幕墙设计中的点支式玻璃幕墙设计

摘要：点支式玻璃幕墙的全程为金属支承结构点支式玻璃幕墙，其拥有视觉通透、结构新颖、传力可靠和安全耐用的优点，在近年来的建筑幕墙设计中脱颖而出，被建筑设计师们广泛采用。本文就主要对幕墙设计中的点支式玻璃幕墙设计相关问题进行了简要分析。

关键词：幕墙设计；支点式玻璃幕墙；方法

中图分类号：TU2文献标识码： A

引言

众所周知玻璃是一种脆性材料，由于生产和制作的时候不可避免的存在着内在缺陷，这就给玻璃幕墙的应用带来了一定的影响。此外，在工程施工建设中，受到生产工艺、施工工艺、施工就爱你设理念的限制，使得幕墙结构安装体系和支撑架也存在着着缺陷，这使得幕墙结构的质量无法得到保障，结构的美观性和功能也得不到有效发挥。为此，在目前的结构设计中我们对玻璃幕墙的支撑方式进行了深入的研究，逐渐形成了点支式玻璃幕墙这一新概念、新理念。

一、点支式玻璃幕墙概述

1、玻璃幕墙结构组成

通过金属构件与玻璃板组成的建筑物护结构，称为玻璃幕墙。点式连接玻璃幕墙也叫接驳式玻璃幕墙，它是用金属连接件和紧固件将建筑玻璃与金属支承结构连接成整体的新型组合式建筑结构，具有其他形式不可替代的优点--更通透、更安全、更灵活，使建筑的现代工艺美、技术美得以尽情地渲泻。因此，受到广大建筑师们的青睐。由于这种奇特效果，虽然它诞生到现在只有30多年时间，已广泛应用于各种大型公共建筑。在这30多年的时间里，自身经历了一个发展和完善的过程，最初是在经过强化处理后的玻璃四角打好孔，然后用铜质矩形连接板内外夹住玻璃，并用螺栓加以固定，内侧连接板与金属肋相连接，金属肋支承在主体结构上，达到玻璃固定定位。

就拿当前工程结构中我们常见的玻璃幕墙支撑结构进行分析，这些结构通常都是由玻璃、铝、钢等金属组成的。因此，我们可以说玻璃幕墙结构是通过玻璃金属材料经过加工、连接、安装的方式组成的一种可以独立的承担各种荷载的墙体结构，并且能够满足各项预计功能的一种墙体结构形式下，玻璃幕墙结构是由面板、支撑结构、基座三部分组成的。对于点支式玻璃幕墙而言，连接件主要是以螺栓组件和支撑装置为主的，其基座也是比例幕墙结构赖以成型的部分。

2、各类点支式玻璃幕墙的特点

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。

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。

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。

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。

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。

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。

3、玻璃幕墙的变化发展

随着国家对节能和环保要求的提高，双层幕墙结构被推广开来。北京金融街B7大夏就是双层玻璃幕墙支承结构。双层玻璃幕墙是由内、外两层幕墙组成，外层为包括水平分格铝槽和可开启的遮阳百页等钢支撑点式幕墙，内层为包括铝通气格栅的明框玻璃幕墙。内外幕墙中间形成一个相对封闭的空间，有利于空气的流动，如此一来，空气可以从下部进风口进入空间内，而后从上部排风口排出，合理利用这个热通道，可以有效降低空调的能耗，充分利用太阳能，可进行循环通风，还可以有效提高噪声性能，可减少恶劣天气的影响。

二、点支式玻璃幕墙设计分析

1、遮阳方面

点支式玻璃幕墙技术在国内很多企业已经能够正确和成熟的掌握，但是对于点支式玻璃幕墙随着工艺和技术的不断成熟，其结构设计研究也越来越深入。通常情况下，点支式玻璃幕墙在设计中都是以大面积透明玻璃为主的，也只有采用透明度较高的幕墙玻璃，才能让人们真正的体会到建筑物的开放性和开敞性，从而达到室内外景观的沟通与交融。同时，人们在室内可以真切的感受到蓝天、白云，深刻的感受到自然界的变化和美观，肆无忌惮的享受自然景观，达到回归自然的最终技术。然而普通玻璃的透明度本身存在着透光率不是很大的特点，也就是说这种玻璃的应用必然会造成阳光的遮掩，给室内采光带来一定影响。这种问题在过去的建筑结构设计中一直未曾受到人们的重视，直到工程投入使用之后外面才会发现其中存在着很多很多问题，但是要想去进行处理则已经是不可能了。所以在做点支式幕墙方案设计时，要预先考虑其相关配套的遮阳方案，更重要的是，遮阳体系存在着和点支式幕墙体系互相协调、配套的问题。点支式幕墙完工后再去补加遮阳体系，会产生和原结构的不协调，不|考试大|配套问题。

2、配件设计

点支式幕墙的主要配件，驳接爪，驳接螺栓，现主要选用不锈钢材质，但现阶段对不锈钢的选用比较混乱，很多工程设计没有明确不锈钢的型号，选用了不适当的不锈钢，导致很多工程出现了不锈钢的生锈现象。不锈钢的家族有二百多个品种，不是都可以用来做点支式幕墙配件，点支式幕墙配件是在外面的，对抗腐蚀的要求比较高。

我们认为，选用不锈钢时，最适合的品种应选用含铬18%、含镍8%的不锈钢。所有的金属与空气发生氧化作用时，在其表面会形成一层氧化膜。在普通钢上形成的氧化物会继续氧化形成生锈的表面。但是由于不锈钢中含有至少11%的铬，因此氧化层的性质发生了改变，可阻止进一步的氧化，并且如果氧化膜偶然被去掉，新的氧化膜又会形成，继续起保护作用。

3、连接设计

玻璃肋支承的点支式幕墙克服了传统的全玻璃幕墙的一些缺点，近年来应用越来越多。传统的全玻璃幕墙，当高度超过6m时，已无法选用钢化玻璃。因为国内目前的钢化炉最长可以钢化6m长的玻璃，高度超过6m的全玻璃幕墙，只能选用非钢化玻璃。非钢化玻璃破碎后会伤人，而且强度比较低。钢化玻璃强度是非钢化玻璃的3～5倍，所以，要选用比较厚的玻璃才能满足强度。超长的厚玻璃价格比较贵，安装也比较复杂，那么，玻璃肋支承的点支式幕墙克服了上述缺点。在进行连接件紧固件与玻璃的相互作用分析时，四种紧固件中，前两种是完全固接，第三种具有可转动的约束，第四种则具有可动完全球铰约束。分析结果表明，第四种紧固件与玻璃相互作用时在玻璃中产生的应力最小。这一结果说明，在设计连接件时，使用具有完全球铰约束的紧固件从受力角度来说是有利的。这也正是工程中使用的紧固件都具有球铰约束的原因。点支式玻璃结构在国内的发展尚处于起步阶段。

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，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，还有结构的工作性能、分析设计方法从推动支承玻璃结构的技术进步。

参考文献

[1]韦炜柱.现代建筑幕墙施工技术关键浅谈[J].才智，2011.

[2]刘秀云.浅谈玻璃幕墙施工工艺流程[J].黑龙江科技信息，2011.

[3]李宪锋.点支式玻璃幕墙支承体系的分类及构件性能分析[J].建筑结构学报,2009.