玻璃幕墙结构

第1章玻璃幕墙体系§1.1 玻璃幕墙的类型玻璃幕墙由玻璃面板、连接件和支承结构组成，它连接于建筑物，是建筑物的外围护体系。

玻璃幕墙的建筑功能是抵抗气候、雨、光、声等环境力量对建筑物的影响，结构功能是承受风、地震、自重等荷载作用并将这些荷载传递至建筑物的主体结构。

玻璃幕墙一般可划分为以下几种类型：(1) 全玻幕墙(2) 框式玻璃幕墙(3) 点支式玻璃幕墙在全玻幕墙中，支承体系为玻璃肋；在框式幕墙中，支承体系为铝合金框架；在点支式玻璃幕墙中，支承体系为钢管桁架、拉杆或拉索桁架以及索网。

玻璃面板与支承体系可采用化学方式和机械方式连接。

化学方式是指通过结构胶将玻璃面板直接胶结或通过连接件胶结于支承体系；机械方式是指将玻璃面板嵌固或钻孔后通过爪件连接于支承体系。

近几年来，随着对建筑物节能要求的提高，发展出了光电幕墙、呼吸幕墙等多种新型幕墙。

其中，光电幕墙采用具有吸收能量功能的新型玻璃面板，而呼吸幕墙采用双层幕墙体系形成具有“呼吸”功能的风幕以达到节能要求。

作为建筑物外围护体系的玻璃幕墙一般是竖置的，可以根据围护结构的特点按照相关玻璃幕墙技术规程进行结构计算和构造设计，作用荷载主要为风和地震等水平荷载及自重等竖向荷载。

当玻璃幕墙与竖直面夹角超过15o时，必须视其为屋盖主结构，根据建筑结构设计规范进行计算和设计，作用荷载按一般建筑结构考虑。

§1.2 全玻幕墙玻璃面板通过胶结材料、金属连接件或紧固件与玻璃肋相连构成全玻幕墙，玻璃肋是玻璃面板的支承梁。

全玻幕墙的主要特点是：通透性好；构造简单；结构无锈蚀问题。

适用于大堂、大厅及共享空间等部位，如图1-1所示。

图1-1 全玻幕墙1.2.1 截面构成全玻幕墙的连接方法有两类：玻璃肋与玻璃面板平齐或突出；玻璃肋后置或骑缝于玻璃面板。

玻璃肋可采用单肋也可采用双肋布置，如图1-2所示。

增加爪件连接图图1-2 全玻幕墙构造单片玻璃面板的厚度在10-19mm之间，夹层玻璃单片厚度不应小于8mm。

点式玻璃幕墙支承结构形式支承结构是点式玻璃幕墙重要的组成部分，它能把玻璃表面承受的风荷载、温度差作用、自身重量和地震荷载传给主体结构。

因此，支承结构必须有足够的强度和刚度。

它相对于主体结构有特殊的独立性，又是整体建筑不可分离的一部分。

支承结构既要与主体结构有可靠的连接，又不承担主体结构因变形对幕墙产生的附和作用。

支承结构包括横梁和立柱，有的只设立柱。

点式结构形成可以选用单根杆件，桁架，空腹桁架或拉杆，拉索桁架。

Ⅰ、单杆式支承结构单杆式支承结构是点式玻璃幕墙较简单的一种结构形式，用铝合金型材、玻璃肋或钢材做的立柱或横梁支承结构承受玻璃表面的荷载，立柱或梁均为拉弯工作状态，荷载以点驳接头的集中荷载传给构件，这样计算较为简单。

Ⅱ、格构式梁柱支承结构格构式梁柱支承结构，一般用钢材焊接成各种框架形式，根据设计要求，框架可制成直立式或空腹弯弓形式。

点式玻璃幕墙当跨度较大时，单根杆件已无法满足承重荷载和刚度的要求，此时采用此种支承结构，钢材表面均应表面防腐处理。

Ⅲ、平面桁架支承结构平面桁架是结构杆件按一定规律组成的平面构架体系，常用的有平行弦桁架，抛物线桁架，三角腹杆桁架等。

当玻璃上的荷载作用在节点上时，各杆件只有轴向力，截面上的应力分布均匀，可以充分发挥材料的作用，在较大跨度结构常用此种结构形式。

Ⅳ、空间桁架支承结构空间桁架结构所受的荷载是不同方向的几个方面的荷载，不在一个平面内的荷载，因此，由几个平面桁架按一定连接系统组成一个空间体系来承受各个方向的荷载，这样才能满足荷载的要求，保证结构的安全。

