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摘要：玻璃幕墙在现代建筑装饰中的应用广泛，兼具安全性、经济性、美观性的特点，因此获得人们青睐。本文首先概述了肋驳接全玻幕墙的应用现状，然后介绍了设计工作要点，最后分析了实际案例，以供参考。
关键词：肋驳接；全玻幕墙；设计要点；应用
玻璃幕墙是一种新型的墙体装饰技术，尤其在高层建筑中应用广泛，凸显出现代主义气息。其中，全玻幕墙是由玻璃肋和玻璃面板两个部分组成，由于横向、竖向缝隙少，因此外观更加平整，多用于建筑物的首层和二层。本文以肋驳接全玻幕墙为例，深入探讨了方案设计和实际应用，以促进建筑施工的顺利进行。
1、肋驳接全玻幕墙的应用现状
全玻幕墙按照支承形式进行划分，可以分为落地式、吊挂式、后支承式三种。其中落地式的玻璃受托于下支架上，吊挂式的玻璃需要使用吊挂装置才能悬吊，后支承式的玻璃肋支承在玻璃后部。不同幕墙的差异，主要在于高度参数，依据《玻璃幕墙工程技术规范》，玻璃厚度为10mm时，幕墙最大高度为4m；玻璃厚度为12或15mm时，幕墙最大高度为5m；玻璃厚度为19mm时，幕墙最大高度为6m。当幕墙高度达到一定数值时，为了提高稳定性，就要采用悬挂法；低于限度时则可以采用落地式。但是，落地式的面板、肋板重力都会传给下部。
在点支式玻璃幕墙中，以玻璃肋作为支承构件的结构，就称之为肋驳接全玻幕墙。该类幕墙的最下方玻璃重力可以落地，上方其余的玻璃则在肋板的作用下，将重力传输到玻璃肋上，然后向下传递，因此玻璃肋承担了面板重力，稳定性降低，不能按照吊挂式或落地式的高度限值，而是按照限值的80%计算。从施工实践来看，该类幕墙的施工关键，就在于玻璃肋的设计和结构。
2、肋驳接全玻幕墙的设计要点
2.1 悬挂方式
肋驳接全玻幕墙的悬挂，目前多采用吊挂幕墙的形式，辅助利用吊具，将面板、玻璃肋悬挂起来。其中，设计要点如下：第一，面板和肋板都是整块玻璃，两者的重力是向上悬挂，通过吊具将重力传递到结构上。在肋驳接全玻幕墙中，最上面的玻璃面板重量可以传递给上部结构，最下面的玻璃面板可以落地，其余面板则将重量传递到玻璃肋上。如此一来，玻璃肋顶部的吊挂件，不仅承受肋板重量，同时还会承受多个玻璃面板的重量。在吊挂幕墙中，吊夹受力一般为4000N，超出该数值就会造成荷载超标，提示设计人员关注吊夹的实际承载能力。
第二，吊夹只能承受竖向力，对于水平推力、偏心荷载则无法承载，如果设计人员没有注意到这一点，就可能导致吊挂节点的选择有误。对此，正确的吊挂节点如下图1、图2所示，应该采用肋打孔方式，上部采用圆孔定位，下部采用长条孔定位，以补偿加工、安装、热胀冷缩造成的误差。另外，如果玻璃肋的单跨较大，支承玻璃肋下部设计入槽节点时，应该校验U型槽的侧面压强。
2.2 对接接头
考虑到当前的技术条件下，玻璃肋加工长度达不到10m，因此需要将玻璃肋断开处理，然后在螺栓、垫圈垫片、肋夹板的作用下，将其连接为一个整体，最终满足设计高度要求。加工长肋时，一般多采用L05或L06型的肋夹板进行连接，但是连接部位的强度会低于完整肋的强度。对此，校核方法如下：假设最大荷载作用在肋连接点处的弯矩为M，螺栓和玻璃之间产生的拉压力会形成力矩组为F和L，且F·L=M。校验螺栓的剪切强度即F值，即可判断玻璃孔的压强。
实际工程中，计算玻璃肋系统却会出现较多问题，这是因为玻璃肋的加工存在误差，肋夹板上的孔位也存在误差，这两个误差还会发生叠加效应。玻璃肋孔位和螺栓之间虽然有垫圈，但是面对较大的误差，就会造成垫圈和玻璃肋孔无法完全接触；而且玻璃具有脆性，不会发生塑性变形。最终导致的结果，就是螺栓不能将受力全部传递到玻璃孔上。一旦某个孔位的应力值超出限值，该部位的玻璃肋就会失效，出现安全事故。对此，解决措施在于采用注胶工艺连接玻璃肋，促使螺栓和玻璃肋之间形成一个整体，能够共同受力。一方面提高了各个连接节点的强度，另一方面也降低了玻璃肋的受损率，以此增强幕墙的安全性。
