丁锋
青岛市市政工程设计研究院有限责任公司266000
摘要：随着社会的不断发展，建筑业的发展势头越来越好。建筑幕墙作为建筑工程施工的关键部分，其结构设计直接影响到施工质量，在设计过程中需要引起更多的重视。本文分析了建筑幕墙的设计过程，介绍了幕墙的相关特点，阐述了如何在设计过程中进行优化，以期促进建筑幕墙设计的更好发展。
关键词：建筑幕墙;?结构设计;?优化;
1 建筑幕墙的分类及特点
为了更好地设计幕墙结构，优化设计，需要对幕墙的组成和分类有一个清晰的认识。了解幕墙特征后，优化墙体结构设计对设计者更为有利。通过对幕墙的分类和特点的深入研究，可以更好地理解建筑幕墙的功能和作用。
1.1 单元式幕墙
单元幕墙是当今建筑领域的一种常见应用形式，具有很大的发展潜力。单元式幕墙在加工厂进行拼装及检查，有利于保证幕墙的综合质量和工程质量的多样化，因此在应用过程中受到高度重视。单元幕墙在厂内自始至终实现工业化，生产精度高，周期短，能大批量生产，给相关领域带来更高的经济效益。另外，单元间采用胶带结构拼装，单元幕墙无需使用密封胶等材料。因此，不必过多考虑影响幕墙质量的气象因素。同时，防水单元幕墙也具有防水、抗风的优点，这与当今社会绿色发展理念的应用和应用非常吻合。
1.2 构件式幕墙
构件式幕墙用于将成品构件运至施工现场的车间，根据施工工艺将构件逐个安装在建筑结构上。最后完成墙面的安装。构件式幕墙根据其视觉效果分为四种类型：全隐式幕墙、半隐式幕墙、明框幕墙和干隐式幕墙。半隐式幕墙分为两种类型：水平幕墙和幕墙垂直。组装方式，可分为两种：压块式和D型联轴器。
建筑幕墙不仅起到了保护外壳的作用，而且在整个建筑中起到了装饰作用，为整个建筑增加了艺术性，使建筑空间具有较好的视觉效果。
2 建筑幕墙结构设计原则
2.1 外观设计
外观设计应在保证工程结构安全和良好功能的基础上，与周围环境相互结合，同时提高外部美感。在对外观进行设计的时候，要充分考虑建筑与周围环境的相互作用，只有这样，外观设计在建筑中才可以发挥出更大的作用。
2.2 受力设计
幕墙作为建筑的外围结构，不用承受整个建筑的荷载，因此，在设计幕墙的时候，只须要考虑幕墙本身的重量和风、雪荷载等。与此同时，还应考虑幕墙的热膨胀和冷缩、整个建筑的变形和位移、地质变化以及地震对幕墙的影响。幕墙所处的柱、梁、连接件也应具有足够的强度，幕墙与主体结构的组合应具有位移能力。只有满足这些条件，幕墙才能合理范围内变形、不破碎。安全性是是幕墙设计的前提。
3 建筑幕墙结构设计内容
3.1 方案的选定
根据建筑设计的艺术装饰效果和功能要求，设计各种形式，确定幕墙的结构形式和材料。幕墙的结构形式通常分为为：单元幕墙、构件式幕墙；按照材质分常用幕墙有：玻璃幕墙、石材幕墙、金属幕墙和新型光电幕墙；结构形式的选择一般根据室内外外观要求确定。为减少自重和增加耐久性，一般选择铝合金框架幕墙。但跨度较大时，一般考虑钢柱或钢结铝柱，以达到强度要求。视野要求较大时，可采用点支承结构，柱的受力模型由主体结构的支承点计算确定。
3.2 建筑结构的受力分析
在分析建筑幕墙结构应力时，应准确计算应力的大小和方向，综合考虑风荷载、温度、重力等引起的应力，并考虑雪荷载。我国北部地区，这通常影响幕墙的弹性状态、风压变形和平面变形的主要因素。为确保安全使用，对于不同类型的幕墙，应考虑不同的应力特性和强度，并根据选定的材料和面板进行应力分析和计算。
3.3 材料的选择
随着科学技术的不断发展，幕墙材料也得到了很大的发展，目前常用的幕墙材料有石材、陶瓷板、微晶玻璃等。但也有金属装饰隔热板、双层中空玻璃和粘结玻璃等幕墙材料。每种类型的幕墙材料都有其独特的功能和特征。
根据建筑设计方案和预期结果，合理选择板材和结构材料，使幕墙材料的设计符合建筑设计的要求。
4 建筑幕墙设计思路
4.1 功能性与安全性折衷设计
在实际工程的施工和应用过程中，建筑物的幕墙不是用来承载荷载的，而是用做围护结构，用来保护建筑物的外围，立面幕墙在一定程度上关系到整个建筑物的施工进程，也关系到建筑物的安全，同时它也能够有效的提升建筑形象。因此，在设计幕墙时，既要满足建筑美学要求，又不能仅为艺术增加太多的奇特装饰，忽视幕墙本身的抗压因素，使建筑处于危险之中。
4.2 各种突发情况下的稳定性设计
建筑幕墙是用来保护建筑物的，相当于最外层的保护层。当建筑物受到外力作用时，幕墙是第一个受到冲击和损伤的。因此，在实际的幕墙设计中，有必要要考虑到建筑物的稳定性因素，目的是防止突发情况影响幕墙，造成幕墙荷载过大，给建筑安全带来隐患。在设计中，要计算清楚建筑荷载数据，科学设计，保证幕墙和建筑的稳定性。
5 建筑幕墙设计中存在的问题
5.1 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。在实际幕墙设计中，非常多的设计单位都没有进行相应的专项设计，部分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，从而影响了后期幕墙施工。在建筑幕墙的设计中，尤其要重视其前期理念的设计，只有如此，后期实施完成后才能够更好的进行应用。
5.2 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进度发生冲突，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。
5.3 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，来进行幕墙专项结构的设计。如果不能根据工程实际情况考虑幕墙的设计要求，会导致最终设计不符合预期，不能反映幕墙的美感。
6 结构设计的优化措施
6.1 安全性优化
幕墙结构设计的安全性也直接影响到整个建筑的结构，因此除了荷载要求外，还必须考虑建筑结构的安全性。关于安全设计，应合理优化结构，并考虑火灾保护设计。部分建筑是全玻璃幕墙立面，因此，其配件的设计需要根据耐火等级高于二级甚至一级的材料，才能以确保建筑围护结构的安全。火灾时除了消防通道要保证安全之外，还要考虑到建筑物的地理位置和周围场地环境，根据实际情况来保证建筑幕墙的结构安全。同时幕墙设计还应提前优化结构，避免闪电、冰雹等一些恶劣的天气和其他影响因素的干扰。幕墙结构设计的重点是幕墙各种构件的设计，构件的材质以及局部结构设计都要满足相关的安全标准。
6.2 载荷优化
荷载优化在幕墙设计中占有重要的地位。材料选择和结构形式需要仔细测量，以确保最大安全荷载。通常采用轻质材料的结构进行安装，优化局部承载力。
结语
总之，随着建筑业的不断发展，幕墙设计也在不断的发展，幕墙的形式和材质都发生了很大的变化，对于幕墙结构设计来说，需要结合建筑设计考虑功能性和安全性。提前考虑施工荷载、采光等因素，进行科学测量，在保证经济性的基础上进行合理优化，提高建筑立面幕墙的施工质量，促进行业的快速发展。
参考文献
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