点式幕墙技术讲座（99附图丰富）

点式幕墙技技术讲座单位位：沈阳阳市兴业机机械厂品牌牌：沈阳阳恒安主讲人人：赵赵勋海联系电话：子邮件：：sy_hengan@163.com主讲人介绍绍赵勋海系沈沈阳市兴业业机械厂总总工程师，，是沈阳恒恒安品牌的的创始人之之一。被誉为点式式幕墙专家家。拥有多项专专利发明，，如：对心心驳接头、、点式无孔孔玻璃幕墙墙驳接夹具具、隐形拉拉索幕墙、、大角度偏偏转驳接头头、点连接接式玻璃幕幕墙中的隔隔热夹具组组合、拉索索预紧测力力仪等。点式幕墙技技术讲座一、点式幕幕墙的发展展二、点式幕幕墙的分类类和结构介介绍三、不锈钢钢材料一、点式幕幕墙的发展展点式幕墙虽虽然在1980年已在国内内首次使用用，但是随随着技术的的不断成熟熟，人们物物质文化生生活水平的的提高以及及对审美要要求的不断断追求，国国家规范的的逐步完善善.在我国到2001年出版行业业标准，2003年形成较系系统的国家家标准，逐逐渐认识到到点式幕墙墙的美观，，开始少量量使用点式式幕墙是在在2000年，直到2003年才开始大大量使用，，但是点式式幕墙的面面积多数较较小.直至2005年大型建筑筑规模的点点式幕墙也也越来越多多，特别是是08年的奥运会会会馆、10年的上海世世博会和今今后各种国国际性的盛盛会越来越越多，会展展中心、展展览馆、大大型商业中中心、娱乐乐中心等场场所的建设设使点式幕幕墙的发展展势头更是是一浪高过过一浪，每每年点式幕幕墙的用量量成倍增长长。同时点点式幕墙也也一改过去去钢结构支支撑往拉杆杆、拉索方方向发展，，使点式幕幕墙驳接材材料的用量量也越来越越大。点式式幕墙以其其通透、美美观越来越越受欢迎，，驳接件的的市场前景景也越来越越好。点式式幕墙越来来越成为幕幕墙装饰行行业的发展展趋势，甚甚至内装的的发展也向向工业化、、金属感发发展，点式式吊顶、点点式隔断、、点式地板板、楼梯、、扶手也以以其高品质质在大型工工程的内部部中占领很很高位置，，点式幕墙墙配件发展展大有前途途。二、点式幕幕墙的分类类和结构介介绍点式玻璃幕幕墙的组成成：1、玻璃面板板2、驳接系统统3、支撑结构构点式玻璃幕幕墙按支撑撑结构分类类：1、钢结构支支撑2、肋驳接点点式幕墙3、拉杆支撑撑结构4、拉索支撑撑结构5、单索支撑撑结构6、隐索支撑撑结构7、自平衡支支撑结构8、张弦梁结结构9、组合式结结构10、呼吸式幕幕墙（1）单梁结构构管管材-方管、矩形形管、圆管管型材-工字钢、格格钢、美截截面梁（美美化工字钢钢）（2）桁架结构构双双柱桁架架（平面桁桁架）—平行弦桁架架鱼鱼腹桁架架多柱桁架——三角形桁架架、四柱桁桁架（又名名笼式桁架架）（3）网架结构构焊焊接式网架架、螺接式式网架1、钢结构支支撑（1）单梁结构构管材-方管、矩形形管、圆管管型材-工字钢、格格钢、美截截面梁（美美化工字钢钢）单梁结构利利用材料的的抗弯性能能抵抗风荷荷载；桁架架和网架结结构各个杆杆件为拉压压结构，利利用材料的的拉压性能能抵抗荷载载。单梁结构计计算时一般般情况是控控制材料挠挠度，只要要挠度计算算合格，其其应力计算算也会合格格。而桁架架和网架结结构一般控控制结构应应力，只要要应力满足足要求，其其挠度都能能满足要求求。⑴单梁结构构主要利用用材料抗弯弯性能，即即材料弹性性模量E。由于各种种钢材其E基本相同，，并且Q195、Q235是价格成本本比较低的的材料，因因此选用Q235、Q195即可。