读本文前，编者先对拉索幕墙的形式和特点做一个基本普及：由纵横两簇悬索交错放置形成的结构成为悬索网结构，简称索网结构。索网结构中各个悬索均为轴向受拉构件，可充分发挥结构材料的强度且结构形式富有张力。常见的形式有：

1.单层单向拉索玻璃幕墙

支撑结构为单层平面索结构，将玻璃幕墙面板通过单向索及刚爪固定在锚定结构上。主要由锚定结构、单层单向索桁架、玻璃面板、连接爪件及垫层材料组成。其特点是一个单索结构单元，仅有一个方向的拉索，通常是竖向索，可以把索做到玻璃胶缝里，几乎看不到索的存在。

2. 单层双向拉索玻璃幕墙

 一般由竖向受力索和横向稳定索组成。相对于单层单向拉索幕墙，更有利于玻璃幕墙的侧向稳定性，对主体结构影响较小些。一般情况下，与单层单向拉索幕墙一样，会通过索桁架或刚性桁架与主体结构相连。

1.3 单向双层拉索玻璃幕墙

每一组拉索包括一根内拉索和一根外拉索，两根钢索通过连接杆相连。这种布置提高了幕墙的承载力和稳定性，解决了单层索网幕墙在结构净空大的情况下拉索变形大，承载力不够的问题。

1.4 双曲拉索玻璃幕墙

能提供较大的面外刚度，其外形一般是建筑师定好的形式，索网结构是柔性结构体系，其设计重点是找形后得到张拉施工的控制值。

【下文内容提要】对于跨度在两层楼以内且跨度不超过 10m 的单层单向拉索幕墙，在没有有限元分析程序时，可以采用手工计算的方法进行拉索的受力计算、施工图设计。 

编者按：由于文章发表日期不详，案例说明的计算参数，如荷载和作用效用组合的分项系数等，应按照现行最新规范进行取值。

(一)、概述 

广东省东莞市某项目玻璃幕墙采用单层单向索系结构，幕墙高度总高8.4m，单索索上下两端为铰接支座，也即计算水平荷载作用时。单索的计算长度约为 8.4m，竖向索为主受力索，其重力由单索全部承担。由于单索计算长度为8.4m，属较小区间，并且此处的平面为弧形平面，不利于平衡索的布置，在适当提高单索安全余量的前提下，可不设置侧向平衡索。单索上的水平荷载为沿跨度均布。该处点式幕墙采用单索支承形式，玻璃采用 12+12A+12mm 中空钢化玻璃，玻璃板块宽为 1825mm，高为 2100mm。拉索最大侧向间距为1825mm，钢索锚固于混凝土梁上。幕墙风荷载按标高 10.0m 考虑。基 本风压为 Wo =0.60 kN/m2；场地类别为 C 类；抗震设防烈度：6 度；设计基本地震加速值为 a=0.05g；东莞地区，年度最大温差取 80Co， 本例假设施工时环境温度近似处于平均值，本拉索温度的升高或降低 取值为+40Co 或-40Co。风荷载体型系数取-1.2。

(二)、单层单向索系幕墙结构承载理论 

无论是单层单向索系结构还是单层双向平面索网结构，在未加预应力之前，索只有抗拉刚度，在平面内外均无抗弯刚度，索只能承受拉力，即无法承受水平荷载。施加预应力之后，考虑应力刚化几何非线性，结构刚度会改变。单层单向索系结构和单层双向平面索网结构几何非线性表现主要有应力刚化与大位移小应变两类。由于结构中面内应力状态的影响，中面内应力与横向刚度的耦合效应，通称应力刚化，在薄的、高应力的结构中，如缆索或薄膜结构中最明显。由于应力刚化单层索系索网结构平面内外抗弯刚度增大， 但单纯靠施加预应力以承受水平外荷载，必定会增大索截面，同时也会使锚固索的混凝土梁设计特别大，不经济。考虑到单层单向索系幕墙结构在正常使用状态下容许水平位移 可达到 L/50（业内经验），L 为索设计跨度，索结构的挠度虽达到 1/50， 但其应变仍是很小的，满足小应变假定。所以经济的设计方法是同时 考虑大位移小应变几何非线性效应，即 P-△二阶效应，其原理详见图一。

该式表明，在外荷载 P不变的情况下，水平位移δ越大，索内力T 越小。可见单层索系索网结构平面内外抗弯刚度主要是靠索内力（施 加预应力与外荷载作用下索的内力总和）与平面外位移的二阶效应实现的。故单层索系索网结构经济的设计方法就是充分利用满足正常使用的容许水平位移。但现用规范中还没有单层索系索网结构容许挠度的规定，业内经验按 L/40~50 设计（L 为索设计跨度），均能满足幕墙的正常使用要求。为确保安全，本案例容许挠度取 L/50。

(三)、单层单向索系幕墙结构手工理论计算

1、概念

⑴、钢绞线的强度标准值取破折拉力(不是屈服强度)， JGJ102-2003 规定材料分项系数 K2=1.8，即：强度标准值/强度设计值=1.8。故恒荷载总安全系数取为 1.2×1.8=2.16，活荷载总安全系数取为 1.4× 1.8=2.52。 

⑵、单索在水平荷载标准值作用下，其挠度控制值为[f]=1/50。（实 际工程中有的取值为 1/40） 竖向单索水平位移控制值为[δ]=L/50=8400/50=168（mm）

2、水平荷载计算

⑴、水平荷载 

荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用:

A、承载力计算时:

重力荷载: 1.2 

风荷载: 1.4 

地震作用: 1.3 

B、挠度和变形计算时:

重力荷载: 1.0 

风荷载: 1.0 

荷载和作用效应组合的组合系数,按以下规定采用: 

第一个可变荷载按 1.0 取用 

第二个可变荷载按 0.5 取用 

由计算可知，

风荷载标准值为 1.12(KN/m2) 

风荷载设计值为 1.568(KN/m2) 

水平地震作用效应标准值为 0.16(KN/m2) 

水平地震作用效应设计值为 0.208(KN/m2) 

水平荷载标准组合值 WK 合=1.0×1.12 =1.12(KN/m2) 

水平荷载设计组合值 W 合=1.0×1.568+0.5×0.208=1.672(KN/m2) 

由上计算可知，

垂直于玻璃面的荷载标准值为 1.12kN/m2，

垂直于玻璃面的荷载设计值为：1.672kN/m2。

一榀单索的受力面宽度为 1825mm， 

也即相应的线荷载为： 

荷载标准值线荷载：1.12x1.825=2.044(kN/m) =2.044(N/mm) 

荷载设计值线荷载：1.672x1.825=3.051(kN/m)= 3.051(N/mm) 

⑵、竖向单索选用如下： 

直径：26mm； 

类型：1x61ws 不锈钢钢绞线；

断面面积 As：：399.84mm2

钢索强度标准值：1400N/mm2 ；

钢索强度设计值：777.7N/mm2。