玻璃幕墙构造原理与案例

1、玻璃幕墙玻璃幕墙构造原理与案例分析建筑121吴雯君 20120511002史苏敏 20120511004薛鑫 20120511007玻璃幕墙目录1.玻璃幕墙的定义2.玻璃幕墙分类与构成3.构造方式与案例分析4.总结玻璃幕墙玻璃幕墙一.玻璃幕墙的定义 玻璃幕墙是一新型墙体，它将建筑美学、功能、技术和施工等因素有机的地统一起来。玻璃幕墙建筑的外观可随着玻璃透明的不同和光线的变化产生动态的美感。 玻璃幕墙是指由支承结构体系与玻璃组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰结构。有单层和双层玻璃的墙体。 二.玻璃幕墙分类与构成2.12.1明框玻璃幕墙明框玻璃幕墙

2、是金属框架构件显露在外表面的玻璃幕墙。它以特殊断面的铝合金型材为框架，玻璃面板全嵌入型材的凹槽内。其特点在于铝合金型材本身兼有骨架结构和固定玻璃的双重作用。 2.22.2隐框玻璃幕墙隐框玻璃幕墙 隐框玻璃幕墙的金属框隐蔽在玻璃的背面，室外看不见金属框。隐框玻璃幕墙又可分为全隐框玻璃幕墙和半隐框玻璃幕墙两种，半隐框玻璃幕墙可以是横明竖隐，也可以是竖明横隐注。隐框玻璃幕墙的构造特点是：玻璃在铝框外侧，用硅酮结构密封胶把玻璃与铝框粘结。幕墙的荷载主要靠密封胶承受。 2.32.3点支式玻璃幕墙点支式玻璃幕墙点支式玻璃幕墙点支式玻璃幕墙 是近年来新出现的一种支承方式。但一经出现，在城市发展很快。 。玻璃

3、幕墙2.3.1点式玻璃幕墙的分类点式玻璃幕墙的分类 (1)金属支承结构点式玻璃幕墙这是目前采用最多的一种形式，它是用金属材料做支承结构体系，通过金属连接件和紧固件将面玻璃牢固地固定在它上面，十分安全可靠。充分利用金属结构的灵活多变以满足建筑造型的需要，人们可以透过玻璃清楚地看到支承玻璃的整个结构体系。玻璃的晶莹剔透和金属结构的坚固结实，“美”与“力”的体现。增强了“虚”、“实”对比的效果。(2)全玻璃结构点式玻璃幕墙通过金属连接件及紧固件将玻璃支承结构(玻璃肋)与面玻璃连成整体，成为建筑围护结构。施工简便造价低，玻璃面和肋构成开阔的视野，使人赏心悦目，建筑物室内、外空间达到最大程度的视觉交融。

4、(3)拉杆(索)结构点式玻璃幕墙采用不锈钢拉杆或用与玻璃分缝相对应拉索做成幕墙的支承结构。玻璃通过金属连接件与其固定。在建筑中充分运械加工的精度，使构件均为受拉杆件，因此，施工时要加以预应力，这种柔接可降低震动时玻璃的破损率。2.3.2建筑点式玻璃幕墙的主要组成部分建筑点式玻璃幕墙的主要组成部分(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

5、。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。 (3)金属连接件还产生显著的装饰效果，因此它除满足功能上的要求之外，还要有优美的造型设计和精细的加工制造，起“画龙点睛”的作用。 2.1明框玻璃幕墙明框玻璃幕墙是金属框架构件显露在外表面的玻璃幕墙。玻璃幕墙2.2 隐框玻璃幕墙 隐框玻璃幕墙的金属框隐蔽在玻璃