2.3 玻璃材质
在大玻璃全玻幕墙中，面玻、肋玻都是整块的，受限于钢化炉设备的尺寸，因此无法进行钢化处理，存在自爆风险。但是，即使面玻或肋玻中的一块发生破裂，也不会对整个幕墙的安全性造成影响，不会引起全面倒塌。相比之下，肋驳接全玻幕墙的面玻不是整块的，肋玻也经过钢化和开孔处理，以便设置对接接头。对此，肋玻需要进行热浸处理，并且采用夹胶玻璃。如此，当某块肋玻破裂后，才不会出现散落现象，依旧保持一个整体，为后期维修工作提供有利条件。
2.4 计算简图
在《金属与石材幕墙工程技术规范应用手册》中，提出的肋玻计算简图和弯矩公式，前提是两端固定梁。在不同的幕墙设计形式中，以肋玻上端是钢夹板螺栓吊挂、下端是阻尼减振盒为例，如果上端吊挂按照等强机理设计，可以将其简化为固定端；但是下端的阻尼减震盒，却不能简化为固定端。因此并不能直接套用计算公式，计算结果是不安全、不合理的。对此，肋驳接全玻幕墙的玻璃肋，可以采用简支梁简图，按照《玻璃幕墙工程技术规范》上的规定执行：上端采用等强机理设计，选择一端固结、一端铰接梁，或者下端没有支点的悬臂梁。另外，肋玻下端支座要承受支座反力，其一钢槽和支承结构之间应该紧固连接；其二钢槽的端部要封口处理；其三要在肋玻侧面、钢槽端部垫上橡胶垫块。
2.5 力学性能
在强度指标上，肋玻在截面设计时，夹胶玻璃的厚度按照两片玻璃的厚度之和计算，强度设计值则参考技术规范中的规定。在侧向稳定性方面，以大玻璃全玻幕墙为例，假设肋高50-90cm，玻璃厚度为19-22mm，那么肋的宽高比在26-41之间。然而在实际工程中，不会存在这么大比值的钢梁设计方案。幕墙高度增加，肋玻相应变长，为了保证侧向稳定性，可以在后侧设置横向拉条。
3、实际案例分析
以海南三亚某工程为例，属于大型的商业综合体，一期工程由A座、B座、下沉广场、连接部分组成，外形上类似于蝴蝶状。该建筑北立面从首层到檐口的位置，采用全玻幕墙设计方案，装饰高度共计18m。分析工程现状和特点，最终决定实施超大跨度的肋驳接全玻幕墙方案。
玻璃肋和主体结构的连接节点设计上，在楼层内设置玻璃肋，作为面板连接件的支承处，通过连接件将面板支承在玻璃肋上。在玻璃肋支承结构的设计上，玻璃肋采用超白夹胶玻璃，尺寸为19mm+2.28PVB+19mm，首层、二层的肋板宽度为752mm，三层为392mm。在玻璃肋的上端，利用不锈钢螺栓和支撑吊挂相连接；在下端采用入槽设计形式，并在槽口底部转角设置了垫块，保证玻璃和钢槽相接触。在面板和肋板的连接设计上，面板固定在玻璃肋的夹具上；该夹具在不锈钢螺栓的作用下，固定在玻璃肋板上；面板则采用四个边角上的夹具进行支承。
4、结语
随着新材料和新技术的出现，肋驳接全玻幕墙的应用更加普遍，建筑对象主要是车站、商场、大堂等公共场所。由此可见，采用科学的设计方案，才能够保证人身财产安全。本文从工程实践出发，介绍了悬挂方式、对接接头、玻璃材质、计算简图、力学性能五个方面的设计要点，希望为类似工程提供一些经验，促进我国建筑行业的健康发展。
参考文献
[1] 高树鹏.超大跨度玻璃肋驳接全玻幕墙设计与施工[J].广东建材,2015,(4):45-48.
[2] 林彬.肋驳接全玻幕墙设计要点分析[J].门窗,2016,(8):6-8.
论文作者:易伟
论文发表刊物:《防护工程》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/12
标签：玻璃论文; 幕墙论文; 面板论文; 螺栓论文; 吊挂论文; 工程论文; 重力论文; 《防护工程》2017年第10期论文;