隨著(zhù)高層建筑的出現和建筑自重向輕型化發(fā)展的需要，幕墻早在100多年前已在建筑上開(kāi)始應用，但由于種種原因，主要是材質(zhì)和幕墻加工工藝因素的制約以及思想意識和傳統觀(guān)念的束縛，使建筑幕墻在20世紀中期之前，發(fā)展十分緩慢。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，許多有利于幕墻發(fā)展的新材料、新工藝、新理論的出現，使建筑幕墻要求的各項性能和承載力與變形、雨水滲漏、空氣滲透、保溫防潮、隔聲防火等有了可靠的技術(shù)保證和材料基礎，從而使建筑幕墻在近三四十年來(lái)獲得了飛躍的發(fā)展，尤其是各種玻璃幕墻的研制和生產(chǎn)以及結構硅酮密封膠的問(wèn)世，使建筑藝術(shù)構思和造型別具一格，是建筑師樂(lè )意采用的外圍護結構之一。

　　建筑幕墻與其說(shuō)按其結構構造型式分類(lèi)，不如說(shuō)按設計計算分類(lèi)�？蚋駱嬙祗w系設計計算受力分析先從鑲嵌體入手，可視為四邊鉸接的簡(jiǎn)支板，按45°與中線(xiàn)相交受荷分配法將承受荷載分配給四邊桿件上，再按簡(jiǎn)支梁計算桿件內力將其傳至與建筑物主體結構固定的支座上，而嵌板構造體系設計計算受力分析是將板面受荷一次傳給建筑物主體結構的連接點(diǎn)上。

　　1、建筑幕墻的設計方法及原則

　　近年來(lái)，根據國家有關(guān)部門(mén)的要求，我國土木工程界全面開(kāi)展了工程結構可靠度設計標準的編制。以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計法取代以經(jīng)濟為主的定值表達容許應力設計法。由于建筑結構設計的標準是在正常荷載作用下不產(chǎn)生損害，在這種情況下，幕墻亦處于彈性狀態(tài)，因此，其構件的內力計算應采取彈性計算方法進(jìn)行。鑒于幕墻承受多種荷載和作用，產(chǎn)生內力情況相當復雜，采用承載力表達式不很方便，故用分項系數的設計表達式進(jìn)行計算：

　　σ=k1Sσkfkk2=fσ≤f（1）

　　式中：σ為應力設計值，亦為應力標準值乘以大于1的系數k1，通過(guò)效應組合得到；f為強度設計值，由強度標準值fk除以大于1的系數k2得到；結構安全度k＝k1×k2.在《玻璃幕墻工程技術(shù)規范》中，玻璃的安全度k=2.5；鋁合金型材的安全度k＝1.8；在進(jìn)行幕墻構件、連接件和錨固件承載力計算時(shí)，荷載和作用的分項系數分別是：對于重力荷載，γG為1.2；對于風(fēng)荷載，γW為1.4；對于地震作用，γE為1.3；對于溫度作用，γT為1.2.在進(jìn)行幕墻構件變形、撓度和位移驗算時(shí)，分項系數均采用1.0；荷載和作用效應可按下列方式組合：S=γGSG+ΦWγWSW+ΦEγESE+ΦTγTST（2）式中：S為荷載和作用效應組合設計值；SG為重力作為不變荷載產(chǎn)生的效應；SW，SE，ST為風(fēng)荷載、地震作用和溫度作用作為可變荷載和作用產(chǎn)生的效應；γG，γW，γE，γT為各效應的分項系數；ΦW，ΦE，ΦT分別為風(fēng)荷載、地震作用和溫度作用產(chǎn)生效應的組合系數。

　　例如有下列典型組合：1.2FG+1.0×1.4FW+0.6×1.3FE+0.2×1.2FT；1.2FG+1.0×1.4FW+0.6×1.32FE+0.2×1.3FT.其中，FG，FW，FE，FT分別代表重力荷載、風(fēng)荷載、地震作用和溫度作用產(chǎn)生的應力或內力。