桁架结构主主要利用材材料的拉压压性能即材材料的强度度，因此选选用高许用用强度的材材料会大大大降低钢材材的用量。。不仅降低低造价，同同时提高工工程美观程程度，因此此多选用Q345、Q355等中高强度度材料。⑵如果钢管管用于输送送天然气、、化工原料料、水及蒸蒸汽等，管管内介质的的压力造成成焊缝处受受拉，对焊焊缝焊接强强度要求较较高。同时时焊缝金属属和钢管母母材之间会会有少量的的成份差异异，存在电电极电位差差而造成电电化学腐蚀蚀，因此焊焊缝对流体体输送管道道是一个考考验点。但但对于支撑撑结构用钢钢管是利用用其抗拉压压、抗弯性性能。因此此对焊管无无缝管没有有要求，而而焊接管成成本较低，，因此大型型结构尽量量首选焊接接管。⑶对于石材材、隐框、、单板、铝铝塑板幕墙墙，阳光不不能穿透幕幕墙的面材材，支撑结结构和建筑筑结构主体体温差基本本一致，并并且钢材和和砼结构热热膨胀系数数基本一致致。因此完完全可以不不考虑热胀胀冷缩问题题。但对于于点式幕墙墙多数玻璃璃采用透明明玻璃，阳阳光可以透透过玻璃照照射到支承承结构上，，引起支承承结构和建建筑结构间间有较大温温差，引起起温差应力力，故必须须考虑温差差效应。⑷钢结构幕幕墙虽然设设计简单，，但控制好好应力集中中较大的位位置的应力力会使成本本大大降低低。如桁架架结构应力力集中较大大位置在于于两端点管管头上。可可通过下面面三个方法法解决应力力集中问题题：A主管和支管管中心穿过过销轴孔B连接耳板穿穿过主管和和支管，增增加受弯部部位刚度C增加应力较较大区域局局部钢管壁壁厚（5）合理设计计钢结构的的造型、增增加工程艺艺术造型是是发展的方方向。（6）由于钢结结构点式玻玻璃幕墙造造价透明度度高造成低低利润和审审美疲劳造造成大型公公司回避该该种2、肋驳接点点式幕墙如果肋为钢钢板肋就属属于钢结构构单梁支承承结构。在在本单元只只讨论以玻玻璃做肋的的结构，其其各项计算算和单梁支支承结构基基本相似，，并且规范范GJG102-2003已有肋宽度度和挠度计计算，在此此仅讨论几几个应注意意问题：1)肋的固定2)肋的悬挂3)肋的连接4)拉索+肋、拉杆+肋结构1)肋的固定。。传统吊挂幕幕墙和橱窗窗的区别在在于高度。。高度达到到一定程度度为防止肋肋失稳必须须采用上悬悬挂方法，，高度小于于一定值可可以采用落落地方式即即为窗。在在规范中已已给出具体体限制，但但是在橱窗窗玻璃落地地时面板和和肋板重力力都单独传传到下部，，而肋驳接接除最下一一块玻璃重重力可以落落地外，其其余均通过过肋板把重重力传到下下部，其余余全部通过过肋向下传传递，肋承承受几乎全全部面板的的重量，因因此其失稳稳可能性更更大。因此此不能完全全套用吊挂挂和橱窗高高度限值，，而是按其其高度限值值的80%取值。2)肋的悬挂。。很多设计在在肋驳接幕幕墙中延用用吊挂节点点采用吊挂挂幕墙吊具具把肋和面面板悬挂。。但是吊挂挂幕墙面板板是整块玻玻璃，采用用吊挂面板板和肋板重重力均可上上悬挂。但但是肋驳接接幕墙玻璃璃面板只能能把最上一一块面板重重量传到上上部，其余余面板重量量全部通过过肋板传递递，肋上吊吊具所受力力不仅有肋肋重力，同同时包括了了多数面板板重力，势势必造成吊吊具荷载超超标（吊具具一般4000N）同时面板板重力相对对于吊具属属于偏心结结构，而吊吊具只能承承受竖向力力不能承受受水平推力力和偏心荷荷载。因此此这种肋悬悬挂方法是是错误的，，正确方法法应采用肋肋打孔方法法采用专用用结构。