点式波浪形玻璃幕墙的设计施工难点分析

崔娇　李志勇

【摘 要】随着经济的发展，对于建筑装饰的关注也越来越大。在建筑装饰中，外装饰幕墙在建筑物外立面起的作用越来越大，外装饰幕墙的设计越来越复杂，造型也越来越奇特，施工难度越来越大。基于此文章对点式波浪形玻璃幕墙的设计施工进行分析，以期能够提供一个借鉴。

【关键词】点式波浪形玻璃幕墙；设计；施工

1.点式玻璃幕墙的概述

支撑玻璃幕墙的整个结构系统，将单纯的支撑结构系统转化为可视性、观赏性和表现性。由于点支式玻璃幕墙表现方法奇特，尽管它诞生的时间不长，但应用却极为广泛，并且日新月异地发展着。新型的结构体系——平面网索结构，它的特点是：结构简洁、无任何空间遮挡、通透性极佳、变形大。

点支式玻璃幕墙的特性：

1）通透性好：玻璃面板仅通过几个点连接到支撑结构上，几乎无遮挡，透过玻璃视线达到最佳，视野达到最大，将玻璃的透明性应用到极限。

2）灵活性好：在金属紧固件和金属连接件的设计中，为减少、消除玻璃板孔边的应力集中，使玻璃板与连接件处于铰接状态，使得玻璃板上的每个连接点都可自由地转动，并且还允许有少许的平动，用于弥补安装施工中的误差，所以点支式玻璃幕墙的玻璃一般不产生安装应力，并且能顺应支撑结构受荷载作用后产生的变形，使玻璃不产生过度的应力集中。同时，采用点支式玻璃幕墙技术可以最大限度地满足建筑造型的需求。

3）安全性好：由于点支式玻璃幕墙所用玻璃全都是钢化的，属安全玻璃，并且使用金属紧固件和金属连接件与支撑结构相连接，耐候密封胶只起密封作用，不承受荷载，即使玻璃意外破坏，钢化玻璃破裂成碎片，形成所谓的“玻璃雨”，不会出现整块玻璃坠落的严重伤人事故。

4）工艺感好：点支式玻璃幕墙的支撑结构有多种形式，支撑构件加工精细、表面光滑，具有良好的工艺感和艺术感，因此，许多建筑师喜欢选用。

5）环保节能性好：点支式玻璃幕墙的特点之一是通透性好，因此在玻璃的使用上多选择无光污染的白玻、超白玻和低辐射玻璃等，尤其是中空玻璃的使用，节能效果更加明显。

2.点式玻璃幕墙的设计分析

某工程为大型商场、酒店、办公一体的综合体。裙楼外立面幕墙种类较多、造型复杂、体量较大、设计施工难度大。

2.1设计思路

点支式波浪形玻璃幕墙位于整个建筑群南立面主入口位置上方，它的后面为整幅隐框玻璃幕墙，波浪的方向为纵向垂直地面，相邻波浪波峰和波谷相互错开，体现了此起彼伏的流动性。由于此玻璃幕墙所处位置的特殊和重要性，此处幕墙的设计与施工显得至关重要。经过公司设计人员的分析和验算，决定采用点支式构造，从隐框玻璃幕墙的竖缝中外挑不锈钢专用转接件，通过K型驳接爪固定玻璃，由于玻璃是弧形，左右两幅又相互错开。所以驳接头的设计需要开适合角度的专用模具，使得玻璃受力均匀合适，避免局部应力过大。同时，完工后从外观看上去，不锈钢驳接头外固定点不太明显，不影响整幅波浪立面效果。

2.2节点系统设计

1）根据立柱左右分格宽度为1500mm、层高为5100mm以及考虑到外波浪造型的自重及风荷载，内侧玻璃幕墙立柱主龙骨经过计算设计为□160×80×4方钢管（双支点、表面氟碳喷涂）、次龙骨采用□80×70×4铝合金横梁，竖向采用16mm宽胶缝，胶缝中间用8mm厚钢板（表面氟碳喷涂）与主龙骨焊接，钢板外端头开2个13mm的圆孔，圆孔用M12不锈钢螺栓与爪件固定。如图1所示。

2）连接节点系统细部横剖面及纵剖面节点处理如图2所示。

3）外挑钢板转接件加工如图3所示。

2.3玻璃计算

（1）夹胶弧形玻璃计算

由于夹胶弧形玻璃选用透明钢化玻璃，受力方式为简单的四边简支结构，荷载取值后，经验算，玻璃的强度、刚度、孔位局部强度满足受力要求。

（2）专用不锈钢爪件及驳接头受力分析

由于本工程重点在于怎么用专用不锈钢夹具把弧形玻璃板块固定，而且夹具的种类不能太多，安装还要简单。所以，新开2套不锈钢爪件、驳接头的计算尤为关键。不锈钢爪件的计算为：

