幕墻設計中的點支式玻璃幕墻設計探討

【摘 要】點支式玻璃幕墻是現代化科學技術和生產技術發展的產物，它的出現見證了建筑事業的輝煌。隨著時代的進步，點支式玻璃幕墻以其獨特的美觀性、舒適性受到了各界人士的重視，讓更多的人了解到都市生活的與眾不同，同時它的高大空曠其是也給人們帶來更多的現代化感受。若想充分發揮這些優勢，做好幕墻設計工作可謂至關重要，下面我們就對幕墻設計中的點支式玻璃幕墻設計做了簡要的闡述和探討。

【關鍵詞】幕墻；玻璃幕墻；建筑結構；設計

眾所周知玻璃是一種脆性材料，由于生產和制作的時候不可避免的存在著內在缺陷，這就給玻璃幕墻的應用帶來了一定的影響。此外，在工程施工建設中，受到生產工藝、施工工藝、施工就愛你設理念的限制，使得幕墻結構安裝體系和支撐架也存在著著缺陷，這使得幕墻結構的質量無法得到保障，結構的美觀性和功能也得不到有效發揮。為此，在目前的結構設計中我們對玻璃幕墻的支撐方式進行了深入的研究，逐漸形成了點支式玻璃幕墻這一新概念、新理念。

一、點支式玻璃幕墻概述

玻璃幕墻主要指的是那些以玻璃作為主要的覆蓋面而形成的一種建筑外圍結構，是通過玻璃生產制作形成的建筑墻體、屋蓋、樓層、樓板的一種建筑體系。由于玻璃本身是一種脆性材料，因此其在施工和安裝的過程中不可避免的會產生質量隱患，這對其生產加工工藝要求極高，同時對于玻璃幕墻的支撐結構也有著嚴格要求。通過在工作中進行分析，使得其確保能與玻璃幕墻共同組成復合型建筑結構。

1、玻璃幕墻結構組成

通過金屬構件與玻璃板組成的建筑物外圍護結構，稱為玻璃幕墻。點式連接玻璃幕墻也叫接駁式玻璃幕墻，它是用金屬連接件和緊固件將建筑玻璃與金屬支承結構連接成整體的新型組合式建筑結構，具有其他形式不可替代的優點--更通透、更安全、更靈活，使建筑的現代工藝美、技術美得以盡情地渲瀉。因此，受到廣大建筑師們的青睞。由于這種奇特效果，雖然它誕生到現在只有30多年時間，已廣泛應用于各種大型公共建筑。在這30多年的時間里，自身經歷了一個發展和完善的過程，最初是在經過強化處理后的玻璃四角打好孔，然后用銅質矩形連接板內外夾住玻璃，并用螺栓加以固定，內側連接板與金屬肋相連接，金屬肋支承在主體結構上，達到玻璃固定定位。

就拿當前工程結構中我們常見的玻璃幕墻支撐結構進行分析，這些結構通常都是由玻璃、鋁、鋼等金屬組成的。因此，我們可以說玻璃幕墻結構是通過玻璃金屬材料經過加工、連接、安裝的方式組成的一種可以獨立的承擔各種荷載的墻體結構，并且能夠滿足各項預計功能的一種墻體結構形式下，玻璃幕墻結構是由面板、支撐結構、基座三部分組成的。對于點支式玻璃幕墻而言，連接件主要是以螺栓組件和支撐裝置為主的，其基座也是比例幕墻結構賴以成型的部分。

2、特點

在點支式玻璃幕墻結構的連接過程中，對于板件、桿件以及構件之間的連接方式必須要給予重視，尤其是其連接方式的選擇，更是要結合工程結構特點來進行嚴格分析和控制，從而結構本身具備著良好的剛度和適宜的承載能力。如上所述，玻璃幕墻結構本身就是一種工程結構，它所承受的荷載大部分都是因為自然環境的影響和人為引起的。在各種可能出現的荷載作用組合下，在結構設計的過程中必須要充分考慮到結構的安全性、實用性和耐久性等基本要求。當然，作為玻璃幕墻的外在結構，他還應當與建筑物的藝術相匹配，從而認得到畫龍點睛之效果。

3、建筑幕墻和建筑結構之間的類別分析

在現代化建筑設計工作中，我們必須要提前選擇并且確定結構的類別，并且根據結構性能和可能產生的荷載作用。也只有這樣才能在工作中正確的給予應有的計算模型和方式，并對其結構進行有針對性的分析。對于玻璃幕墻而言，由于幕墻結構本身材料是一種脆性材料，因此在設計之初必須要針對模型和材料的應力進行分析。對于點支式玻璃幕墻的設計通常需要結合結構體系來共同進行，針對其相互依賴和相互促進的工作環節進行嚴格的分析。