6、的背面，室外看不见金属框。玻璃幕墙半隐框玻璃幕墙半隐框玻璃幕墙可以是横明竖隐，也可以是竖明横隐注玻璃幕墙2.3点支式玻璃幕墙 金属支承结构点式玻璃幕墙这是目前采用最多的一种形式，它是用金属材料做支承结构体系，通过金属连接件和紧固件将面玻璃牢固地固定在它上面，十分安全可靠。玻璃幕墙2.3.1点式玻璃幕墙的分类 金属支承结构点式玻璃幕墙全玻璃结构点式玻璃幕墙拉杆(索)结构点式玻璃幕墙玻璃幕墙明框玻璃幕墙节点大样图隐框玻璃幕墙节点大样图半隐框玻璃幕墙节点大样图点支式玻璃幕墙节点大样图玻璃幕墙2.4玻璃玻璃 建筑点式玻璃幕墙所用的玻璃，由于钻孔而导致孔边玻璃强度降低约30%，因此建筑点式玻璃幕墙必须采

7、用强度较高的钢化玻璃(钢化玻璃的抗冲击强度是浮法玻璃的3-5倍，抗弯强度是浮法玻璃的2-5倍)注，钢化玻璃另一个重要特性是使用安全，在遇到较大外力而破坏时产生无锐角的细小碎块(俗称”玻璃雨”)，不易伤人。 当地处北方的建筑物或对保温隔热有较高要求的建筑物，往往采用中空玻璃，它是在两片玻璃之间有一干燥的空气层或惰性气体层，中空玻璃能大幅度提高保温隔热性能的原因是玻璃的传热系数K值为0.8w/(m2.K)，而空气的K值为0.03w/(m2.K)注，惰性气体就更低了。另外，中空玻璃防结露和隔音性能都比较好。由于热传导系数较小，考虑到换到节能的需要，现在中空玻璃也广泛应用于南方广大地区。 在人流比较大

8、或采光顶这类对安全性能要求高的场合，往往选用夹胶玻璃，即在两层玻璃之间夹入聚乙烯醇缩丁醛(PVB)胶片，使碎片会与PVB胶片粘在一起，避免玻璃掉落而造成人员伤害或财产损失。2.5密封材料密封材料 玻璃与玻璃之间采用耐候硅酮胶密封，玻璃与金属结构之间采用结构硅酮胶粘结。建筑点式玻璃技术中密封胶只起密封作用，不必进行强度计算。在使用前必须进行胶与接触材料的相容性试验，性能检测合格，并且在有效期内使用，严格遵守操作规程，以确保施工质量。三.构造方式与实例分析 3.1.框式玻璃幕墙构造体系 以富士电台本部大厦（本部）为例，建筑的外墙由玻璃和铝合金组成，从外立面设计中我们可以看出，玻璃和铝合金在墙面上的

9、有序组合，使得建筑的细部形象既具有简洁明快的风格，又不失丰富细腻的构图表现，这种利用各种材料进行组合构图的手法是现代玻璃幕墙设计的基本方法。在筑波三井大厦的玻璃幕墙设计中我们也可以看到同样的方法，不同的是在立面设计中建筑的低层部分采用了连续的横向划分方法。在幕墙的造型设计中，建筑师强调了水平方向的结构构件，同时取消了竖向分割，从而形成整体的水平弧面幕墙效果，使玻璃墙面构图完整、流畅。 但是，框式玻璃在造型上有很大的局限性。金属框在内外立面上的明确存在限制了玻璃造型的发挥，也妨碍了玻璃墙面的整体性和透明性。由于受制于金属框架，因而在造型上无法形成完全由玻璃组成的立面，在追求纯粹性的玻璃空间设计中

10、显得力不从心。玻璃幕墙富士电台本部大厦三.构造方式与实例分析 3.2.玻璃肋幕墙构造方式 妹岛和世与西泽立卫共同设计的熊野古道美术馆的外墙立面就是其中之一。在这栋建筑中，建筑师追求空间的模糊性，希望以尽量淡化建筑材质的手法来体现建筑的抽象性，进而追求一种模糊空间的艺术效果。在墙体设计中，建筑师采用玻璃肋构造方式和半透明玻璃材料，形成完全由玻璃组成的单纯统一的半透明外墙，有效地淡化了墙体的实体形象。从建成后的效果来看，单纯的半透明玻璃墙面产生模糊的、带有抽象性的墙体艺术效果，与周围的山峦和前庭的碎石地面有着构图上和形象上的协调性，建筑与环境共同构成了一个空间艺术的世界。玻璃肋构造方式的优点在于它

