幕墻結(jié)構(gòu)圖解，從基礎(chǔ)到高級的全面解析，幕墻結(jié)構(gòu)深度剖析，基礎(chǔ)到高級全

10分鐘前1閱讀0評論梅州鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)公司

本文圍繞幕墻結(jié)構(gòu)展開圖解式的全面解析，涵蓋從基礎(chǔ)到高級內(nèi)容，首先介紹幕墻結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)構(gòu)成要素，包括各類基本構(gòu)件及其作用，接著逐步深入，闡述不同類型幕墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與適用場景，如明框、隱框、半隱框幕墻等在建筑中的運(yùn)用差異，對幕墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)原理進(jìn)行剖析，解釋其如何承受荷載及傳遞力量，在高級部分，涉及復(fù)雜幕墻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)，像高性能幕墻的氣密水密處理、抗震設(shè)計(jì)等關(guān)鍵內(nèi)容。

在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中，幕墻已成為標(biāo)志性的建筑元素，它不僅賦予建筑獨(dú)特的外觀，還承擔(dān)著重要的功能作用，幕墻作為建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，既要滿足美學(xué)需求，又要具備防水、隔熱、隔音等性能，隨著建筑技術(shù)的進(jìn)步，幕墻結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜多樣，從傳統(tǒng)的框架式幕墻到現(xiàn)代的點(diǎn)支式、單元式幕墻，每一種結(jié)構(gòu)都有其獨(dú)特的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)特點(diǎn)，本文將通過圖解方式，系統(tǒng)介紹幕墻的基本結(jié)構(gòu)類型、組成部件、連接方式及典型節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，幫助讀者全面理解幕墻的結(jié)構(gòu)原理和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，無論您是建筑行業(yè)從業(yè)者、學(xué)生還是對建筑技術(shù)感興趣的愛好者,這篇文章都將為您提供有價(jià)值的參考信息。

幕墻結(jié)構(gòu)圖解，從基礎(chǔ)到高級的全面解析，幕墻結(jié)構(gòu)深度剖析，基礎(chǔ)到高級全行業(yè)新聞

幕墻的基本概念與分類

1 什么是幕墻

幕墻（Curtain Wall）是指懸掛在建筑主體結(jié)構(gòu)外部的非承重外圍護(hù)系統(tǒng)，它不承擔(dān)建筑主體的荷載，僅承受自身重量以及風(fēng)荷載、地震作用等外部力量，與傳統(tǒng)墻體不同，幕墻通常由金屬框架和玻璃、金屬板或其他面板材料組成，具有輕質(zhì)、美觀、采光好等特點(diǎn)，現(xiàn)代幕墻系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成為一種高度集成的建筑外圍護(hù)解決方案，融合了結(jié)構(gòu)、熱工、聲學(xué)、防火、防雷等多重功能。

從結(jié)構(gòu)角度看，幕墻系統(tǒng)由支撐結(jié)構(gòu)（通常為鋁合金或鋼框架）、面板（玻璃、金屬、石材等）、密封材料和連接件組成，這些組件協(xié)同工作，共同抵抗外部環(huán)境的影響，同時(shí)滿足建筑美學(xué)需求，幕墻的設(shè)計(jì)需要考慮多種因素，包括結(jié)構(gòu)安全性、熱工性能、防水性能、耐久性以及維護(hù)便利性等。

2 幕墻的主要分類方式

幕墻可以按照多種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，最常見的分類方式包括按支撐結(jié)構(gòu)形式、按面板材料和按施工方法。

按支撐結(jié)構(gòu)形式分類：

框架式幕墻：由立柱和橫梁組成的顯性框架支撐面板，框架外露或部分隱藏
點(diǎn)支式幕墻：通過點(diǎn)式連接件將玻璃面板固定在支撐結(jié)構(gòu)上，形成通透效果
索網(wǎng)幕墻：由預(yù)應(yīng)力索網(wǎng)作為主要支撐結(jié)構(gòu)，玻璃面板通過點(diǎn)支方式固定
雙層幕墻：由內(nèi)外兩層幕墻組成，中間形成空氣間層，提高熱工性能

按面板材料分類：

玻璃幕墻：以玻璃為主要面板材料，包括單片玻璃、中空玻璃、夾層玻璃等
金屬板幕墻：采用鋁板、不銹鋼板、銅板等金屬材料作為面板
石材幕墻：使用天然石材或人造石材作為面板材料
復(fù)合板幕墻：由多種材料復(fù)合而成的面板，如鋁塑板、蜂窩板等

