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。