建筑幕墙抗震构造设计及抗震度设防概述

建筑幕墙抗震构造设计及抗震度设防概述

发表时间：2018-12-05T17:11:20.843Z 来源：《防护工程》2018年第24期作者：李明玉

[导读] 近年频发的地震灾害频发，建筑结构的安全性受到高度重视，幕墙作为建筑物的外围护结构，其安全性更为重要，在设计中一定要严格贯彻国家抗震规范，做好幕墙抗震设计，确保其安全性能。

李明玉

深圳广田方特科建集团有限公司广东深圳 518000

摘要：近年频发的地震灾害频发，建筑结构的安全性受到高度重视，幕墙作为建筑物的外围护结构，其安全性更为重要，在设计中一定要严格贯彻国家抗震规范，做好幕墙抗震设计，确保其安全性能。

关键词：建筑幕墙；抗震构造；浅探

1建筑幕墙抗震原理分析

1.1建筑幕墙组成

玻璃幕墙最外面是玻璃或部分金属板材构件，它支承在铝合金横梁上，横梁连结在立柱上，立柱则悬挂在主体结构上，这些连结都允许一定的相对位移，以减少主体结构在水平力作用下位移对幕墙的影响。此外，上、下层立柱通过活动接头连接，可以相对移动以适应温度变形和楼层的轴向压缩变形。

1.2建筑幕墙的抗震设防要求

建筑幕墙是建筑外围护结构，按照建筑抗震设计规范的要求制定相应的建筑幕墙的三个设防水准如下：

（1）分接缝宽度增大时，不需修理或加密封胶修补后仍可恢复原设计性能和要求。

（2）当遇到本地区基本设防烈度的地震影响时，幕墙框架体系（包括与建筑物的连接）允许有轻微损坏，镶嵌物可有少量损坏，经过修理后即可继续使用。

（3）当遇到大于地区基本设防烈度的预计罕遇地震影响时，幕墙框格体系可有中等以上的损坏，玻璃破碎，但骨架不得掉落或倒塌。

2.3建筑幕墙抗震弹性设计要求

（1）幕墙及其连接件应有足够的承载力、刚度和相对于主体结构的位移能力，以避免在荷载、地震和温度作用下产生破坏、过大的变形和妨碍使用。

（2）非震设计的幕墙，在风力作用下其玻璃不应玻碎；且连接件应有足够的位移能力，使幕墙不破损、不脱落。

（3）抗震设计的幕墙，在常遇地震作用下玻璃不应玻损；在设防烈度地震作用下经修理后幕墙仍可使用；在罕遇地震作用下幕墙骨架不应脱落。

2建筑幕墙抗震构造措施

2.1抗震构造目的

玻璃幕墙构件不能承受过大的位移，例如当层高为3m，Δμ/h为1/60时，层间最大位移可达35mm，幕墙构件必定会破坏。若在幕墙与主体结构之间，采用弹性活动连接的抗震构造，力求做到幕墙框架受力变形过程与混凝土框架受力、变形相一致，就可避免幕墙构件的破坏。

2.2幕墙体系构造要求

以下重点对铝合金玻璃幕墙、石材幕墙、金属幕墙以及其他类型的幕墙进行分别研究分析。

2.2.1铝合金玻璃幕墙

铝合金玻璃幕墙的搞震能力主要与所依附的主框架的抗震能力与自身的抗震构造有着。在设计时，要对铝合金玻璃幕墙以及其所依附的建筑物分别进行设防要求。当依附的建筑物受到不大于当地设防烈度的地震影响时，普通幕墙与平行、垂直两个方向的主框架之间的最大弹性层间位移值有着重要的联系。

在强烈地震作用下，结构薄弱层产生弹性变形，在此情况下要提前进行验证。在抗震设计时，幕墙的抗震能力要大于主体结构弹性层间位移值的三倍。在多层结构设计时，幕墙的抗震能力要达到非钢性结构建筑幕墙的两倍多。

2.2.2明框、半隐形框幕墙

明框、半隐形框幕墙的玻璃边缘与边框槽底的空隙内要使用弹性材料进行填充。隐框与半隐框板块间需要的宽度也需要控制，不应该低于12毫米，同样以弹性材料填充并密封。

2.2.3石材幕墙

石材幕墙一般采用插件与挂件进行连接，为了防止挂勾脱出，相关标准中已经对石材面板挂装系统安装允许偏差等数值做了规定。为了实使现良好的抗震性能，对于普通的短度的槽挂件石材幕墙需要合理使用挂件槽弹性填充密封胶。而对于背栓式石材，要严格控制孔径偏差低于0.5毫米，孔深要大于15毫米。

2.2.4金属幕墙

金属幕墙相对于玻璃幕墙的好处是具有较强的抗震性能，因为它的面板不属于脆性材料，一般的变形不会产生破坏。

2.2.5点支承玻璃幕墙

占支承玻璃幕墙的支承头连接部位能够非常好地适应它在支承点处的转动变形，支承头的钢材与玻璃面板之间有弹性材料缓冲，它的厚度不低于1毫米，具有非常良好的抗震性能。

2.2.6全玻璃幕墙

全玻璃幕墙的抗震性能比较差，在周边进行收口的槽壁与玻璃面板之间留下足够的空隙，宽度不低于8毫米，而且面板不要与其他的刚性材料发生接触，面板与装修面的空隙保持在8毫米以上，使用密封胶进行密封。主体结构墙体容易对全玻璃幕墙的底部造成挤压，则需

