单层索网点支承玻璃幕墙设计与施工实例分析
单层平面索网玻璃幕墙的设计要点
1221．风荷载计算《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）第8.1.1条规定了垂直于建筑物表面上的风荷载标准值计算方法，该条文明确规定风荷载的计算应区分主要受力结构和围护结构，对不同类型的结构，应采用不同的计算公式。
作为一种建筑外围护结构，应采用 W k =βgz μsl μz w 0(公式8.1.1-2)，即考虑阵风系数的计算公式[1]。
《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ 102-2003）第5.3.2条规定，玻璃幕墙的风荷载标准值应按下式计算，并且≥1.0kPa 。
计算公式也是W k =βgz μsl μz w 0（公式5.3.2），与（GB 50009-2012）相同。
《点支式玻璃幕墙工程技术规程》（CECS 127-2001）第5.3.6条规定，作用在点支式玻璃幕墙中支撑结构上的风荷载标准值应按下式计算，W k =1.1βz μz μs w 0（公式5.3.6-2），即采用考虑风振系数的计算公式。
《索结构技术规程》（JGJ 257-2012）第5.4.1条规定，索结构设计时应考虑风荷载的静力和动力效应。
第5.4.3条进一步规定，对于形状较为简单的中小跨度索结构，可采用平均风荷载乘风振系数的方法近似考虑结构的风动力效应。
风振系数可取为：单索1.2~1.5；索网1.5~1.8；双层索系1.6~1.9；横向加劲索系1.3~1.5；其他类型索结构1.5~2.0；其中，结构跨度较大且自振频率较低者取较大值。
深入研读上述相关规范的条文说明可知，单层索网玻璃幕墙作为一种特殊的围护结构体系，具有质量轻、柔性大、自振频率低的特点，属于风敏感结构，风荷载对结构的作用表现为平均风压的不均匀分布作用和脉动风压的动力作用。
若按《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）和《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ 102-2003）[2]的规定采用阵风系数的计算方法，对常见的30m 以下的索网结构，地面粗糙度按常见的B 类和C 类考虑，阵风系数的取值范围是1.59~2.05。
单拉索点支撑玻璃幕墙施工工艺及质量控制
单拉索点支撑玻璃幕墙施工工艺及质量控制摘要：本文结合单拉索点支撑玻璃幕墙的施工过程，对单拉索体系玻璃幕墙安装施工工艺及质量控制要点简要论述与分析。
关键词：单拉索点支撑玻璃幕墙施工工艺质量控制概述本工程单拉索幕墙约1400平方米，纵跨主楼1-4层，幕墙高度为20.8米，每根拉索在3-4层中间梁增加一处固定点；东西直线跨度68.01米，共使用33根φ38拉索，东西各有一个平面造型，中间造型呈弧面布置，弧面与平面投影夹角为115.58°。
1、单拉索点支撑玻璃幕墙施工工艺测量放线→预埋件检查和确认及耳板安装→单拉索安装固定→拉索张拉预紧→不锈钢球铰夹具安装→玻璃安装及固定→打胶及幕墙清理。
1.1 测量放线（1）根据总包单位提供的建筑物标高以及设计图纸，对幕墙所在位置进行测量放线，确定幕墙所在确切位置，核实结构总体标高，把各分层标高标在各层楼板边上，合理分解施工误差。
（2）墙面整体吊垂直，确定转角部位角度。
（3）用经纬仪在墙面上放出纵横轴线，在建筑结构地梁及顶梁上弹墨线对拉索进行定位，进而确定拉索耳板的固定安装位置。
1.2 预埋件检查和确认及耳板安装1.2.1 预埋件检查和确认（1）预埋件编号：根据每个预埋件的高度和水平位置对其编号。
（编号和拉锁幕墙不锈钢拉索编号对应）（2）预埋件与主体结构连接的检查：结合设计图纸，校对现场，多次复合预埋件位置，确保同一根拉索的上下锚板中心点在同一垂直线上。
