刍议如何提高钢结构点式玻璃幕墙设计及施工工艺.docVIP

刍议如何提高钢结构点式玻璃幕墙设计及施工工艺 　　摘 要：由于社会的不断发展，人们在建筑方面的要求也变得越来越高，开始注重建筑物的美。其中，点式玻璃幕墙的出现是人们追求美的建筑的体现。本文将从点式玻璃幕墙的结构受力特点、材料性能结合施工工艺对该幕墙进行探讨。 　　关键词：点式玻璃幕墙；设计；施工 　　中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号： 　　 　　随着人们的审美观念的不断提高、各个城市对城市形象的重视对外立面要求也越来越高，因此玻璃幕墙作为现代建筑外立面的重要表现手段得到了业主单位及建筑师的青睐，特别是一些写字楼、办公楼及公共建筑把玻璃幕墙作为建筑物的外立面的首选，而点式玻璃幕墙作为玻璃幕墙中的一种形式具有空间感强、视觉通透、结构形式简约的特点更是在大型重要的公共建筑、地标建筑中得到广泛应用。然而，现在有一些设计及施工单位对点式玻璃幕墙结构特点认识模糊，对幕墙结构的安全性缺乏正确的认识。因此，出现不重视结构的合理性，安全性、材料以次充好、偷工减料的现象。最后导致工程的出现较大的安全隐患甚至出现安全事故。 　　1概述 　　点式玻璃幕墙又称点驳接式玻璃幕墙即采用不锈钢金属件与玻璃连接固定后与主体结构进行结构连接的一种幕墙体系，种类有点支式玻璃幕墙、点式无框玻璃幕墙、拉维莱特玻璃幕墙等，是于上世纪六、七十年代在国外开发出来的新型幕墙结构体系，并随着玻璃物理性能和玻璃加工的提高及建筑结构理论的不断发展而完善从而在当今建筑领域得到建筑师的青睐。点式玻璃幕墙利用了简约的结构形式、玻璃通透的特性，使建筑物内外融为一体，扩大了建筑物内部的空间感，同时也从外立面显示了建筑的结构美，在结构上充分利用了玻璃稳定均质及驳接件抗变形的物理性能进一步强化了结构的稳定及抗变形能力。巴黎罗浮宫玻璃金字塔、法国拉维来特科学城以及我国的上海大剧院等建筑堪称点式玻璃幕墙应用的典范。 　　 　　2点式玻璃幕墙的结构及构造设计 　　点式玻璃幕墙分为三个组成部分，分别是与主体建筑的支撑体系（骨架）、连接用的金属构件和玻???。点式玻璃幕墙于众多平面框式结构的普通玻璃幕墙相比，它具有造型灵活多样，结构受力明确。特别是现在比较流行的拉维来特式系统，基本结构为在玻璃四角钻孔，用螺栓固定，球铰螺栓可在±10°范围内转动，其转动中心与玻璃板中心一致，这种上结构体系可大大减少连接处的附加弯矩，使整个墙面在风压作用下更趋近一种柔性体系，缓和了风压对幕墙造成的破坏。 　　2.1玻璃面板 　　构造特点：点式幕墙墙面全部以玻璃板块连接拼装而成。理想的玻璃材料具有较高的温强。但在平板玻璃的实际制造过程中，不可避免地会在其表面或内部出现裂纹、气泡、夹砂等缺陷。玻璃属非金属材料，其屈强比极低，破裂前几乎没有屈服形变，对应力集中敏感。另外，玻璃钻孔在长期自重荷载的作用下会发生蠕变，强度降低1／3甚至更多。所以，点式玻璃幕墙采用的玻璃必须经钢化处理，以提高玻璃的抗蠕变强度和减少应力集中敏感性。 　　计算模型：玻璃面板的受力计算通常采用有限元和矩形板四角支承力学模型两种方法。 　　有限元法的建模要尽量接近工程实际。采用铰接螺栓，四个角的旋转自由度约束可忽略不计，上面一个支撑点限制X、Y、Z向三个位移自由度，另一个点限制Y、Z向两个位移自由度。下面两个支撑点均限制Y向位移自由度。重力作用应叠加在Y向自由度中同时考虑。 　　四角支承矩形板数学模型是一种简化的计算方法，可通过手算很快得出结果，但存在对玻璃四角固定位置的附加应力估计不足；未考虑边缘效应；对一边为金属槽一边为支承点的玻璃安装方式因边界条件不同，计算结果与实际差异较大。 　　加工要求：玻璃上、下两面用两只钻头相对同时钻孔，同心度偏差小于0.3mm。玻璃切割和钻孔后，其边缘和孔周角部必须经过机械精磨边及倒角处理，以消除易产生应力集中的微裂纹和缺口。磨边余量应不小于0.3mm，倒角应不小于45度。夹胶钢化玻璃两块玻璃的厚度应尽量一致，且应先钢化后夹胶。 　　经过计算分析，在选择玻璃时，应特别注意以下几点： 　　 最大应力部位均在长边中点，玻璃强度校核要以边缘强度为准。 　　最大挠度是随着玻璃长短边比值的变化而变化的，当长短边长度差别不大时，玻璃内应力分布趋于均匀。在确定玻璃尺寸时，以正方形玻璃最为有利，且相对挠度极限应不大于短边的1／100，绝对挠度值应不大30mm。 　　玻璃厚度，采用浮头式紧固螺栓时应不小于6mm；采用沉头式紧固螺栓时应不小于10mm。如采用夹胶玻璃，外片玻璃厚度应不小于10mm，内片玻璃厚度应不小于6mm，内外片玻璃厚度不宜相差太大。 　　2.2固定螺栓及钢爪,钢爪具备吸收幕墙平面变形的能力，其结构多为平面连杆铰接式，玻璃面板通过螺栓固定在钢爪上，钢爪与后面的支承结构