第一章玻璃幕墙结构的概述
第一章 玻璃幕墙结构概述
本章主要内容
§1.1 玻璃结构的建筑表现形式 §1.2 玻璃幕墙的定义、分类 §1.3 玻璃幕墙的发展
worse
§1.4 我国玻璃幕墙的应用状况 §1.5 玻璃幕墙的研究现状
《建筑幕墙结构 》
§1.1 玻璃结构的建筑表现形式 §1.2 玻璃幕墙的定义、分类 §1.3 玻璃幕墙的发展 §1.4 我国玻璃幕墙的应用状况 §1.5 玻璃幕墙的研究现状
§1.1 玻璃建筑表现形式
玻璃材料
材 料 脆 性
σ
（该方面内容 详见第二章）
ε 玻璃材料的本构关系
玻璃结构 木结构 砖结构 钢混结构 钢结构 建筑结构
玻璃工业发展
装饰材料
worse
结构材料
钢化、半钢化和夹 层玻璃的出现
玻璃的建筑表现形式：
（1）玻璃幕墙； （2）玻璃屋顶与雨蓬； （3）防坠落玻璃； （4）可行走玻璃； （5）玻璃支承构件(梁、柱)。
《建筑幕墙结构 》
§1.1 玻璃建筑表现形式
形式1：玻璃幕墙
玻 璃 肋 点 式 幕 墙
worse
《建筑幕墙结构 》
§1.1 玻璃建筑表现形式
形式1(续)：玻璃幕墙
明 框 幕 墙
worse
《建筑幕墙结构 》
§1.1 玻璃建筑表现形式
形式2：玻璃屋顶与雨蓬
玻 璃 采 光 顶
worse
《建筑幕墙结构 》
§1.1 玻璃建筑表现形式
形式2(续)：玻璃屋顶与雨蓬
玻 璃 雨 蓬
worse
《建筑幕墙结构 》
§1.1 玻璃建筑表现形式
形式3：防坠落玻璃
A类：防坠落功能全部由玻璃承担。 B类：在玻璃栏杆上有一连续的扶手，此时，玻璃和扶手同时承担荷载。
玻 璃 栏 杆
worse
《建筑幕墙结构 》
§1.1 玻璃建筑表现形式
形式4：可行走玻璃
玻 璃 楼 梯
worse
《建筑幕墙结构 》
§1.1 玻璃建筑表现形式
形式4：可行走玻璃(续)
玻 璃 天 桥
worse
《建筑幕墙结构 》
§1.1 玻璃建筑表现形式
形式5：玻璃支承构件(梁、柱)
玻璃作为梁、柱、受压单元等，采用玻璃作为支承构件时，必须 考虑整个系统的安全性，即要求构件损伤时整个结构不发生破坏。
玻 璃 梁
worse
《建筑幕墙结构 》
§1.1 玻璃结构的建筑表现形式 §1.2 玻璃幕墙的定义、分类 §1.3 玻璃幕墙的发展 §1.4 我国玻璃幕墙的应用状况 §1.5 玻璃幕墙的研究现状
§1.2 玻璃幕墙的定义
建筑幕墙的定义：
由支承结构体系与面板组成的、 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 结构或装饰性结构。
特点：
1、属于外维护结构； 2、悬挂在主体结构之外，可以随主 体结构发生形变 3、可以承受力的作用，把受力传 递给主体结构 4、具有装饰性
《建筑幕墙结构 》
§1.2 玻璃幕墙的分类
玻璃幕墙按照构造和安装施工方法，一般可以分为以下几类：
明框玻璃幕墙 框式玻璃幕墙 半隐框玻璃幕墙
隐框玻璃幕墙 单元式玻璃幕墙 玻璃肋点式玻璃幕墙
玻璃幕墙
点式玻璃幕墙
单柱式、桁架式点式玻璃幕墙 拉索式、拉杆式点式玻璃幕墙 索网式点式玻璃幕墙 下端支承式全玻璃幕墙
全玻璃幕墙 悬挂式全玻璃幕墙
《建筑幕墙结构 》
§1.2 玻璃幕墙的分类
明框玻璃幕墙
明框玻璃幕墙中金属框架的构件显 露于玻璃面板外，玻璃面板采用镶嵌 或压扣等机械方式固定在金属框内， 金属一般为铝合金。 优点：① 外露铝合金型材，金属质感强。
② 相对于隐框来说，它是通过镶嵌 或压扣等机械方式固定玻璃面 板，安全度高。 ③ 相对与单元幕墙来说，造价比较 底，应用最为广泛。 ④ 施工比较方便、容易。
框支式玻璃幕墙
缺点：① 相对单元幕墙来说，施工周期较
长。 ② 安装精度不高。
《建筑幕墙结构 》
明框幕墙可采用多种形状和造型的金属扣条从而达到不同的装饰 效果!