所有预埋件均应作防锈防腐处理。
并办理好预埋件交接验收记录。
（3）检查每个埋件与主体结构连接是否符合设计图纸要求，并留存影像资料，注明是否符合设计要求。
对不符合要求的书面提出问题，由设计部门给出处理结果，并制定解决方案，有专家论证后实施。
1.2.2耳板安装根据设计要求，耳件根部切坡口，采用二保焊接方法，使用药芯焊丝，施工作业人员必须具有专业焊工资质证书。
耳板焊接时，注意控制其垂直度，及上下耳件的位置，必须是垂直线。
索网幕墙的设计
拉索的伸长
不锈钢索的极限强度σt约为1100~1500N/mm2, 其弹性模量Ε约为1.2×105~1.3×105N/mm2, 到达极限强度时其伸长率约为1%~1.2%。对 应的钢索挠度为（1/14~1/18）l. 钢索的强度设计值取为600~830N/mm2,相应 地，到达强度设计值时不锈钢索的挠度为 （1/25~1/32）l，钢索的伸长小于1%，在允 许范围内。
非平面索网幕墙
谢谢大家
单层双向索网
索网结构的特点
拉索的挠度 拉索的伸长 初始应力
拉索的挠度
平直的拉索不可能产生法向反力，因此直索不能受法向荷载 （如风力和地震力，透光屋面的重力荷载等）。拉索只有在挠 曲的情况下才能与法向荷载或作用平衡。例如，当拉索承受跨 d P 2 N sin 4 N 中单个集中力P时，其其平衡关系为： l
大尺度的平面索网幕墙
北京中关村文化商厦 中庭幕墙，索网达 70m×27m（图8、 图9）。采用夹板式 支承玻璃（图10、图 11）。
多跨组合索网幕墙
多跨组合索网幕墙
北京中国青年旅行社 大厦（图12、图13） 中庭由6片大小不同 的索网幕墙竖向排列 而成，索网尺寸分别 为9m×20m、 7.9m×20m和 14.5m×20m（三 片）。
大尺度的平面索网幕墙
德国慕尼黑凯宾斯基 酒店，在两座高层客 房楼之间的屋面下， 布置了尺度为 40m×30m（高）的 两片索网幕墙，围成 一个酒店大堂 （图3、图4）。
大尺度的平面索网幕墙
网索分格1.5m×1.5m， 室内非常通透（图5）。 钢索直径为19mm，竖向 索上端固定在钢板屋面 拱上，下端通过铸钢件 固定在钢筋混凝土地梁 上。在最大瞬时风力作 用下，最大挠度为跨度 的1/35，达±900mm。
中关村文化商厦单层索网结构幕墙
中关村文化商厦单层索网结构幕墙随着国民经济和科学技术的迅速发展，人们对建筑物的艺术审美要求越来越高，建筑物功能更日趋完善，玻璃幕墙作为建筑物的时装，其类型和形式也不断创新，单层索网结构幕墙、单向拉索结构幕墙、双层呼吸式幕墙、光电幕墙等新型幕墙在工程上的应用便是例证。
其中尤以单层索网结构幕墙、单向拉索结构幕墙以其高通透性更受建筑师和业主的青睐，目前已逐步开始在大型公共建筑、高档写字楼中应用，但是这两类幕墙的技术含量和施工难度非常高。
下文介绍单层索网结构这种新型结构幕墙在工程上的实例，供业主和建筑师选择。
中关村文化商厦位于海淀区中关村图书城，建筑主体结构类型为框架剪力墙结构，建筑幕墙主要采用双层主动内循环和单层索网结构两种幕墙形式。
与传统铝合金幕墙比较，双层主动内循环幕墙具有节能效果明显、能大幅度降低噪音、保持室内空气清新的优势，特别适合我国北方地区的气候和环境使用，另有论文详述，本文专注于单层索网幕墙。
图1.中关村文化商厦单层索网结构幕墙外视、内视照片如图1所示，本工程单层索网幕墙结构由横向水平钢索与竖向垂直钢索垂直交叉组合形成承受外部荷载的幕墙支承结构。
竖向拉索跨度约70.0米，上端可靠连接在钢结构桁架梁上，下端连接在混凝土结构梁上；横向拉索的跨度为27米，左右两端均连接在钢结构立柱上，钢结构立柱通过预埋件将结构支座反力传递给劲性混凝土结构立柱；连接拉索的转换件均采用预埋形式。
由于横向拉索跨度比竖向拉索跨度大得多，所以横向拉索是主受力构件，竖向拉索是次受力构件。
