点支式玻璃幕墙设计中应注意的若干问题新探

2020-03-05刘霞

工程建设与设计 2020年23期

刘霞

（山东意匠建筑设计有限公司，济南250000）

1 简述点支式玻璃幕墙

玻璃面板、点支撑装置以及点支撑结构共同构成了点支式玻璃幕墙的主要部位。借由金属连接件以及紧固件的帮助，把建筑玻璃同金属或玻璃等其他材质的支撑结构连接为一个整体的新型组合式建筑结构。点支式玻璃幕墙需要进行的施工步骤有：现场施工准备，现场测量放线，埋件检测以及预埋件，连接构件安装，钢架或柱子等竖向构件的安装，横梁安装，驳接系统安装固定，安装玻璃等一系列复杂过程。

2 点支式玻璃幕墙的节点构造形式

2.1 承头的类型

点支式玻璃幕墙的承头分为沉头和浮头2种形态。边接件沉入玻璃的表面之内，因此被称为沉头式，它具有不易被积灰污染表层且表层平整的优点。但施工条件苛刻且技术复杂，要求玻璃厚度≥1cm时才可以钻锥形孔洞。如果玻璃种类是夹胶玻璃，为了能够实施沉头式安装会将本来已经足够的玻璃厚度强行加厚，这样会产生因两块玻璃厚度差距过大发生皲裂的现象。

浮头式支点是金属外板凸出玻璃平面外5～6mm。浮头式支点不需要钻锥形孔洞，因而对于玻璃的厚度并无特殊要求。

对于中空玻璃的支承点形式则有2种选择：一种是直接可以连接内外2块玻璃的支承头通过2块玻璃的形式；另一种方法则是支承头仅连接内侧玻璃而利用胶黏结外侧玻璃【1】。

2.2 连接钢爪

连接钢爪位于玻璃同受力框架中间的位置起到连接作用。连接钢爪的一端利用爪点和玻璃实现固接，另一端则是用于和受力框架焊接。连接钢爪起到类似于梁的传递受力的作用。

3 点支式玻璃幕墙施工安装要求

3.1 钢结构制作

同机械制造不同的是，钢结构的加工制造在生产管理上几乎完全依靠人工监管，其中，包括校验图纸、检查加工流程、监督制作工艺等。这样会出现纰漏和管理混乱的现象，进而出现一些人为造成的差错。人工无法时刻跟踪材料供应、机器正常运作、工人加工水平等这些影响钢结构生产质量的现实因素。这样的成本花费较高并且不能达到预期满意的效果。这就需要钢结构制造企业建立一套系统化、智能化的生产管理系统。BIM技术可以为钢结构生产企业提供信息化生产需要的基础数据；BIM软件记录储存钢结构加工生产每道工序所产生的数据信息，使得相应的信息资料能够在机器的操作终端中顺利读取；可以避免传统企业生产指令逐级传达出现延误的情况。针对点支式玻璃幕墙的钢结构构成提出了4点要求：一是钢结构中的拼接单元节点偏差≤2mm；二是钢结构的长度存在的偏差值要保持在1/2 000；三是钢结构垂直度偏差应该为1/1 200，绝对误差值要大于5mm；四是驳接件水平间距偏值要保持在1.5mm上下，水平高度偏差值保持在1.5mm左右，相邻驳接件水平度允许偏差±1.5mm，同层高度内驳接件允许出现高差，允许偏差1/1 000。

3.2 点支式玻璃幕墙施工工艺

3.2.1 测量放线

点支式玻璃幕墙的定位放线部分主要有：钢结构支承、玻璃肋支撑、索杆结构支承、建筑主体支承4个部分。以建筑物的轴线标高控制线、点，测设慕墙支撑结构的安装控制线的位置。依据设计样图以及测设控制线定位钢构件和索杆体系的固定位置。事先在地面墙体测量设置点线，利用经纬仪或激光铅垂仪引出垂直控制线，支撑结构固定点安装位置线和中心控制线。

3.2.2 校对核准预埋件和安装后置埋件

点支式玻璃幕墙的支撑结构在进行安装前要依据各个控制线、标高控制线、中线的相关设定标准对预埋件进行检验和核实。选择化学锚栓固定的方式作为后置埋件，尽量避免使用膨胀螺栓。在进行拉拔力实验时要做好相关的准备工作。

4 点支式玻璃设计幕墙应注意的若干问题

1）应该注意玻璃面板的设计。在设计玻璃面板时需要注意使用浮头式连接的玻璃厚度不能小于6mm。如果使用沉头式连接的玻璃，那么厚度不能小于8mm。如果玻璃的挠度或者是强度在荷载作用下不能满足规范，可以通过增加玻璃的厚度来实现要求。举一个例子，比方说，一个2 000mm×1 500mm板块的中空玻璃，使用的是坚朗公司250系列的爪件。计算发现玻璃的挠度无法满足实际需求。只需要通过改变玻璃的厚度配置就可以满足要求了。增加厚度配置，只需要每平方米增加20元，如果改变爪件的话，每平方米需要增加80元。增加厚度要比增大爪件更能降低成本。

2）单索设计当中应该注意到的问题。设计的幕墙，高度如果小于15m，就可以只设定1个纵向索，不去设定横向索，北京的京剧院就是这样做的。就目前来说，高度大于15m，还不设定横向索的工程，目前还未发现。玻璃幕墙在设定纵向以及横向索时，比较短的一个索一定是粗索。据实验可知，如果长索是短索的2倍以上的话，那么短索所需要承受的荷载力为70%以上。拉索的两端必须要和一个非移动的主体连接在一起。因为拉索能够抵抗荷载力是通过施加预紧力，如果他的支座发生移动的话，那么他的预紧力也会改变，也就不存在什么受力体系了。比方说，如果想要在2栋大楼之间设置1个具有横向拉索的幕墙。很明显，这样的幕墙是不可能实现的【2】。

3）点支式玻璃设计。进行点支式玻璃幕墙设计时，尽量不要使用六点支撑以及八点支撑。因为六点支撑或八点支撑，在安装过程中很难调成同一个平面，所以在安装完成后，玻璃内部会产生翘曲应力，为使用埋下了安全隐患。另外，玻璃在荷载的作用下，其跨中力量是非常大的。而六点和八点的支撑设计，受力最大的位置正好开了孔，所以就会降低荷载能力，很容易在使用过程中受到破坏。

4）三角桁架设计要点。设计三角桁架时，其夹角尽量设置在15°左右，因为在15°时受力以及外室效果都是比较适中的。在夹角位置尽量设置1个转换管，避免因夹角问题而对玻璃造成损伤。当三角桁架的高度高于6m时，应该在三角桁架的背面设置1个横向的稳定支承。三角桁架的钢管外直径不应该大于壁厚的50倍。其支管的外直径也不能够比主管外直径小。钢管的壁厚不应该小于4mm。三角桁架的表面需要进行防锈处理，一般选择喷涂氟碳。

5）鱼腹桁架设计。鱼腹桁架的弦高是整体跨度的1/12～1/15。当鱼腹桁架的高度大于6m时，应该在背部设置1个横向的稳定支承，选择稳定支承的方法是比较多的，可以设定1个单管，也可以设定拉索或拉杆。