淺析幕墻設(shè)計(jì)中的點(diǎn)支式玻璃幕墻設(shè)計(jì)

1、<p>　　淺析幕墻設(shè)計(jì)中的點(diǎn)支式玻璃幕墻設(shè)計(jì)</p><p>　　摘 要：點(diǎn)支式玻璃幕墻是幕墻支承體系中最簡單的一個，最大限度的通透性是這個系統(tǒng)最大的特點(diǎn)。本文通過分析，從點(diǎn)支式玻璃幕墻中空及夾層玻璃板的承載特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合試驗(yàn)與數(shù)值計(jì)算的結(jié)果，給出了點(diǎn)支式中空及夾層玻璃板的垂直荷載作用下的應(yīng)力、撓度的計(jì)算方法。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：幕墻設(shè)計(jì) 點(diǎn)支式玻璃幕墻設(shè)計(jì) 特點(diǎn)

2、</p><p>　　一、點(diǎn)式玻璃幕墻技術(shù)的特點(diǎn) </p><p>　　由于建筑點(diǎn)式玻璃幕墻技術(shù)是由金屬連接件和緊固件將玻璃與支承結(jié)構(gòu)連接成一個整體的組合式建筑結(jié)構(gòu)，與有框（ 含隱框、半隱框） 玻璃幕墻相比，點(diǎn)式玻璃幕墻技術(shù)的特點(diǎn)： </p><p>　　1. 通透性好： 由于大片玻璃是通過幾個點(diǎn)與支承結(jié)構(gòu)相連接，因此視線被遮擋的面積降低到最小，使視野開闊到最大限度

3、。 </p><p>　　2. 安全性好： 經(jīng)過鋼化后的玻璃石通過金屬件用機(jī)械的手段固定到支承結(jié)構(gòu)上，耐候密封膠只起密封作用而不考慮其他受力，即使在外來撞擊下，使單片玻璃破壞落下“玻璃雨”，也不可能出現(xiàn)整塊玻璃墜落的嚴(yán)重傷人事故。 </p><p>　　3. 靈活性好： 由于在金屬連接件和緊固的設(shè)計(jì)中考慮了各種措施，使每個連接點(diǎn)可以自由轉(zhuǎn)動外，還允許有一定的位移，用于調(diào)節(jié)土建施工中不可避免

4、的誤差，因此，玻璃不會產(chǎn)生安裝應(yīng)力，并且可以適應(yīng)支承結(jié)構(gòu)受荷載后產(chǎn)生的變形，使玻璃受力狀態(tài)良好，不僅如此，用點(diǎn)式連接方法可以最大程度地體現(xiàn)建筑造型的要求。 </p><p>　　4. 工藝感強(qiáng)： 點(diǎn)式結(jié)構(gòu)可以使用許多種形式，變化無窮，有良好的工藝性、藝術(shù)性，便于設(shè)計(jì)師選擇使用。 </p><p>　　點(diǎn)支式玻璃幕墻建筑體系是用金屬連接件和緊固件將建筑玻璃與金屬（ 或玻璃） 支撐結(jié)構(gòu)連接成整

5、體的新型組合式建筑結(jié)構(gòu)形式（ 1） 。現(xiàn)行點(diǎn)支式玻璃幕墻下程技術(shù)規(guī)程規(guī)定分別使用下列（ 1） 、（ 2） 式計(jì)算點(diǎn)支單層玻璃在垂直荷載作用下，長邊邊緣應(yīng)力和板心撓度。 </p><p>　　二、中空玻璃板的承載計(jì)算 </p><p>　　1. 承載特點(diǎn)。中空玻璃一般是在 2 片玻璃之間設(shè)有一干燥空氣層或惰性氣體層，常在對保溫隔熱有較高要求的建筑物中使用。一般認(rèn)為中空玻璃承受垂直荷載時內(nèi)、外

6、片變形不協(xié)調(diào)，直接承載的外片變形要大些。某研究所完成的點(diǎn)支式中空玻璃承載性能試驗(yàn)，其結(jié)果驗(yàn)證了上述觀點(diǎn)。該試驗(yàn)測量中空玻璃板承受垂直板面均布荷載時的撓度與應(yīng)力。試件為2 塊1000 mm* 1000 mm 的中空玻璃板（ A、B 試件） ，內(nèi)外片均厚 6mm，中空層厚 9 mm，孔心邊距 100mm。表 1 列出了試件承載時的位移。 </p><p>　　注： 絕對位移為內(nèi)外片絕對位移的平均值。 </p&g

7、t;<p>　　同時考慮到，氣體層并不能阻止內(nèi)、外片玻璃在面內(nèi)的相對滑移，即不提供面內(nèi)抗剪的作用。但是，氣體可以向任何方向傳遞壓強(qiáng)，而內(nèi)、外片玻璃的橫向受力面積基本上是相等的，故可認(rèn)為外來橫向荷載被分為兩部分。一部分直接由外片承擔(dān)，另一部分由氣體層傳遞到內(nèi)片上，如圖 1 所示。 </p><p>　　2. 試驗(yàn)與計(jì)算結(jié)果。按（ 5） 式將外荷載分配到雙層點(diǎn)支式中空玻璃板的內(nèi)、外片上后，即可以使用 （