（（见恒安图图册P56，LJ01和LJ02）3)肋的连接由于肋需双双钢化夹胶胶，因此此肋无法加加工太长。。对于长肋肋通常做法法是采用肋肋夹板L05或L06连接。但是是连接处强强度必然不不如完整肋肋强度。对对于该节点点强度校核核可用下面面方法：肋肋受最大荷荷载组合后后连接点处处弯矩为M，肋连接处处螺栓和玻玻璃间产生生拉压力形形成一对力力矩F、L，FL=M。只需校核核F值，即螺栓栓的剪切强强度，玻璃璃孔挤压强强度即可。。对于计算算通肋满足足要求而连连接肋不能能满足要求求时可采用用夹板和肋肋间打胶的的方法，靠靠胶的粘接接力传递弯弯矩。不过过此时应采采用树脂胶胶，不是结结构胶。因因为AB胶和无影胶胶其粘稠度度太低也最最好不用。。4)肋的打孔因为肋上下下连接肋支支座，中间间连肋夹板板，还要通通过肋接爪爪固定面板板，因此肋肋上要打许许多孔。通通常孔和螺螺栓间要隔隔离开，防防止螺栓挤挤坏玻璃。。早期用橡橡胶和尼龙龙经过多年年实用，选选用纯铝做做铝套最有有效。（详详见恒安图图册P77页，肋专用用铝套）5)拉索+肋、拉杆+肋结构为满足人们们对安全性性的要求，，肋驳接点点式幕墙增增加拉索或或拉杆。过过去结构拉拉索或拉杆杆造成视觉觉杂乱、拉拉索或拉杆杆隐形满足足了这一要要求。如扬扬州文化中中心项目。。3、拉杆支撑撑结构4、拉索支撑撑结构拉索支撑结结构由承重重杆（索））、承力杆杆（索）、、稳定杆（（索）和支支撑杆组成成，稳定杆杆（索）垂垂直于承压压杆（索））。承重索索一般大家家都会计算算只需算出出玻璃的重重量就可以以，最主要要的承力杆杆（索）。。尤其是拉拉索的预紧紧更是重中中之重。拉杆和拉索式式幕墙以其结结构轻巧、美美观、抗震性性好等优点被被大范围推广广，在设计过过程中一般按按下列顺序进进行。根据建筑结构构考虑幕墙的的受力体系，，幕墙主要承承受的荷载为为风荷载、重重力荷载、地地震作用和温温度作用。重重力荷载一般般是悬挂在幕幕墙的上部，，即竖向杆（（索）来承担担幕墙重力荷荷载、重力荷荷载一般为恒恒定荷载，这这种拉杆（索索）称为承生生杆（索）。。风荷载为可变变荷载，在设设计中正负风风压的作用都都要考虑，根根据建筑结构构的特点和工工程总体需要要，可以靠竖竖向拉杆（索索）承受风荷荷载，也可以以靠水平拉杆杆（索）承受受风荷载，这这些杆称为承承力杆（索）），承力杆（（索）一般布布置抛物线和和折线两种结结构。每种结结构可进行多多种变化。如如图所示：因为拉杆和拉拉索都是利用用杆（索）受受拉来抵抗风风荷载变形，，所以我们放放在一起讲。。它们的受力力形成有抛物物线和折线两两种。抛物线上各杆杆件受力大致致差不多，而而折线形的内内力相差较大大，对于小跨跨度的来说二二者造价差不不多，但对于于大跨度的来来说，抛物线线的要比折线线形造价低。。它们还有很很多种变化但但归根到底就就只有这两种种布置结构。。对于抛物线拉拉索来说，我我们假设它受受P1、P2、P3、Pi集中力作用，，拉索与地面面夹角为θ，支座反力为为N，拉索内力为为N1.通过静力平衡衡受力分析得得出：1）支座反力计计算：N=∑Pi/2sinθθ,2）索直径的计计算3）索的预紧力力计算：理想想状态我们将将两根索都调调到0.5N1当受正风压作作用时：A拉索由0.5N1→→N1、B拉索由0.5N1→→0当受负风压作作用时：A拉索由0.5N1→→0、B拉索由0.5N1→→N1A施加合理预紧紧力不增加支支座反力B因为拉索长期期使用会发生生蠕变而建筑筑结构也会发发生变化，所所以我们要把把索的预紧力力调到55%－60%左右，保留稍稍许应力储备备。