探析幕墙设计中的点支式幕墙设计

张旭

摘要：点支式幕墙设计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。点支式玻璃幕墙的全称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，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：建筑幕墙；点支式幕墙；设计

一、引言

 点支式玻璃幕墙以其视觉通透、结构新颖、传力可靠、安全耐用等优良特性，近年来从建筑幕墙中脱颖而出，备受建筑设计师们的青睐。点支式玻璃幕墙充分展示出玻璃清澈透明和不锈钢爪件沉稳的银色金属光泽的魅力，给人们留下无限美好的遐想和深远幻觉；它不仅能与周围环境有机融为一体，而且能使幕墙内外尽情交流，更加贴近自然。

二、点式玻璃幕墙技术的特点

点支式幕墙设计是由金属连接件和紧固件将玻璃与支承结构连接成一个整体的组合式建筑结构，与有框（含隐框、半隐框）玻璃幕墙相比，点式玻璃幕墙技术的特点：由于大片玻璃是通过几个点与支承结构相连接，因此视线被遮挡的面积降低到最小，使视野开阔到最大限度。经过钢化后的玻璃石通过金属件用机械的手段固定到支撑结构上，耐候密封胶只起密封作用而不考虑其他受力，即使在外来撞击下，使单片玻璃破坏落下“玻璃雨”，也不可能出现整块玻璃坠落的严重伤人事故。由于在金属连接件和紧固的设计中考虑了各种措施，使每个连接点可以自由转动外，还允许有一定的位移，用于调节土建施工中不可避免的误差，因此，玻璃不会产生安装应力，并且可以适应支承结构受荷载后产生的变形，使玻璃受力状态良好，不仅如此，用电式连接方法可以最大程度地体现建筑造型的要求。点式结构可以使用许多种形式，变化无穷，有良好的工艺性、艺术性，便于设计师选择使用。由于建筑点式玻璃追求明快的风格，因而在玻璃的使用上多选择光污染极小的白玻、超白玻和低辐射玻璃，同时辅以室内或室外遮阳系统，在减少甚至杜绝污染的同时，可大大降低能耗，尤其是使用中空技术，效果更加明显。

三、点支式玻璃幕墙设计中的要点

3.1幕墙设计的实用性和巧妙性

首先要了解建筑施工图，及时征求业主的意见，了解周围的环境，掌握建筑主体相关部位的实况后才能去进行构思和形象设计。此阶段不能急，而后的结构设计力求支承构件简练明快，尽量采用通用件和新材料，通过正确的计算保证构件受力均匀、连接可靠和幕墙整体强度要求。层间防火设计、防雷设计、玻璃板块与相邻结构的设计，幕墙上下端面设计等要在整体化中综合考虑，采取措施巧妙构思，合理搭配，使其影响外观视觉的难点转化为玻璃幕墙增辉的亮点，这可谓幕墙设计“绝活”。

3.2幕墙设计应与原主体较好地吻合

 当设计人员接到任务之后，往往是未将建筑施工图研究透彻或没仔细进行现场复核就匆忙绘图，结果造成施工中麻烦层出不穷，甚至会直接影响安装质量。对于异型点支式玻璃幕墙的设计更是要小心谨慎，复合式作为设计的直面拐角折点和曲面定位圆心点一定要与放线结合起来，待安装后再行去除。这样有利于减少设计与施工的误差积累，避免影响日后的现场安装。

3.3幕墙设计的规范性

幕墙设计分格不仅要考虑到外观整体效果，还要在符合规范基础上结合玻璃优化一并进行，比如不可将一块玻璃跨越楼板或隔墙。

四、点支式玻璃幕墙的设计原则

在熟悉和掌握建筑施工图之后，要了解建筑物周边的情况，并征求业主的意见，进行全面的考量，摸清建筑物主体部分的真实情况，才能进行点支式玻璃幕墙的形象设计。在设计时，应考虑到其设计寿命不低于25年，由于其不容易替换，应按50年来进行设计。对于大尺寸的支撑钢结构，应以建筑的主要成果为准。

