钢结构明框玻璃幕墙图纸(精巧的钢结构连接)
钢结构明框玻璃幕墙图纸(精巧的钢结构连接)上海东方艺术中心各种接驳金属件点支式全玻幕墙面板固定的形式常有以下三种:钻孔固定式:玻璃钻孔后以金属结构件固定,通过特殊的金属驳接爪固定于背后支撑结构上,即常称的DPG(Dot Pointed Glass)方式,这也是国内点支式全玻幕墙采用最多的模式。图1 不同的开孔式点支玻璃构造示意图
点支式玻璃幕墙是一种以精巧的钢连接构件(一般为不锈钢)以点支承的方式(每块玻璃为四点固定最为常见)将无框安全玻璃与内部或外部的支撑结构固定在一起的一种玻璃幕墙结构系统。
德国柏林索尼中心的点支式玻璃幕墙
建筑师:海墨特·扬(Helmut Jahn)
点支式全玻幕墙玻璃面板固定的形式
点支式全玻幕墙面板固定的形式常有以下三种:
钻孔固定式:玻璃钻孔后以金属结构件固定,通过特殊的金属驳接爪固定于背后支撑结构上,即常称的DPG(Dot Pointed Glass)方式,这也是国内点支式全玻幕墙采用最多的模式。
图1 不同的开孔式点支玻璃构造示意图
各种接驳金属件
上海东方艺术中心
建筑师:保罗.安德鲁
钢管结构支承的异形点支式玻璃幕墙,不锈钢支承头隐藏于夹层玻璃中,远看幕墙如同全隐框胶粘玻璃幕墙。
夹固式点支幕墙的典型示意图
采用夹固式的点支玻璃幕墙最大的优点在于玻璃无需钻孔,避免了玻璃开孔后的应力集中,简化了施工程序,降低了成本。这种模式更为适合中空玻璃面板,避免两片玻璃穿孔及孔周圈的密封,减少中空玻璃失效的几率。
法国巴黎德方斯新区某建筑特殊的金属夹固件形成了玻璃幕墙的特殊肌理。
(本建筑幕墙应该是传统框架式玻璃幕墙 夹固件的构造,虽然从受力特征上不属于点支承玻璃幕墙,但作为夹固件的形式可以参考。)
不同形式的点支式玻璃幕墙面板固定形式示意图
点支式玻璃幕墙的玻璃面板的划分形式从理论上讲可以有多种选择,考虑到经济投入,实际中一般多为横平竖直的矩形,偶尔也有一些其他规则的形式如菱形、三角形。
某建筑呈菱形布置的玻璃面板(钢管柱体支撑结构)
匈牙利布达佩斯某建筑双层幕墙外层(非密闭)的点支式三角形玻璃板块及菱形钢管支承网架
点支式玻璃幕墙支撑结构形式
点支式玻璃幕墙根据其背后支撑结构的形式大致可分为以下类型:
点支式玻璃幕墙支撑结构形式示意图
(由左-右,由上-下分别为:玻璃肋、柱体、桁架、索网、拉杆、索杆、索桁架支承结构)
(1)玻璃肋板支承式:以玻璃肋板作为支撑结构。优点是幕墙中遮挡结构减至最少,缺点是受玻璃肋板结构特性制约,玻璃幕墙的高度受较大制约,在某些幕墙中为解决这一问题,采用金属构件连接玻璃肋、附加金属键固定玻璃肋的方式。为提高肋板强度、保证安全,玻璃肋板一般应采用钢化夹胶玻璃。国内单片玻璃肋的高度已有达到8米的,钢板连接的玻璃肋的高度甚至达到16米。
日本仙台媒体中心
建筑师:伊东丰雄
双层幕墙外层的夹固式点支幕墙采用玻璃肋板 拉杆支撑
(2)常规柱体支撑式:以钢管柱、混凝土柱等传统柱体作结构支撑体系,结构简单易行且高度一般不受影响。有些高大幕墙为保证柱的稳定性又根据结构需要增加了必要的横向支撑杆件形成双向受力体系。
上海东方艺术中心点支式玻璃幕墙的圆弧形柱状支承结构,为保证整体稳定性又增加了横向连接杆件,形成了面状的双向整体支撑结构。
(3)钢桁架支撑式:以钢管桁架为支撑结构,结构简单易行,幕墙高度根据桁架结构确定。桁架的形式多种多样,常见的有梯形、鱼腹形。由于钢桁架在整个幕墙系统中的视觉分量较重,如设计不当或加工精度不够反而会破坏幕墙的整体形式。
某建筑的鱼腹形钢桁架支撑结构
(4)钢拉杆支撑式:以钢拉杆通过连接件组成空间受力网杆体系支承玻璃幕墙。拉杆受拉、连接杆受压,一般杆件直径较小,形式轻盈优美,通透性较好。钢拉杆支撑式施工技术要求高,造价相对较高。
德国柏林波茨坦广场索尼中心Esplanade酒店
建筑师:海墨特·扬(Helmut Jahn)
作为内层墙体保护层的外层点支式幕墙(参见玻璃幕墙外层的双层墙体),采用钢拉杆支承结构。
典型的拉杆支撑体系细部
(5)索杆支撑式:以钢索(一般为不锈钢绞线、高强包铝钢绞线)通过连接杆张拉成空间受力索桁体系支承玻璃幕墙。钢索受拉、连接杆受压,整体为柔性体系,承受水平荷载(风荷载)能力强。索杆支撑式整体形式轻盈优美,与钢拉杆支撑式形式类似,只不过以钢拉索替代了钢拉杆。
典型的索杆支撑体系细部
(6)索桁架支撑式:以钢索、柱体组合而成的一种类似于桁架的自平衡支撑结构。由于加入了柱体,结构更为稳定,由于加入了拉索及连接拉杆,柱的断面尺寸可以更小。
(7)索网支撑式:为区分于索杆式的双道钢索又常称为单层索网式。
北京新保利大厦
建筑师:SOM 事务所
超大规模的双向索网支承结构 夹固式点支玻璃幕墙。
北京中青旅大厦中分割为几个单元的索网点支式玻璃幕墙
建筑师:GMP事务所
索网点支式玻璃幕墙
在上述的支承结构基础上,也可以将两种或两种以上的体系复合在一起形成更为复杂的支承结构。
多种形式复合的支承体系
德国柏林中央火车站
建筑师:GMP事务所
钢索和玻璃肋板组合而成的复杂索杆体系
英国自然历史博物馆新建建筑
点支式玻璃幕墙采用固定于层间梁板处的超大尺度的星形支撑结构,形式复杂但受力逻辑简单清晰。
点支玻璃的构造方式同样可以运用于屋面、雨蓬甚至玻璃地板。
德国柏林国家体育场的看台雨棚采用了点支式玻璃构造
建筑师:GMP事务所
日本东京国立美术馆
建筑师:黑川纪章
采用点支式固定构造的印刷玻璃遮阳白页
本文作者褚智勇,东南大学建筑系工学学士,北京建筑工程学院建筑学硕士,教授级高级建筑师,一级注册建筑师,现任教于北京工业大学建筑与城市规划学院。曾著有建筑材料与构造类畅销书《建筑设计的材料语言》。
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