一、单层索网结构幕墙的工作原理及结构简述单层索网结构的工作原理是：通过给横向拉索和竖向拉索各施加合适的预拉力，从而形成刚度以抵抗外部荷载。
拉索预张拉成形后以及在外部荷载作用下，拉索对边缘构件或边缘结构产生较大的拉力，因此边缘构件或边缘结构设计时应优先成为自平衡体系，如果不能成为自平衡体系，为抵抗拉索产生的拉力，边缘构件或边缘结构应设计成具有相当刚度的平面结构，但通常需要付出较大的工程造价。
玻璃幕墙构造原理与案例分析
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。
2.3.2建筑点式玻璃幕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。 (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。
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。
单层平面索网玻璃幕墙数值风洞风载荷分析
单层平面索网玻璃幕墙数值风洞风载荷分析随着玻璃工艺的提高和大量公共建筑的兴起，单层索网点支承玻璃幕墙以其建筑造型美观、结构轻巧纤细、通透性好等优势在国内外得到广泛应用.单层索网结构刚度小、质量轻、阻尼较小，属于柔性张拉结构，具有较强的几何非线性，对风载荷较为敏感.支承于主体结构上的框架式幕墙设计中，等效静风载荷一般可采用阵风因数进行计算.单层平面索网幕墙结构自振周期长，取阵风因数进行风载荷的计算显然是不合理的.我国《建筑结构载荷规范》中关于风振因数的计算方法适用于高层高耸等线性和弱非线性的结构体系，现行幕墙设计规范关于单层平面索网幕墙体系的风载荷计算并无明确规定.[3-4]随着单层平面索网幕墙结构日渐广泛的应用，研究其风载荷效应的计算和设计十分重要.本文以索网结构在平均风载荷作用下到达平衡位置时的结构参数为基准进行分析，采用通用有限元软件进行玻璃-索网体系考虑流固耦合作用的风振响应分析，比较玻璃-索网体系的风振响应与等效静风载荷下的反应，分析比较风载荷效应计算的误差及其原因，得到若干有意义的结论.1 工程概况某大厦主楼及裙房部分的整体俯瞰图见图1.该结构为56层高层建筑，最顶部标高为245.2 m，底部5层处为裙房.图中圆圈所示部位为一单层索网结构.该工程地处江苏无锡市宜兴地区，建筑所处地场地类别为B类地貌，50年一遇的基本风压为0.45 kN/m2，换算所得平均风速约为27m/s.图1 整体俯瞰图Fig.1 Top view of whole structure该幕墙高度为24.64 m，宽度为26.0 m.玻璃采用8 mm+8 mm的双层夹胶玻璃，分格列数为17，行数为16.第一列和最后一列的分格尺寸为1 750 mm×1 540 mm，中间部分的分格尺寸为1 500 mm×1 540 mm.2 幕墙玻璃-索网体系计算模型和基本动力特性在风载荷作用下结构刚度会发生变化，单层平面索网结构在风载荷作用下到达新的平衡位置附近做弱幅振动.采用通用有限元软件ADINA建立包含玻璃面板、索网、爪件和密封胶等在内的玻璃-索网结构整体计算模型，索网结构采用只拉的杆单元，驳接爪件采用梁单元，密封胶采用壳单元.根据刚度等效原则，8 mm+8 mm的夹胶玻璃面板可以等效为一个单片玻璃面板，其厚度te=3t31+t32=32×83≈10 mm玻璃质量仍按2×8 mm的实际质量计算.玻璃面板弹性模量取0.72×105 Pa；爪件弹性模量取2.06×105 Pa；密封胶条弹性模量取3 Pa.竖索预拉力为150 kN，索径为36 mm，预应力为147.5 Pa；横索预拉力为120 kN，索径为30 mm，预应力为170 Pa.索网幕墙有限元模型见图2.其中，每个玻璃面板分为4个计算单元，爪件之间的索段为1个只拉索单元，胶条采用SHELL单元模拟.