空间桁架的结点，一般都看作圆球结点，连接圆球的杆件可以通过铰中心的任意轴线转动。

与平面桁架一样，两端由铰连接的直杆称为链杆，由结点和链杆组成的空间桁架的每个结点都有三个自由度，这种支承结构的特点，可随着幕墙外形变化面变化，适用性强，大多数玻璃采光顶球形层面多采用球形网架点支式结构。

Ⅴ、预应力拉杆结构预应力拉杆结构的受力，支撑系统是由受拉杆件经合理组合，并施加一定的预应力所形成的，拉杆桁架所构成的支撑桁架体态简洁轻盈，尤其是用不锈钢材料作为拉杆时，更能展示出现代金属结构所具备的高雅气质，使建筑更富现代感。

简述玻璃幕墙分类,各幕墙组成,特点及施工工艺玻璃幕墙是一种以玻璃材料为主要构成的建筑墙体。

它不仅具有光线透明，观赏性强等特点，还能够有效地隔离外界环境对建筑内部的影响，使建筑更加美观大方。

根据不同的分类标准，玻璃幕墙可以分为多种类型，下面我们一一进行简要介绍。

一、按照结构形式分类1.幕墙类型：（1）窗框式幕墙窗框式幕墙采用金属框作为主要承重构件，玻璃或其它材料填充在窗框内，形成单元式装配的外墙。

窗框常用的材料有铝合金、钢材、塑料等。

窗框式幕墙的特点是安装方便快捷，成本较低。

（2）承重结构式幕墙承重结构式幕墙是指玻璃面板直接承担建筑承载结构的一部分或全部力，形成连续的负载传递系统。

它利用高强度的玻璃面板在空间上连接传递荷载，充分利用玻璃面板的强度和刚度。

承重结构式幕墙具有良好的透光性和对外界环境的隔离性。

2.幕墙用途：（1）幕墙用于外保温的玻璃幕墙这种幕墙一般由一个或多个玻璃层组成，中间填充保温材料。

它可以有效地隔离室内和室外的温度差异，起到保温的作用。

这种幕墙结构简单，成本较低，但透光性较差。

（2）透光隔热玻璃幕墙这种幕墙一般由两层或多层玻璃面板组成，中间填充透气、隔热的气体。

这种幕墙具有良好的透光性和隔热性能，可以有效地隔离室内和室外的热量传递。

二、按照施工工艺分类1.干挂施工工艺干挂施工工艺是指在幕墙主体上设置悬挂梁，将玻璃幕墙直接挂在悬挂梁上。

这种施工工艺适用于大型建筑或需要保护玻璃幕墙的建筑，能够提供较好的安全性和稳定性。

2.孔中挂轨施工工艺孔中挂轨施工工艺是指在建筑外墙表面预埋嵌入挂轨，并将玻璃幕墙安装在挂轨上。

这种施工工艺适用于普通建筑，工艺简单，施工速度较快。

三、各幕墙的特点及组成1.窗框式幕墙特点：安装方便，成本较低；组成：由金属窗框和填充材料组成。

2.承重结构式幕墙特点：透光性好，隔音效果好，抗风能力强；组成：由金属结构和玻璃面板组成。

3.外保温玻璃幕墙特点：保温效果好；组成：由玻璃层和保温材料组成。

一、按幕面材料分：有玻璃、金属、轻质混凝土挂板、天然花岗石板等幕墙。

其中玻璃幕墙是当代的一种新型墙体，不仅装饰效果好，而且质量轻，安装速度快，是外墙轻型化、装配化较理想的型式。

二、玻璃幕墙按构造方式不同可分为：露框、半隐框、隐框及悬挂式玻璃幕墙等。

三、按施工方式可分：分件式幕墙（现场组装）和板块式幕墙（预制装配）两种。

玻璃幕墙的构造组成