C我们在计算时时索的直径增增加但索的内内力不增加，，预应力应该该降低，否则则建筑结构受受力就会变大大。也有的专专家给出20－30%破断力来取值值，这是经验验公式不准确确。4）拉索预紧有有四种方法A、三点式B、磁通法C、拉索预紧测测力仪D、应变片A、三点式预先在实验室室里根据受力力大小得出一一系列数据——索张力和推力力的关系，这这个过程叫测测力仪的标定定，然后在根根据数据曲线线来反推拉索索预紧力大小小。此种方法法如果索的表表面有毛刺、、碰伤或表面面有滑移会影影响受力，所所以误差较大大。B、磁通法它是根据磁通通原理，拉索索在预紧时它它的截面积会会减小，它根根据减小的面面积来判断拉拉索预紧力的的大小。拉索索是由许多钢钢丝缠绕在一一起的，每根根钢丝的截面面积并不完全全等造成了拉拉索的截面积积也不完全相相等，所以磁磁通测量也有有很大误差。。C、拉索预紧测测力仪拉索液压预紧紧测力仪是是我们公司司研制的专利利，它把拉索索紧测力仪放放在拉索调节节端两个装饰饰螺帽外侧，，然后给拉索索预紧加压，，压力表会显显示拉索受力力值。此种方方法测试简单单，读数准确确，现已在内内蒙古大剧院院、沈阳奥体体、沈阳世博博园的玫瑰园园等许多工程程应用。大直直径拉索人工工张拉很困难难，这种方法法对解决大直直径拉索张拉拉和测力效果果优势最明显显。拉杆支撑结构构和拉索支撑撑结构对比：：拉杆的屈服强强度σ0.2＝250Mpa,而它原来是190Mpa,它经过表面冷冷座硬化而提提高到250Mpa.￠18→￠16→￠14拉索的强度为为1250-1350Mpa,举例由￠5→￠4.5→￠4。。。。。。。。2他们的材质相相同但强度缺缺差了5倍左右,说明拉杆处于于低应力状态态,而拉索处于高高应力状态,拉杆————低应力————小应变————拉杆支撑结构构变形小————拉杆只需带紧紧拉索————高应力————大应变————拉索支撑结构构变形大————拉索必须预紧紧所以拉索必须须预紧而拉杆杆只需带紧就就可以了.拉索支撑结构构的安装——预应力状态下下的标记和技技术交底的关关键。不要采采用敲打的方方法。我公司研制的的新型拉索预预紧测力器，，由专用的液液压缸，油泵泵和压力表构构成。该设备备固定在预紧紧管两端已预预先松开的锁锁紧螺母上，，油泵加压，，油缸内的活活塞移动，活活塞带动拉索索拉紧，并将将预紧力显示示在压力表上上，待达到预预定的预紧力力，将预紧套套管拧紧，卸卸压后拆下预预紧器。该机构轻巧、、使用方便、、测量准确，，将预紧和测测力同时实现现。拉索预紧测力力器已申请国国家专利，专专利号：ZL200420031177.X5、单索支撑结结构单向索结构单层索网结构构两种在单索点支式式玻璃幕墙施施工中，拉索索受到风荷载载作用后，拉拉索变形，长长度增加，而而玻璃属脆性性材料，长度度不会增加，，所以只有靠靠玻璃间隙的的变化来适应应索的变化。。传统的整个个驳接系统与与玻璃间的连连接完全固定定，没有任何何的活动量，，势必导致玻玻璃的破坏。。单索专用驳驳接头采用弹弹性结构，允允许驳接头和和驳接爪之间间产生相对移移动，可以吸吸收玻璃缝隙隙的变化，保保证玻璃的安安全使用。拉索的预紧力力N0=N-（L-L0）ES/L0,因为拉索有蠕蠕变和建筑结结构的变化所所以我们还要要乘上1.05做为应力储备备。在这个公公式中E是拉索的弹性性摸量。通过过公式可以看看出如果我们们增加索的直直径S增加、预紧力力N0反而会减小。。