按施工方法分類：

構(gòu)件式幕墻：在現(xiàn)場逐件安裝立柱、橫梁和面板
單元式幕墻：在工廠預(yù)制完成幕墻單元，現(xiàn)場整體吊裝
半單元式幕墻：結(jié)合構(gòu)件式和單元式的特點(diǎn)，部分預(yù)制部分現(xiàn)場組裝

了解這些分類方式有助于我們在后續(xù)章節(jié)中更準(zhǔn)確地討論各種幕墻的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，不同類型的幕墻適用于不同的建筑需求和環(huán)境條件,設(shè)計(jì)師需要根據(jù)項(xiàng)目具體情況選擇最合適的幕墻系統(tǒng)。

幕墻的基本組成結(jié)構(gòu)

1 幕墻的支撐系統(tǒng)

幕墻的支撐系統(tǒng)是其結(jié)構(gòu)骨架，承擔(dān)著傳遞荷載、保持穩(wěn)定的關(guān)鍵作用，最常見的支撐系統(tǒng)是鋁合金或鋼型材構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu)，立柱（豎梃）是幕墻的主要豎向承重構(gòu)件，通常貫穿多個(gè)樓層或與各層結(jié)構(gòu)梁連接；橫梁（橫檔）則水平布置，連接在立柱之間，形成網(wǎng)格狀支撐體系，框架式幕墻中，這種網(wǎng)格結(jié)構(gòu)清晰可見,而點(diǎn)支式幕墻則通過更隱蔽的支撐點(diǎn)來固定面板。

現(xiàn)代高層建筑中，幕墻支撐系統(tǒng)還需要考慮溫度變形和結(jié)構(gòu)位移的影響，鋁合金型材因其輕質(zhì)、耐腐蝕和易加工的特點(diǎn)成為首選，熱變形系數(shù)約為23×10??/℃，在設(shè)計(jì)時(shí)需要預(yù)留足夠的伸縮空間，鋼結(jié)構(gòu)支撐則多用于大跨度或需要更高強(qiáng)度的場合，但需特別注意防腐處理，支撐系統(tǒng)與建筑主體結(jié)構(gòu)的連接通常采用可調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)接件，允許三維方向的微調(diào),確保安裝精度。

2 幕墻的面板系統(tǒng)

面板是幕墻最直觀的部分，直接影響建筑外觀和性能，玻璃面板因其通透性和現(xiàn)代感被廣泛應(yīng)用,常見類型包括：

鋼化玻璃：經(jīng)過熱處理提高強(qiáng)度，破碎時(shí)呈小顆粒狀
夾層玻璃：兩片或多片玻璃間夾PVB膠片，破碎時(shí)碎片粘附在膠片上
中空玻璃：兩片玻璃間留出干燥空氣層，顯著提高隔熱隔音性能
Low-E玻璃：表面鍍低輻射膜，減少熱輻射傳遞

金屬面板如鋁板、不銹鋼板、銅板等則提供更多色彩和質(zhì)感選擇，可通過折邊、沖孔等工藝創(chuàng)造豐富立面效果，石材面板需特別注意連接安全，通常采用背栓或短槽式連接，面板與支撐結(jié)構(gòu)的連接方式多樣，明框幕墻中面板嵌在框架凹槽內(nèi)，四周用壓板固定；隱框幕墻則使用結(jié)構(gòu)膠將玻璃粘接在金屬副框上,外觀更為簡潔。

3 密封與排水系統(tǒng)

完善的密封與排水系統(tǒng)是幕墻防水的關(guān)鍵,幕墻接縫處通常采用三級密封設(shè)計(jì)：

外側(cè)密封膠：多為硅酮耐候膠，抵御風(fēng)雨侵蝕
中間隔離層：防止密封膠相互粘連，常用泡沫棒
內(nèi)側(cè)密封：結(jié)構(gòu)膠或膠條，確保氣密性