玻璃幕墙由玻璃和金属框组成幕墙单元，借助于螺栓和连接铁件安装到框架上。

一、金属边框：有竖框、横框之分，起骨架和传递荷载作用。

可用铝合金、铜合金、不锈钢等型材做成（下图为铝合金边框的工程实例）。

二、玻璃：有单层、双层、双层中空和多层中空玻璃，起采光、通风、隔热、保温等围护作用。

通常选择热工性能好，抗冲击能力强的钢化玻璃、吸热玻璃、镜面反射玻璃、中空玻璃等。

接缝构造多采用密封层、密封衬垫层、空腔三层构造层。

三、连接固定件：有预埋件、转接件、连接件、支承用材等，在幕墙及主体结构之间以及幕墙元件与元件之间起连接固定作用（下图为幕墙骨架与主体的连接件）
四、装修件：包括后衬板（墙）、扣盖件及窗台、楼地面、踢脚、顶棚等构部件，起密闭、装修、防护等作用。

五、密缝材：有密封膏、密封带、压缩密封件等，起密闭、防水、保温、绝热等作用。

此外，还有窗台板，压顶板，泛水，防止凝结水和变形缝等专用件。

玻璃幕墙细部构造
一、竖向骨架与梁的连接。

建筑工程中玻璃幕墙结构与主体结构的关系玻璃幕墙是现代建筑的基本外围护结构，它集合了建筑的使用功能以及外围装饰两个部分，其构件组成主要有横梁、立柱、玻璃面板以及相关的连接件等，具有隔热保温、隔声防火、遮风挡雨以及阻止空气渗透等功能特点。

本文对工程中玻璃幕墙结构与主体结构的关系进行了分析。

标签玻璃幕墙；主体结构；关系（一）玻璃幕墙结构分析玻璃幕墙是现代建筑的基本外围护结构，它集合了建筑的使用功能以及外围装饰两个部分，其构件组成主要有横梁、立柱、玻璃面板以及相关的连接件等，具有隔热保温、隔声防火、遮风挡雨以及阻止空气渗透等功能特点。

现代化高层建筑的玻璃幕墙采用了由镜面玻璃与普通玻璃组合，隔层充入干燥空气或惰性气体的中空玻璃。

幕墙中空玻璃有两层和三层之分，两层中空玻璃由两层玻璃加密封框架，形成一个夹层空间；三层玻璃则是由三层玻璃构成两个夹层空间。

中空玻璃具有隔音、隔热、防结霜、防潮、抗风压强度大等优点。

据测量，当室外温度为-10℃时，单层玻璃窗前的温度为-2℃，而使用三层中空玻璃的室内温度为13℃。

而在炎热夏天，双层中空玻璃可以挡住90%的太阳辐射热。

阳光依然可以透过玻璃幕墙，但晒在身上大多不会感到炎热。

使用中空玻璃幕墙的房间可以做到冬暖夏凉，极大地改善了生活环境。

主要是有以下几点：（1）、支承体系。

支承体系是将面玻璃所受的各种荷载直接传递到建筑主构上。

因此，它是主要受力构件，一般是根据承受的荷载大小和建筑造型来结构形式和材料，如玻璃肋、不锈钢立柱、铝型材柱或加上适当的防腐、防面处理的钢析架、钢立柱及不锈钢拉杆（索）等。

2）、金属连接件。

金属连接件包括固定件（俗称爪座和爪子）和扣件。

固定件通常用不锈普通钢铸造而成，而扣件则是不锈钢机加工件。

考虑到金属相容性，爪座必须采用与支承体系相同的材质，或使用机械固定。

金属连接件是建筑点式技术的精华所在。

它把面玻璃固定在支承结构上不仅产生玻璃孔边缘附加应力，而且能够允许少量的位移来调节由于建筑安装带来的施工误差，同时还有减震措施以提高抗震能力，因此设计时考虑的因素是多方面的。

