高层建筑幕墙项目设计研究分析

魏文超

摘 要：在建筑的整体功能当中，建筑幕墙占据着十分重要的位置，其对建筑产生着装饰与保护的重要作用，因此，保证建筑幕墙设计工作的可靠性至关重要。本文分析了建筑幕墙设计的基本原则，基于此，提出了建筑幕墙的设计要点，期望为未来的相关研究提供参考。

关键词：高层建筑;幕墙设计;控制要点

引言

为保证幕墙的质量，在设计和施工中应选择设计和施工单位。监督单位必须对设计和施工的各个方面进行监督。设计幕墙时，设计单位不仅要设计的美观，还要保证幕墙的质量和安全。建筑幕墙制造是多行业技术的融合，因此，在幕墙的施工过程中，要确保所有环节都不会出现质量问题，从而保证幕墙的安全。

一、建筑幕墙的概述

一般而言，作为建筑工程的一项外围护结构或装饰性结构的建筑幕墙主要有支承结构体系和面板两部分组成。其主要的功能是使建筑幕墙自身具有一定变形能力，或相对主体结构有一定位移能力。

随着科技的发展，目前建筑幕墙有很多种类。根据不同的标准，建筑幕墙有不同的分类。根据支承结构的形式，建筑幕墙可分为全玻璃幕墙、构件式幕墙、单元式幕墙、点支承玻璃幕墙、双层幕墙;根据面板材料，建筑幕墙可分为石材幕墙、金属板幕墙、组合面板幕墙、玻璃幕墙及人造板材幕墙;根据是否密闭的特点，建筑幕墙可分为封闭式幕墙和开放式幕墙。

二、工程概况

某超高层建筑工程紧邻某市区核心区，总占地面积约71598m2。该工程沿东西走向划分为A、B 两个地块，其中A 地块中包含有3 栋塔楼，分别代号T1、T2、T3，以T2 塔楼最高。T2 塔楼总高度约319m，裙楼总高度约41m，采用了单元式玻璃幕墙，幕墙面积约6.5 万m2。建筑结构为框架-核心筒体系结构，出屋面结构为钢结构。塔楼的平面由4个圆弧大面+4个转角内凹槽倾斜面组成，其中4个圆弧大面采用了单元式玻璃幕墙，横明竖隐;4个转角内凹槽倾斜面呈渐变式向上内倾延伸，从而使建筑整体呈向上突破的围合挺拔形态，凹槽内的幕墙亦为单元式玻璃幕墙，竖明横隐，与凹槽造型配合收分。建筑表面的多种形态给其幕墙设计带来了较大难度，在设计前必须先正确理解建筑的几何形态，并基于此来进行合理的设计。

三、高层建筑幕墙系统设计要点

（一）塔楼大面圆弧幕墙的设计要点

塔楼大面圆弧幕墙的板块宽1.4m，板块间折线水平夹角为179.5°，由于角度过小，因此横梁端部切斜角距离也过小，这给车间内加工带来了很大难度，如图1。经讨论后，最终在圆弧造型时选择了板块折线拟合的方式。其他的幕墙项目，若板块水平夹角较大，横梁端部应根据实际角度进行加工。在设计初期，由于幕墙水平分格与板块水平夹角产生的影响较大，因此应做到有的放矢。利用幕墙板块上的挂件和预先设置的单元体挂座来挂接单元幕墙。其中，单元体挂座选择采用顶面挂接和侧面挂接两种方案。考虑到造价等因素，选择不进行弯弧处理，均采用直线段设计，但这样会导致转接件长度规格较多、焊接量较大。楼板采用了成品钢楼承板式，混凝土板厚难以满足槽式埋件的埋设需要，将楼板外轮廓向内加厚到200mm。大面位置的单元式玻璃幕墙采用了顶面挂接方案。

（二）凹槽内单元式玻璃幕墙的设计要点

凹槽内单元式玻璃幕墙的板块宽1.4m，层高分别为4.2m、5.4m，立面幕墙的分界线在14层标高的69m处，分界线以下向外倾斜、以上向内倾斜。由于板块间的竖向夹角约达180°，因此可以选择单元体板块折线拟合的方式。在设计中需重点考虑分界线以上的幕墙单元体板块和上横梁截面设计。另外为了保证幕墙的排水性能，排水角度应为4%，如图2。

（三）避难层的幕墙系统设计要点

在超高层建筑中，避难层是一个重要部分，其主要作用是在建筑中发生火灾时供人员紧急临时避难所用。自建筑的首层开始，至建筑中的第一个避难层，之间高度应在45m以内，两个避难层之间的高差也应在45m以内。防烟楼梯应在避难层分隔，或是在同层错位，或是在上下层断开。根据实际避难要求确定避难层的净面积，通常以5人/m2计算。避难层在平时也可兼职作为设备层，但必须集中布置设备管道。本工程的避难层分别设置在10层、20层、29层、39层、49层及59层，层高约7m。由于避难层的高度大、跨度大，因此應适当加大单元体幕墙龙骨，或适当增加钢立柱。但单元式玻璃幕墙与土建结构边之间的进出位关系是已经确定好了的，若想加大龙骨的截面也不太容易实现。经讨论，未选择加大单元体幕墙龙骨的方式。在增加钢立柱时，主受力的龙骨为钢型材质可以通过增加挂点来增强铝合金龙骨的受荷载能力，并方便幕墙型材截面的统一，节省造价成本，在设计时最终选择了在龙骨后侧增加钢立柱的方案。该工程的避难层同时兼为设备层，需要幕墙能够通风、防风、防雨。超高层建筑的幕墙受风压较大，必须慎重选用防风雨百叶，且要保证防风雨百叶的通风量能够达到额定速度，叶片不能有振动、不能产生过大噪音、不能超过最大静压消耗范围。

四、结束语

掌握建筑幕墙的设计要点，才能够更好地提升其施工质量，才能够保证其较强的美化效应，以及更好地应用效果。其中在设计审核、整体系统构建，以及防雷方面要进行深入研究，将更多的综合技术融入其中，不断优化其施工流程，让建筑幕墙在安全可靠的基础上发挥更大价值，推动我国建筑领域更上一个新台阶。

参考文献：

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