8、 1） 、（ 2） 式分別計(jì)算內(nèi)、外片的變形與應(yīng)力。本文將這種計(jì)算方法稱為剛度分配法。 </p><p>　　表 2、表 3 列出了某研究所試驗(yàn)結(jié)果與剛度分配法、現(xiàn)有規(guī)程所采用的等效厚度法的計(jì)算結(jié)果。 </p><p>　　表 2、表 3 中的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果都比較接近，等效厚度算法的計(jì)算結(jié)果要保守一些。但應(yīng)注意，該試驗(yàn)中內(nèi)、外片玻璃等厚，為驗(yàn)證以上算法是否適用于內(nèi)、外片不等厚的情況，可

9、跟相關(guān)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)加以驗(yàn)證。 </p><p>　　3. 結(jié)果分析。從內(nèi)、外片等厚的試驗(yàn)中可得： </p><p>　?。?1） 外荷載按剛度分配，D1 = D2，q1 = q2 = 0. 5q，即實(shí)際情況相當(dāng)于以 D1 的抗彎剛度承擔(dān) 0.5q 的荷載。 </p><p>　?。?2） 如取外片厚度的 1.2 倍為等效厚度進(jìn)行計(jì)算，則將整塊玻璃的抗彎剛度估計(jì)為 1.

10、23D1 =1. 73D1，以 1. 73D1 的總剛度承擔(dān)外荷載 q，即相當(dāng)于以 D1 的剛度承擔(dān) 0. 58q 的外荷載。后者結(jié)果與前者的比為0. 58 /0. 5 = 1. 16 倍，這即是在內(nèi)、外片等厚的試驗(yàn)中，等效厚度算法的結(jié)果稍顯保守的原因。 </p><p>　　三、夾層玻璃板的承載計(jì)算 </p><p>　　1. 承載特點(diǎn)。夾層玻璃是在兩層玻璃之間夾入聚乙烯縮丁醛（ PVB

11、） 膠片，這樣玻璃破碎時仍會與 PVB 膠片粘在一起，可有效的避免玻璃碎落造成的人員傷害及其他損失。與中空玻璃的氣體層不同，夾層玻璃的夾膠層能夠很大程度的限制內(nèi)、外片玻璃的面內(nèi)相對滑移（ 如圖 4） ，所以夾層玻璃的抗彎能力要比幾何尺寸相同的中空玻璃高。某研究所完成的夾層玻璃抗彎試驗(yàn)中，試件為 1000mm* I000mm方板，孔心邊距 100mm，內(nèi)、外片玻璃厚度均為 6 mm，PVB 膠層為 1.14mm 厚。試驗(yàn)分別測定了試件在剛

12、加載以及持續(xù)加載半年后的位移與應(yīng)力。 </p><p>　　從試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，夾層玻璃試件的中心位移隨著加載時間的增加而逐漸增大，但是位移在增大到一定值后，逐漸平穩(wěn)。而邊緣中點(diǎn)的應(yīng)力隨著時間的增加逐漸增大，在增大到一定值后又開始緩慢下降，逐漸又回到原來的應(yīng)力值左右。 </p><p><b>　　四、結(jié)語 </b></p><p>　　1） 現(xiàn)行

13、的點(diǎn)支式玻璃幕墻技術(shù)規(guī)程沿用了按照外片取用等效厚度的算法，對點(diǎn)支式中空、夾層玻璃進(jìn)行計(jì)算。對于內(nèi)、外片等厚的玻璃，該方法顯得較保守： 對于外片厚度較內(nèi)片大的情況，該方法可能過高地估計(jì)玻璃板的抗彎剛度，從而得到偏小的計(jì)算結(jié)果。 </p><p>　　2） 在工程計(jì)算中，中空玻璃承受垂直荷載時的內(nèi)、外片位移差可以忽略。中空玻璃的氣體層不能限制內(nèi)、外片在面內(nèi)的相對滑移，但能夠傳遞壓強(qiáng)，達(dá)到把外荷載按照剛度分配到內(nèi)、外片

14、上的效果。本文剛度分配法得到的結(jié)果與試驗(yàn)的結(jié)果十分接近。 </p><p>　　3） 夾層玻璃的承載特點(diǎn)很大程度上取決于夾膠層的性質(zhì)。同濟(jì)大學(xué)的相關(guān)試驗(yàn)表明，在長期荷載作用下，試件的位移與應(yīng)力都有一定程度的發(fā)展，位移、應(yīng)力的長期測值已經(jīng)接近于剛度分配法的計(jì)算結(jié)果。 </p><p>　　4） 經(jīng)過分析、計(jì)算和比較，本文提出了在玻璃幕墻的點(diǎn)支式中空、夾層玻璃的承載力和變形計(jì)算方法，該法簡便易

15、行，且與現(xiàn)行規(guī)程中對于單層玻璃的計(jì)算方法保持一體。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]點(diǎn)支式玻璃建筑結(jié)構(gòu)體系及其應(yīng)用技術(shù)研究. 土木工程學(xué)報(bào)。 </p><p>　　[2]點(diǎn)支式玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)程. 北京： 中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會。 </p><p>　　[3]殷永煒，張其林