建筑点支式玻璃幕墙设计要点分析

建筑点支式玻璃幕墙设计要点分析

发表时间：2018-04-18T15:26:44.923Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第32期作者：陈文耀

[导读] 玻璃肋支承点支式玻璃幕墙中，玻璃面板将外部的风压力和吸力传递给起梁作用的玻璃肋。

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摘要：点支式玻璃幕墙由于其具有高透明度，犹如一面悟性的帷幕将室内、外完美地分割，能完美实现建筑物内外的通透与融合，因而在当前的建筑幕墙设计中得到较为广泛的应用。点支式幕墙的设计可以使人们在欣赏建筑通透与轻盈的同时，又展现了结构之美和精细的施工、构件工艺之美。因此，相关设计人员要掌握点支式玻璃幕墙设计的相关要点，将其功能发挥到最大。

关键词：建筑工程；点支式玻璃幕墙；设计要点

1.各类点支式玻璃幕墙的特点

1.1玻璃肋支承点支式玻璃幕墙中，玻璃面板将外部的风压力和吸力传递给起梁作用的玻璃肋，主要特点是有较强的通透性，其构造较为简洁。

1.2单柱式支承点支式玻璃幕墙是采用单根钢管、工字梁或者方柱作为受力支承结构，其主要特点是构造较为简洁，占地面积小，容易孕育建筑物的韵律感。

1.3桁架式支承点支式玻璃幕墙是使用平行弦桁架、三角形桁架等桁架结构作为受力支承结构，其特点是将钢结构的雄浑“美”与玻璃的“透”相结合。

1.4拉杆式支承点支式玻璃幕墙是用圆钢拉杆和悬空连接杆组成空间受力拉杆系统作为受力支承结构，由于拉杆承担拉力好，连接杆受压。加上拉杆的直径较细，整个受力结构系统轻盈、飘逸，通透性较好，缺点是安装调试难度大，造价成本高。

1.5拉索式支承点支式玻璃幕墙由钢绞线和悬空连接杆张拉成为空间索桁架，其拥有较强的承载能力，轻盈美观，通透性好，是高科技和现代建筑艺术的结合，是点支式玻璃幕墙中应用最广的支承结构形式。其技术难度较大。

1.6索网支承点支式玻璃幕墙是对拉索拉杆桁架结构进行简化，将拉紧的钢索平行的布置在玻璃接缝的后面，将玻璃结构的通透性提高到最大限度，在玻璃幕墙外部，很难看到有支承结构。

2.建筑点支式玻璃幕墙设计的优越性

2.1采光性能良好

点支式玻璃幕墙采用将玻璃面板与支承结构的点式连接设计，便于充分利用玻璃的透明质感，将建筑内视线被遮挡的可能性降到最低，保障建筑能够获取最为良好的视野。由于点支式玻璃幕墙良好的通透性，让日光能够对建筑内部进行有效照射，从而提高建筑的采光性能。

2.2较高的安全保障

点支式玻璃幕墙通常采用安全钢化玻璃，玻璃面板与支承结构间的金属连接件由机械手段加以固定，并有效利用耐候密封胶的密封作用，及时玻璃幕墙受到外部撞击导致玻璃破碎，也不会出现大块玻璃坠落伤人的情况，具有较高的安全保障。

2.3幕墙灵活性较强

点支式玻璃幕墙是一种新兴的建筑设计工艺，这种点式结构由于可以自由灵活转动金属连接点，且能够在一定程度上应允位移的发生，便于调节施工过程中产生的误差。其支撑结构能够对承受负荷后产生的形变作出有效调整，使玻璃的受力状态始终保持最佳，可以满足各类建筑造型的设计要求。

3.某建筑工程中点支式玻璃幕墙设计实例分析

3.1工程概况

图1 水平鱼腹式索桁架

某工程由展厅和配套会议设施两部分组合而成，总建筑面积达 69000m2，幕墙面积达40000m2，该工程采用竖向自平衡拉索桁架结构作为幕墙结构主受力体系。

该工程点支式玻璃幕墙部分南北方向长136.3m，东西方向长 17.813m，结构体系较为复杂。自平衡拉索桁架柱沿水平方向每 6m 布置1榀，竖向自平衡索桁架之间布置水平鱼腹式索桁架结构，如图1所示。竖向承重索间距2.0m，水平鱼腹式索桁架沿垂直方向间距3.0m均匀布置，玻璃分格为 2000mm×3000mm。

3.2材料的选用

3.2.1面板

玻璃幕墙面板采用 12（FT）+12A+10（FT）LOW-E双钢化LOW-E中空玻璃，充分应用了现代先进材料工艺的隔声、隔热、保温、防结露等卓越性能，属节能产品。钢化玻璃有优越的抗变形、抗冲击性能，既使破裂后，也会以小颗粒状散落，更大地提高了安全性能。

3.2.2钢桁架材料及其表面处理

钢管桁架采用Q235B钢管。对接式钢管接头，钢管对接有衬管。钢管表面进行喷砂除锈，除绣等级为Sa2.5，表面粗糙度为Rz45～

70μm，然后立即喷涂无机富锌底漆，涂层厚度为40～50μm，环氧云铁中间漆，涂层厚度为60μm，氟碳喷涂面漆，涂层厚度为60μm，总干膜厚度≥180μm。

3.2.3拉索桁架

拉索桁架选用了防腐性能高的SUS316材质，索选用12mm、16mm、22.5mm不锈钢钢绞线，等效弹性模量为1.25×104N／mm2，承重索采用12mm不锈钢钢绞线。

3.2.4驳接结构系统

不锈钢驳接系统采用2540系列驳接爪，配以可转式浮头驳接头，大大改善了玻璃的受力性能，且均选用了防腐性能高的SUS316材质。

3.3结构设计

3.3.1荷载和地震作用

根据要求，取基本风压值：0 =0.60kN/m2，地区粗糙度类别：A类，地震设防烈度：6度，工程设计使用年限：50年。

3.3.2驳接头的设计机理

可转式浮头驳接头如图2所示，可以让玻璃在风压作用下有较大的活动空间，大大减少了玻璃开孔处的应力集中，更大地提高了玻璃的安全性能。

图2 可转式浮头驳接头

3.3.3构造节点设计

驳接爪构造尺寸为 400mm×250mm，在设计上考虑了带槽功能，另一块压紧块由2个螺栓连着预应力拉索一起锁紧。再通过悬空连接杆和拉索作用传递到抗风桁架上。

结束语

点支式玻璃结构是由玻璃、金属连接件、支承结构等多种材料组成的新型建筑结构体系，因此需要对各方面问题进行深入研究，从目前的应用和发展现状看，都应该深入了解材料的力学物理性能、建筑物理性能及结构的工作性能、分析设计方法，进而推动支承玻璃结构的技术进步。

参考文献

[1]钟志恒.浅谈建筑中点支式玻璃幕墙的应用[J].广东科技.2010.

[2]程共锋.现代建筑点支式玻璃幕墙的设计探讨[J].山东工业技术.2014.

[3]李燕杰.关于幕墙设计中的点支式玻璃幕墙设计探讨[J].江西建材.2016.