此工程选用某公司标准250A系列驳接爪及标准TF11驳接头。

玻璃自重：G≈793.2N；风荷载标准值wk=1.192kN/m2；风荷载设计值w=1.4wk=1.6688kN/m2；轴向力（风压）F=669N。

驳接头螺杆材质为316，屈服强度σ0.2=310N/mm2；强度设计值：fs=σ0.2/1.15=310/1.15=269.56N/mm2；驳接头螺杆螺纹有效直径：D=12.1mm；驳接头螺杆有效面积：S=πD2/4=3.14×12.12/4≈114.9mm2；驳接头螺杆抗弯截面系数：W=πD3/32=3.14×12.13/32=173.8mm3；爪件材质：CF8M（ASTMA743/A743M），屈服强度：σy=205MPa；抗拉强度：σb=485MPa；强度设计值：fb=σy/1.15≈178.26MPa。

3.玻璃的加工与安装

3.1玻璃的加工

（1）不能在施工现场进行玻璃切割，应在工厂直接切割然后按设计图纸订购。玻璃的切割处理、钻空处理与挖槽加工完成后，应进行钢化的热处理。

（2）玻璃开孔时为预防玻璃破碎，在玻璃上钻孔时，直径不得低于板材厚度且必须超过5厘米；孔边至板边间距离不得低于钻孔直径且必须超过30厘米。

（3）對玻璃边缘的处理：因切割之后的玻璃边缘会显露众多的微小划痕及微裂缝，可能会因外力和温度的变化导致开裂，所以应对切割后的玻璃进行倒棱、修磨、修边处理。

3.2安装玻璃

玻璃在运输过程中应用木箱包装严实，用运输工具运送到工地，以方木搭设台架把玻璃升至木架上摆放平整。

（1）在进行安装之前，应首先对玻璃及玻璃吸盘上的灰尘进行全面清洁。

（2）现场对玻璃进行安装施工时，应先在安装平台上把不锈钢驳接头与玻璃装配完毕，接着再与悬空杆上的驳接爪进行安装。安装时应一直把玻璃悬挂保持在上部的驳接头之上并使之处于拉应力状态，不然会因受压失稳或应力集中而碎裂。

（3）玻璃初装之后，应对其位置进行调节，让玻璃的水平偏差符合标准。

（4）玻璃安装完之后，要检测整体的立面平整度，在确保无误之后才可以开始打胶。

3.3密封处理

玻璃安装完成之后，应立即用耐候密封胶嵌缝加以密封，以确保幕墙玻璃的气密性和水密性达到标准。

（1）施工前应重点检查每一批胶的质量、规格、品种及批号和有效期。

（2）必须严格遵照施工设计方案的工艺标准进行耐候硅酮密封胶的施工，施工前全面清洁施工区域，确保缝内干燥，并对油渍、锈渍、水泥砂浆灰尘等杂质进行彻底清除。

（3）封胶注满之后，应用铁刮子将缝刮成比缝面低1厘米的椭圆形胶缝，然后对余胶进行清理。

（4）保证幕墙内外表面的接缝和其他缝隙的平整度与光洁度，使之严密且无渗水现象。

3.4避雷与防火。全部的避雷钢材都应进行热镀锌，对玻璃幕墙的防雷设施与主体的防雷设施之间的连接电阻必须进行检测。安装完毕避雷设施后要立即提交验收，验收结果要及时归档整理。须有防火保温措施设立在楼层间楼板与幕墙之间，宜采用整块岩棉制作防火保温材料，并严格遵照设计标准进行防火保温材料的安装和施工。

3.5维护与清洁工作

（1）施工时，幕墙玻璃应采取措施加强防护，避免碰撞、沾染污物以及发生变形变色和堵塞排水管的现象出现。

（2）如果在施工过程中，有黏附物附于幕墙及幕墙构件表面，要随时清除并恢复其原貌。

（3）幕墙玻璃安装完毕之后，应遵循从上到下的顺序，用中性清洁剂清洗幕墙表面和外露构件（清洗前应进行腐蚀性检验，确保不会腐蚀锈钢爪和玻璃）。

基于上述的分析，可以發现在点式波浪形幕墙中，其设计与施工是非常复杂的。所以，在实际的工作中，应当加强设计与施工的运用，从而提高施工质量。

参考文献：

[1]王丽.玻璃幕墙的技术特征及其表现力研究[D].浙江大学，2013.

[2]刘波宁.建筑装饰工程中异形玻璃幕墙施工技术要点控制探析[J].门窗，2014，04：214+218.

[3]张旺春.椭球形曲面点式玻璃幕墙施工工艺与质量控制研究[D].西安建筑科技大学，2011.