§1.2 玻璃幕墙的分类
隐框玻璃幕墙
隐框玻璃幕墙是采用结构胶装配安装玻 璃的幕墙。玻璃用硅酮结构密封胶缝固定 在金属框上，金属框再通过机械方式连接 在骨料上。所以玻璃外表面没有框料明 露，形成大面积的全玻璃镜面。
框支式玻璃幕墙
《建筑幕墙结构 》
铝合金横梁
铝合金立柱 结构胶 结构胶 中空玻璃
中空玻璃
隐框幕墙的外立面主要由胶与玻璃，看不见装饰扣条，形成整个 镜面效果!
框支幕墙典型连接节点
动画演示
§1.2 玻璃幕墙的分类
单元式玻璃幕墙
单元式幕墙是在工厂将各构件预拼装成 一定大小的安装单元然后运到现场进行安 装的一种施工方法。其高度要等于或大于 一个楼层，运往工地后可直接固定在主体 结构上。每个单元组件上、下（左、右） 框对插形成组合杆，完成单元组件间接 缝，最终形成整幅幕墙。 优点：① ② 缺点：① ② 相对框架幕墙来说，施工周期短； 安装精度高。 相对框架幕墙来说，造价较高； 运输不方便。
单元式玻璃幕墙
《建筑幕墙结构 》
单元幕墙典型连接节点
动画演示
§1.2 玻璃幕墙的分类
玻璃肋支承点支式玻璃幕墙
点支式玻璃幕墙
这种玻璃幕墙中玻璃面板将外部风压力和吸力传递给起梁作用的玻璃肋。 其主要特点是通透性强，构造简洁。
《建筑幕墙结构 》
§1.2 玻璃幕墙的分类
单柱式支承点支式玻璃幕墙
点支式玻璃幕墙
这种玻璃幕墙是用单根钢管、工字梁或方柱作为受力支承结构。其主要特 点为构造简洁，占地面积小，有建筑韵律感。
《建筑幕墙结构 》
§1.2 玻璃幕墙的分类
桁架式支承点支式玻璃幕墙
点支式玻璃幕墙
这种玻璃幕墙使用各种桁架结构，如平行弦桁架、三角形
桁架等作为受力 支承结构。其特点是将钢结构的雄浑构造美和玻璃的“透”完美结合。
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§1.2 玻璃幕墙的分类
拉杆式支承点支式玻璃幕墙
点支式玻璃幕墙
该类幕墙是用圆钢拉杆及悬空连接杆组成空间受力拉杆体系作为受力支承 结构，其特点是拉杆受拉，连接杆受压。因拉杆直径较细，整个受力结构体 系轻盈、飘逸，通透性较好，但安装调试难度较大，且造价较高。
《建筑幕墙结构 》
§1.2 玻璃幕墙的分类
拉索式支承点支式玻璃幕墙
点支式玻璃幕墙
索杆式是点支式玻璃幕墙中应用最广的支承结构形式，由钢铰线和悬空连 接杆张拉成空间索桁架。其特点是承载能力强，轻盈美观，通透性好，技术 难度大，是高科技和现代建筑艺术的完美结合。
《建筑幕墙结构 》
§1.2 玻璃幕墙的分类
索网支承点支式玻璃幕墙
点支式玻璃幕墙
该结构体系是对拉索拉杆桁架结构的简化，将拉紧的钢索平行的布置在 玻璃接缝的后面，取消了部分构件，将玻璃结构的通透性提高到最大限度。
细部详图
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§1.2 玻璃幕墙的分类
全玻璃幕墙
全玻璃幕墙
全玻幕墙是一种全透明、全视野的玻璃幕墙，利用玻璃的透明性，追求 建筑物内外空间的流通和融合。 全玻幕墙是由玻璃肋和玻璃面板构成的玻璃幕墙。根据支承方式的不 同，可以分为：下端支承式（座地式）、吊挂式两种。
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§1.1 玻璃结构的建筑表现形式 §1.2 玻璃幕墙的定义、分类 §1.3 玻璃幕墙的发展 §1.4 我国玻璃幕墙的应用状况 §1.5 玻璃幕墙的研究现状
