全玻幕墙玻璃肋的支座设计

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1、深圳市坚朗建材有限公司白宝鲲厉敏赵波【摘要】：本文以全玻幕墙的玻璃肋作为主要研究对象，对比了被实际应用在工程中的几种不同的玻璃肋受力模型。并对玻璃肋支座设计做了一些介绍与总结，重点推荐了利用钢夹板使玻璃肋实现简支梁受力的支座设计。【关键词】：全玻璃幕墙、玻璃肋、受力模型、支座设计。一、前言。以玻璃肋为支承结构的玻璃幕墙在中国已有多年的应用历史，其特点是幕墙的面板与支承结构均为玻璃，这种结构目前规范中定义为“全玻幕墙”。它是一种通透性最高，全视野的玻璃幕墙。在点支承玻璃幕墙尚未引进我国以前，在一些对通透性和采光要求较高的大型公共建筑中，是首选的幕墙形式，得到了广泛的应用。就目前

2、来讲，它以其特有的优点在玻璃幕墙中仍占了相当大的比重。在点支承玻璃幕墙快速发展的今天，以点连接方式进行玻璃装配的工艺也被应用在这种全玻璃幕墙中，发展成为其中的一个分类，即“肋驳接全玻璃幕墙”。另外，玻璃肋的支座设计发展出了多种形式。本文的主要内容就是介绍这种全玻璃幕墙玻璃肋的支座设计。二、玻璃肋的受力模型：对玻璃肋进行支座设计的首要目的就是为了保证玻璃肋的的受力。但要想保证玻璃肋的正常受力及安全，就要我们对玻璃肋的受力模型有一个清晰的概念。这样，进行受力分析及设计时才不会出错，至今仍有一些设计师还只知道简支梁。当然，玻璃肋的最好设计就是让其按简支梁受力。如果只知道简支梁，并将

3、玻璃肋设计成简支梁受力本身也没什么错。但一些设计人员在设计计算时所选用的公式是简支梁公式，实际工程做出来的却不是，这样就给工程造成了很大的隐患。因此，在下面介绍支座设计之前，让我们先对工程中常见的玻璃肋的受力模型进行一些回顾。a.简支梁b.一端固定另一端简支梁c.两端固定梁注：1.实际工程中，仍有其它形式的梁存在，因使用量相对较小，不再列出。图1、常见的玻璃肋受力模型。我们简单验证一下就会发现，不管采用上述的哪一种受力模型，如果玻璃肋强度能够满足设计要求，则挠度一定也能够满足《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ102-2003）中关于玻璃肋挠度不大于1/200的要求。因此，将三种

4、梁的挠度进行对比并无太大实际意义。我们仅对上述三种梁模型的弯矩进行对比（弯矩为玻璃肋强度计算时的控制因素），可得到如下结论：1、一端固定另一端简支梁的最大弯矩出现在跨中至简支端中间的一个位置（详细位置为距简支端0.375L处），其值为相同跨度简支梁的1.78倍，另外，其固端有负弯矩存在，其绝对值等于相同跨度简支梁跨中最大弯矩。1、两端固定梁的最大弯矩同简支梁一样出现在跨中，其值为相同跨度简支梁的3倍，且固端也有弯矩存在，其值为简支梁最大弯矩的0.67倍。三、玻璃肋的支座设计：由全玻幕墙的玻璃肋受力特点可知，玻璃肋最好能够拉弯受力。因此，不管采用何种力学模型的玻璃肋，上部端支座

5、的设计除了要考虑能够约束玻璃肋在平面内、平面外的自由度外，还要考虑到玻璃肋的吊挂受力（吊挂是为了约束其竖向平动自由度）。目前常见的玻璃肋的端支座设计一般由下列几种做法：1、上部由玻璃吊夹吊挂及钢结构限位、下部嵌槽：玻璃吊夹吊挂的机理是先将玻璃与吊夹压块粘接起来,然后由吊夹主体的一对夹具将夹片夹住并把玻璃吊挂起来。为保证压块与玻璃之间具有较大的粘接磨擦力，这种吊夹通常都设计有自夹紧机构。自夹紧机构的夹紧力与所吊挂的重量成正比，即所吊挂玻璃越重，夹紧力越大。这样的设计可避免在人为施加螺栓预紧力时，操作不当而将玻璃肋夹碎。从传统的玻璃吊夹的构造来看，其主要作用就是为了承受玻璃自重，

6、它在直接承受风荷载方面几乎没任何作用。因此，采用玻璃吊夹的玻璃肋除有吊夹外，还应有其它的附助限位措施，为玻璃肋端部提供平面内、外的支承，将玻璃面板传至玻璃肋的作用有效的传递给主体结构。由上面分析可知，采用吊夹的玻璃肋其顶部完整的端支座设计就需要上述的两部分组成，节点设计看起来相对比较杂乱。另外，还必须在安装完毕后将其封住，这样又会占用比较大的建筑空间。和这种上部端支座相配套的下部的端支座处理通常用的嵌槽式，嵌槽式大家都很熟悉，这里不再做介绍。符合这种上、下端支座特点的玻璃肋所适用的计算模型为大家所熟知的简支梁，我们可由规范所提供的公式直接进行计算。由于玻璃在支座部位并没有开孔

7、，对玻璃肋的强度不会产生太大的影响。在传统的全玻璃幕墙工程中，它仍然是最为广泛应用的构造方法。图2.吊夹吊挂玻璃肋的上部节点图3.嵌槽式的玻璃肋下部节点。2、上部由钢夹板及螺栓固定、下部嵌槽：这种上部端支座采用螺栓、夹板将玻璃肋与结构直接连接，下部嵌槽的玻璃肋支承方式在实际工程中也不少见。嵌槽的端支座设计已有多年的应用历史，而夹板配以紧固螺栓的支座设计方法在以前却不多见。但自从点支承玻璃幕墙在我国应用以来，受点支式玻璃幕墙装配方式的启发，由夹板、螺栓这种机械设计上常用的连接方法才被大家应用在玻璃肋的端支