙设计的时候，需要将美观性和安全性等因素综合的考虑在内，不能为了艺术性过分的添加花哨的装饰，忽略幕墙本身的抗压力等因素，将建筑置于危险之中。
2.各种突发情况下的稳定性设计
建筑幕墙为建筑进行保护，相当于最外层的保护罩。当建筑受到外力侵袭的时候，幕墙最先受到攻击。那么在实际设计的时候，就需要将稳定性因素也考虑在内，以防遇到突发状况，对幕墙造成影响，导致幕墙荷载过大，为建筑安全带来隐患。在设计的时候要明确的计算好建筑荷载的数据，科学的进行设计，保证幕墙和建筑的稳定性。
3.各种性质的综合考虑
设计幕墙的时候，需要对各方面都做到统筹兼顾。幕墙结构设计时，保证其功能性是首要注意的一点，其次安全性是随之需要考虑的因素。在设计的时候并不是单纯的去思考如何将其融入到建筑设计，需要结合设计可行性、成本需求等进行综合考虑，并且保证设计后幕墙的安全性，打造高质量的幕墙。在进行外观设计的时候，需要保证幕墙能与周围建筑环境完美融合，不突兀、自然感，并且保证幕墙结构的安全性。而对于安全性来说，在设计的时候需要注重幕墙的受力设计。幕墙本身作为建筑外围结构，不会承受建筑的负载，但不代表不会承受到荷载。外界因素与自身的重量都是幕墙需要承受的负载，设计的时候还需要考虑到幕墙后期的变化，如建筑变形，地震等灾害对其产生的实际影响。幕墙结构设计的时候需要充分保障使用的连接件具备足够的强度，能够抵御外界因素的侵袭，同时为幕墙增加位移能力，这些都是保障幕墙受力安全需要考虑的前提条件。
三、建筑幕墙设计中存在的问题
1.设计理念不受到重视
幕墙在建筑行业已经发展了很长一段时间，但是，由与其设计理念并没有得到有效的发展。
在实际的应用中，非常多的企业都需要进行相应的设计，在设计的过程中，大多数设计者对幕墙设计的重视不够，这就会导致会出现一些问题，从而影响了工程进度，在建筑幕墙的应用中，要重视其幕墙的设计理念，只有如此，才可以对幕墙更好的应用。
2.建筑施工与幕墙施工之间缺乏沟通
在实际施工过程中，幕墙施工会与整体施工发生冲突，由于各方沟通不畅，最终幕墙质量达不到设计要求。在幕墙的施工过程中，由于幕墙的施工设计相对来说比较晚，同时，这也就会导致幕墙施工与整体建筑施工发生冲突，进而对施工进度产生较大的影响，程度比较严重的话啊，就会对施工进度产生拖延，对施工的资金链有很大的考验。
3.设计人员专业能力不足
在幕墙结构设计时，幕墙结构设计者的专业水平和技术水平也是影响幕墙质量的关键因素。所以，在设计过程中，设计师应该根据建筑物的实际情况，以此为基础，来进行幕墙结构的设计，根本不能根据工程实际情况考虑幕墙的设计要求，导致最终设计不符合预期，不能反映幕墙的美感。
四、建筑幕墙结构设计中的优化措施
1.安全稳定性优化
通过对多起建筑幕墙安全事故的调查分析，发现大多数幕墙脱落事故，均发生在垂直幕墙上，因此在进行幕墙设计时要特别注意垂直幕墙的刚度和结构的稳定性，要确保各结构关键节点的连接稳定可靠。尤其在使用玻璃幕墙时，由于玻璃材料易受温度影响，发生爆裂现象。因此在进行玻璃幕墙节点设计时，要注意边界问题，需要预留玻璃边缘和镶嵌槽底板间的配合间隙，避免玻璃遭受挤压应力而破裂。
此外幕墙结构的另一个重点设计环节是遭遇突发事件时的安全稳定性保证。比如对于采光顶的消防设计，较大型的玻璃采光顶需要使用耐火极限高于0.25h的三级耐火级吊顶。在满足幕墙结构的防火要求时，需要同时满足其他（如防高空坠物、防雷、防冰雹等）设计要求。在抗震设计中，要保证玻璃幕墙的镶嵌深度可靠固定，合理布置幕墙结构消防安全通道，重点做好各构件连接点的设计优化。
2.功能性和经济性方面的优化方法
在幕墙结构设计阶段，要关注幕墙功能情况和经济效果两者之间的平衡，既要满足建筑设计和相关功能要求，还要将建设经济成本控制在合理的区间内。现阶段，在设计工作中，为降低幕墙自重，往往选择轻质材料；在计算荷载和结构尺寸时，也尽量使设计方案呈现出最优的效果，进而控制资源和成本的消耗；针对玻璃类型的幕墙，要落实硅酮结构胶质量监控工作，准确计算黏结宽度和厚度；在结构形式层面，更倾向于选择简单的结构，确保结构可靠，实现功能性和经济性两者关系的平衡协调。
3.载荷优化
载荷优化对于幕墙具有重要的作用，在设计的时候选材和结构样式都需要进行仔细衡量，保障最大程度实现安全的载荷。通常会使用材料质地较轻的结构进行安装，并为其局部承载力进行优化，安装载筋肋，在安装的时候需要将折边连接起来。
4.采光保温等功能性优化
建筑幕墙不但需要保证建筑整体的美感，对于安全性同样不可忽视。在实际使用的过程中，幕墙也要体现出自身的性能，保温、采光是幕墙的主要性能。但是两种性能设计在同一个幕墙上会导致一定冲突，使得两种性能互相影响对方的功效，使对方的功效降低。针对这种情况，需要采用不同传热系数的玻璃进行设计优化，这样既能保证幕墙的采光功能，还能实现保温效果。在设计有特殊需求的时候，还可以使用双层幕墙，来增加幕墙的质量。
结语
综上所述，随着建筑行业的不断发展，幕墙设计也朝着不断创新的方面发展。并且在材质等方面也有了很大的改变。针对幕墙结构设计，需要综合的考虑到功能性和安全性，结合实际进行设计。并对建筑的荷载、采光通风等多项因素进行科学衡量，在保证经济性的前提下进行优化，提升建筑行业的建筑质量，推动建筑行业长足发展。
参考文献：
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