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摘要：通过对点驳式玻璃幕墙在幕墙行业中的应用，展示出点驳式玻璃幕墙丰富多彩的形式与结构，其特点是通透性好，表现形式艺术性强，既安全又环保节能，在建筑幕墙行业中具有广泛的发展前景。
关键词：点驳式玻璃幕墙；钢结构支撑体系；驳接方式；开孔玻璃；无孔玻璃
点支式连接全玻璃幕墙，也有人称作接驳式全玻璃幕墙。近年来，由于点支式玻璃幕墙极佳的通透性和艺术性等优点，得到了建筑师及业主的青睐，使其在现代建筑中得到广泛应用，它改变了过去着重用玻璃来表现窗户、表现建筑、表现质感、表现体型的传统手法，而是更多地利用玻璃透明的特性，追求建筑物内外空间的沟通和融合，人们可以透过玻璃清楚地看到支承玻璃的整个结构系统，使这种结构系统从单纯的支承作用转向表现其可见性。由于这种奇特效果，虽然它从诞生到现在只有30年时间，已经广泛应用于各种大型公共建筑的大厅和共享空间部位。点支式玻璃幕墙配件的设计、选用及工程造价越来越多的受到了幕墙公司的重视。
1、点支式玻璃幕墙的特点
点支式玻璃幕墙：顾名思义就是用几个点支撑玻璃而形成的幕墙，这种幕墙发展于20世纪80年代，虽然是一门新兴技术，但由于它的表现方法奇特，应用极为广泛，正如雨后春笋般的发展着。它的主要特点是通透性好、表现形式灵活多样艺术性强、安全性能好环保节能等。
（1）通透性好。由于玻璃是由几个点来支撑，结构体积小，视线被遮挡范围降到最低，室内外互相通透，良好的融为一体，给人一种最大空间的感觉。
（2）表现形式灵活多样艺术性强。幕墙中的每片玻璃的固定方式相互独立，每片玻璃之间的灵活排列，就形成不同造型的玻璃幕墙。它的支承主体结构钢管、拉杆、拉索，不仅能满足结构上的强度、刚度，还能满足美学上的要求。加工精美的支撑玻璃金属连接件犹如点缀在玻璃幕墙上的饰物，熠熠生辉。它的外衣“玻璃”本身就具有一定的艺术观赏性，随着玻璃加工技术的进步，热弯玻璃的出现，幕墙的造型更是多姿多彩。相对其他玻璃幕墙而言，点支式玻璃幕墙能最大程度的实现各种“变化莫测”的造型，淋漓尽致的体现人们对建筑所赋有的特定内涵，它已不仅仅是一座简单的建筑物，更是一件洋溢着浓浓现代气息的艺术品。
（3）安全性好环保节能。幕墙中所采用的玻璃都属于安全玻璃，在整个幕墙中，由于每片玻璃的固定支撑都是相对独立的，当有外力冲击到某处玻璃时，也不会造成连锁反应，并且即使玻璃破碎，也不会形成尖锐的锐角而是形成“玻璃雨”不至于造成严重的伤人事故。玻璃是通过螺栓来固定支撑，拆卸简单易行，在维修维护上很方便。在材料的选用上，玻璃、普通碳钢、不锈钢都属于绿色环保材料，不会对人体健康产生任何不良影响。尽可能的使用白玻璃即清玻璃，可以大大降低光的反射率，减少光污染问题。中空玻璃的热传导系数为0.03W/m.℃，普通玻璃的热传导系数为0.8W/m.℃，能起到恒温保温作用。
2、钢结构支撑体系
钢结构体系。它是承受玻璃重力和风荷载的受力体系，是幕墙的主体部分，不仅要满足强度、刚度、还要能满足美学的要求。钢结构体系大体上有三种形式：钢架、拉杆、撑杆钢索。钢架体系应用得最早，一般是钢管或工字钢或桁架，它属于刚性体系。通过在这些钢架上焊接钢爪座，来支撑玻璃，制作相对简单，幕墙看起来稳重而简洁。拉杆体系属于柔性体系，一般是拉杆钢架组成，采用适当长度的拉杆连接在钢架上，再施加一定的预应力，与钢架形成一个桁架体系，这种体系的跨度不是很大，适合网球状幕墙。撑杆钢索体系：一般是撑杆钢索钢架组成，竖向承重钢索和横向水平稳定钢索“编织”成柔性索网，与撑杆钢架连接成一个空间桁架，再加上一定的预应力，使整个幕墙成为一个坚固的整体。它的跨度能做得很大，这是一种新型的空间结构形式，幕墙看起来精致巧妙，简洁明快，既统一又富有变化，充分体现了高科技的现代感。这几种体系还可以组成混合体系，能做成幕墙所需要的几何形状。在材料设计上，钢架一般为Q235或Q345，拉杆、撑杆、钢索一般采用不锈钢。
