学文网摘要：随着近三十年来我国幕墙行业的发展，近几年金属板幕墙在各大中城市建筑的采用已经相当普遍，但存在的问题也不少。建设部于2001年颁布的《金属与石材幕墙工程技术规范》（JGJ 133――2001）作为行业标准。但由于一些种种原因，在实际的工程设计和施工中，有些问题应然存在。下面通过本人的工程实践中，就铝板幕墙钢龙骨的连接设计问题进行讨论。
关键词：铝板幕墙；钢龙骨；连接设计
中***分类号：S611文献标识码： A
一、引言
到目前为止，金属幕墙中的铝板幕墙一直在金属幕墙中占主导地位，轻量化的材质，减少了建筑的负荷，为高层建筑提供了良好的选择条件；防水、防污、防腐蚀性能优良，保证了建筑外表面持久长新；加工、运输、安装施工等都比较容易实施，为其广泛使用提供强有力的支持；色彩的多样性及可以组合加工成不同的外观形状，拓展了建筑师的设计空间；较高的性能价格比，易于维护，使用寿命长，符合业主的要求。因此，铝板幕墙作为一种极富冲击力的建筑形式，倍受青睐。
二、金属幕墙概述
金属幕墙，是一种新型的建筑幕墙型式，用于装修。是将玻璃幕墙中的玻璃更换为金属板材的一种幕墙形式，但由于面材的不同两者之间又有很大的区别，所设计施工过程中应对其分别进行考虑。由于金属板材的优良的加工性能，色彩的多样及良好的安全性，能完全适应各种复杂造型的设计，可以任意增加凹进和凸出的线条，而且可以加工各种型式的曲线线条，给建筑师以巨大的发挥空间，倍受建筑师的青睐，因而获得了突飞猛进的发展。
三、金属幕墙的发展
自20世纪70年代未期，我国铝合金门窗、幕墙工业开始起步，铝合金玻璃幕墙在建筑中的推广应用和发展，从无到有，从仿制到自行研制开发，从承担小工程的施工到承揽大型工程项目，从生产施工中低档产品到生产高新技术产品，从施工中低层建筑门窗到施工高层玻璃幕墙，从只能加工简单中低档型材到挤压复截面的高档型材，从依靠进口发展到对外承包工程，铝合金门窗及玻璃幕墙得到了迅速的发展。到20世纪90年代新型建筑材料的出现推动了建筑幕墙的进一步发展，一种新型的建筑幕墙型式在全国各地相继出现，即金属幕墙，所谓金属幕墙是指幕墙面板材料为金属板材的建筑幕墙，简单的说，就是将玻璃幕墙中的玻璃更换为金属板材的一种幕墙形式，但由于面材的不同两者之间又有很大的区别，所设计施工过程中应对其分别进行考虑。由于金属板材的优良的加工性能，色彩的多样及良好的安全性，能完全适应各种复杂造型的设计，可以任意增加凹进和凸出的线条，而且可以加工各种型式的曲线线条，给建筑师以巨大的发挥空间，倍受建筑师的青睐，因而获得了突飞猛进的发展。
本文以内蒙古演绎中心项目为例。
内蒙古演艺中心项目的外立面造型，是由垂直于地面的圆滑单曲曲面玻璃幕墙、钢板幕墙和铝板幕墙组成。
该项目的玻璃幕墙和钢板幕墙是室内外的分界面，为建筑的功能层部分。铝板幕墙悬挑（悬挂）于建筑封闭层外侧，为纯装饰造型部分。（如***1-1）
在建筑的北半部分，外侧的铝板幕墙与内侧的玻璃幕墙、钢板幕墙共同组成双层结构的幕墙形式。整体项目呈现出：主体结构复杂多样，幕墙种类相互交错的特点。其中，特别是铝板幕墙部分，由于其***于建筑室外侧，分格较大，横向分格线不水平，不对缝，存在大型造型孔洞等特点，对其龙骨的连接设计提出了特殊的要求。
四、连接节点的设计
4．1采用连接节点方案的考量
4.1.1横梁与立柱及立柱与主体采用螺栓连接的方式对钢龙骨的防腐性能造成很大影响。 由于本项目铝板幕墙部分位于建筑封闭面外侧，铝板面材的两侧、钢龙骨及连接件全部暴露在室外，这就对钢龙骨的防腐提出更高的要求。当钢龙骨采用螺栓连接时，由于温度和风荷载等自然因素的影响，必然会造成连接件与龙骨之间的摩擦，破坏龙骨的防腐层。同时，由于螺栓孔与螺栓之间的缝隙很难密封，这会造成钢龙骨内侧的锈蚀。这不仅使龙骨很难满足建筑设计年限要求，而且锈蚀水还会造成幕墙龙骨和面材的污染。