玻璃幕墙工艺构造（单元式幕墙）、高清节点图(1)骨架。

由纵向立柱和横档组成，它是用来支撑玻璃、固定玻璃，并通过连接件与墙体结构相连。

它将玻璃的自重和风荷载及其他荷载传给主体结构，使玻璃与墙体结构连成一整体。

① 型钢骨架:型钢做玻璃幕墙的骨架，玻璃镶嵌在铝合金的框内，然后再将铝合金框与骨架固定。

型钢组合的框架，其网格尺寸的适当可适当加大，但对主要受弯构件，截面不能太小，挠度最大处宜控制在5mm以内。

否则将影响铝窗的玻璃安装，也影响幕墙的外观。

② 铝合金型材骨架：用特殊断面的铝合金型材作为玻璃幕墙的骨架，玻璃镶嵌在骨架的凹槽内，玻璃幕墙的立柱与主体结构之间，用连接板固定。

安装玻璃时，先在立柱的内侧上安铝合金压条，然后将玻璃放入凹槽内，再用密封材料密封。

支承玻璃的横梁略有倾斜，目的是排除因密封不严而流入凹槽的雨水，并将外侧盖封住。

(2)玻璃是建造玻璃幕墙的关键材料。

它直接制约幕墙的各项性能，同时也是幕墙艺术风格的主要体现者，因此选用玻璃是幕墙设计的主要内容，如果玻璃选用不当会产生相当严重的后果。

要根据使用要求分别选用孵化玻璃、吸热玻璃、钢化玻璃、热反射镀膜玻璃、低辐射镀膜玻璃以及由这些单层玻璃组合成的夹层玻璃和中空玻璃。

① 浮法玻璃：浮法玻璃生产的成型过程是在通入保护气体(N2及H2)的锡槽中完成的。

熔融玻璃从池窑中连续流入并漂浮在相对密度大的锡液表面上，在重力和表面张力的作用下，玻璃液在锡液面上铺开、摊平、形成上下表面平整、硬化、冷却后被引上过渡辊台。

辊台的辊子转动，把玻璃带拉出锡槽进入退火窑，经退火、切裁，就得到平板玻璃产品。

浮法与其他成型方法比较，其优点是：适合于高效率制造优质平板玻璃，如没有波筋、厚度均匀、上下表面平整、互相平行 ;生产线的规模不受成形方法的限制，单位产品的能耗低 ; 成品利用率高; 易于科学化管理和实现全线机械化、自动化，劳动生产率高;连续作业周期可长达几年，有利于稳定地生产 ;可为在线生产一些新品种提供适合条件，如电浮法反射玻璃、退火时喷涂膜玻璃、冷端表面处理等。

玻璃幕墙特点性能以及设计事项玻璃幕墙有哪些特点？幕墙的物理以及光学性能，设计的流程以及注意事项，下面就给大家介绍一下。

玻璃幕墙反光绝缘玻璃厚6毫米，墙面自重约50kg/㎡，有轻巧美观、不易污染、节约能源等优点。

幕墙外层玻璃的里侧涂有彩色的金属镀膜，从外观上看整片外墙犹如一面镜子，将天空和周围环境的景色映入其中，光线变化时，影像色彩斑斓、变化无穷。

(1)结构形式：点式玻璃幕墙是采用计算机设计的现代结构技术和玻璃技术相结合的一种全新建筑空间结构体系，幕墙骨架主要由无缝钢管、不锈钢拉杆（或再加拉索）和不锈钢爪件所组成，它的面玻璃在角位打孔后，用金属接驳件连接到支承结构的全玻璃幕墙上。

