单位：中国建筑科学研究院
摘要：目前建筑幕墙采用的面板材料种类繁多，组成形式新颖；为满足建筑功能和建筑艺术的各种要求，建筑中采用了新型的幕墙支撑结构体系。本文主要介绍一些新型的建筑幕墙支撑结构体系。
关键词：建筑幕墙、幕墙支撑结构、斜网格结构、空间刚架、索杆桁架、索网悬挂体系
1.常规幕墙支撑结构
传统幕墙的面板支撑采用正交金属梁、柱，当采用铝型材时，梁、柱采用螺栓连接；当采用钢型材时，梁、柱可采用焊接或螺栓连接，常规支撑系统为铰接或刚架系统。
2022年北京冬奥会速度滑冰馆的幕墙被称为“冰丝带”，由13块双曲玻璃环组成，玻璃板支撑在阶梯式钢曲梁上，由斜拉索支撑。
通常建筑幕墙的支撑结构多采用上述正交梁柱金属框架体系，随着建筑功能和建筑艺术要求的多样化，新的结构形式得到更广泛的应用。
2.斜网格结构
2.1 双层斜交网格体系
早期的一些幕墙项目，直接将常见的网架、网壳等屋面结构旋转90度来支撑幕墙板，如郑州裕达酒店大堂、波士顿图书馆等均采用网架幕墙钢结构网格墙，不少幕墙是屋面的自然延伸，也采用与屋面相同的双层网壳结构。
北京植物园温室
深圳机场T3航站楼、上海徐汇玻璃球
北京大兴国际机场
2.2 单层三向斜交网格体系
单层三向斜网格体系用钢量少，施工方便，应用广泛；平面三向斜体系可单片使用，也可做折面、水晶幕墙使用。
曲面单层网架结构常常为圆柱体、旋转曲面，但更多的工程由于建筑艺术的要求，会采用更为复杂的自由曲面。
3. 刚架结构
3.1 平面框架
三角网架结构稳定，因此杆件可在节点处铰接。当采用多边形网架时，必须采用焊接，形成几何形状不变的刚架结构。六边形是可以填充平面的几何图形之一，因此六边形焊接钢结构在幕墙中也常用。
3.2 自由分割刚架体系
凡是由钢筋混凝土或钢构件刚性连接而形成的网架平面框架或空间框架，均可作为幕墙的支撑结构体系。
4. 索杆支撑体系
4.1 索杆桁架
索杆桁架由受压钢筋和受拉钢丝绳组成，有时钢丝绳固定在主体结构上，这会对主体结构造成附加拉力，在主体结构设计时应考虑此拉力。
4.2 自平衡系统
当由受压的中心杆和两侧对称的钢缆组成自平衡体系时，受压杆的压力与钢缆的拉力达到自平衡，不对主体结构施加任何附加荷载。
5.电缆结构
5.1 单向电缆结构
单向索结构应垂直布置以承受玻璃板重量，索张力应控制最大挠度为跨度的1/50左右。单向索结构刚度较小，单跨索跨度通常不超过18m。
5.2平面索网结构
索网结构是一种预张拉索体系，对玻璃幕墙的阻碍作用最小，深受建筑师的青睐。索网的张拉力要作用在主体结构上，因此在主体结构设计时要提前考虑。索网在大挠度下工作，挠度通常控制为跨度的1/40~1/60。北京新保利大厦高度160m，索网为水晶状，90mX70m钢结构网格墙，由三片扁平索网组成。这是目前世界上单片最大的索网玻璃幕墙。两根主索由150根15.2mm钢绞线组成，张拉力为39000kN。
索网通常不大于1.5m×1.5m，索端直接与主体结构连接或通过弹簧连接件与主体结构连接，弹簧连接件可减少温度变化或地震等情况下索力的突变。
5.3 曲线索网
唯一能够自然形成的弯曲索网是双曲抛物面，又称马鞍形面，由两组索以相反方向叠放而成。
若要形成其他形状的曲面，则必须增加其他辅助索。北京长安中心要求形成两面内凹球面幕墙，球面无法靠两组索自然形成，因此在背面增加了反向索。
6. 悬挂系统
幕墙系统采用吊杆悬挂方式，吊杆上端固定在主体结构上，组成悬挂式幕墙系统。德国波恩国家邮电局幕墙构件即悬挂在主体结构上。
上海中心外幕墙为扭绞双曲螺旋面，为使平板玻璃面板贴合复杂的双曲曲面，面板必须逐层退接、左右错开，因此采用圈梁支撑，每12至15层圈梁为一组，通过吊杆悬挂于楼层主体结构上。
7. 结论
我国已是世界上幕墙生产和应用规模最大的国家。随着大量超高层建筑、公共建筑的兴建，建筑功能、建筑艺术对幕墙提出了更高的要求，促使非常规幕墙新型支撑结构体系的大规模应用。我国幕墙设计、施工水平也将随之快速提高。
