摘要：点支式玻璃幕墙是一种新型的组合式建筑结构形式，点支式玻璃具有高透明度，犹如一面无形的帷幕将室内、外完美地分割，实现建筑物内外的通透与融合。精细、灵活的设计使得建筑的立面和造型得到了大大的丰富，因而在建筑中得到了较为广泛的应用。为此，本文首先分析了点支式玻璃幕墙的概念及特点，并结合实例对点支式玻璃幕墙结构的设计方法进行探讨。
关键词：点支式；玻璃幕墙；结构设计；实例分析
1.点支式玻璃幕墙概念
普通的玻璃幕墙，其玻璃板块的固定均为四边支撑，而点支式玻璃幕墙的玻璃一般通过在玻璃上留洞，采用四点或六点支撑方式。点支式玻璃幕墙的结构由玻璃面板、支承结构、连接玻璃面板与支承结构的支承装置等组成。其支承结构体系有杆件体系和素杆体系两种。杆件体系一般采用钢性构件组成的结构体系。索杆体系是由拉索、拉杆和刚性构件等组成的预应力结构体系。在点支式玻璃幕墙中，玻璃接头和支撑结构体系的设计是十分重要的，这不仅关系到点支式玻璃幕墙的安全性、可靠性，同时涉及钢结构骨架的整体美观和艺术的表现力。如上海大剧院的点支式玻璃幕墙，点支式玻璃幕墙高15M，由500块3000mm×1825mm×15mm的透明白片钢化玻璃所组成，每块玻璃的四个角上分别由不锈钢支承爪件作四点固定。在支承爪件的背后设有直径11mm的钢索系统纵横绷紧固定，这种钢索（也称索杆）体系比普通的金属骨架体系或全玻式玻璃幕墙体系更纤巧、通透。
2.点支式玻璃幕墙技术的特点
由于建筑点支式玻璃幕墙技术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，与有框玻璃幕墙相比，点支式玻璃幕墙技术的特点：
2.1通透性好
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。
2.2安全性好
经过钢化后的玻璃石通过金属件用机械的手段固定到支承结构上，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。
2.3灵活性好
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，用点式连接方法可以最大程度地体现建筑造型的要求。
2.4工艺感强
点支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。
2.5环保节能
由于建筑点支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。
3.某建筑工程中点支式玻璃幕墙结构设计实例分析
3.1工程概况
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。
图1 水平鱼腹式索桁架
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：总而言之，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，还有结构的工作性能、分析设计方法从而推动支承玻璃结构的技术进步。
参考文献：
[1]陈国超.幕墙设计中的点支式玻璃幕墙设计探讨[J].房地产导刊.2017（11）.
[2]李小荣，江谢送.点支式玻璃幕墙的结构设计探讨[J].城市建设理论研究.2015（26）.
[3]艾军，朱立斌，马振鸿.浅谈拉索式点支玻璃幕墙的结构设计[J].城市建设理论研究.2014（06）.
论文作者:孙学振
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/10
标签：玻璃论文; 玻璃幕墙论文; 结构论文; 桁架论文; 体系论文; 性能论文; 拉索论文; 《基层建设》2018年第22期论文;