建筑幕墻
建筑幕墻不同于低層建筑常見的混凝土墻體和砌體墻。幕墻石油支承結(jié)構(gòu)體系與面板組成的、可相對于主體結(jié)構(gòu)有一定位移能力、不分擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)或裝飾結(jié)構(gòu)。
幕墻相對于主體結(jié)構(gòu)有一定位移能力，一般位于主體結(jié)構(gòu)面的外側(cè)(有些工程可以是主體結(jié)構(gòu)在外、幕墻結(jié)構(gòu)在內(nèi)，如廣州塔)。在地震、臺風(fēng)作用下，主體結(jié)構(gòu)發(fā)生水平位移時(shí)，不會強(qiáng)迫幕墻也發(fā)生完全相同的面內(nèi)水平位移，因而幕墻在強(qiáng)震和大風(fēng)中保持完好，或者有輕微損壞。
幕墻具有良好的抗震和抗風(fēng)能力
超高層建筑在地震和大風(fēng)中會產(chǎn)生很大的水平位移，所以會采用幕墻來作為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)。振動(dòng)臺實(shí)驗(yàn)表明：幕墻可以承受 1/100 至 1/50的位移量。幕墻能承受的位移值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出主體結(jié)構(gòu)的位移限值，這就是在地震和臺風(fēng)災(zāi)害中，幕墻結(jié)構(gòu)能保持完好或者損害輕微的原因。
在2008年汶川大地震中經(jīng)受烈度為9度強(qiáng)震后的建筑物如下圖，建筑物的玻璃幕墻、石材幕墻都保持完好。
圖1 汶川地震后，都江堰、綿陽、青城山等9度區(qū)的幕墻
2016年9月，莫蘭蒂臺風(fēng)襲擊廈門，風(fēng)力達(dá)14級到17級，風(fēng)荷載達(dá)規(guī)范值的1.8到2倍，但是高層建筑玻璃幕墻基本保持完好，幕墻破損的建筑很少(圖2)。
圖2 2016年莫蘭迪臺風(fēng)襲擊后，廈門高層建筑玻璃幕墻保持完好或損壞輕微
玻璃同時(shí)具備四大特點(diǎn)
玻璃門窗用于建筑的歷史非常久遠(yuǎn)，甚至于難以考據(jù)。玻璃幕墻的應(yīng)用，則開始于1951年建成的紐約利華大廈，此后迅速成為高層建筑，特別是超高層建筑首選的墻體材料。
玻璃作為建筑材料，同時(shí)具備四大特點(diǎn)：透明、高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐久。而其他墻體材料，都不能同時(shí)具備這些特點(diǎn)(表1)。
玻璃的透明性：玻璃是透明材料。普通浮法玻璃的可見光透過率為80%。超白玻璃是降低了玻璃中的鐵元素，更加晶瑩透亮，可見光透過率提升到85%以上。聚碳酸酯板(PVC板)的透光率可達(dá)75%~80%。薄膜材料(如ETFE)只能透過漫射光，透光不透明。
玻璃板的抗彎強(qiáng)度很高，特別是鋼化玻璃板。因此玻璃幕墻的玻璃面板很薄，通常為6mm~10mm。即使采用中空玻璃或夾膠中空玻璃，面板由2層或3層玻璃組成，單位面積的重量也不過是0.3kN/m2~0.7kN/m2，遠(yuǎn)小于混凝土墻體的3.5kN/m2~5.0kN/m2。
玻璃幕墻的重量大概相當(dāng)于磚墻、混凝土墻的1/8~1/5，玻璃幕墻的輕質(zhì)，使得它成為高層建筑和超高層建筑墻體材料的首選。
金屬板(不銹鋼板、鋁板)雖然也符合輕質(zhì)墻體的要求，但是金屬板不透明，不具備通透、晶瑩、飄逸的質(zhì)感，因而在超高層建筑中不受建筑師的青睞，很少使用。
沒有玻璃幕墻，就沒有500m以上的超高摩天大樓
由于重量太大，強(qiáng)度較低，石材幕墻很少會在400m以上的建筑中采用。同樣，400m以上的超高層建筑，由于建筑藝術(shù)功能要求的因素，建筑師也不會選擇采用金屬板材。到了500m以上,幾乎清一色玻璃幕墻。可以說，沒有玻璃幕墻，就沒有500m以上的超高摩天大樓。
采用玻璃幕墻，外墻的重量大約為建筑物總重量的1/100。這為建筑物高度的向上延伸創(chuàng)造了必要的條件。例如，上海環(huán)球金融中心，高度495m，建筑物總重量約為80萬噸，玻璃幕墻的重量為5000噸，只占建筑物總重量的1/160，如果換成傳統(tǒng)材料的外墻，墻的重量將增大至8倍，連帶梁、柱、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)都要增大，建筑物總重量將增加10萬t以上。不僅建筑造價(jià)增高，而且基礎(chǔ)和樁的設(shè)計(jì)施工都帶來更多的困難。