图2 索网幕墙有限元模型Fig.2 Finite element model of cable network curtain wall通过动力特性分析，得到索网幕墙各振型和频率，其前8阶频率和振型分别见表1和图3.表1 索网幕墙平均风压作用下前8阶频率Tab.1 First eight order frequencies of cable network curtainwall under average wind load图3 1～8阶振型Fig.3 1～8 order vibration modes该结构的动力特性表明结构第一周期为0.464 s.对于T1≥0.25 s的围护结构应考虑风振效应.3 幕墙玻璃-索网体因数值风洞流固耦合有限元模型3.1 数值风洞的有限元模型结构域采用动力计算有限元模型.流体域采用八节点六面体FCBI-C流体单元进行离散，见图4.针对裙房计算区域采用结构网格进行划分，网格数量约为100万个，同时对所考察的幕墙表面进行一定的局部加密，达到重要区域网格细密、非重要区域网格相对略粗的目的，保证在总体网格数量不变的情况下提高计算精度，节约计算资源.迎风在离散过程中自动引入，动量方程中速度和压力的耦合问题采用*****算法解决，计算过程中保证数值求解的收敛性和稳定性，对动量方程和标量输运方程采用欠松弛计算.在结构动力响应计算中，索网结构采用Rayleigh阻尼，取第1阶和第8阶振型为控制振型，阻尼比取0.02.图4 流场网格划分Fig.4 Fluid field meshing3.2 数值风洞的边界条件及风的模拟以平均风速为27 m/s的风速时程（见图5）为速度进口，湍流采用平均风速加上脉动风速.根据达文波特风速谱模拟的风速时程，采用线性回归滤波器法中的AR模型，通过MATLAB编程模拟脉动风的平稳随机过程，获得风速时程[6-7].流体域的左右侧面和顶面采用对称边界条件，地面采用壁面条件，除索网幕墙部分以外的裙房结构和地面采用无滑移固壁条件.索网幕墙部分为流固耦合边界.图5 风速时程Fig.5 Time history of wind velocity4 数值风洞分析结果4.1 风载荷体型因数计算统计通过数值模拟可以直接获得索网幕墙表面每个节点处的压力值，然后通过统计可获得风载荷体型因数.体型因数方向为垂直分块表面，其中正值表示垂直曲面向内，即压力；负值表示垂直曲面向外，即吸力.对索网幕墙结构的玻璃面板进行分块，将原有索网建筑网格划分为17×16的方块，见图6.图6 体型因数Fig.6 Shape factors计算所得风压作用下的最大体型因数值为0.97；而按照规范取值，体型因数取值为1.00.4.2 考虑流固耦合作用时程分析结构响应索网幕墙的位移随着风速不断变化而发生变化.取加载完成结构振动稳定后的5～26 s作为数据统计的时间区间.某时刻索网顺风向位移云图和典型节点的位移时程曲线见图7，其中最大正位移为0.340 m，最大负位移为0.125 m，平均位移为0.170 m.（a）某时刻顺风向位移云图（b）2 601节点位移时程曲线图7 位移响应Fig.7 Displacement response某时刻流固耦合作用下索网幕墙中的索应力云图见图8（a），典型索单元251的索应力时程曲线见图8（b），其初始预应力为170 Pa，最大索应力为268 Pa，平均索应力为205 Pa.（a）某时刻索应力云图（b）251单元索应力时程曲线图8 应力响应Fig.8 Stress response5 数值计算结果和比较现行大跨结构常用的风振因数取值方法有内力风振因数和位移风振因数.在工程设计中，等效静风载荷用静风载荷与载荷风振因数的乘积表示.结构在脉动风载荷激励下的风振因数定义为总风力的概率统计值与静风力的统计值之比.在分析基于响应的风振因数时，用含有一定保证率的最大动响应除以脉动响应的平均值表示在结构振动沿平衡位置时的波动程度[9-10].