单层索网结构构的计算单索支撑结构构的施工——钢结构和索结结构的共同变变形——标记预应力施加后后玻璃安装前前后虽然索总总长不变，但但是每一段内内力在变。在此我要纠正正几个不正确确的看法，一一是单索不只只是单层索网网幕墙，也可可以是单根横横索或竖索。。二是单索幕幕墙如果设计计合理造价不不一定高。三三单索不适合合大跨度幕墙墙单向索结构和和单层索网结结构的区别：：单层索网结构构不适合弧形形幕墙、折线线幕墙和锥形形幕墙。单层索网结构构有渐变功能能单向索结构和和单层索网结结构边部第一一根拉索和周周边固定的玻玻璃、玻璃存存在严重变变形不均问题题的处理。单索支撑结构构幕墙周边玻玻璃周边的处处理。6、隐索支撑结结构。点式玻璃幕墙墙的最大优点点就是通透，，它把拉索隐隐藏在玻璃缝缝中，只能看看见驳接件和和玻璃，它把把点玻的通透透行发挥到极极根。单索支撑结构构幕墙因玻璃璃重力对拉索索中心有一定定距离，偏心心荷载不利于于索受力且让让玻璃产生错错片。隐索结结构更合理。。隐索支撑结构构点式玻璃幕幕墙的安装顺顺序：张紧——标记——固定夹具——安装玻璃——安装夹具内盖盖7、自平衡支撑撑结构。它是由钢管和和拉索（杆））组合而成的的。采用拉索索支撑结构通通对建筑主体体结构的反作作用力很大，，钢结构刚度度很好，相对对主体结构作作用力要小，，但杆件过于于密和粗大。。自平衡保持持这两种优势势。它保持良良好的通透性性，由于它的的竖向荷载相相互抵消，只只剩水平推力力所以给建筑筑主体反作用用力很小。它的预紧跟单单索一样N0＝N-（L-L0）ES/L0,但它可以不考考虑建筑主体体的结构变化化，只考虑索索自身的儒变变，所以乘以以1.03系数就可以了了。a)受压钢梁的失失稳问题b)拉索的张拉与与固定c)钢管和拉索共共同受力d)支撑杆与主钢钢梁的连接方方式8、张弦梁结构构。张弦梁结构是是一种由刚性性构件上弦、、柔性拉索、、中间连以撑撑杆形成的混混合结构体系系，其结构组组成是一种新新型自平衡体体系，是一种种大跨度预应应力空间结构构体系，也是是混合结构体体系发展中的的一个比较成成功的创造。。张弦梁结构构体系简单、、受力明确、、结构形式多多样、充分发发挥了刚柔两两种材料的优优势，并且制制造、运输、、施工简捷方方便，因此具具有良好的应应用前景。张弦梁结构的的受力机理目前，普遍认认为张弦梁结结构的受力机机理为通过在在下弦拉索中中施加预应力力使上弦压弯弯构件产生反反挠度，结构构在荷载作用用下的最终挠挠度得以减少少，而撑杆对对上弦的压弯弯构件提供弹弹性支撑，改改善结构的受受力性能。一一般上弦的压压弯构件采用用拱梁或桁架架拱，在荷载载作用下拱的的水平推力由由下弦的抗拉拉构件承受，，减轻拱对支支座产生的负负担，减少滑滑动支座的水水平位移。由由此可见，张张弦梁结构可可充分发挥高高强索的强抗抗拉性能改善善整体结构受受力性能，使使压弯构件和和抗拉构件取取长补短，协协同工作，达达到自平衡，，充分发挥了了每种结构材材料的作用。。所以，张弦梁梁结构在充分分发挥索的受受拉性能的同同时，由于具具有抗压抗弯弯能力的桁架架或拱而使体体系的刚度和和稳定性大为为加强。并且且由于张弦梁梁结构是一种种自平衡体系系，使得支撑撑结构的受力力大为减少。。如果在施工工过程中适当当的分级施加加预拉力和分分级加载，将将有可能使得得张弦梁结构构对支撑结构构的作用力减减少的最小限限度。