1、关于大型项目大跨度幕墙结构设计研究摘要：玻璃幕墙建筑由于工期短、自重轻等特点，同时也是城市现代化的集中体现，得到广泛应用。由于建筑幕墙是将建筑技术与建筑艺术融于一体，因此，建筑幕墙也充分展现了城市的文化氛围。本文结合工程实例，对大型项目大跨度墙结构设计进行研究。 关键词：幕墙，结构设计。 中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号： 一、工程概况 某大型项目建筑面积约为 24.8 万平方米。其中主楼地上两层、局部四层结构，整个航站楼长度方向约 700m，宽度方向约 402m，为超长结构。二、玻璃幕墙支承结构设计 （一）幕墙支承结构 该幕墙采用不锈钢拉杆框架式玻璃幕墙系统，横梁采用宽体
2、式遮阳设计，突出玻璃面 450mm。幕墙承受的风荷载通过大尺寸截面横梁传递到后面空间桁架钢结构上，空间桁架钢结构再通过二连杆机构将水平风荷载传给网架下弦结构，屋面系统只承受作用于幕墙的水平风荷载；幕墙的自重荷载通过隐藏在玻璃分格间胶缝内的不锈钢拉杆承受，最终通过空间桁架钢结构将自重荷载传递到楼层结构上。 幕墙龙骨采用 6063-T6 铝合金型材和 6063-T5 铝合金型材，铝型材室内外外露部分表面均采用氟碳喷涂处理，三涂两烤，膜层厚度不低于45um。支撑玻璃幕墙的空间桁架钢结构采用国产优质 Q345B 钢材，外表面采用氟碳喷涂处理。 隐藏胶缝内的不锈钢拉杆材质为 S630，幕墙不锈钢拉杆高度
3、大于16m 时，采用直径为 20mm 的不锈钢拉杆；当幕墙不锈钢拉杆高度小于等于 16m 时,采用直径为 16mm 的不锈钢拉杆；高低跨部分玻璃幕墙不锈钢拉杆采用直径为 14mm 的不锈钢拉杆。 根据主体建筑要求，幕墙标准分格为 1800mm3000mm，最大标高37.1m顶部钢横梁采用 28040015 mm 钢管，幕墙的玻璃、横梁等的自重由拉杆承担，拉杆将所受的力传递给钢梁，钢横梁再将荷载通过桁架顶部的钢梁传给三角空腹桁架，水平方向荷载由顶部铝合金横梁传递给钢梁，双向受力，属于双弯构件。三角空腹桁架采用 Q345 钢，分别采用 3 种截面：、圆钢管 245-16 mm，、圆钢管 168-1
4、0 mm，、矩形钢管 801401212 mm。具体节点及三维图详见下图。 图 1 标准单元横剖节点图 图 2 标准单元纵剖节点图 图 3 玻璃幕墙层间连接纵剖节点图 图 4 玻璃幕墙与屋面系统连接纵剖节点图 图 5 标准单元内视三维大样图 图 6 标准单元伸缩缝三维大样图 （二）荷载确定 在作用于幕墙上的各种荷载中，主要有风荷载、地震作用、幕墙结构自重和由环境温度变化引起的作用效应等等。 在进行幕墙构件、连接件和预埋件承载力计算时，必须考虑各种荷载和作用效应的分项系数，即采用其设计值；进行位移和挠度计算时采用其标准值。 根据玻璃幕墙工程技术规范JGJ102 计算，幕墙计算单元的荷载如下。 钢
5、横梁承受组合荷载设计值 水平方向荷载设计值 q 水平=qh1B1 =2.48218007.5=33507 N 竖直方向荷载设计值 q 竖直=wh2 B2=0.9618003.0=5184 N 顶部钢梁传递竖向荷载 F= 1094401.5=164160 N 钢横梁承受荷载标准值 水平方向风荷载标准值 qk 水平=wKh1B1 =1.5518007.5=20925 N 竖直方向自重荷载标准值 qk 竖直=qkh2 B2 =0.818003.0=4320 N 顶部钢梁传递竖向荷载 Fk= 912001.5=136800 N （三）支承钢结构的强度、刚度设计 本受力体系采用 SAP2000 结构计算
6、软件进行计算，标准幕墙计算单元如图 7。 图 7 幕墙计算单元 （四）钢桁架应力结果，见图 8 图 8 应力比结果 对于圆钢管 245-16 mm 最大应力比为 0.921.0。 对于圆钢管 168-10 mm 最大应力比为 0.5141.0。 对于矩形钢管 801401212 mm 最大应力比为 0.7911.0。 结论：结构强度满足要求。 （五）钢桁架挠度结果 挠度最大值 fmax=71.7 mm28000/250=112 mm 产 结论：结构挠度满足要求。 三、结束语 目前, 国内已有许多大型公共建筑( 如会展中心，机场、体育馆等) 采用大跨度幕墙支承体系，该幕墙系统采用了一种大跨度无立
7、柱的幕墙体系，整体结构采用框支撑玻璃幕墙结构和拉杆玻璃幕墙结构相结合的方式。在玻璃面板的每一道横向拼接缝之间都安装有横梁，横梁一端与横梁支撑结构连接，另一端通过芯套与相邻横梁插接，横梁支撑结构上下分别与上顶结构和下底结构连接。上顶结构向下吊装有吊杆系统，在玻璃的自重作用下，横梁始终保持水平状态或处于挠度范围内。吊杆系统在与横梁相交处均穿插于横梁上的预开孔中，并在预开孔下部安装有承重调节螺母，横梁架于承重调节螺母上。玻璃面板插进并固定在上下横梁的玻璃安装槽口内。本套 幕墙系统实现了大跨度的水平通透空间，在采光及视觉效果上起到积极的作用。 项目作为“大型门户枢纽机场和北方国际航空物流中心” ，它的
8、建成将成为机场最为重要的基础设施建设工程，同时充实和完善京津冀都市圈整体功能，提升区域综合服务功能中发挥重要促进作用。 随着国内建筑市场的国际化，建筑设计与国际的接轨必然导致幕墙设计向国际惯例靠拢。随着对建筑幕墙认识的深入，对幕墙设计的新要求会促进幕墙设计工作的新变化。中国必将成为全世界超高层建筑幕墙高端研发福地。 参考文献： 1建筑结构荷载规范GB50009. 2玻璃幕墙工程技术规范JGJ102. 3公共建筑节能设计标准GB50189. 4 李亚峰 浅谈玻璃幕墙工程存在问题及质量控制的要点 安徽建筑 2004 5 于春玲 玻璃幕墙工程施工工艺及常见问题防治措施 科技资讯 2005 6 程晓华 玻璃幕墙工程施工要点 安徽建筑 2010 7 郝文平.建筑幕墙技术发展探讨J.新型建筑材料，2005（3）