位移风振因数根据索网上每个有限元节点的时程位移数据进行计算.对有限元模型中每个节点的风振因数进行数理统计可得，索网部分的平均位移风振因数为1.832，位移最大点2601节点处的位移风振因数为1.855，因此可将位移风振因数取值为1.86.同理也可以进行内力风振因数的计算：索网部分的内力风振因数平均值为1.682，内力风振因数最小值为1.471，最大值在典型单元251处为2.050，内力风振因数计算结果离散性较大.按现行规范所规定的等效静风载荷，位移风振因数为1.86，风载荷体型因数为1.00，计算得到风压的标准值为0.837 0 kN/m2.如按典型节点处应力风振因数为2.05，风载荷体型因数为1.00，计算得到风压的标准值为0.922 5 kN/m2.为分析风振因数计算的等效静力风载荷对单层索网玻璃幕墙的适用性，将等效风载荷作用于图2所示的单层索网幕墙整体计算模型上进行非线性静力计算，并将计算结果与流固耦合数值模拟计算所得实际风效应进行比较，结果见表2.上述计算表明，无论是按位移风振因数计算，还是按最大内力风振因数计算，所得计算结果均小于按流固耦合计算的结果.由此可见，对于单层索网玻璃幕墙这类非线性效应较强的结构体系，现行载荷规范[2，5，11]规定的风振因数方法得到的风载荷效应小于流固耦合计算的结果，将导致偏于不安全的风载荷和风载荷效应计算结果.表2 等效风载荷效应与数值模拟风载荷效应比较Tab.2 Effect comparison of equivalent wind load andnumerical simulation wind load造成上述误差的原因是幕墙的几何非线性.对于线性结构，效应S与载荷P成比例关系，由效应等效因数β/=β变换为等效载荷β后计算得到实际效应β，见图9（a）.图9 位移载荷曲线Fig.9 Curve of displacement and load 对于非线性结构，二者并不一致.平面索网幕墙为刚度逐渐强化的非线性结构，如果按照位移效应等效的方法计算得到风振因数β/=β，变换为等效风载荷β后再进行效应计算，将得到小于实际非线性位移β的计算位移ρ，见图9（b）.6 结论以实际单层索网幕墙工程为例，进行风致动力响应特性的研究和等效静风载荷及其计算效应的分析比较，可以得出以下结论：（1）单层索网幕墙结构为长周期结构，结构第1自振周期大于0.25 s，理论上需要考虑结构的风振效应.（2）索网结构在平均风载荷作用下到达平衡位置，需要以对应的结构参数为基准进行索网风振响应.（3）对于非线性结构，不能按效应等效的方法进行等效静风载荷的计算.对于单层索网玻璃幕墙，根据风振因数或阵风系数得到的等效静风载荷进行结构的风载荷效应计算，均会得到偏小的位移和内力计算结果，进而导致偏于不安全的风载荷效应的设计计算结果，所以在对重大工程或大尺度索网玻璃幕墙设计计算时必须予以重视.。
浅析建筑幕墙中的点支式玻璃幕墙结构设计实例
浅析建筑幕墙中的点支式玻璃幕墙结构设计实例摘要：玻璃幕墙是集防风挡雨、隔热保温、降低噪音、良好采光等多种功能于一体的建筑外围护装饰装修形式。
现在各类高层和公共建筑上经常采用大面积玻璃板块来装饰其外立面，使建筑物外型别具一格，光亮明快。
作为后起之秀的点支式玻璃幕墙，更是以高通透性和绝佳视野效果等独特的特点从玻璃幕墙中脱颖而出。
本文通过结合实例工程，简要分析了建筑幕墙中的点支式玻璃幕墙结构设计。
