超大玻璃幕墙设计研究

随着现代我国建筑业的飞速发展，外立面的装饰已经逐渐的受到人们的重视。并且还随着建筑空间的不断需求，超大玻璃幕墙在新型建筑幕墙上应用的范围也越来越广，同时这也为我们的住户提供了更为广阔的视野。本文主要就是针对超大玻璃幕墙的设计与施工特点来进行阐述。

超大玻璃幕墙的运用之中涉及了幕墙设计、材料选用以及制作安装的整个过程，我们除了要充分的考虑到平面变形、风压变形性、气密性以及水密性能，而且还得非常地重视保温节能。所以说，我们就得从施工方面、设计措施来进行阐述。

一、超大玻璃幕墙的可利用范围和主要表现形式

玻璃幕墙，是建筑围护体系中的一种外部装饰。相对于传统的外部装饰构件来说，它具有强度大、材料耐久性强、采光好以及自重轻等等一系列的优点。随着人们精神水平的不断提高，以及“设计结合自然”的设计思想的席卷，在建筑设计之中，超大幕墙已经得到了十分广泛的应用。特别是在大型商场、高档写字楼等的公共建筑之中。但是，超大玻璃幕墙具体的尺寸是如何规定的，是要依据一部分所规定的尺寸与一些的设计说明以及设计师的工作经验与设计的感觉，我们通常会把建筑分格长以及宽中最大边长不会超过2m的玻璃分格尺寸称为常规的设计尺寸，这也就是大部分在建筑上可以看到的分格尺寸。

二、超大玻璃幕墙的设计特点

超大玻璃幕墙的设计必须满足良好的“四性”要求，“四性”是指良好的平面变形、气密性和水密性以及风压变形性。由于超大玻璃幕墙的分格比较大，在进行设计时，要考虑幕墙的整体要求，采取特殊的措施，确保超大玻璃幕墙的可靠性与稳定性，这是超大幕墙设计中难点和重点。

三、玻璃面板的设计

超大玻璃的板面设计控制, 与常规尺寸没有太大区别, 也是以强度和刚度为主。一般情况下, 玻璃应采用钢化玻璃。钢化玻璃的强度可以通过调整玻璃的厚度来增强, 通常是比较容易解决, 但超大玻璃的挠度往往很大, 不易控制, 所以需要根据边界支承条件,进行比较准确的计算。除了按照规范采用手算以外, 我们还可以使用专门的计算机软件如 ANSYS、SAP2000 等通过有限元分析, 比较精确地进行玻璃面板应力、挠度的控制, 以达到最合理的面板配置。

四、支撑龙骨的设计

在现今大多数玻璃幕墙设计中，以铝型材龙骨为主要支撑体系。支撑体系以与主体相连的竖向立柱与横梁构成，竖向立柱的尺寸比较大，很容易满足设计的要求，而横梁的尺寸比较小，其强度与刚度一般不容易达到设计的要求。因此，就要求设计人员根据横梁的受力特点进行专业的设计，使其满足超大玻璃刚度和强度的要求，这个过程也就是开模设计。通常为了便于铝型材横梁的安装，在设计时均留有盖板，可以根据需要开设在横梁的下部或者后部。

五、构造设计

为了提高玻璃面板和横梁接触部位的竖向承载力，需要在型材连接处加角材进行加固。对于玻璃和龙骨支撑构件之间的安放，要注意加橡胶垫，以减少集中应力，避免破坏。压板的连接可以使用定距压板法，可以大大提高施工速度，而且传力也比较可靠，可大大提高施工效率。为提高玻璃与支撑构件之间的密封性，需要在面板和型材龙骨之间填充泡沫棒之后整体灌胶。

六、关于玻璃开裂的预防

首先，我们要明白超大玻璃开裂的原因，然后对症下药。超大玻璃开裂的一个主要原因就是玻璃的变形受限，没有做好预留变形空间。比如，玻璃在支撑构件的上下槽中的空隙过小、密封胶硬化等原因都会造成该现象。玻璃开裂的另一个重要原因就是玻璃的受力变形不均匀，两个吊夹的松紧不一致、玻璃下端支撑橡胶垫厚度不一致等原因都会造成该现象。要防止玻璃开裂，最关键的就是施工管理和监督力度的加强。