§1.3 玻璃幕墙的发展
玻璃幕墙的发展大致可以分为四个阶段：
第一代（1850-1950）：国外的准幕墙最早出现的玻璃幕墙是在1917年美国 旧金山的哈里德大厦。真正意义上的玻璃幕墙是上 世纪五十年代初建成的纽约利华大厦和联合国大厦。 (框式幕墙) 第二代（1950-1980）：比较简单的幕墙开始大量的出现。(框式幕墙、单 元幕墙） 第三代（1980-至今）：幕墙体系更完备，各种新型材料的运用，细部处理 更合理。(点式幕墙、玻璃肋幕墙及各种新型墙） 第四代（2000-至今）：在绿色节能的倡导下，双层呼吸式幕墙、光电幕墙 应运而生。
《建筑幕墙结构 》
§1.3 玻璃幕墙的发展
明框幕墙
1917年美国旧金山 （SanFransisico） 哈里德大厦 （Willis Polks Hallidie）——世界上 第一块玻璃幕墙
《建筑幕墙结构 》
§1.3 玻璃幕墙的发展
明 框 幕 墙
1950年纽约（New York）利华大厦（Lever Building,22层）
《建筑幕墙结构 》
§1.1 玻璃结构的建筑表现形式 §1.2 玻璃幕墙的定义、分类 §1.3 玻璃幕墙的发展 §1.
4 我国玻璃幕墙的应用状况 §1.5 玻璃幕墙的研究现状
§1.4 我国幕墙应用状况
20世纪80年代以来，我国的一些大中城市开始在公共建筑，如 商场、宾馆、写字楼、体育馆和机场等，广泛使用有框（包括隐 框、半隐框）玻璃幕墙，为美化城市做出了很大贡献。 我国第一个现代玻璃幕墙高层建筑——北京长城饭店于1985年 竣工。该工程玻璃幕墙建筑的设计和施工均由外商负责。玻璃幕 墙建筑将建筑外围护墙的防风、防雨、保温、隔热、防噪音等使 用功能与建筑装饰功能有机地融合为一体，从而受到业主和建筑 师的青睐。北京长城饭店首开国内建筑采用玻璃幕墙之先河。 随后，在全国各地陆续出现了许多玻璃幕墙建筑，如北京的京 广中心、国贸中心、港澳中心；上海的联谊大厦、国际贸易中心 、瑞金宾馆；广州的白天鹅宾馆等等。
《建筑幕墙结构 》
§1.4 我国幕墙应用状况
北京长城饭店 京广中心
《建筑幕墙结构 》
§1.4 我国幕墙应用状况
进入90年代，我国也成功地引入了点支式玻璃幕墙技术。北京市迎接建国 50周年的献礼工程-北京植物园植物展览温室主体结构是由几十榀不同高度、 不同跨度，不在同一平面内的钢架组成。由于采用了点支式玻璃结构体系， 更完美地体现了建筑艺术的魅力。
北京植物园
《建筑幕墙结构 》
§1.4 我国幕墙应用状况
上海大剧院采用了点支式玻璃幕墙体系，建筑风格新颖别致，融汇了东西方 的文化韵味，白色弧形拱顶和具有光感的玻璃幕墙有机结合，在灯光的烘托下， 宛若一座水晶宫殿。
上海大剧院点支式玻璃幕墙
《建筑幕墙结构 》
§1.4 我国幕墙应用状况
随着光电材料的发展，LED逐渐运用到大型玻璃幕墙上，位于上 海市浦东新区陆家嘴黄金地段的震旦国际大厦则完美的把LED显示 屏与玻璃幕墙结合起来。
震旦国际大厦设计介绍
建筑高度约180m，其幕墙采用明框单元式结构，玻璃采用美国 金色反射全钢化玻璃、台湾银色反射全钢化玻璃。设计师利用其 独特的地势优越，采用大弧面和立面折线形式相结合，金色与银 色相融合，LED夜间发光设置与江面的熠熠灯光相汇合，簇拥之 下，将大楼雕琢成为浦江现代都市景观标志之一。
