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摘要：玻璃幕墙是一种新型的建筑外围结构。不仅能够很好地体现建筑设计的效果，而且还能在一定程度上缓解建筑物的承重压力，从而提高经济效益，确保建筑使用质量。因此在城市高楼建设工程中越来越被广泛的应用。其中，立柱与横梁是构件式玻璃幕墙的关键构件组成部分，它与幕墙的安全性能发挥有着直接的联系。因此，本文结合实际情况和施工经验，就玻璃幕墙的支承结构的科学设计展开研究，以期与同行共同探讨。
关键词：构件式玻璃幕墙；支承构件；设计方案
引言
幕墙主要是由面板与支承结构系统构成的。因此，它的结构并不是特别复杂。幕墙与主体结构的连接不是刚性连接，有一定的位移能力并且能够发生变形。但是由于幕墙的材质比较轻巧，与传统的砖墙比起来重量甚至只有十分之一[1]。因此它最大的特点是不但不会受到主体结构承受作用的影响，而且可以减轻主体结构的负荷，降低工程成本。此外，幕墙施工用时比较短、便于维修，且有着不可比拟的美观外形，更适合用于城市里的旧建筑物的改造施工。然而，在现实施工中，我们也应该看到玻璃板块坠落、幕墙失火、玻璃脱落等伤害性事故时有发生。因此，怎样最大程度保持幕墙的安全性能和稳定性，解除安全隐患，就成为建筑幕墙行业首先要解决的问题。为了有效设计出高质量和高水平的幕墙结构，首先需要对构件式玻璃幕墙的基本构成和设计理论进行把握，并且分析常见的问题。
1.构件式玻璃幕墙的基本构成和设计理论的概述
1.1基本构成。构件式建筑幕墙指的是现场在主体结构上依次安装立柱、横梁和各种面板的建筑幕墙。构件式玻璃幕墙是由玻璃面板、铝合金结构框架、连接件、密封胶条等部分构成。其中，铝合金结构框架一般就是构件式幕墙支承结构体系，包括立柱、横梁等。虽然结构相对简单，但是由于现场施工，出现的问题比较多，因此更要做好各环节的质量把关。
1.2设计理论。按照《玻璃幕墙工程技术规范》，应该选择弹性方法对施工进行计算并设计[2]。还涉及到幕墙结构承受的荷载情况，包括风荷载、重力荷载、地震作用、温度作用等的相应计算。此外，还有构件设计，即立柱的计算与校核，横梁的设计；与主体结构的连接设计等。
2.构件式玻璃幕墙支承结构常见的问题
2.1设计存在的隐患。一般而言，幕墙的设计，是建筑设计单位和二次深化设计单位共同合作完成的。两者的分工安排通常是建筑设计单位选型并且根据实际情况设计出施工方案；二次单位按照设计方案，进一步复核图纸结构并且找出图纸中可能存在的缺漏和偏差，以符合现场施工。然而很多情况下，有些大型工程的施工却没有能够严格遵循建筑特点，导致设计滞后；或者有的没有考虑到连接设计的可行性与合理性，例如作为支承结构之一的横梁结构在实际工程中容易产生扭转现象，不仅影响结构美观，而且不易安装连接件加固，易造成安全事故[3]。
2.2支座问题和幕墙密封问题。在支座焊接的时候，由于所使用材质的特殊性，会产生化学反应，尤其是腐蚀作用造成支座的锈蚀性现象比较突出。给建筑的稳定使用埋下较大的安全隐患；并且预埋件理论上是在混凝土浇筑之前进行，因此在后期混凝土导正环节的时候会产生比较大的空间尺度偏差。而在幕墙施工之后的后置埋件则通过膨胀螺栓等方式进行，会出现松动现象[4]。此外，幕墙的连接处的密封胶带封边、封口处可能在大雨冲刷的影响下，出现积水渗漏而导致出现裂缝的现象，影响了稳定性能。这些都与设计的科学性缺乏有关。
3.构件式玻璃幕墙支承结构设计研究要点
前文已分析构件式玻璃幕墙的支承构件包括立柱与横梁，考虑到材质和其在构建式幕墙中所起的作用，因此要充分满足立柱与横梁的强度、刚度和厚度应达到的要求。
3.1立柱的设计
由于立柱主体是用螺栓、角码和预埋件等连接件与混凝土结构结合在一起的。施工的时候，安装应该自下而上进行，由于立柱的支撑部位在上方，立柱结构会受到拉力的作用，因此计算设计过程中，应以拉弯构件计算方法作为标准。由于立柱多采用铝合金、钢方管等材质，这种安装方式可以最大程度保证立柱的稳定性，发挥材料的受力强度。安装好立柱后，将横梁置于两根立柱中间，再进行玻璃面板的安装。此外，上下立柱通过套芯连接，在立柱的设计中要注意在两立柱之间设置大于15mm的伸缩缝，以消除立柱的温度变形等影响。
3.2横梁的设计
横梁被固定于两个立柱之间，因此立柱间距就相当于横梁的计算跨度。设计横梁结构时，要充分考虑它的风荷载方向的应力和挠度，同时还有重力方向的强度和挠度的计算。通常不能大于3mm，尤其是大型的、横跨度比较大的玻璃幕墙，更要防止其发生变形现象。具体设计计算方式分两种情况考虑：水平方向根据横梁支承结构的宽厚比来进行；当横梁需要直接支承玻璃时，采取均布荷载计算方式；当横梁需要承载玻璃板的底部重量时，采取集中荷载计算方式。
3.3连接构件设计
根据相关质量检验标准，立柱与横梁的连接角码要采用螺栓进行连接，且通常应该大于两个。在实际设计环节中，很容易忽略这一点，而选取自攻螺钉进行连接，这是不符合规范的。此外，还应该考虑到立柱与横梁连接处应该设置弹性橡胶垫片，或者用密封胶进行密封；要采取措施防范连接处的构件出现锈蚀的问题，如螺钉、预埋钢板等锈蚀；钢角码和立柱之间的垫片承受风荷载，因此要将垫片进行烧焊连接[5]。
4.结束语
综上所述，根据构件式玻璃幕墙支承结构设计的研究分析，我们总结和提炼了很多重要的经验和结论。由于设计和实际操作之间仍然存在较大的区别，受客观条件的影响，多重因素的作用，难免会出现设计不到位或者与施工存在出入的地方。但是随着经验的累积，相信设计质量会逐步得到提升。这就要求我们的设计人员在进行支承结构设计时，一方面要严格遵循相应的行业设计规范，按照建筑的具体情况选取合适的材质和最佳的计算方法；另一方面尽量考虑到幕墙整体使用过程中的可能出现的问题，配合幕墙玻璃板块的尺寸，从而确保设计的科学化，使幕墙的结构安全和良好性能得到全面优化。
参考文献：
[1]高树鹏.构件式玻璃幕墙质量通病及防治措施[J].建筑工人，2013，34（6）：9-11.
[2]陈煌辉.浅谈构件式隐框玻璃幕墙施工技术和质量控制[J].江西建材，2015（13）：107-108.
[3]徐方廷.浅谈幕墙安装技术和施工质量控制的要点[J].建筑界，2012（6）：78-79.
[4]周雄.浅谈玻璃幕墙工程施工技术要点及质量控制[J].城市建设理论研究：电子版，2011（34）.
[5]罗建成，吴智勇.转扣式铝合金玻璃幕墙横梁快速安装系统全新的幕墙铝合金横梁连接系统[J].中国建筑金属结构，2014（8）.