建筑幕墙设计中的结构抗震设计分析

建筑幕墙设计中的结构抗震设计分析

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摘要:经济发展,城市化进程加快,城市人口的加速密集推动了高层、超高层建筑的发展。建筑结构向着更高、更安全、更加可持续的方向发展。建筑幕墙结构体系,拥有更高效的抗震安全性能,更少的空间占用以及更加适应高层建筑的要求,得到了许多建设单位以及设计单位的认可,不断的被应用于实际项目中。对于众多结构设计人员而言,结构体系的安全性,特别是抗震安全性能是关注的焦点。本文主要旨在对基于性能的建筑幕墙结构抗震设计进行探讨和分析,推动基于性能的方法在建筑幕墙结构设计中的应用,提高建筑幕墙结构的抗震安全性。

关键词:建筑幕墙设计;结构抗震;设计

引言

城市不断发展,带来了巨大的人口聚拢效应,高层、超高层建筑层出不穷。建设单位和设计单位在不断的挑战建筑新高度的同时,对结构的安全性能也提出了更高的要求。地震产生的破坏程度也非常大,因此,做好建筑幕墙结构的抗震设计是十分必要的。做好建筑幕墙的抗震设计能够提升建筑的稳定性,保证建筑内部人们的生命安全和财产安全。因此,设计人员应当从实际情况出发,结合建筑地地质情况做好建筑幕墙结构的抗震设计。

1、建筑幕墙相关概述

建筑幕墙一般应用在一些大型建筑物和高层建筑物的外围发挥装饰作用,其在材质上较轻薄,且不承重,只像一层幕布挂在主建筑的外围。但是,建筑幕墙所承受的重量并不靠建筑主体承受,因其重量对主建筑质量承受上有一定影响,并且对主建筑的性能也会产生一定影响。现今,随着大众对建筑幕墙抗震性的要求越来越高,而在建筑设计中对幕墙结构的设计则成为设计师所要考虑的重点。如何合理地对抗震结构进行设计,使其既能发挥建筑幕墙应有的作用,又具有一定的抗震性则是论文所要研究的重点问题。

对建筑幕墙进行划分一般会通过两种类型对其进行划分,一种是按照幕墙封闭的形式进行划分,则可以分为封闭式建筑幕墙与非封闭式建筑幕墙;而另一种类型则是按照支撑建筑幕墙结构进行划分,可分为单元式幕墙、双层幕墙、构建式幕墙以及全玻璃幕墙集中形式。这为建筑设计师在建筑幕墙设计中提供更多方式支持,可以在幕墙设计中对抗震结构的设计根据实际情况进行设计,以此设计的抗震结构才能更加合理。并且不同类型的建筑幕墙具有其一定的优势,而对抗震结构进行设计时就可以通过建筑幕墙所具有的特点在设计中进行使用。对建筑幕墙研究中了解到,建筑幕墙本身就有一定的优点,如干净清洁,且容易维护,还具有一定的节能性。因幕墙在整个建筑物外围,所以其还具有一定的美观性。对其进行定期维护,保持干净清洁则可以提升整个建筑物的形象;而幕墙具有一定的节能功能主要体现在其实用性方面,并且节能是建筑幕墙最基本的特点,不但可以节约资源消耗,并且还能对建筑物实现节能作用;幕墙宜维护是因其在清洁和维护上较为简便,而现今所用的建筑幕墙首先要考虑的就是使用与后期维护问题,以此才能得到长期使用。

2、建筑幕墙设计中结构抗震的设计

幕墙结构的抗震设计,需要符合多种类型幕墙的基本需求。根据建筑工程中的幕墙体系,规划结构抗震的设计,主要在建筑幕墙体结构中,在体系和构造两个方面,提出抗震设计的内容。

