中国钢结构协会空间结构分会七届二次理事大会暨第十七届全国空间结构技术交流会于5月14-17日在广西桂林隆重召开。本次会议对网格结构、膜结构、索结构等各类空间结构设计、施工、制作、安装和技术研发方面的最新研究成果进行了广泛交流。空间结构分会是《钢结构（中英文）》第二主办单位中国钢结构协会的二级分会，成立于1993年，是我国空间结构行业的全国性专业社会团体。目前拥有550余家会员单位。分会秉持“规范行业、构建平台、技术引领、服务为先”的工作理念，经过近30年的发展，已成为我国空间结构行业最具影响力的社会团体，对促进我国空间结构的技术创新和工程建设发挥了积极作用。

分会理事长、《钢结构（中英文）》编委薛素铎教授于2020年在《钢结构（中英文）》第7期组织的专刊《空间结构创新发展》，及配合专刊出版，于工业建筑杂志社的“知播·云上星光”栏目推出的“中国空间结构的近期发展与工程实践”讲座，深受广大科研和技术人员关注和喜爱。

为促进空间结构领域科技成果及技术的交流和推广应用，本栏目拟对本次技术交流会中部分主旨报告进行系列报道，供同行学习，敬请关注。

单层平面索网玻璃幕墙以其通透、简洁的特点得到广泛应用。但其刚度弱、索力大，对周围建筑物负担重，需要非常强大的周边支承结构。为了克服单层索网幕墙结构的上述缺点，最大限度地保留单层索网幕墙结构通透简洁的特点，提出了新型的幕墙结构体系：钢扁梁-竖索结构体系，在山东港口大厦空中大堂项目中得到应用。

北京新保利大厦单层索网玻璃幕墙

单层平面索网玻璃幕墙结构

山东港口大厦钢扁梁-竖索玻璃幕墙室内效果图

2.1 钢扁梁—竖索体系介绍

采用横向钢扁梁代替横向拉索承担水平风荷载，减小对主体结构的支承负担，保障足够的水平刚度；

保留竖向前拉索承担幕墙重力荷载；

增加竖向后拉索作为侧向弹性支撑来保障横向钢扁梁的整体稳定，竖向后拉索可间隔布置；

设置吊杆将玻璃面板重力荷载传递给大钢扁梁。

2.2 工程应用（山东港口大厦空中大堂）

钢扁梁最大跨宽比达到525；

钢扁梁最大高宽比达到17.5。

玻璃幕墙剖面图

室内实景图

玻璃幕墙三维渲染模型

幕墙跨度大 ·幕墙位置高

幕墙风荷载大·钢梁截面扁

顶部空中大堂玻璃幕墙长度为42m、高度为31.55m、倾斜角度为0°；

中部中庭玻璃幕墙最大长度为36m、高度为40.50m、倾斜角度为8°；

底部中庭玻璃幕墙最大长度为29m、高度为18.00m、倾斜角度为8°。

幕墙位置图

建筑效果图

建筑实景图

顶部空中大堂玻璃幕墙

施工模拟

主体结构施工

幕墙安装玻璃

玻璃幕墙施工

顶部空中大堂玻璃幕墙施工完成

2.3 传力路径

竖向重力荷载:

前拉索直径40mm，间距2.1m，索力150kN;

后拉索直径40mm，间距4.2m，索力150kN。

竖向重力荷载作用剖面图

水平风荷载：

水平风荷载作用剖面图

2.4 边界条件

拉索支座约束三个方向的平动位移；

方案一的钢扁梁右端两个边缘螺栓由于抵抗短跨向水平风荷载在右端的弯矩而产生很大的横向反力。

建筑结构风洞试验刚性模型（1:250）

顶部空中大堂幕墙测点布置图（35个）

风向角示意图（0°正北向）

试验风速和湍流度剖面

风洞中模拟的脉动风功率谱

4.1 计算模型

钢扁梁和螺栓采用Q345钢，拉索采用不锈钢绞线，吊杆采用不锈钢；

钢扁梁、拉索、吊杆和质量元分别采用SHELL181、LINK10、LINK180和MASS21单元；

结构分析考虑三种外荷载：重力荷载、风荷载和温度荷载；

共采用13种标准组合荷载工况和13种基本组合荷载工况。

有限元模型

正视尺寸图

剖面尺寸图

4.2 静力分析

位移与应力:

钢扁梁最大总位移与跨度之比为1/399（等效静风荷载），1/211（规范荷载）；

拉索安全系数为4.2。

钢扁梁总位移云图

钢扁梁Mises应力云图

拉索内力云图

支座反力：

通过比较水平风荷载下钢扁梁与拉索的支座水平向反力的比值来考察钢扁梁和拉索承担的风荷载比例。

通过比较钢扁梁与拉索的竖直方向支座反力的比值来考察钢扁梁和拉索承担的重力荷载比例。

风荷载主要由钢扁梁承担，尤其是大钢扁梁；重力荷载主要由拉索承担，尤其是前拉索。

1)采用横向钢扁梁代替横向拉索承担水平风荷载，保留竖向前拉索（间距2.1m）承担幕墙重力荷载；增加竖向后拉索（间距4.2m）作为侧向弹性支撑来保障横向钢扁梁的整体稳定；设置吊杆将玻璃面板重力荷载传递给大钢扁梁。

2)结构体系静力性能均满足规范要求；水平风荷载主要由钢扁梁承担，尤其是大钢扁梁，竖向重力荷载主要由拉索承担，尤其是前拉索。