4.1.2竖龙骨在层间连接采用插芯对接使龙骨下端的方式不利于面材的变形。由于本工程铝板的横向分格与水平面呈30度夹角，而主体结构为水平布置。如果在层间采用插芯对接或者其他使龙骨下端释放的连接方式，那么在层间的位置，就形成横龙骨跨越两个变形区的情况。从而导致变形累积，容易造成此处横龙骨及相应铝板面材由于产生较大形变而破坏。同时，插芯位置的密封问题，同样会导致龙骨内侧锈蚀问题。
4．2 采用焊接连接方式在此工程中实施的可行性
4.2.1构造特点有利于采用焊接连接形式：
铝板幕墙1与在铝板幕墙2在竖直方向，上下端均为自由端构造，幕墙竖向龙骨通过牛腿悬挑于主体结构上。当采用焊接连接形式时，竖向龙骨与钢牛腿形就成了竖向钢架结构（如***2-2-1.1、2-2-1、2），钢架根部与主体结构或者玻璃幕墙结构连接。当温度变形时，竖龙骨（竖向钢架）可以上下端自由变形。且由于各个支撑点的间距相对均匀，使层间变形量趋于均匀。
而且，由于本项目铝板幕墙完成面与主体结构间距较大，最小间距0.8米，最大间距达到4米。这种构造形式，使连接钢牛腿更有利于吸收铝板幕墙龙骨的变形。
同时，由于铝板材质具有较好的塑性，较其他脆性材料，也能够更好的适应和吸收部分结构变形。
4.2.3温度变形对于结构变形影响较小：
在幕墙的使用过程中，幕墙的变形，除了可变荷载对其影响外，主要就是温度变化引起的各种材质之间的温度变形差。
在铝板幕墙1的部分，幕墙龙骨连接节点间距为4米，最长龙骨为30米，按极端80度温差计算，取温度组合系数为0.2。对于温度变形计算过程如下：
龙骨层间温度变形差=（1.2-1.0）X10-5X4000X80×0.2=0.128mm；
龙骨整体温度变形差=（1.2-1.0）X10-5X30000X80×0.2=0.96mm；
其中：1.2 X10-5为钢的热膨胀系数，1.0 X10-5为混凝土的热膨胀系数，单位(/°C)。
由此可见，温度对幕墙结构的影响较小。
竖龙骨温度变形引起的最大牛腿变形挠度值仅为的0.96/800=1/833.同样对幕墙龙骨结构影响较小。
而在铝板幕墙2的部分，铝板幕墙龙骨与MQ2（玻璃幕墙和钢板幕墙组合）的龙骨形成了是整体结构形式，铝板幕墙主龙骨通过MQ2主龙骨传递荷载。幕墙龙骨连接节点间距及龙骨总长度与铝板幕墙1相同，但由于此部分主体结构为钢结构，热膨胀系数与幕墙龙骨一致，温度变形影响较之铝板幕墙1影响更小，可以忽略不计。
4.2.4采用定距释放方式释放水平变形。
本项目水平方向轮廓线为单曲曲线，总长约405.5米。为了避除本文3.1.1中所陈述的情况，采取5榀钢架（约11米）释放一次结构变形的方式。而对于温度引起的结构形变，参考《钢结构设计规范（GB50017-2003）》中表8.1.5对于结构温度区段长度值的规定，本项目温度区段长度值远小于其150米的温度区段规定。
4.3铝板幕墙龙骨连接节点的确定
根据幕墙特点，经过对方案优选，最后确定铝板幕墙龙骨连接形式如下：
4.3.1铝板幕墙横龙骨与竖龙骨的连接节点
幕墙横龙骨与竖龙骨之间的连接采用焊接，间隔5榀竖龙骨（约11米）布置伸缩缝的形式（节点方式见***2-3-1,2-3-2）。
4.3.2铝板幕墙的竖龙骨及幕墙竖龙骨与主体结构的节点
铝板幕墙1部分，铝板竖向龙骨采用钢架形式与主体结构连接，连接牛腿与埋件焊接（如***2-3-3）。铝板幕墙2部分，由于主体钢结构梁不能承受较大扭矩，铝板竖向龙骨采用连续结构梁钢架形式与MQ2幕墙竖龙骨连接，连接牛腿与内层结构销轴铰接（如***2-3-4）。
幕墙支撑结构整体通过SPA2000结构软件计算，满足结构要求。
五、结语
建筑工程百年大计，建筑外观耐久性、安全性尤为重要，使用幕墙必须选择设计、生产、安装实力强的施工单位进行设计制造加工和安装施工，以保证整个建筑物的整体质量，为人类增添美丽的景色。让建筑艺术历久长新。
参考文献
[1]王宾宾，建筑金属结构幕墙产品计算分析系统研究与开发[D]，重庆大学，2010；
[2]高守稳，钢结构焊接中存在的问题及处理方法[J]，大科技，2011(5)；
[3]赵西安，幕墙工程钢横梁和钢立柱的焊接问题[J]，建筑技术.2011。
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