二、點支式玻璃幕墻設計分析

1、遮陽方面

點支式玻璃幕墻技術在國內很多企業已經能夠正確和成熟的掌握，但是對于點支式玻璃幕墻隨著工藝和技術的不斷成熟，其結構設計研究也越來越深入。通常情況下，點支式玻璃幕墻在設計中都是以大面積透明玻璃為主的，也只有采用透明度較高的幕墻玻璃，才能讓人們真正的體會到建筑物的開放性和開敞性，從而達到室內外景觀的溝通與交融。同時，人們在室內可以真切的感受到藍天、白云，深刻的感受到自然界的變化和美觀，肆無忌憚的享受自然景觀，達到回歸自然的最終技術。然而普通玻璃的透明度本身存在著透光率不是很大的特點，也就是說這種玻璃的應用必然會造成陽光的遮掩，給室內采光帶來一定影響。這種問題在過去的建筑結構設計中一直未曾受到人們的重視，直到工程投入使用之后外面才會發現其中存在著很多很多問題，但是要想去進行處理則已經是不可能了。所以在做點支式幕墻方案設計時，要預先考慮其相關配套的遮陽方案，更重要的是，遮陽體系存在著和點支式幕墻體系互相協調、配套的問題。點支式幕墻完工后再去補加遮陽體系，會產生和原結構的不協調，不|考試大|配套問題。

2、配件設計

點支式幕墻的主要配件，駁接爪，駁接螺栓，現主要選用不銹鋼材質，但現階段對不銹鋼的選用比較混亂，很多工程設計沒有明確不銹鋼的型號，選用了不適當的不銹鋼，導致很多工程出現了不銹鋼的生銹現象。不銹鋼的家族有二百多個品種，不是都可以用來做點支式幕墻配件，點支式幕墻配件是裸露在外面的，對抗腐蝕的要求比較高。

我們認為，選用不銹鋼時，最適合的品種應選用含鉻18%、含鎳8%的不銹鋼。所有的金屬與空氣發生氧化作用時，在其表面會形成一層氧化膜。在普通鋼上形成的氧化物會繼續氧化形成生銹的表面。但是由于不銹鋼中含有至少11%的鉻，因此氧化層的性質發生了改變，可阻止進一步的氧化，并且如果氧化膜偶然被去掉，新的氧化膜又會形成，繼續起保護作用。

3、連接設計

玻璃肋支承的點支式幕墻克服了傳統的全玻璃幕墻的一些缺點，近年來應用越來越多。傳統的全玻璃幕墻，當高度超過6m時，已無法選用鋼化玻璃。因為國內目前的鋼化爐最長可以鋼化6m長的玻璃，高度超過6m的全玻璃幕墻，只能選用非鋼化玻璃。非鋼化玻璃破碎后會傷人，而且強度比較低。鋼化玻璃強度是非鋼化玻璃的3～5倍，所以，要選用比較厚的玻璃才能滿足強度。超長的厚玻璃價格比較貴，安裝也比較復雜，那么，玻璃肋支承的點支式幕墻克服了上述缺點。在進行連接件緊固件與玻璃的相互作用分析時，四種緊固件中，前兩種是完全固接，第三種具有可轉動的約束，第四種則具有可動完全球鉸約束。分析結果表明，第四種緊固件與玻璃相互作用時在玻璃中產生的應力最小。這一結果說明，在設計連接件時，使用具有完全球鉸約束的緊固件從受力角度來說是有利的。這也正是工程中使用的緊固件都具有球鉸約束的原因。點支式玻璃結構在國內的發展尚處于起步階段。

三、結束語

點支式玻璃結構是由玻璃、金屬連接件、支承結/構等多種材料組成的新型建筑結構體系，需要對各方面問題進行深入研究，從目前的應用和發展現狀看，都應該深入了解材料的力學物理性能、建筑物理性能，還有結構的工作性能、分析設計方法從推動支承玻璃結構的技術進步。

參考文獻

[1]、趙西安點式支撐玻璃幕墻設計 建筑技術，1999 （9）：610～613

[2]、陳建東 玻璃幕墻工程技術規范應用手冊 北京 ：中國建筑工業出版社，1996