而一般玻璃幕墙则多为平面框式、竖向杆件受力体系的结构。

(2)玻璃固定形式：点式玻璃幕墙的玻璃是用不锈钢爪件穿过玻璃上预钻的孔得以可靠固定的，而一般玻璃幕墙，如全隐式或半隐式都是用结构胶粘接固定在框架上的。

(3)构件加工：点式玻璃幕墙的主要金属构件，均需车钻、冲压机床的精密加工，成批工厂化生产，现场安装精度高而质量好。

而一般玻璃幕墙的铝合金多在施工现场就地赖电动机具制作，加工略显粗糙，精度不高，效能低。

(4)玻璃品种与规格：点式玻璃幕墙所用的玻璃多为低辐射或白钢化中空玻璃，且对解决城市光污染有一定效果，玻璃规格限制不是那么严格。

而一般玻璃幕墙常采用镀膜反射玻璃，玻璃规格一般偏小。

注意事项：幕墙的物理性能风压变形性能：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ雨水渗漏性能：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ（固定、开启部分）空气渗透性能：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ保温性能：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ隔声性能：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ平面内的变形性能：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ耐撞击性能：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ光学性能：雨水渗漏性能的确定分热带风暴及台风袭击地区和非热带风暴地区。

雨水渗漏性能分级指标值与风压变形的关系：即取消了风压计算中的阵风系数，热带风暴地区P=W0?μz?μs 非热带风暴地区0.75P=0.75×W0?μz?μs。

点式玻璃幕墙的分类、结构特征、设计及施工一、前言点式玻璃幕墙又称点驳接玻璃幕墙、点支式玻璃幕墙、点式无框玻璃幕墙、拉维来特玻璃幕墙等，是于二十世纪六、七十年代首先在国外开发出来的新型幕墙结构安装体系，是随着玻璃物理性能和玻璃加工的提高及建筑事业的发展而产生和不断完善的。

点式玻璃幕墙充分利用了玻璃材料通透的特性，使建筑物内外空间融为一体，扩大了建筑物内部的空间感，同时也从外立面效果显示了建筑的结构美。

巴黎罗浮宫玻璃金字塔、法国拉维来特科学城、德国莱比锡展览中心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。

二、点式玻璃幕墙的分类及结构特征第一代点式玻璃幕墙为夹板式或补丁式幕墙，其基本结构是在玻璃四角打孔，以矩形金属板及螺栓内外夹紧固定，位于内侧的金属板再与支承结构连接，玻璃通过夹板承接并将自重力和其它荷载力传至支承结构及建筑结构上。

夹板式连接方法因其金属夹板与玻璃接触面较大，限制玻璃在风压作用下的均匀弯曲变形，在金属板与玻璃接触边缘会造成较大的应力集中，且外观效果较差，因此目前已较少采用。

第二代点式玻璃幕墙为皮尔金顿平面系统，其基本结构为在玻璃四角钻孔，然后用螺柱固定，为了减少钻孔部位的附加应力，在支撑结构连接处设置柔性垫片，并用弹簧支撑螺栓安装，形式有沉头式和浮头式两种。

此种结构对外立面效果的改善做了很大的改进，但因其四角用螺栓直接与板后的支撑结构固定，螺栓连接处的自由位移空间较小，使钻孔边缘仍产生较大的附加应力，所以有逐渐被第三代结构所取代的趋势。

第三代点式玻璃幕墙为铰接螺栓，连接固定方式，又称拉维来特式系统。

基本结构仍为在玻璃四角钻孔，用螺栓固定，与皮尔金顿系统不同的是连接螺栓采用球铰状螺栓紧固玻璃，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，减少了因附加弯矩产生局部应力集中造成的玻璃破裂现象，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。

玻璃幕墙结构计算1．前言随着建筑业的发展，玻璃幕墙得到了广泛使用，修订版《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ 102-2003)的发布，标志我国幕墙行业的技术标准跨上了新台阶。