3、连接件及玻璃面板驳接方式
连接件一般指扣件、钢爪、钢爪座、螺栓等，它们是点支式玻璃幕墙中的重要机械零件，点支式玻璃幕墙造型多样性的实现，从一定程度来讲归功于它们的灵活性。玻璃通过机械零件扣件固定在钢爪上，钢爪通过螺纹连接的方式固定在钢爪座或直接固定在钢结构体系上。扣件是不锈钢组合件，由特制的螺母和螺栓组成，在大面积的建筑施工中，误差是不可避免的，而扣件自身有一定的调节余量，适应玻璃各方位的动态位移，不但保证了结构的力学模型，还消除了一定的施工误差，使施工过程中产生的误差不会积累起来，提高了施工质量。钢爪是铸造件，一般是企业标准件，用砂型铸造的方法制造，材料采用奥氏体不锈钢，表面做抛光或亚光处理。
点支式玻璃幕墙的驳接方式按照所固定的玻璃是否开孔可分为开孔式与无孔式两种。
（1）开孔驳接式玻璃幕墙体系
开孔式目前应用较多，通过玻璃上的孔将驳接头与玻璃连成一体，可采用4点连接也可以采用6点8点连接。玻璃的自重由上部两角处驳接头支撑，玻璃始终是吊挂在驳接头上，其它部位的驳接头主要是抵抗风压变化的荷载和变位补偿作用，因此开孔式玻璃幕墙对玻璃加工要求很高。
① 开孔驳接式玻璃幕墙的安装形式及特点
驳接头有球铰式浮（沉）头驳接头（见图1）和圆柱式浮（沉）头驳接头（见图2），球铰式驳接头是头部有球头，可万向转动，在玻璃受荷载变形时，头部可随之转动，减少玻璃孔部在变形时应力集中，而圆柱式驳接头是头尾固定不动；驳接头与玻璃接触部位，应加垫圈，一般用软金属或非金属软质材料制作，起缓冲减震作用。
② 有孔驳接式玻璃幕墙的缺点
a.由于开孔处容易产生应力集中而使玻璃碎裂。
b.开孔工序复杂，成本比较高。
c. 中空玻璃玻璃开孔后孔边需要密封以防止漏气，但目前仍无专用的中空玻璃驳接孔涂胶设备，必须手工操作，手工操作除效率低之外，密封质量也不易保证。如发生漏气，就会导致中空玻璃的中间层结水雾。国内外点支式中空玻璃漏气的现象时有发生。
（2）无孔驳接式玻璃幕墙体系
经过近半个世纪的发展，现在各式各样的无孔驳接式玻璃幕墙在世界各地得到了广泛应用。与开孔驳接相比，无孔式驳接形式最主要特点是玻璃无需开孔，固定件通过玻璃与玻璃间的缝夹持住玻璃面板，玻璃面板与固定件之间放置有柔性垫片，使玻璃板块在受力状态弯曲变形时，能够有一定的位移，从而避免在玻璃的固定点处产生较大的弯曲应力。
① 无孔驳接式玻璃幕墙的优点
a.成本低：无孔固定玻璃，省去了玻璃开孔的工序。
b.工艺简单：开孔式玻璃板块在开孔时，玻璃孔的孔位允许误差，会导致夹胶玻璃、中空玻璃合成时产生孔同轴度误差，此外还需要进行开孔部位的特殊密封处理。这样，整个工序就比较复杂。若采用无孔固定玻璃，省去了很多工序，缩短了加工周期。
c.可以避免由于开孔缺陷而导致的玻璃破裂：由于玻璃脆性很大，断裂韧性低，也不具备新分布荷载和吸收冲击能量的能力，因此玻璃对应力集中很敏感。玻璃在钻孔时，即使工艺再好，也会有缺陷存在，而点支式玻璃孔位的受力已经相当复杂，是整块玻璃的薄弱环节。因此在承载情况下，有缺陷的玻璃一旦超过其临界应力玻璃就会碎裂。
d.玻璃无需开孔，可以避免中空玻璃因孔部密封不好而造成的漏气。
