构建“幕墙钢结构”专业｜小知识

1、幕墙钢结构的定义与主要内容

到底什么是幕墙钢结构，目前尚无明确的定义。一般来说，狭义上的幕墙钢结构为幕墙设计配套的雨篷钢架、门头钢架、立面幕墙钢架、出屋面边缘幕墙钢架、采光顶钢架和汽车坡道钢架。广义上的幕墙钢结构是除了上述钢架外，还包括屋顶塔架、建筑之间连廊钢架、观光电梯井道钢架、建筑内部夹层钢架以及户外楼梯甚至室内楼梯，小区景观小品钢结构等，由土建设计院分包于幕墙设计院来完成的区别于主结构的次要附属结构。

2 构建幕墙钢结构理论的主要内容，方法与初步成果

对于幕墙钢结构专业理论构建工作主要围绕着上节所述其主要工作内容展开。包括埋件、雨篷钢架结构、立面钢架结构、屋顶钢架结构等。而对于理论知识来源方法则主要有两类：归纳和演绎。归纳就是把日常设计工作中碰到的问题、问题讨论过程、问题解决方案进行知识积累，积累过程不断实现由点到面的突破，进行抽象化系统化归纳，从而最终形成理论化成果。这个过程可以理解为幕墙钢结构理论构建过程中理论来源方法的唯物论。而演绎则是拿其它学科理论知识或者最前端的研究成果，当然主要是主体结构设计理论进行幕墙钢结构化改造处理后演变成幕墙钢结构设计理论。这个可以理解为幕墙钢结构理论来源中的辩证法。而就其历史源头来说应该可以追溯到发表于《幕墙设计》2016年第5期(十月号、总第59期)的那篇《从屋顶钢塔设计谈幕墙钢结构的概念设计》论文(论文后被《建筑工业》期刊2018年度会议论文集收录)，该论文首次初步系统性地阐述了幕墙钢结构的概念设计理论问题，点燃了幕墙钢知识理论与技能体系构建重任的星星之火。

幕墙钢结构理论研究工作已经取得一定程度的进展，其成果主要包括如图一所示22篇论文(随着后期的不断增益，最终会达到25篇左右)，其中有12篇已经发表在相关期刊发表，另 7篇已经完成初稿，会在近一两年内陆续在相关专业刊发表。有兴趣的读者可以回读相关论文和持续关注后期发表工作。这些论文集群涵盖了荷载、埋件、雨篷、立面钢架、电梯井道钢架以及屋顶钢架甚至玻璃、铝板计算在内的幕墙结构几乎所有部分，从理论上清晰明确地论述了这类结构的力学特征与设计思路。

3、幕墙钢结构理论的实践应用

任何理论必须能够指导我们的实践和服务于工程项目才有具体实际意义。幕墙钢结构理论亦不例外。故工作与实践应该成为幕墙钢结构知识理念与专业技能体系构建工作的中心和重点。如图一所示，这块内容主要有五个部分：分别是设计标准、制图标准以及节点图库、对员工进行专业技能培训或者考核的专业库题以及工作中常用到的制图与计算软件、对这些软件进行二次开发或者单独开发专业软件的编程开发工具。

4、幕墙钢结构制图标准内容总览

1、专业幕墙钢结构节点图库是一种可提高设计师制图速度，提高设计效率的优秀工具。亦可为初入行年轻设计师提供一个快速进步，尽早在技术上成熟起来的捷径。所以一个全面与优秀的节点图库亦是构建幕墙钢结构理论知识和设计技能时必须子项之一。幕墙钢结构节点图库的整体内容详见图4。图库截至目前为止共收录386个常用幕墙钢结构节点。涵盖了钢结构焊接大样、预埋件与后埋件节点、特殊支座节点、梁梁连接节点、梁柱连接节点、抗震框架节点、拉杆节点、以及幕墙钢结构设计师知识技能拓展用的楼承板作法节点、简单砌体结构，简单独立基础、条形基础、桩基础、简单混凝土框架作法、混凝土结构加固甚至简单膜结构等。

2、设计一套对幕墙钢结构设计师有效的能力考核办法，是促进和提高设计专业能力的有效手段。以考核题目的形式出现，将一些设计师在工作中容易犯的问题、容易忽视之处、甚至概念完全错误的地方等这些琐碎专业的知识点以题库考点的形式出现，既可以考核量化设计师的工作能力，又可以起到对设计疑难点进行有效预警作用。最终目的是提高设计师的理论水平和设计技能，从而提高工程设计质量。例如，判断正误题型中的第一题：“高强螺栓分为承压型和摩擦型，因为抗剪机理完成不同，故其采购和安装时预拉力值以及施扭工艺必须严格区别，不可混用”。这是针对众多钢结构设计师一个错误概念而来，实质上，高强螺栓从生产、采购和施工来说，并没有任何区别，更没有承压型和摩擦型区分，甚至其施工方法也是完全一样的，施加的预拉应力也是完全一样的，其区别主要是节点抗剪原理，节点板加工时是否制作摩擦面。真正的区分是连接原理，所以正确的提法应该是摩擦型连接或者承压型连接，而非设计师经常提到的摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓。显然，这样的题目设置对于纠正设计师的错误知识概念，建立正确的知识概念是非常有意义的。笔者编制的专业题库目前共包括判断正误、单项与多项选择、分析与计算三类题目共计二百小题。均来自日常幕墙钢结构设计工作实践，后期会不断增益和完善。