为助于幕墙行业工程技术人员理解、应用此规范，确保幕墙结构的安全性、可靠性，特撰写此文。

本文包括结构设计基本规定、幕墙所受荷载及作用、玻璃计算、结构胶计算、横梁计算、立柱计算、连接计算等内容。

2．结构设计基本规定2.1幕墙结构设计方法幕墙的结构计算，采用以概率论为基础的极限状态设计方法，用分项系数设计表达式进行计算。

极限状态包括两种：a．承载能力极限状态：主要指强度破坏、丧失稳定。

b．正常使用极限状态：主要指产生影响正常使用或外观的变形。

2.2设计验算基本过程设计验算基本过程分以下三步：a．根据实际情况进行荷载及作用计算。

b．根据构件所受荷载及作用计算荷载效应及组合。

c．根据验算公式进行设计验算。

2.3验算公式2.3.1承载力验算：S≤RS：荷载效应按基本组合的设计值，可以是内力或应力。

具体到幕墙构件：S=γgSgk+ψwγwSwk+ψeγeSek其中：Sgk———永久荷载效应标准值；Swk———风荷载效应标准值；Sek———地震作用效应标准值；γg———永久荷载分项系数，取γg=1.2；γw———风荷载分项系数，取γw=1.4；γe———地震作用分项系数，取γe=1.3；ψw———风荷载组合值系数，取ψw=1.0；ψe———地震作用组合值系数，取ψe=0.5。

R：抗力设计值，可以是构件的承载力设计值或强度设计值。

①如果已知承载力设计值或强度设计值，可直接引用。

见《玻璃幕墙工程技术规范(JGJ 102-2003)》P20§5.2“材料力学性能”。

②如果已知承载力标准值或强度标准值，则需除以材料分项系数K2，得到承载力设计值或强度设计值，举例如下：石材，已知其弯曲强度平均值fgm= 8MPa，则其抗弯强度设计值fg1=fgm/K2=fgm/2.15=3.72(MPa)；锚栓，已知其极限抗拉力为50kN，则其抗拉力设计值F=50/K2=50/2=50/2=25(kN)。

玻璃幕墙结构玻璃幕墙是指建筑物外墙采用玻璃作为主要构件的一种建筑结构形式。

它以其透明、轻盈的外观，以及良好的采光效果和视觉效果而备受青睐。

本文将以玻璃幕墙的结构为题，从原理、材料、类型和优势等方面进行阐述。

一、玻璃幕墙的原理玻璃幕墙的基本原理是通过挂置在建筑结构上的铝合金或钢材支架，将玻璃板固定在支架之上。

这种结构形式使得玻璃外墙面成为建筑物的主要承重构件，同时保证了墙面的整体性和稳定性。

二、玻璃幕墙的材料玻璃幕墙的主要材料包括玻璃、铝合金和钢材。

玻璃作为幕墙的主要构件，具有透明、坚固、耐腐蚀等特点，常见的玻璃类型有普通玻璃、钢化玻璃、夹层玻璃等。

铝合金和钢材作为幕墙的支架材料，具有轻盈、强度高、耐腐蚀等特点，常用的铝合金包括铝合金角材、型材等。

三、玻璃幕墙的类型根据形式和结构特点，玻璃幕墙可以分为多种类型。

常见的玻璃幕墙类型有窗帘墙、点支式幕墙、框架式幕墙和组合式幕墙等。

1. 窗帘墙：窗帘墙是一种较为简单的玻璃幕墙形式，采用铝合金型材支架，将单层或多层玻璃板悬挂在支架上，形成整体外墙面。

2. 点支式幕墙：点支式幕墙是一种采用玻璃幕墙型材以点支方式固定在支架上的结构形式。

它的特点是给予玻璃板较大的自由度，增加了建筑表皮的造型和视觉效果。

3. 框架式幕墙：框架式幕墙是一种采用玻璃和铝合金框架结合的形式。

玻璃板通过铝合金框架固定在建筑结构上，形成整体的外墙面。

4. 组合式幕墙：组合式幕墙是将不同类型的幕墙形式组合在一起的结构。

它可以根据建筑的不同部位和功能需求，选择合适的玻璃幕墙形式。

四、玻璃幕墙的优势玻璃幕墙作为一种现代建筑的建筑形式，具有多种优势。

1. 采光优势：玻璃幕墙具有良好的透光性，可以将自然光线引入室内，提供更好的照明效果，减少对人眼的疲劳。

2. 视觉效果：玻璃幕墙的透明性使得建筑物外观看起来轻盈、通透，增加了建筑的美感和现代感。

3. 节约能源：玻璃幕墙的采用可以减少对人工照明的需求，提高建筑的自然采光效果，降低能源消耗。