关键词：建筑幕墙；点支式玻璃幕墙；结构设计Abstract: the glass curtain wall is the collection the vestibule rain, heat preservation, low noise, good daylighting and other functions in one of the building outside the decoration form. Now all kinds of top and public buildings often use glass plate on large area to decorate the outside elevation, make building exterior having a unique style, light and lively. As a type of promising young point glass curtain wall, but also by the high permeability and perfect vision effect, and other unique characteristics from the glass curtain wall to the fore. This article through engineering examples, this article briefly analyzes the construction curtain wall point supported type glass curtain wall structure design.Key words: the construction curtain wall; Point supported type glass curtain wall; Structure design引言点支式玻璃幕墙的全称为金属支承结构点支式玻璃幕墙。
浅谈单索幕墙的施工
玻璃 面 板 ： 璃 面 板采 用 钢化 夹 胶玻 璃 ， 玻
２ ｌｍｍ 双 钢 化 玻 璃 和 １ ２ ｘ２ ． ｍｍ 聚 乙 烯 醇 缩 丁 醛 ５ （ Ｗ３ 内层压 制而成 ； Ｐ ）
— —
拉 索 安装 时 ， 量 放线 必 须严 格按 施 工工 艺进 测
玻璃配 件／ 缆夹选 用坚 朗的定 型产品 ｓ一 ９ Ｊ ３
２ 单层 索网式 点式玻璃 幕墙 配置 单 层索 网式点 式玻 璃幕 墙 位于 东 立面 ， 积 为 面
３ ５ｍ￣７ ｍ 。 ０
办公 楼 。它一方 面作 为中关 村图书城 中重要 的购物 场所 ， 一 方 面也 提 供娱 乐 、 询 和 沟通 的功 能 。 另 咨
本工 程 外 装 饰 部分 主要 是 由主 动 式 耐 候 玻璃
必须 满足 设计 的承 载力还 需 兼顾外 形 美 观 ； 的 拉 索
伸、 索头 的铸造 生 产过程 中也有 严格 的要 求 。点 式 玻璃 幕 墙 的 钢索 在 安 装 后是 永 久 处 于张 拉 受 力 状 态， 出于 安全考 虑 每条钢 索 在 出厂前 都需 要 进行 预 张拉 。预 张拉 拉力 为钢 索理 论破 断力 的 ５ ％， 经 ０ 需 过 ３次张拉 历时 １ ． ５小时 ，以消除钢索 的部 分 弹性 变形 ， 检测索 头铸造 是否合格 。 并
１ 前 言
幕 （ 内循 环式 热通 道玻 璃幕墙 ） 图 １ 和 索网式 即 （ ）
玻 璃 幕墙 （ ２ 两 大 部分 组 成 ， 两种 幕 墙 都是 当 图 ） 这 时最先进 的幕墙 形式 。并 且整个 建筑立 面运用 多媒 体 手段 ， 整 个 建筑 独 具 魅 力 及 时代 感 ， 使 建成 后 已 成 为首都标 志性 建筑之 一 。下 面仅就单 索幕墙部 分
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单层索网点支承玻璃幕墙的设计与施工实例分析
摘要：单层平面索网玻璃幕墙结构是广泛应用于大型公共建筑
中的一种新型结构形式。为了实现大空间、大通透的建筑效果，满
足人与自然交流的愿望，单层索网点支承玻璃幕墙已广泛应用于现
代建筑之中。这就要求幕墙设计师及幕墙施工、安装人员必须掌握
相关的理论和技术。本文根据自己的认识和体会，就该结构体系的
