同济大学建筑玻璃幕墙结构课件-第七章 点式幕墙支撑体系的设计与计算.pdf

同济大学 TONGJI UNIVERSIT

《建筑玻璃幕墙结构》

根据点支式玻璃幕墙组成，在进行点式幕墙结构设计时，必须注 意玻璃面板、支承结构、主体结构之间的传力关系。 幕墙结构设计内容包含玻璃面板和支承结构检测标准，但某些情况下支承 结构可以同时是主体结构的一部分。

《建筑玻璃幕墙结构》

1、由水平拉索桁架、竖向混合桁架及周边封口桁架组成。

2、点式幕墙玻璃的悬挂系统

悬挂系统由竖向拉索、顶部封口桁架、竖混合桁架组成。 玻璃重力的传递路径是： 玻璃→夹具→钢爪→竖向拉索→顶部封口桁架 →竖向混合桁架→楼面。 贞部封口桁架自重的传递路径是： 顶部封口桁架一→竖向混合架→楼面。 幕墙的竖向荷载包括玻璃和结构的自重。所有重量均悬挂于顶音 口桁架，然后通过竖向架传至楼面结构，以确保不增加原有屋 的垂直益载

3、幕墙的抗水平力系统

《建筑玻璃幕墙结构》

水平拉索架采用预应力钢索，预应力的取值应尽量确 呆拉索在工作状态时保持为受拉状态，同时电于预张拉力的 存在，将拉索在受荷情况下可能发生的大部分变形消化在安 装阶段，确保了由柔性构件组成的桁架仍具备相当的刚度，

同济大学 ES TONGJI UNIVERSIT

压棒的大小及长短经过严格的计算，使得架保持抛物线形状， 司一根拉索不同位置的角度关系也确保其任一断面在风荷载同方向的 内力分力尽可能可以抵消风力。

水平拉索桁架稳定示意图

4、幕墙预应力自平衡系统

幕墙钢拉索的预应力由幕墙 结构自身平衡，预应力不传递 到主体结构上，分述如下： 竖向拉索钢管桁架为预应力 自平衡结构，拉索的预张拉力 由钢管的压力来平衡，不会对 其他结构造成任何影响。

同济大学 TONGJI UNIVERSIT

《建筑玻璃幕墙结构》

水平拉索桁架的预张拉力由周边封口钢管桁架米承受，拉索的预张 拉力在周边封口桁架内产生弯矩和较大的压力，以上均由桁架本身来 承担，预张拉力不会传到主体结构上

5、幕墙结构与主体结构的关系

原则上讲，幕墙竖向荷载只会增 加主体的竖向负荷，幕墙的水平荷 载也只能增加主体的水平负荷，因 此，所有竖向桁架与主体结构的连 接均为一端固定铰接，一端活动铰 接。 活动铰支座采用一种特别的万向 活动连接机构，能确保机构除平行 于风力方向外任何方向均可自由移 动，于任何方向均可自由转动。 此机构确保在外荷载作用下，幕墙 机构与主体结构分别工作，互不影 响

《建筑玻璃幕墙结构》

玻璃的重量由钢爪传递给拉索，钢爪必须承担一定的由重量和 水平荷载弓引起的剪力和弯矩。 玻璃面板在垂首于玻璃平面的荷载作用下，其莲接节点的承载 力在必要时应按下式校核：

对于四点支承玻璃面板：

F = 0.3qab

Rg 玻璃点连接处节点承载力设计值（kN）。

Rg = R, / s

YS 安全系数，一般取2.5 承载力测试值s应采用与实际工程相同的连接节点进行拉伸试 验，试验中玻璃面板尺寸采用300×300mm，试件数不少于3件，以试 验平均值作为测试值。 玻璃夹具宜采用球铰构造，使玻璃在外力作用下，以球铰为中 心，转动一定的角度，以确保玻璃板块在较大变形情况时仍处于安全 状态。

同济大学 GS TONG

《建筑玻璃幕墙结构》

7、点支式玻璃面板的设计

点支式玻璃幕墙的玻璃面板，在垂直于玻璃平面的荷载作用下， 其最大应力和位移可采用有限单元法计算得出。对于四点支承的玻 璃面板，也可采用规范公式计算

由于采用球铰，点式玻璃受垂直力作用时，在支座处可以自由转动，但 在玻璃孔边住宅楼标准规范范本，由于夹具的原因，仍存在一定的孔边应力。 以下，我们采用有限元法分析点支式玻璃幕墙孔边应力，将夹具与玻 孔边的夹持关系比拟为连续的弹簧支座，将弹簧的弹性模量分别设为玻璃 的1/1000、1/100、1/10、1倍不等，分别计算各种情况下的孔边应力与跨 中应力及挠度如下表：

同济大学 ES TONGJI UNIVERSITY

《建筑玻璃幕墙结构》

由上表可以看出，弹黄的弹性模量的取值对扎边应力的计算值影响很大， 由于夹具垫片材料的不同，弹簧弹性模量的取值相差很大，尚有待进一步研 究。从工程的角度出发，可以偏于保守地取孔边应力值为跨中应力值的1.2倍

医药标准8、钢支承结构的连接设计

钢支承结构的连接可采用焊接连接，普通螺栓连接、高强度螺栓连接 和销钉连接。对每一种连接都应按现行国家标准《钢结构设计规范》 GB50017进行有关的强度计算。销钉连接可采用下图所示形式，并应参照 有关标准进行专门设计。

司济大学《建筑玻璃幕墙结构》