七、超大钢化玻璃产生自爆的原因与控制措施

玻璃幕墙分格的大小受面板刚度、强度及现场安装工艺影响，同时还受玻璃生产加工设备的制约，不同的玻璃种类，生产尺寸也不相同。随着科技的发展，人们对幕墙的尺寸要求也是逐渐增大，超大玻璃的出现满足了这一要求。

由于超大玻璃幕墙的尺寸比较大，且安装难度较高，一旦出现损坏，会造成比较严重的经济损失和安全隐患。在玻璃幕墙的使用的过程中，除了人为的破坏外，主要的就是钢化玻璃的自爆损坏。导致钢化玻璃自爆的主要原因是加工过程中出现了杂质，主要成分是硫化镍，较小的硫化镍晶体进行日光加热后，体积会产生膨胀，进而引起玻璃面板产生自爆。

八、超大玻璃幕墙的施工

由于超大玻璃的特殊性，在进行施工的过程中，需要运用一些特殊的工艺与技术，完全依照常规玻璃的施工方法，会对整个工程造成巨大的经济损失。对超大玻璃的施工，我国还没有统一的标准与规范，大多是施工人员根据施工经验，参照部分地方文件，进行总结，主要的注意事项与措施主要如下：

（一） 超大玻璃的支架施工要求

使用专用插车或者吊装设备进行装车，同时使用运输专用的周转架，使用柔性的胶皮将接触面进行包裹。根据玻璃的尺寸进行支架的设计，专业运输周转架的高度必须不小于玻璃的高度，宽度也必须大于玻璃尺寸的80%以上，对于大面积的玻璃，应尽量保证整体受力均匀，减少在运输过程中出现的损坏。在进行装车时，避免单边装架。专用的运输周转架应放置在车厢的中间位置。对于整箱运输的玻璃，也应采用专用的运输周转架。

（二）超大玻璃的运输

超大玻璃由于其尺寸比较大，在运输与搬运的过程中应做好充分的保护。做好现场搬运与安装中的管理工作，选用合适的器械进行吊运，减少或者避免出现二次搬运。选择比较合适的供货时间，减少超大玻璃的堆放时间，避免施工现场人员的破坏。

使用吊装设备进行运输时，采用专用的插车卸车。搬运时使用手动吸盘，将准备搬运的玻璃与其他的玻璃移开5cm到10cm，工作人员将搬运玻璃远离其他玻璃正面一定距离后，用绳索固定周转架上的玻璃，牢固后方可搬运。靠人力对超大玻璃进行搬运时，需要使用专门的夹具与吸盘，一片一片的搬运。两人抬运，起放需同时着地。多人抬运时，专人指挥统一行动，在中途停放，须立放，且玻璃下放置木垫块。做好手提玻璃吸盘吸重试验与持续时间试验。

（三） 超大玻璃的安装

超大玻璃施工前，应根据幕墙的形式选取合适的施工方案与施工器具。做好玻璃的备片工作，在施工中难免会出现损坏，尤其是工期比较紧的项目，在出现破损时能及时的进行更换。在完成安装后，建筑内部的装饰还未完工，需要专业人员做好成品的保护工作。

对超大玻璃进行安装时，应根据幕墙的形式选择合适的安装工艺，及时的进行固定，禁止将玻璃单边固定或者临时立放等。安装前检查好主体结构与超大玻璃框架之间的连接，确保立柱与横梁之间的连接牢固。常规玻璃安装时采用手动吸盘，在玻璃下方禁止站人。在超大玻璃安装完后，应放置明显的警示牌，避免碰伤行人。

结束语

面对国内及国际迫切的市场需求，以及各种难得的机遇，我们要以更高的责任感和紧迫感来重新认识幕墙设计。要从建筑师幕墙设计师的培养、设计管理等方面人手，使得幕墙设计发挥出其应有的价值。