第一,抗震设计要在建筑幕墙的体系方面发挥作用,依照建筑工程中,不同类型幕墙的体系构造,设计结构抗震的方案。本文以石材幕墙和铝合金玻璃幕墙体系为例,分析抗震的设计方法。石材幕墙结构的抗震设计,需深入研究此类体系幕墙构造的方式,石材幕墙的结构体系中,石材面板之间,采用插件、挂件构成连接,抗震设计的过程中,确保各项插件、挂件能够保持在安全稳定的连接状态,避免插件或挂件发生跳出的问题。石材幕墙结构抗震中,挂件与插件的设计,严格按照国家规定的抗震规范,例如:抗震规范中,对挂装系统提出了允许偏差,同时表明了插件和插槽连接时的深度数据,在石材幕墙体系设计时,就要遵循规范的规定,按照规范制定设计方法,全面控制好石材幕墙结构体系抗震设计的偏差,提高石材幕墙结构抗震的设计水平。

铝合金玻璃幕墙体系构造上的抗震设计,表现在自身抗震构造与主框架抗震性能两个方面。例如:铝合金玻璃幕墙体系处于地震多发地带,此时幕墙体系构造之间,最大弹性层间位移角<100°,如果幕墙体系构造在非地震多发带,抗震设计以幕墙体系构造的薄弱点为主,提前设置弹塑变形试验,注重抗震能力指标值与主体结构弹性层间位移角两大因素的指标控制,在铝合金玻璃幕墙体系构造上,抗震能力指标数据,是主体结构弹性层间位移角数值的3倍,由此才能保障铝合金玻璃幕墙的体系构建,达到规范的抗震设计标准。

第二是建筑幕墙的连接位置,实行的抗震设计。建筑幕墙结构中连接构造的抗震设计,主要体现在3个部分,分析如:(1)立柱和横梁连接,采用螺栓、角码等构件,实行连接,抗震设计时,注重角码的厚度,不能超过3ram,确保幕墙的立柱结构,可以承担横梁结构的剪力,立柱和横梁之间的距离,最佳数值是1mm;(2)立柱和立柱的连接,采用伸缩缝的方法,抗震设计时,幕墙立柱之间的相互连接,缝隙的距离范围是15mm,连接的过程中,芯柱和立柱采取紧密配合的方法,以免影响连接的效果,强化抗震的控制力度;(3)变形缝位置的连接处理,变形缝是抗震设计中的要点,其抗震的效果很明显,变形缝的位置,需要结合抗震规定选择,规划好变形缝,龙骨间距,按照变形缝实施。

3、地震对建筑抗震设计要求的启示

地震灾害给人们身心带来巨大影响,而在地震灾害过后,要从悲痛中得到警示,以此在建筑设计中要融入结构抗震设计的要求。对于自然灾害人们不能避免,但是可以通过有效的方法来避免地震所带来的影响。而在幕墙中结构抗震设计是否满足抗震要求,则是大众所关心的问题。首先,对现今建筑幕墙的建设,其在质量上是否满足工程建设实际要求,且在此基础上是否达到抗震安全系数要求等则是所要重视的问题;其次,对于幕墙设计结构的安全性要进行分析,因幕墙本身材质较轻,无法对建筑主体起到承重作用,只是作为一种保护悬挂在建筑主体外围。从装饰角度来看,幕墙具有一定的美观性,但如果要提高其抗震性则发挥了幕墙的重要作用。因幕墙在结构上较为简单,由基础框架同面板或者玻璃组成,所以其具备一定美观性的同时,还具备一定变形功能,能够在地震过程中进行稍微移位,以达到对建筑主体保护的功能,所以幕墙变形能力的设计要根据幕墙实际承载能力进行设计。

结束语

由上可知,在不可抗力的地震灾害面前,虽然无法做到有效的规避,但在建筑设计过程中给人们敲响了警钟,能够通过建筑幕墙结构抗震性上的设计,减小地震所带来的危害,已经成为大众所关注的重点问题。在建筑结构设计过程中,对结构抗震设计要根据科学的方法进行设计,既要能够满足幕墙设计的基本要求,又要在此基础上确保幕墙结构达到结构抗震要求。所以,在幕墙建设过程中幕墙的质量是结构抗震效果的关键。

参考文献:

[1]乔易飞.论高层建筑结构抗震的优化设计[J].江西建材,2018(01):34-35.

[2]陈凯.建筑结构设计中的抗震设计分析[J].建材与装饰,2017(44):88-89.

[3]秦坤.结构抗震设计在现代建筑幕墙设计中的探讨[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2017(03):108-109.

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