建筑 幕墙钢结构施工中的应用探析

建筑 幕墙钢结构施工中的应用探析

郭新永

作者身份证号： 41112219780708****

摘要：各种新的建筑构造体系、建筑材料及施工技术不断出现，使得建筑业迎来了新的发展高潮。而在建筑领域，钢结构一直以其特殊的优势被广泛的应用在建筑的过程中，在很多发达地区，已经以钢结构作为主要的建筑构造形式，现今世界上最大、最高的建筑采用的内部构造都是钢结构。本文将针对建筑工程中幕墙钢结构的施工技术具体的应用展开讨论。

关键词：建筑幕墙；钢结构；施工技术

1. 钢结构的概况与发展趋势

从发达地区的角度来看，钢结构在建筑工程中已经成为主流，在欧美地区，钢结构的建筑所占的比例已经是全部建筑的百分之六十五左右，近代钢结构的发展是十分迅速的，在1978年，美国钢结构总产量达到了约5000万吨，这也是钢结构产量的第一次高潮。从国外市场的发展历史看来，钢结构的行业发展历经了分散到整合的过程，集中度在不断提升。欧美发达地区对于钢结构的制造技术研究以及钢结构的设计，钢结构的制造设备大部分是由数控机床所组成的，产品的精密程度很高。强度高、便于施工及工期短是钢结构产品的主要特色，且钢结构产品要求尺寸精确度高，技术含量要高且种类要齐全，这种附加价值高的产品在钢结构的产量中占有更大的比重。且钢结构业的生产及安装手法成熟，规范化的产品比例更高。

二、我国钢结构建筑在建筑工程发展中的优势

1. 钢结构建筑的物质供给充足

我国目前的钢生产总量超出了7亿吨，占据世界总量的大约百分之五十，这也为我国钢结构的制造提供了足够的原材料，为了满足市场的需求，我国成品钢的品种很多，且正在向材料更加规范化发展。国内生产的钢结构在钢的用量、品种、规格和质量上都是发展比较快速的，生产能力的提升，也为钢结构业的稳步发展提供了保障。

2. 生产、设计等方面的专业水准

我国钢结构的生产历经近年来的不断发展，相关设计人员的素质与专业程度也在实践中不断地进行提升。社会中很多的设计院校和专业，正在不断的对钢结构的相关设计软件和其他新技术进行研究与开发。更多国内研发的钢结构相关设计软件也在陆续的面世并且不断的改善，为设计人员的工作带来了更多便利。

三、钢结构在幕墙工程中的发展历程

钢结构在建筑的幕墙工程中被广泛使用，是长久以来人们一直没有预料到的，幕墙，是从我国八十年代左右的建筑历史上开始出现的，但实质上，最初对于幕墙工程进行实施的并非建筑企业，而是飞机的制造企业。当时幕墙的企业几乎都属于飞机制造厂，他们比较了解与熟悉的，是铝合金建材，而不是钢结构，幕墙在应用于酒店等设施的建筑工程时，层高一般约为三到四米，这样的设施使用铝合金材料完全能够符合建筑的受力程度要求。因此不需采用钢结构，终于，在90年代早期，幕墙工程相关的章程，终于排除了铝合金，开始使用钢结构，但这一决定初期并未得到行业中多数人的接受。所以，与钢结构相关的制度，又开始了新的革新历程，开始进行进一步的完善，经历了漫长的探索与整改，直到九六年至九八年左右，广东的数所大厦开始在幕墙工程中采用了钢结构，而且，经过了多年时间及多次的强力台风的考验，大厦的状况始终良好。这也为之后钢结构在幕墙工程中的更广泛应用打下了基础。

而钢结构也确实用事实验证了在幕墙工程中的优势，多年来，我国已经建立的采用钢结构支撑的幕墙，从未发生过因使用钢结构而发生的安全问题，很多地区的钢结构工程甚至可以在历经多次强力的台风侵袭后仍然保持完好无损。

多年来，相关的技术人员也始终在对钢结构在幕墙工程中的应用进行不断的分析、探讨与试验，为了达到极限的效果，多数的支撑结构都是使用柔性焊接的钢结构，且试验时的震级大大超过了国家规定的设防烈度。在这样的条件下，幕墙试件的位移到达了七十分之一到五十分之一，一般来说达到这样的位移程度实际房屋早就应当倒塌了，但幕墙试件的钢结构都还能保持完好，这些试验结果表明，幕墙工程中钢结构的应用，完全可以达到标准的抗震要求。