② 无孔驳接式玻璃幕墙的安装形式及特点
无孔驳接式玻璃幕墙根据驳接件安装的位置和驳接件的类型大致可分为三种：对边夹持式、四边夹持式、四角夹持式。受力部位是夹持点区域，而非大面。（见图3），
a.对边夹持式是指驳接件安装在两对边的胶缝中，夹持住相邻的两片玻璃边，上下每个边用两个驳接件。此种方式的特点是所用配件数量较少，结构较简单，其缺点是允许使用的玻璃尺寸相对较小，驳接件的承载力要求较高。
b.四边夹持式是指驳接件安装在玻璃四周的胶缝中，夹持住相邻的两片玻璃边，每个边用两个驳接件。此种方式的特点是允许使用的玻璃板块较大一些，由于所用的驳接头数量较前一种多，因此造价也较前一种高。
c.四角夹持式是指驳接件安装在玻璃板块四个角相交的胶缝中，夹持住四块（或更多）的玻璃角，在每个交汇点均有一个驳接件。缺点是外形比较大。
③无孔式玻璃驳接件的缺点
由于无孔式驳接头一般没有球铰装置，玻璃板在较大的风荷载作用下弯曲时，就会在玻璃的夹持区域产生较大的弯曲应力，虽然可以通过在驳接件与玻璃之间设置柔性垫片来改善其受力，但性能上仍不如球铰式驳接头。另外，由于玻璃的自重是依靠玻璃下边的驳接头托住的，是一个压弯板。开孔式点支玻璃板块一般都是上边两个孔承受自重，是一个拉弯板。在受力上压弯板不如拉弯板，因此，在相同条件下，采用无孔式玻璃驳接件安装的玻璃规格相对较小。另外，对玻璃的承载能力起控制因素的还有夹持点距玻璃边的距离及夹持的宽度及深度，设计时应注意。在受力计算时，应注意其最薄弱的受力部位是夹持点区域，而非大面。
4、点支式玻璃面板
建筑玻璃种类很多，功能各异，但其基本功能是相同的，即遮风、避雨、采光。点支式玻璃幕墙常用的玻璃有钢化玻璃、夹层玻璃和中空玻璃等，都是安全玻璃。钢化玻璃是在普通玻璃的基础上通过加热加工而成，比普通玻璃有更高的强度和刚度。它的特点是纯净透明，是采光的首选材料。单片钢化玻璃的厚度一般有4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、15mm、19mm（15mm以上为超厚玻璃），一般用在荷载比较小、安全性要求不是很高的情况，像楼梯拦板。夹层玻璃是在两片或多片平板玻璃之间夹透明有机塑料膜PVB。它安全性能高，能抵挡意外撞击的穿透，也具有良好的隔音特性，广泛应用在门、窗、雨蓬、采光顶、隔墙等中。中空玻璃是在两片平板玻璃中间充干燥的空气，它的热传导系数比较小，一般用在温度要求恒温的情况下。平板玻璃通过加热软化，在模具中可加工成热弯玻璃。热弯玻璃有单曲热弯玻璃和双曲热弯玻璃，单曲热弯玻璃可以把弧形幕墙做得很顺畅。双曲热弯玻璃可以把球形或蛋壳形幕墙做得非常的连续光滑。热弯玻璃使幕墙具有强烈的艺术效果，但它们的造价比平板玻璃高很多。
总之：点支式玻璃幕墙实现了建筑艺术和建筑技术的完美统一，是现代高科技发展产物，它翻开了建筑发展史上的新篇章，必将随着时代的发展不断发展壮大。
参考文献：
[1]赵西安.点支支撑玻璃幕墙设计[J].建筑技术，1999.9
[2]马国馨.玻璃幕墙点驳式连接法[J].世界建筑，1998.2
[3]中国建筑装饰协会铝制品委员会，中国建筑装饰协会信息部.幕墙行业技术标准规范汇编[M].中国建筑工业出版社，2004
论文作者:彭石枕
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/8/1
标签：玻璃论文; 玻璃幕墙论文; 幕墙论文; 开孔论文; 体系论文; 钢架论文; 中空玻璃论文; 《基层建设》2016年9期论文;