张弦梁结构的的分类张弦梁结构按按受力特点可可以分为：（1）平面张弦梁梁结构（2）空间张弦梁梁结构（1）平面张弦梁梁结构平面张弦梁结结构是指其结结构构件位于于同一平面内内，且以平面面内受力为主主的张弦梁结结构。平面张弦梁结结构根据上弦弦构件的形状状可以分为三三种基本形式式：A直线型张弦梁梁B拱形张弦梁C人字型张弦梁梁结构（2）空间张弦梁梁结构空间张弦梁结结构是以平面面张弦梁结构构为基本组成成单元，通过过不同形式的的空间布置所所形成的张弦弦梁结构。空间张弦梁结结构主要有：：A单向张弦梁结结构B双向张弦梁结结构C多向张弦梁结结构D辐射式张弦梁梁结构A单向张弦梁结结构单向张弦梁结结构由于设置置了纵向支撑撑索形成的空空间受力体系系，保证了平平面外的稳定定性，适用于于矩形平面的的屋盖结构。。B双向张弦弦梁结构构双向张弦弦梁结构构由于交交叉平面面张弦梁梁相互提提供弹性性支撑，，形成了了纵横向向的空间间受力体体系，该该结构适适用于矩矩形、圆圆形、椭椭圆形等等多种平平面屋盖盖结构。。C多向张弦弦梁结构构多向张弦弦梁结构构是平面面张弦梁梁结构沿沿多个方方向交叉叉布置而而成的空空间受力力体系，，该结构构形式适适用于圆圆形和多多边形平平面的屋屋盖结构构。D辐射式张张弦梁结结构辐射式张张弦梁结结构是由由中央按按辐射状状放置上上弦梁，，梁下设设置撑杆杆用环向向索而连连接形成成的空间间受力体体系，适适用于圆圆形平面面或椭圆圆形平面面的屋盖盖结构如果张弦弦梁结构构的上弦弦构件按按照初始始形态给给定的几几何参数数进行加加工放样样，那么么在张拉拉拉索时时，由于于上弦构构件刚度度较弱，，拉索的的张拉势势必会引引导撑杆杆使上弦弦构件产产生向上上的变形形，当张张拉完毕毕后，结结构上弦弦构件的的形状将将偏离初初始形态态，从而而不满足足建筑设设计的要要求。因因此，张张弦梁结结构上弦弦构件的的加工放放样通常常要考虑虑张拉产产生的变变形影响响，这也也是张弦弦梁结构构需要进进行形态态定义的的原因。。张弦梁最最关键是是清楚几几个状态态A梁加工形形状，即即梁未受受荷载安安装状态态B预拉力施施加后状状态C重力荷载载施工后后状态，，即安装装完毕状状态D荷载迭加加即最大大荷载组组合状态态其中第三三个状态态是我们们设计要要求的形形状达到到第四状状态后要要满足挠挠度和强强度要求求，由于于第一和和第三状状态有时时不一致致出现形形问题题。9、组合式式结构10、呼吸式式幕墙呼吸式幕幕墙也叫叫双层幕幕墙。点点式玻璃璃幕墙可可以用同同一个支支撑结构构做双层层幕墙，，所以它它的造价价并不是是普通幕幕墙的2倍。三、不锈锈钢材料料A、304、316和双相钢钢材料性性能，对对应各国国编号及及新编号号。B、固溶溶处理。。C、不锈钢钢提高强强度的方方法A、304、316和双相钢钢材料性性能，对对应各国国编号及及新编号号。不锈钢材材料简介介双相不锈锈钢介绍绍双相不锈锈钢性能能特点不锈钢材材料简介介不锈钢指指耐大气气腐蚀的的钢，常常用不锈锈钢分为为马氏体体不锈钢钢、铁素素体不锈锈钢、奥奥氏体不不锈钢、、铁素体体奥氏体体双相不不锈钢和和沉淀硬硬化不锈锈钢。在在幕墙驳驳接材料料中，通通常所用用的304和316两种材料料均属于于奥氏体体不锈钢钢。奥氏氏体不锈锈钢无磁磁性而且且具有高高韧性和和塑性，，但强度度低并且且不能通通过热处处理使之之强化，，仅能通通过冷加加工进行行强化，，经冷加加工后有有些磁性性可能是是明显的的（GB/T3098.6—2000有详细介介绍）。。