科學(xué)的排水路徑設(shè)計(jì)能有效防止積水滲漏，幕墻橫梁通常設(shè)計(jì)有排水孔，將滲入的雨水導(dǎo)出至室外，單元式幕墻則采用等壓腔原理，通過內(nèi)部空腔平衡內(nèi)外氣壓差，減少水滲透動(dòng)力，熱工性能方面，斷熱條或斷熱膠條的應(yīng)用能阻斷金屬框架的熱橋效應(yīng)，提高整體保溫性能，這些細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)共同構(gòu)成了幕墻高效的水密、氣密和熱工性能。

常見幕墻結(jié)構(gòu)類型圖解分析

1 框架式幕墻結(jié)構(gòu)詳解

框架式幕墻是最傳統(tǒng)也最廣泛應(yīng)用的幕墻形式，其特點(diǎn)是具有明顯的鋁型材框架結(jié)構(gòu)，圖3-1展示了典型的框架式幕墻節(jié)點(diǎn)構(gòu)造：豎向立柱通過角碼與建筑結(jié)構(gòu)連接，水平橫梁通過角碼或螺栓與立柱連接，形成穩(wěn)定的網(wǎng)格框架，面板安裝在框架形成的開口內(nèi)，四周用壓板固定，接縫處打密封膠，這種結(jié)構(gòu)施工簡便，適應(yīng)性強(qiáng),適合各種形狀的建筑立面。

框架式幕墻可分為明框和隱框兩種，明框幕墻（圖3-2）中，框架構(gòu)件突出于面板表面，形成明顯的分隔線條；隱框幕墻（圖3-3）則通過結(jié)構(gòu)膠粘接方式使玻璃面板外表面齊平，框架隱藏在面板后方，視覺效果更為整體，框架式幕墻的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)明確，維修方便；缺點(diǎn)是現(xiàn)場工作量大，施工周期較長,且框架會(huì)遮擋部分視線。

2 單元式幕墻結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

單元式幕墻（圖3-4）代表了幕墻技術(shù)的高水平發(fā)展，其核心特點(diǎn)是將幕墻在工廠預(yù)制加工成完整的單元板塊，包括框架、面板、密封等全部組件，然后運(yùn)輸至現(xiàn)場直接吊裝就位，每個(gè)單元板塊高度通常為一個(gè)樓層高，寬度根據(jù)運(yùn)輸和吊裝條件確定，一般為1.2-1.5米，單元板塊之間采用插接式連接,形成連續(xù)的防水構(gòu)造。

單元式幕墻的最大優(yōu)勢是質(zhì)量可控、安裝快捷，適合高層建筑，圖3-5展示了單元板塊的典型連接節(jié)點(diǎn)：上單元的下橫梁插入下單元的上橫梁槽口內(nèi)，通過內(nèi)部密封條實(shí)現(xiàn)防水；左右單元間則通過公母立柱插接，這種設(shè)計(jì)允許一定的位移吸收能力，適應(yīng)結(jié)構(gòu)變形，單元式幕墻的缺點(diǎn)是前期投入大，需要精確的測量和安裝技術(shù),且后期更換個(gè)別單元較為困難。

3 點(diǎn)支式玻璃幕墻技術(shù)解析

點(diǎn)支式玻璃幕墻（圖3-6）創(chuàng)造了極致通透的建筑視覺效果，其特點(diǎn)是通過離散的點(diǎn)式連接件將玻璃面板固定在支撐結(jié)構(gòu)上，消除了傳統(tǒng)框架的視覺障礙,點(diǎn)支式幕墻的關(guān)鍵組件包括：

玻璃面板：通常采用四邊簡支的單片鋼化玻璃或夾層玻璃
點(diǎn)式連接件：由不銹鋼駁接爪和沉頭螺栓組成
支撐結(jié)構(gòu)：可以是鋼框架、鋼桁架或索網(wǎng)結(jié)構(gòu)

圖3-7詳細(xì)展示了點(diǎn)支式連接節(jié)點(diǎn)：玻璃角部鉆孔安裝不銹鋼駁接螺栓，螺栓頭沉入玻璃厚度內(nèi)；駁接爪抓住螺栓尾部，將荷載傳遞至支撐結(jié)構(gòu)，玻璃孔邊需進(jìn)行精細(xì)打磨和強(qiáng)化處理，以分散應(yīng)力，點(diǎn)支式幕墻對設(shè)計(jì)和施工精度要求極高，但能創(chuàng)造出令人驚嘆的無框視覺效果,廣泛應(yīng)用于商業(yè)建筑和大空間公共建筑中。