要按照规范，进行悬挂。

2.2.7单元式幕墙

单元式幕墙一般为插接类型，在单元部件之间需要有一定的搭接长长，竖向长度大于10毫米，而横向长度大于15毫米。单元式幕墙具有良好的抗震性能。

2.3幕墙不同连接部位的构造要求

2.3.1立柱与立柱之间的伸缩缝

上下立柱应该保持有不低于15毫米的缝隙，闭口型村需要采用芯柱连接，芯柱长度不低于250毫米，套筒伸入到铝合金立柱内的长度不低于100毫米。芯柱与上柱或下柱间应该采用机械连接方法进行固定，开口型材两柱间采用等强型材机械连接。

2.3.2立柱与横梁之间的连接

立柱与横梁之间可以通过角码、螺钉或是螺栓进行连接，角码应该承受横梁的剪力，厚度大于3毫米，其与立柱之间的连接螺钉应该满足搞剪与搞扭承载要求。

2.3.3与主体连接

幕墙主杆件一般会采用悬挂形式，其与主体间连接需要非常牢固，大多数通过螺栓连接。立柱与主体结构之间每一个受力连接部位的连接螺栓数量要多于两个。螺栓直径不低于10毫米。

2.3.4变形缝处理

在地震时建筑物主框架会发生变位，尤其是在变形缝处产生较大变位。在建筑物主框架变形缝处的幕墙应该使用可以进行伸缩的构造，让变形缝两侧的面板分别属于不同的单元，相互没有重大作用力出现。

同时注意变形缝节点设计，按照相关设计规范，龙骨间的距离要与土建变形缝大小基本保持一致。而易挤压破碎的面板间距可以由第二水准来计算确定。中间材料要有弹性，可水平滑动。

3建筑幕墙抗震度设防的策略

3.1要明确建筑幕墙的设计责任。

负责幕墙设计的建筑设计单位与幕墙制作图设计单位应协同配合并明确设计责任。鉴于建筑幕墙设计涉及多环节、多专业的特点，建筑设计单位和制作厂家不要那个单独承担，须协同完成。建筑幕墙设计单位在幕墙设计中负责选型，提出设计要求。幕墙制作图设计单位根据建筑设计单位提出的设计要求具体负责幕墙的技术设计，确定幕墙材料、选择制作厂家及工单位，全面负责制作加工、施工安装工程的质量，它是幕墙设计的专项负责单位。对于从事建筑幕墙设计、施工的企业，要有完善的产品质量与企业标准，并接受建设行政主管部门的监督。企业要负责对幕墙设计、施工人员的技术培训、指导、监督和管理，并负责岗位考核。

3.2幕墙应按维护结构设计

它只承受直接作用于其上的风力、地震力、结构自重和温度作用。它不分担主体结构承受的风力和地震力。建筑幕墙在正常情况下应能维持其建筑功能在百年一遇的大风作用下幕墙不应破损抗震设计的幕墙。在设防烈度下会有轻微破坏，但经修理后，仍可使用。在罕遇地震作用下，幕墙不会整体掉落，不会由此产生人员伤亡。

3.3保证幕墙相对于主体结构有一定的位移能力

幕墙一般应悬挂在主体结构上>斜幕墙有时允许在主体结构上支承，主体结构在风力和地震力作用下会产生位移。幕墙要能在主体结构位移时不破坏，不掉落，则必须能相对于主体结构有一定的活动能力。为便于施工时调整幕墙位置，保证幕墙相对于主体结构有一定的位移能力。主柱与主体结构之间应采用螺栓机械方式连接，不应采用受力焊缝将立柱脚码与预埋钢板焊死。采用螺栓连接时，脚码与预埋件表面间要有齿缝等防滑措施；也可以用非受力的短焊缝作位置固定。作用于幕墙上的外力和作用有自重、风荷载、地震作用和温度作用。设计时应考虑它们共同出现的可能性，由上述几种因素产生的内力与位移，应以一定方式进行组合。幕墙自重是经常作用的恒载，所以各种组合都予以考虑，风力是幕墙设计的控制性因素，所以应全部参与组合。温度作用产生的最大应力区在板边，它错开了风和地震在板中央产生的最大应力，所以可以不与其它荷载和作用进组合。

4结语

建筑幕墙抗震设计是关系到群众生命安全的重要流程，需要严谨的态度对待，对于其中的缺点，坚决进行改正。在未来的社会发展中，会有更多的研究结果出现，抗震设计要不断与时俱进，利用最先进的技术，创造更加安全的建筑结构。

参考文献：

[1]王宝，闭思廉.建筑幕墙抗震构造设计[J].深圳土木与建筑，2011（03）.

[2]刘志雄.影响框支式石材幕墙整体抗震性能的因素分析及对策[J].石材，2011（06）.