11、能够完全去除金属构件，形成完全由玻璃组成的通透的墙面，但是，由于构造方式的特点，玻璃肋幕墙在高度方面受到限制，这使得它无法在高度较大的建筑空间中得到应用。玻璃幕墙三.构造方式与实例分析 3.2.隐框玻璃幕墙构造方式 贝聿铭设计的卢浮宫新美术馆的玻璃金字塔是隐框玻璃幕墙构造方式应用中具有代表性的实例。这个底边长35米，高21米的玻璃金字塔结构全面采用了隐框幕墙构造方式，这在当时是一个带有创新性的结构尝试。在金属框架的外部，20mm厚的高透光性玻璃进行拼接，形成表面简洁平整、整体晶莹通透的建筑形象，有效地体现出建筑师关于玻璃金字塔的设计意图。玻璃幕墙卢浮宫美术馆三.构造方式与实例分析 3.3点支式

12、玻璃幕墙构造方式 20世纪60年代英国比尔金顿公司开发了一种在玻璃四角处用165mm见方的钢板对玻璃进行固定的幕墙构造手法，该手法在之后多年的不断改进中渐渐定型为今日的点支式构造方式。点支式构造方式的具体做法是在强化玻璃的四角钻出小孔，插入带有可自由旋转系统的金属支撑点，四点为一组，综合成一个支撑点，每块玻璃靠四角的支撑点来支撑和固定。墙面支撑体系与玻璃面完全脱离，并可以根据建筑的结构形式有多种不同的变化，其中通过金属索网进行连接和支撑的方式较为常见。应该说这是一种杰出的构造方式，它有许多优点：首先，由于没有金属框的存在，玻璃墙面具有更好的单纯性和整体性；其次，由于金属支撑体系与玻璃面完全脱离

13、，相对来说对玻璃造型的妨碍程度也较小，更容易形成完整的玻璃造型；在技术上，点支式构造方式基本上可不受限制地制造出大面积和任意倾斜角度的玻璃墙面；另外，与框式玻璃相比，金属索网的断面相对较小，形式也灵活多样，能够有效地避免框式玻璃的呆板。这诸多的优点使得点支式玻璃幕墙构造方式在现代建筑设计中倍受青睐。玻璃幕墙三.构造方式与实例分析 3.4无孔点支式玻璃幕墙构造方式 伊东丰雄设计的仙台媒体大厦在外墙玻璃幕墙的设计中全面采用了无孔点支式构造方式。该建筑的设计以全方位的流动空间为主题，力图创造一个全面通透的、以人的行为为主要表现对象的建筑空间，进而更大限度地为信息的交流提供有效的途径。与这个设计主题相

14、配合，在立面设计中，建筑师大量地使用了玻璃幕墙（玻璃面积占据外墙面积的70%）。出于节能的需要，该建筑采用了双层玻璃墙体的做法。在幕墙的构造设计中，外侧幕墙选用了无孔点支式构造方式，内侧则采用玻璃肋构造方法，外侧玻璃幕墙的构造支撑点一部分设在楼板等建筑结构构件中，另一部分则巧妙地设于内侧玻璃墙面的玻璃肋上，从而取消了幕墙中常见的钢索网，形成更加简洁、透明的玻璃墙面效果，更好地体现出通透空间的建筑形象。 玻璃幕墙仙台媒体大厦四.总结在玻璃幕墙的设计和应用中，除构造方式之外，还必须考虑防火设计、建筑节能、光环境等多种技术问题。由于玻璃建筑历史较短，玻璃幕墙在构造技术、防火设计等方面都没有足够多可供参