點式支承玻璃建筑是一種新型的建筑形式(圖1),它把玻璃和建筑的主體結構通過金屬連接件組合在一起,共同承受外荷載作用[1]。

　　雖然這種建筑得到了越來越廣泛的應用,但其中金屬連接件承載能力的計算卻沒有明確的設計公式,一直以來都是借鑒國外的經驗。連接件承載性能的理論、試驗及有限元分析結果表明[2],試驗與有限元分析的結果吻合良好,但由于應力集中的影響,通過試驗和有限元分析得到的連接件承載力要比理論分析結果小。在工程設計中采用試驗和有限元分析方法來計算連接件的承載力是很困難的,通常都希望能夠給出基于試驗和有限元計算結果的修正簡化設計公式。

　　由于目前對連接件承載性能的研究較少,連接件的設計方法都未能考慮材料特點及相對于玻璃的強度儲備,因此現有的連接件都比較粗大笨重,沒有充分利用材料的力學性能。同時為了達到建筑上的美觀效果,現在的點式支承玻璃結構都希望設計輕型的柔性支承體系,這就要求連接件的外形也隨之變小,能與支承體系相稱。另外,為降低連接件的重量,還可考慮使用新型合金材料(如鋁合金)制造連接件。以上的分析都表明,對現有的連接件可以做進一步的優化,以節省材料,減輕重量。


　　1　金屬連接件的形式和材料性能
　　金屬連接件由緊固件(扣件)和支承件(爪件)組成。支承件的中部固定在主體結構上,各肢的端部和緊固件的螺桿連接在一起;緊固件的端部則套在玻璃板角點的圓孔內,起到固定玻璃板的作用。緊固件按照連接方式可分為固接浮頭型、固接沉頭型、鉸接浮頭型和鉸接沉頭型四種。支承件按照形狀可分為X型、H型、I型和圓盤滑動型[3]。本文研究的對象是北京植物園玻璃溫室中應用的典型緊固件和支承件(圖2、圖3)。

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