浅谈三支点连续梁在幕墙设计中的运用

1 建筑幕墙的概念

建筑幕墙又叫做悬挂墙，由面板和后面的支承结构组成，具备有一定位移能力或者自身有一定变形能力，不承受主体结构所受作用，作为建筑外围护墙或者装饰性结构。建筑幕墙的面板常用铝板、玻璃、石板与陶瓷板等材质；支承结构通常使用钢结构、铝横梁立柱、玻璃肋等结构。建筑幕墙一般是装饰效果较好的轻质墙体，因此在现代型建筑和高层建筑的装饰装修过程中得到广泛应用。建筑幕墙按照其是否密闭，可以分为封闭式和开放式两种形式。按照主要支承结构形式又可以被分为单元式、点支承、构件式、全玻、智能型呼吸式幕墙。随着建筑幕墙产业的发展，如今幕墙已经可以从各个方面来满足业主们的不同需求。不同类别的幕墙有着不同的优势，如：目前采用较多的幕墙结构形式是构件式幕墙，它的优点是施工手段灵活，工艺成熟；建筑幕墙领域最具普及价值和发展优势的幕墙形式是单元式幕墙；点支承式幕墙能最大程度的满足不同建筑师及工程业主的需求，营造出客户满意的建筑结构与外立面效果；全玻幕墙具有较高的美感，可以表达建筑装饰的艺术感、层次感和立体感；而智能型呼吸式幕墙则能够使用户体验到减少能源消耗，做到绿色环保，真正让业主感受到冬暖夏凉，减少极端环境带来的不适。

2 建筑幕墙的优点

2.1 质量轻

2.2 安装速度快

因为建筑幕墙主要是由型材和各种板材组成，用材固定规格标准，可工业化生产，再加上施工简单，无湿作业，操作工序少的优势，所以幕墙的施工速度较快。

2.3 艺术效果好

幕墙冲破了传统的窗与墙的建筑界限，并巧妙地将二者结合在一起，从而造就了其他材料不可比拟的艺术效果。它可以使建筑物更好的表达出艺术的美感，可以从不同角度呈现出来不同的色调，从而给人以动态的美感。这种神奇独特的光亮艺术效果与周围的环境有机融合在一起，使得内外景色有机的融为一体，美轮美奂。

2.4 更新维修方便

因为幕墙所使用的材料单一、质轻、安装简单，所以在幕墙常年使用损坏时，改换新的立面非常快捷方便，而且后期的维修也较为简单。

3 三支点连续梁在幕墙设计中的应用和意义

出于幕墙工程安全性的考虑，幕墙设计时必须进行幕墙立柱的强度和挠度计算，并且保证其强度与挠度要在规范所允许的范围之内。幕墙设计时目前普遍使用的是简支梁，就是梁两端搭在两个支撑物之上，一端铰接另一端固定，这种只有两端连接在柱子上的梁主要是来承受弯矩的单跨结构，基本都为静定结构。而连续梁指的是具有三个以上的支承点个数，可以简化为超静定结构计算模式，并在简支梁的基础之上，中间的结构也有了柱子支撑的梁，这样就使得相同柱距的连续梁要比简支梁的受力条件要好一些，能够起到减小断面尺寸从而节省材料。

4 三支点连续梁与幕墙设计的优化

幕墙的优化设计，不光只是指计算优化，还需要从幕墙的立面分格、节能系统的设计与选择、结构的计算等多个方面同时入手考虑，以得到综合的优化设计方案。在符合相关规范要求的范围内，应用三支点连续梁来改善优化幕墙结构，来实现幕墙的设计更合理化，还能达到节省成本、施工操作简约化的目的。

三支点连续梁是属于多跨静定结构的，可以利用已有的计算公式更加直接明了地分析出幕墙系统的性能、安装、构造和维护，以达到节点系统的合理化。如果相邻立柱之间的间距固定，那么建筑幕墙的立柱支点间的间距就会影响立柱的强度计算，然而挠度受支点间的间距影响的同时，还受连续梁支点的约束和支点数量情况的影响。

在建筑幕墙结构设计中，三支点连续梁的立柱水平方向的作用力可以认为是线性均布荷载，而通过考虑其作用方式和约束情况，运用材料力学上的计算方法，就可以确定最大变形发生的位置，并且还可以利用长跨段与整垮的长度比来计算求得连续梁上弯矩的最大值。同时也可以求得连续梁跨段的各个位置上的挠度，并结合表1三支点连续梁的最大位移系数表，从而得出解析式中的最大值。

在立柱所受荷载的计算时，需要考虑的荷载有：风荷载、玻璃自重荷载与地震荷载。风荷载需要考虑水平方向和垂直方向的设计值。在弯矩计算时，构件的轴向拉应力应和水平方向的弯曲应力要同时参考，只有这样才能检验出立柱的弯曲是否满足规范的要求。另外，因为幕墙的支承点会受到主体结构的高度以及位置的影响，仅仅依靠计算出的理论弯矩值和最大挠度值通常都会具有一定的偏差，因此要求在具体的施工过程中，必须要根据实际情况，因地制宜，随时灵活地调整墙其它支承点的位置来满足整体幕墙的优化设计。在建筑幕墙设计中，应该优先考虑三支点连续梁，这样既能提高工程的安全性能，又能为工程节省材料和成本，也更加有利于环保节能。

5 结束语

如今我国国内幕墙行业市场迅猛发展，幕墙的需求量也随之增大，同时对幕墙的质量要求也越来越高。采用三支点连续梁式的幕墙结构，在满足幕墙的美观、节能、易维护的同时，又能够很好使立柱的强度和挠度满足规范要求，从而保证工程的安全性。三支点连续梁在幕墙设计中的使用，在并不改变立柱截面大小的情况下，能够让立柱所承受的弯矩和产生变形减小，同时使得工作效率有所提高，所以三支点连续梁在幕墙的设计应该得到进一步的发展和推广。