四、钢结构在建筑幕墙工程中的未来发展

钢结构在建筑的幕墙工程中投入使用后，不断的被质疑，但在工程中投入使用后，钢结构用事实证明了在幕墙工程中的可行性，所以，相关领域对于钢结构的质疑态度，也正在逐渐转变为信任，进入了二十一世纪后，钢结构开始以更大的比例被应用于幕墙的骨架、焊接，成为了许多工程中被推崇的建筑材料，虽然还是会有相关人员对于钢结构应用的可行性抱持怀疑的态度，但钢结构的优势在工程中多次的充分发挥，也在不断转变着质疑者的看法。由于钢结构不断的发挥出了在工程应用中的优势，近年来国内的多处大型代表性建筑的建造过程中，也都将钢结构投入了使用，例如二零零九年建造完成的青岛大剧院的幕墙，该幕墙的外观十分复杂，且装饰的造型极多，而在这一幕墙工程中采用的骨架就是钢结构的。零七年建造完成的首都机场的T3航站楼与宁夏的银川机场候机楼的玻璃幕墙，也都采用了钢结构。还有很多例子无法一一列举，但这已经足以证明，多年来，通过钢结构在投入使用后的良好反馈，幕墙工程中的钢结构应用，已经更加被业界所接受和倡导，而且在未来的建筑领域中，也毋庸质疑的会有更多的应用可能性及发展空间。

五、钢结构相关的连接施工技术

钢结构在幕墙工程中被越来越广泛的使用，而应用的过程中，整体结构的坚固性不仅与钢结构本身的材质有关，更需要通过科学的连接让钢结构发挥好自身的优势。目前，钢结构的整体连接方法主要包含螺栓连接、栓焊混合连接与焊接。其中，焊接设计现代的最主要钢结构连接手法，焊接具有构造简单与适用范围广等优势。但是焊接的水准容易受到材料、施工的环境及操作水准的影响，对于钢材的质量、焊接的手法与焊接过程流畅性的要求比较高，焊缝的水准检查工作也很复杂，需借由多种方式进行检验。螺栓连接主要分成传统螺栓连接与高强螺栓连接。传统的螺栓连接具有无需专业设备及施工便利的优势，但传递剪力时容易出现滑移，对于结构受力是不利的，因此应用的范围也有很大局限。高强度螺栓是使用强度较高的钢材生产的，安装时要用到特制的扭矩扳手，优势是对于能够承受动荷载、对于构件削弱度小、耐疲度高、可塑性强、韧性也好，高强螺栓拥有更好的工作性能，在现今工程中也是应用最为广泛的，但是对于连接处的接面加工要求比较高。

工艺原理石材幕墙的立柱与主体结构通过预埋件与螺栓相连接，然后将横龙骨焊接于主龙骨上；石材与横龙骨通过背栓与连接件连接在一起，主龙骨不直接受力,而是通过横龙骨将石材自重与外界荷载传递到主龙骨上，从而传递于主体结构上。

工艺流程施工准备→测量放线→预埋件处理→连接角码安装→立柱安装→防水挡板安装→横梁安装→石材装配组件制作安装→清洁检查→竣工验收

另外幕墙钢结构框架的连接件和防腐处理应符合规范和设计要求，幕墙钢结构的防雷装置必须与主体结构防雷装置可靠连接，幕墙的防火、保温、防潮材料的设置应符合设计要求，填充应密实、均匀、厚度一致。

六、结语

钢结构从航空领域出人意料的转换到了建筑的领域，这样的转变起初并未被认同，但在建筑工程的实际应用中，钢结构又发挥了让人未曾想到的优秀性能，所以，这充分证明了，在建筑行业中，不仅需要经验与知识的积累，对于建材应用方式的创新思想，也是建筑业长远发展的必要因素之一。

参考文献：

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[2]深圳市三鑫特种玻璃技术股份有限公司花定兴.建筑幕墙结构概念设计及其要点[N].中华建筑报,2017-07-21(007).

[3]陈雯.建筑幕墙结构设计与优化[J].门窗,2019(07).