幕墙结构体系总结及分析
幕墙结构体系总结及分析主题词：幕墙、结构设计、节点、成本
一、引言
四十年代末，在一些发达国家，由于兴建高层建筑的需要和塔式起重机的出现，在减轻围护墙体方面取得了巨大发展。开始以无数高度工业化的模数化的轻金属，玻璃预制单元镶嵌或悬挂在框架结构外，作为围护墙体，由于它大片连续，不承受荷载，质轻如幕，故称幕墙。现在，幕墙已经成为现代建筑的象征，为众多建筑所广泛采用。幕墙作为建筑的重要部分，其结构设计尤为关键。因为它几乎含概了幕墙设计的所有内容。优秀的结构形式将对幕墙及建筑主体的装饰性、功能性和经济性产生至关重要的影响。这也是业主与承建商共同关心的问题。本文参照我司现有的部分产品，对投标过程中如何根据业主的需要选择基本结构提出了一些建议。
二、产品概论及设计原则
产品概论
远大公司自成立以来，经过不断的开发研制，幕墙产品已经系列化、多元化。从简单经济的框架幕墙到高性能单元幕墙以及当代国际上最先进的双层幕墙，都在实际工程中有过广泛的应用。研究所开发的几种幕墙其结构都有独到之处，其结构成熟，性能优越，均能达到很高的性能指标。此外，各公司技术部发出多种结构形式，也有很高的技术含量。
按不同的分类方法幕墙可分为下几种
1．按装饰材料可分为玻璃幕墙、金属幕墙、石材幕墙、驳接幕墙。
2．按装饰形式可分为明框幕墙、半隐幕墙和全隐幕墙。
3．按安装形式可分为框架幕墙（包括小单元幕墙）、半单元幕墙和单元幕墙。
4．按装饰规格及工程成本可分为经济幕墙、普通幕墙、高性能幕墙及双层动态幕墙。
设计原则
按有关规范，建筑幕墙采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数的设计表达式进行计算。其结构设计的标准是在正常荷载作用下不产生损坏，在这种情况下，幕墙处于弹性状态。其中玻璃的安全度K=2.5；铝板的安全度K=2.0，花岗岩的安全度K=3.0，铝材的安全度K=1.8。
幕墙应按围护结构进行设计。幕墙的主要构件应悬挂在主体结构上，幕墙在进行结构设计计算时，不应考虑分担主体结构所承受的荷载和作用，只应考虑承受施加于其上的荷载与作用。幕墙及其连接件应具有足够的承载力、刚度和相对与主体结构的位移能力。非震区幕墙，在风力的作用下，应保证正常的幕墙使用功能。有抗震设计要求的幕墙，应做到小震不坏、中震可修、大震不倒。幕墙构件的设计，在重力荷载、设计风荷载、设防烈度地震作用、温度作用和主体结构变形影响下，应具有安全性。
好的结构设计应满足下列要求
??理解业主的要求、尊重建筑师的思路和意见、满足外装饰的艺术性和协
调性。
??考虑结构的可行性及合理性
??满足幕墙安全性和功能性要求
??保证较好的内视效果
??保证开启的功能性和装饰性
??满足材料的强度、刚度要求
??满足幕墙各种使用功能的要求
??考虑各种不同材料交界的处理方式
??考虑材料开模和加工的可能性和工艺性（横梁大于1.2m，壁厚不小于3mm、螺钉连接部分截面厚度大于螺钉公称直径）
??在尊重设计师的思路和满足装饰效果的前提下，充分融合自己的特点，使外装饰设计更加完善
作为幕墙工程投标的关键环节，
设计准则：根据业主的修养和所能提供的资金状况，在建筑幕墙的艺术性、功能性、安全性及经济性之间寻求一种平衡，即以最优的分格形式和结构，保证建筑的装饰完美、功能完善，和最大限度的成本降低。
三、框架幕墙的结构选型
构成原理：框架式幕墙是用一根根元件（竖框、横框）安装在楼板或主梁上，再相互连接竖框、横框，形成框格体系，再将板块（玻璃、铝板、石材）镶嵌在框格上，形成幕墙，对以竖向受力为主的框格，首先将竖框固定在建筑物每层楼板（梁）上，再将横框通过角片固定在竖框上，对以横向受力为主的框格，则先安装横框，竖框固定在横梁上，以形成幕墙框格体系，再安装面板。
框架式幕墙的优点：
?各元件加工简单，操作方便。
? 可以保证幕墙良好的使用功能，空气渗透性能、雨水渗漏性能、风压变形
? ? 框架式幕墙的缺点：（一）隐框幕墙
早，也是应用最多的结构。比较有代表性的如90比较接近，北站结构中铝板带勾边，而西单为结构防水，由于结构上的不足，这两种结构已很少采用。相对而言森融结构堪称经典之作。笔者认为并非仅仅那些错综复杂、晦涩难懂的才称为好结构。简洁、实用、而功能强大的一样是优秀作品。直到现在远大公司的全隐幕墙工程基本上还是以森融结构为基础（小单元除外）。虽然结构在不断改进，但核心未变，精髓还在。
经过多种结构的比较，以下三种结构可在向业主推荐时予以考虑。即浮动
式、上挂式和全挂式三种。其中，浮动式即森融结构，上挂式为浮动式的变型，而全挂式即“小单元”幕墙。
浮动式
浮动式定位安装隐框幕墙在工程中大量应用，该结构是我公司在国外技术基础上，结合我国自然环境研制而成，并被列入建设部标准图集《铝合金玻璃幕墙》（标准号
97SJ103）。做为一种成熟结构在哈尔滨森融大厦、天津邮政网管大厦等建筑中广泛应
此系统的主要技术特点如下：
? 采用定位安装、定距压紧式结
构，横竖框上的定位槽口有效
控制了板块的压紧力。保证饰
面板块安装位置精度，同时保
证幕墙表面平整度，避免了由
现象，也避免了玻璃的自爆。
? 板块采用浮动式连接结构，作用下压板-抗震能力强。
? 密封性能可靠，采用双道环形密封，为厚度大于3.5mm ? 横梁与竖梁的连接采用可伸缩结构，满足了横梁因温差作用而产生的伸缩变
形要求，消除了幕墙的伸缩噪音，提高了系统的抗变位能力。
? 所有硬性接触处，均采用弹性连接，提高了幕墙的抗震性能，消除了伸缩噪
声，吸收声波，同时由于密封性能的提高，保证了帷幕的隔音效果。
?固定板块的压板采用螺钉、螺母加弹簧垫圈紧固，螺母下到型材槽内。克服了自攻钉连接强度不够、易松动等问题。连接牢固，安全可靠，可调性好。?安装可操作性强，可先装竖框，后装横框。这样既可以提高框架安装精度和速度，又能解决先装横框成品保护困难问题。
?玻璃板块下方设置托板，
?不同金属的接触面都使用尼龙垫片以防止电化腐蚀
?幕墙和主体之间采用螺栓连接实现三维调整，既保证幕墙的平面度和垂直度，又提高结构抗震性能。(耐热的环氧树脂或尼龙12垫片)
周边浮动式压板连接固定，使板块处于悬挂受拉状态，可避免重力影响和温度应