外挂肋玻方案对比最终

时间：2025-07-09

四平科技公园二期配套用房幕墙工程

主楼外挂玻璃肋

三种设计方案的对比分析报告

深圳市三鑫特种玻璃技术股份有限公司

二○○四年十一月

一、设计概述

与其地标性建筑的地位相适应，科技公园二期配套用房主楼的外挂玻璃肋式单元幕墙是四平科技公园二期配套用房的一大亮点，也是其幕墙设计施工的难点之一，设计该玻璃肋所选用的先进材料及有限元计算方法更是该建筑富有高科技含量的体现。

我公司在尽可能充分领会建筑师设计意图的基础上，通过恰当选用材料和精确计算，攻克了外挂玻璃肋设计中遇到的两大技术难关。一是外挂玻璃肋夹层材料的选用，二是对玻璃肋支承固定形式的确定及在此基础上通过有限元方法分析了玻璃肋的受力情况，确保玻璃肋的安全。

本文重点论述对外挂玻璃肋三种固定连接方案的对比分析。

四平科技公园二期配套用房幕墙工程竖向外挂玻璃肋的连接设计

方案二：玻璃肋一边与面玻通过结构胶粘接，上下端各开二个水平间方案二距 110mm 的直径 36mm 的玻璃孔与不锈钢转接件通过二个万向球铰连接，见图 1.2;

图 1.2 方案二玻璃肋开孔示意图方案三：玻璃肋一边与面玻通过结构胶粘接，上下端各开二个上下间方案三距 80mm 的直径 36mm 的玻璃孔与不锈钢转接件通过二个万向球铰连接，见图 1.3;

图 1.3 方案三玻璃肋开孔示意图2

深圳市三鑫特种玻璃技术股份有限公司

为增强可比性，三种方案采用同一规格玻璃肋，为8+1.14EVA+8钢化夹层玻璃。宽250mm，计算长度取为3500mm。其中夹层EVA材料假定不参与受力。玻璃肋受到的荷载采用同一荷载。在这里，玻璃肋受到的主要荷载为由面板传递到肋长边上的垂直于幕墙平面并且为于玻璃肋平面的水平线荷载，幕墙单元上的面板为四边简支板，因此其荷载分别由四个边传递给铝合金横梁和竖向玻璃肋。其中玻璃肋承受的荷载面积为图1.4中的阴影部分所示。每两个玻璃肋间距为1520mm。取主楼墙角处幕墙单元为研究对象。(1)此处幕墙面板受到的组合面荷载设计值为4.68kPa，标准值3.37 kPa。（具体荷载计算过程可参见我司计算书第5页幕墙面板计算部份。）(2)此处幕墙面板自重标准值Gk＝0.0256×24＝0.61kPa，设计值G＝0.737kPa，认为玻璃肋有幕墙重量的作用；以上两项荷载由幕墙面板传递到玻璃肋上；

二、方案一计算结果

1、计算方法：以玻璃肋为计算对象，采用知名有限元分析软件ANSYS进行有限元分析，其中球铰部位约束的模拟是技术重点之一，要能有效避免在玻璃开孔部位产生由模型简化缺陷导致的应力奇异，该技术已经经过了大量工程实践的检验。

2、计算结果表明，

玻璃肋在跨中产生的应力，为43.1MPa，＜58.8MPa，见图2.1，满足玻璃侧面强度设计要求。

玻璃肋最大变形也在跨中，为17.063mm＜3500/200＝17.5mm，见图2.2，满足挠度设计要求。

玻璃肋受侧向荷载作用扭转，平面外位移为13.968mm；见图2.3；

其中人们较为关注的孔边应力为25.11MPa＜58.8MPa ，图2.4，满足玻璃侧面强度设计要求。

图2.1 方案一玻璃应力云图

图2.2 方案一玻璃变形云图

图2.3方案一玻璃肋扭转变形云图

图2.4 方案一玻璃孔边应力云图

图2.5 方案一整体计算模型图