设计要点、施工工艺与检验标准进行进行阐述。
关键词：单层索网，点支承，玻璃幕墙，设计，施工
某工程中庭立面幕墙：采用单层平面正交索网结构作为点支式
幕墙的支承结构。立面幕墙跨长29．4m、高18．5m。该结构体系
特点是柔性，大变形、结构空间小，几乎无视线遮挡，属于一种先
进的玻璃支承结构体系。
一、 单层索网点支式玻璃幕墙设计
1单层索网结构的工作原理
单层索网作为玻璃幕墙的支撑结构，必须承受幕墙面内及面外
荷载的作用，由于面内荷载一般使单层索受拉，受力模型与钢结构
类似，相对比较简单。当面内荷载或其分力与索的轴线不平行时，
垂直于索轴线的分力使索受侧向荷载，其受力原理与面外荷载作用
相类似；所以，此处着重分析单层索网受面外荷载作用时的工作状
态。
0(预拉力n0)和相对挠度f，就可以满足力学的平衡条件。0(预
拉力n0)的大小与相对挠度容许值[f]是两个关键参数。单层索网点
支承玻璃幕墙，在构造上主要由预应力拉索、连接爪件（接驳爪或
其他形式的夹具）、玻璃面板三部分组成，玻璃的四个角点通过爪
件和索连接，玻璃和玻璃之间采用硅酮密封胶连接。作用于玻璃幕
墙上的平面外荷载通过玻璃的连接机构转化成节点荷载p，节点荷
载p作用在索网结构上，只要在索网中有足够的预应力单层平面索
网体系是柔性的张拉结构，在没有施加预应力(预拉力)之前没有刚
度，体系处于不稳定状态，必须通过施加适当的预应力(预拉力)赋
予其一定的形状，才能承受面外荷载的作用，它的最终承载力与变
形终态的位移有很大关系，其结构刚度又与预应力(预拉力)大小密
切相关，所以在单层索网幕墙设计中，预拉力0 (预拉力n0)和相
对挠度f，就可以满足力学的平衡条件。0(预拉力n0)的大小与相
对挠度容许值[f]是两个关键参数。单层索网点支承玻璃幕墙，在
构造上主要由预应力拉索、连接爪件（接驳爪或其他形式的夹具）、
玻璃面板三部分组成，玻璃的四个角点通过爪件和索连接，玻璃和
玻璃之间采用硅酮密封胶连接。作用于玻璃幕墙上的平面外荷载通
过玻璃的连接机构转化成节点荷载p，节点荷载p作用在索网结构
上，只要在索网中有足够的预应力0(预拉力n0)和相对挠度f，就
可以满足力学的平衡条件。
2设计要点
(1)索网结构与原结构关系索网结构通过耳板与边缘主体结构
预坪件连接。
(2)索网本身受力必须控制在材料强度允许范围内。
(3)主体结构与索网结构的等强连接件必须满足索网受力要求
伏于索网受力、小于主体结构受力)。
(4)水平索施加预应力(120hn)主要承受风荷载：竖向索施加预
应力(15m)主要承受立画幕墒白重。
(5)水平索与竖向索在交汇处位置应错开、外皮相距30mm。
(6)索网的卸载与加荷根据幕墙横向跨度与高度的关系计算出
50年一遇最大风荷载的受力。本工程专门设计了tc-jd-ml拉索过
载保护器作为地震卸荷保护装置：其主要工作原理是在水平受力结
构中确定1个薄弱点：即过载保护器卸力点(300kn±10%)，当地震
力达到该值，保护杆断裂，过载保护器碟簧受压反弹达到平衡状态，
以达到卸荷目的，保护钢索不被拉断(见图1)。通过调节丝筒收紧
正反丝扣给拉索施加预应力。
图1 过载保护器 图2 十字压块
二、 单层索网点支式玻璃幕墙施工工艺
1拉索侧面墙预埋件的施工调整
(1)在钢结构安装时，确定立面幕墙的垂直面(即玻璃外皮垂直
面)，将玻璃外皮投影在地面上，弹出基准墨线。(2)用经纬仪将该
线投测到墙体上，弹线确定埋件的中心线。根据图纸尺寸向室内后
退重54mm，即为拉索柱脚的中心线(垂线)位置。(3)根据玻璃水平
分格线，每层玻璃的标高水平胶缝中线即为每层拉索的水平中心位
置线(水平线)。(4)水平线与垂直线交点即为预埋件的中心点。(5)
根据玻璃水平分格即可确定每件预埋件必须调到的理论位置。(6)
实测每件预埋件现有表面到理论放线的位置，即可确定每件预埋件