《建筑幕墙结构 》
§1.4 我国幕墙应用状况
震旦国际大厦
《建筑幕墙结构 》
§1.4 我国幕墙应用状况
挥其独特的优点。双层幕墙不同于传统的单层幕墙，它由内、外两道幕墙 组成。内外幕墙之间形成一个相对封闭的空间，空气可以从下部进风口进 入这一空间，又从上部排风口离开这一空间，这一空间经常处于空气流动 状态，称之为热通道。 降低空调能耗 充分利
用太阳能
近年来，随着国家对节能和环保要求的越来越高,双层幕墙越来越发
通 风 换 气 示 意 图
双层幕墙 优点
循环通风 提高隔声性能 减少恶劣气候的影响
《建筑幕墙结构 》
§1.4 我国幕墙应用状况
北 京 金 融 街 B7 大 厦
双层幕墙
外层点式幕墙为钢支撑，幕墙包括水平 分格铝槽、可开启遮阳百页等。内层为 明框玻璃幕墙，幕墙包括铝通气隔栅。
《建筑幕墙结构 》
§1.1 玻璃结构的建筑表现形式 §1.2 玻璃幕墙的定义、分类 §1.3 玻璃幕墙的发展 §1.4 我国玻璃幕墙的应用状况 §1.5 玻璃幕墙的研究现状
§1.5 玻璃幕墙研究现状
1、研究情况
① 玻璃材料性能和新型玻璃的研究 玻璃作为工程材料，同时满足建筑和结构两方面的功能要求。 在对玻璃的力学化学特性进行深入研究的基础上，发展了中空玻璃、 防火玻璃、冷弯玻璃等制作和深加工技术；发展了夹层玻璃、钢化玻璃 和半钢化玻璃等，克服玻璃脆性和提高玻璃强度的深加工技术。 近十年的研究主要集中在玻璃与其他材料进行组合的结构单元的研究 方面，包括玻璃－木材、玻璃－钢或索等组合构件的研究和应用。 ② 玻璃连接节点的研究 玻璃密封结构胶、点支式玻璃的连接件和爪件等，连接材料和连接件 已经形成了系列化和产品化。
《建筑幕墙结构 》
§1.5 玻璃幕墙研究现状
③ 新型结构体系的研究
除了传统的全玻、框式和点支式结构体系之外，各类新型结构体系的研究和应 用吸引了众多设计和研究人员的兴趣。钢索网－玻璃体系、组合结构体系等是目前 玻璃结构研究和应用的热点。
④ 玻璃构件和结构承载能力的研究
关于玻璃构件（梁、柱等）和各类结构体系承载能力的研究是目前的研究热点 之一。研究工作涉及各类玻璃结构体系承载能力的计算模型、承载能力的时间效 应、玻璃参与共同工作等各方面的问题。
⑤ 玻璃结构设计理论的研究
如何在设计中考虑玻璃的脆性材料特性，是玻璃结构设计研究的重点。目前， 有关学者正在进行以基于可靠度理论的极限状态设计法代替基于安全系数的容许 应力设计法。
《建筑幕墙结构 》
§1.5 玻璃幕墙研究现状
2、研究成果
国内对于玻璃幕墙结构的研究成果已经逐渐增多，主要如下： 建筑结构荷载规范（GB50009）规定了阵风系数。 《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》（GB/T18575）国家标准。 2001年《点支式玻璃幕墙工程技术规程》CECS127:2001 2003年颁布了《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ102-2003） 2008年颁布了《铝合金结构设计规范》（GB50429-2007） 同时，随着幕墙的不断发展，关于幕墙结构方面的专利也在不断增 多，所以
这些研究成果将促使幕墙结构不断发展。
《建筑幕墙结构 》
同济大学《建筑幕墙结构》
谢谢聆听!