　　作用在建筑幕墻上的荷載主要有：

　�、俳Y構自重。結構自重為材料的重力體積密度與該材料體積之乘積�？紤]材料規格尺寸的偏差及其附屬性構造零件，其荷載分項系數為γG＝1.2。

　�、陲L(fēng)荷載。作用在幕墻上的風(fēng)荷載標準值可按下式計算，并且不應小于1.0kN/m²：WK＝βOμZμSωO（3）式中：WK為作用于建筑幕墻上的風(fēng)荷載標準植；βO為陣風(fēng)系數，根據我國采用風(fēng)壓轉換成為3s瞬時(shí)風(fēng)速的變換系數1.5，風(fēng)壓與風(fēng)速平方成正比，故βO=1.52=2.25；μS為風(fēng)荷載的體型系數，豎直建筑幕墻外表面可按±1.5取值；μZ為風(fēng)壓高度比系數，按《高層建筑結構設計與施工規程》取值，對于B類(lèi)地區，按μZ=（H10）式進(jìn)行計算；H為幕墻高度；ωO為基本風(fēng)壓值，按《建筑結構荷載規范》取值。

　�、鄣卣鹱饔茫篞E＝βEαGA（4）式中：QE為作用于幕墻平面外的水平地震作用（kN/m²）；G為幕墻構件（含玻璃鋁框）的事力（kN）；A為幕墻面積（m²）；α為水平地震影響系數最大值，6度抗震設計時(shí)取0.04，7度抗震設計時(shí)取0.08，8度抗震設計時(shí)取0.16；βE為動(dòng)力放大系數，可取為3.0。

　　2、膨脹螺栓的應用設計

　　根據《玻璃幕墻工程技術(shù)規范》JGJ02-96的要求：玻璃幕墻立柱與混凝土結構宜通過(guò)預埋件連接，預埋牛應在主體結構混凝土施工時(shí)埋入。在沒(méi)有條件采用預埋件連接措施時(shí)，應采用可靠的連接措施并應通過(guò)試驗決定其承載力。

　　但是在實(shí)際工程施工中，由于預埋件的偏移，原來(lái)沒(méi)有預埋件及舊建筑物的外裝修而采用不同規格的膨脹螺栓，施工單位在設計過(guò)程中，大部分膨脹螺栓的握裹力設計值偏小，主要體現在：在各種荷載設計過(guò)程中，各種分項系數取值偏小，或不采用分項系數。在膨脹螺栓受拉力計算時(shí)，簡(jiǎn)單地將立柱受的拉力除以所用螺栓的個(gè)數，得每處螺栓所受的拉力來(lái)進(jìn)行強度檢驗。

　　筆者認為，以上算法是錯誤的�！恫Ａ�幕墻工程技術(shù)規范》JGJ02-96明確規定：膨脹螺栓是后置連接件，工作可靠性較差，只在不得已時(shí)作為輔助、補救措施，不作為連接的常規手段，必須確保安全，留有余地，按計算只需1個(gè)膨脹螺栓就夠，實(shí)際上設置2～4螺栓。

　　按規定，螺栓只是在立柱與預埋件之間進(jìn)行連接。對于預埋件，其錨筋的總截面面積A，按下列公式計算：A≥Vαγαvfy+N0.8αgfy+MαγαbfyZ（5）A≥N0.8αgfy+MαγαbfyZ（6）式中：αv，αb系數應按下列公式計算：αv=（4.0-0.8d）fe/fy（7）當αv＞0.7時(shí)，取αv=0.7，αb=0.4+0.25td（8）式中：V為剪力設計值；N為法向拉力；M為彎矩值；Z為外層錨筋中心線(xiàn)間的距離；αγ為鋼筋層數影響系數，當等間距配置時(shí)，2層取1.0，3層取0.9；αv為錨筋受剪承載力系數；d為錨筋直徑；αb為錯板彎曲變形折減系數；fy為鋼筋抗拉強度設計值；fc為混凝土軸心抗壓強度值；t為錨板厚度。