的调整量，做好记录。
2支座的安装
(1)将水平支座在地面划好中心交线备用。(2)将调格好的预坤
件棱2．1的放线方法重新放线重侧面预埋件的中心位置。(4)点焊
完毕后重新复测1次，无误后按图纸要求焊接完毕后报验，并涂防
腐、防火涂料。
3 地面支座及水平桁架上支座板的安装
(1)地面预埋件的调整、地面支座的焊接与侧面埋件的处理方法
相同。(2)在地面划出水平桁架支座耳板的中心线。(3)在水平桁架
上划好玻璃分格线，同时测出并画好标高线。(4)将水平桁架上的
中心点与耳板中心线重叠焊好报验。
4水平拉索安装
(1)将过载保护器与水平拉索两端用销轴固定到位。(2)两端同
时用电动葫芦将过载保护器吊到支座安装位置，用销轴固定。(3)
用吊锤钢尺检验垂直度偏差，正旋拧紧调整螺丝，将拉索收紧到初
步预应力阶段，以螺丝水平进出位移值控制。(4)用水准仪测量水
平位置偏差，允许偏差为±3mm。用测力扳手轮流按80%、90%、95%、
100%4级施加拉力；每级按对称原则逐根拉紧，每级每次拉力偏差
不超过b%。水平索拉紧顺序为：1，11，10，2，3，9，8，4，5，7，
6(拉索按自上而下顺序编号)。
5竖直拉索安装
(1)将拉索两端调整丝调到最近距离，以能锁上为宜。(2)在水
平桁架上端固定重个定滑轮：吊装上端拉索。(3)先固定上端拉索
头，再固定下端拉索头。(4)同时收紧两端紧固丝，至最初加力状
态，依次安装(方法同水平拉索)。垂直索拉紧顺序为：1，15，14，
2，3，13，12，4，5，11，10，6，7，9，8(拉索按自左而右顺序
编号)。
6预应力的施加
(1)水平拉索预应力施加
4人分别在水平拉索两端用扳手同时收紧螺丝加力，加力值根据
技术部门提供的索头水平位移来控制。
(2)竖直拉索预应力施加
直接在拉索头上用扳手调整，方法同水平索。
张拉索的预应力施加：可采用控制旋紧索具接头螺纹副的旋紧
力矩了方法进行。此时，根据索具接头螺纹规格尺寸及预紧力矩值：
采用扭力矩扳手，控制旋紧螺母的旋紧力矩大小：达到预紧力的要
求。
（1）
式中：f—预紧力（n）
a—螺纹升角
e —螺纹当量摩擦系数，取0.5;
d—螺纹中径（mm）
(1)式简化为 。
7 十字压块的安装
竖向及水平拉索预应力施加完毕．在十字正交点安装压块，用
螺丝压紧即可(见图2)。
8不锈钢爪安装
(1)不锈钢爪用螺丝与拉索压块连接。
(2)用水平尺在水平与竖直方向调整钢爪位置，紧固螺母，固定
钢爪。
9 玻璃安装
(1)用电动葫芦、专用布带捆绑玻璃，下面用2根拉绳保持吊装
的稳定性。上好扣件，扣件与玻璃间打少量密封胶防渗漏。(2)起
吊玻璃至安装位置，用扳手将扣件与钢爪固定，拧紧螺丝。
三、单层索网点支式玻璃幕墙检验标准
1 立面拉索耳板
执行瑚结构工程施工质量验收规范>>gb50205-2001第5．2．4
条中二级焊缝的标准。定位轴线偏差控制在+-3mm，采用钢尺测量。
2过载保护器安装验收标准
按设计要求安装，各受力杆安装应力误差控制在±10％以内。
3 竖向、水平向拉索安装验收
竖向拉索应力允偏差不超过设计值的±5%；水平拉索不超过±
10%。安装垂直度、水不偏差均<3mm。用吊锤、水准仪检测偏差；
应力的测量则可采用传感器、扭力扳手和伸长量换算等方式。
参考文献:
[1]王德勤.单层悬索结构在建筑幕墙中的应用[j]中国建筑装
饰装修.2004，1
[2]黄诚张宇孔维祥.单层平面索网点支式玻璃幕墙设计与施工.
中国幕墙网.2005，6
[3]刘长龙、赵西安.哈尔滨国际体育会展中心预拉力单索幕墙
设计与分析.中国幕墙网2009，6
作者简介：何辉灿，1976年12月4日生，男，汉族，衡南人，
初级工程师，现供职深圳市科源建设集团有限公司，研究方向：玻
璃幕墙。
注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。