4.1依据主体及设计构想确定材料

对主体进行了解后，应确定点支式玻璃幕墙的具体方案和构造思路。在保证依据建筑设计规范的前提下，结合构造方案对先料进行选择。选择铝板时可供选择0XXX、3XXX、5XXX系列，单层铝板厚度要求为在100—150N/mm2之间的屈服强度，最小厚度在2.0-3.0之间。

选择石材时应无软弱层、软弱矿脉，条纹石板要无软弱条纹，花岗石平均弯曲强度不小于10N/mm2，其他石材平均弯曲强度不小于5N/mm2。花岗石最小厚度为25mm，其他石材为35mm以上，石材吸水率大于1%时，要进行防水处理，非花岗石板背面要做玻璃布防坠落层。在选择后加锚栓时可选择采用机械锚栓或化学锚栓，化学锚栓要防止焊接引起的高温，可选择做定位点焊，焊接时不可连续进行。在选择玻璃的时候，要选择安全玻璃，但是，它的安全性也是一种相对而言的，要针对不同的部分来进行合理的选择，在进行设计的时候要尽可能地做到最大的安全性。玻璃栏板、楼梯板等易受冲击的墙壁，应使用夹层玻璃，并应指出，若整个大楼都使用了夹层玻璃，当出现火灾时，很可能不利于扑救。在人流量较大的公共场所，尽量不要采用单片钢化玻璃，因为钢化玻璃极易发生爆炸，一旦发生爆炸，就会危及行人的人身安全。非要选择单片钢化玻璃时，要进行二次热处理，在幕墙下设隔离带，在人流上方设金属安全网，在钢化玻璃上加防爆膜。支撑玻璃板的是肋条和横条，在选用的时候也要尽量避免采用单一地强化玻璃，以防从上面掉下来。通常情况下，可以选择夹层玻璃。但是，当出现火情时，因夹层玻璃的存在，使得消防员不能将其打碎，从而使救援变得困难，从而对消防安全造成了很大的威胁。点支式玻璃幕墙应选用高强度的钢化玻璃及产品，对玻璃孔的边沿应慎重对待，以免造成玻璃孔产生裂纹，造成材料的浪费。通常，幕墙玻璃的边沿都要进行倒棱和细磨光，如果使用了倒棱，那么倒棱应该超过1毫米。边缘处的研磨应使用精磨与精磨。

4.2.结构设计

一般在玻璃幕墙设计时，要考虑美观作用和施工便宜，多采用螺栓连接，但由于幕墙从面板到主体结构，中间很多环节可产生变形和位移，这种情况可通过对钢结构的焊接进行控制。在厚壁、重载和高压、高振动和冲击较多的地方，设计时可采用焊接进行处理，这样可以加强幕墙的连接性和提高可承受外部的压力。

在采用开放式板缝的幕墙上，还要注意考虑采取措施排除板后的积水，要保持背后空间的通风，同时背部要有连续密封的防水板，防水板要进行抗风设计。

幕墙设计时要考虑到建筑主体的防火和隔烟，在幕墙和建筑主体间设立防火带和耐火带，在建筑主体层间要进行防烟封堵，避免发生火灾时，造成玻璃幕墙损毁伤人。

4.3.高强硅酮结构胶的强度计算值要符合国家《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776的规定，结构胶的黏结抗拉强度要为0.6N/mm2.

4.4.支承结构设计中要注意自攻螺丝的选择，设计时要校核螺纹的承载能力，必要时要采用细牙螺纹。

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］点支式玻璃建筑结构体系及其应用技术研究．土木工程学报。

［2］点支式玻璃幕墙工程技术规程．北京：中国工程建设标准化协会。

［3］JGJ102－2003，玻璃幕墙工程技术规范。

［4］殷永炜，张其林，黄庆文．点支式中空和夹层玻璃承载性能的试验与研究北京：建筑结构学报。