点支式玻璃幕墙是一种典型的建筑外维护结构,由玻璃面板、支承结构体系、驳接件和密封材料等组成。点支式玻璃幕墙的玻璃面板通过驳接件与支承结构连接在一起,驳接件结构力学性能的优劣对点支式玻璃幕墙的安全性及稳定性有着直接影响。目前工程上使用的驳接件普遍存在结构单一、形式笨重的现象,对驳接件进行力学性能研究及结构优化设计对提高点支式玻璃幕墙的安全性、美观性及经济性具有非常重要的意义。本文针对点支式玻璃幕墙的重要结构部件—驳接件开展研究工作,分析其在受到荷载作用下的力学性能,并对其进行疲劳寿命模拟和结构优化设计,主要研究内容如下:(1)根据金属疲劳性能理论及结构件疲劳寿命的有限元分析方法,借助有限元软件对目前工程中常用的驳接爪和驳接头进行静力特性分析和疲劳寿命模拟,分析得出目前工程中使用的驳接爪存在结构不合理、材料浪费的现象比较明显,且驳接爪疲劳寿命受风荷载的影响较大;驳接头结构相对合理,疲劳寿命受风荷载的影响不大,应重点对驳接爪结构进行优化设计。(2)以现代优化设计方法理论为基础,结合有限单元法的思想和应用,提出针对点支式玻璃幕墙驳接件的结构优化与尺寸优化相结合的优化设计方法。1)根据对工程中常用驳接爪的力学特性及疲劳寿命模拟结果,寻找驳接爪结构优化方向。研究分析了X型驳接爪、H型驳接爪和V型驳接爪三类不同结构形式驳接爪的力学特性和疲劳寿命,分析结果显示X型驳接爪综合性能优于H型和V型驳接爪。2)以X型驳接爪为研究对象,研究驳接爪爪臂截面形状变化时,对驳接爪的静力性能及疲劳寿命的影响。在保证爪臂截面面积相同的情况下,研究分析了爪臂截面形状为梯形、正方形、圆形、竖矩形和横矩形时驳接爪的静力特性和疲劳寿命,研究结果表明爪臂截面形状为圆形的驳接爪综合性能优于其他形状的驳接爪。3)分别研究爪臂截面形状为梯形和圆形时的驳接爪,爪臂尺寸变化时对驳接爪的静力性能和疲劳寿命的影响。研究分析了当爪臂尺寸L为200mm、250mm和300mm情况下时驳接爪的力学性能和疲劳寿命,结果表明,随着尺寸L的增大,驳接爪综合性能变优,爪臂截面形状为圆形的驳接爪其尺寸L=300mm时具有最好综合性能。(3)依据浮头式驳接头结构特点,设计了相对应的沉头式驳接头。研究两类不同结构的驳接头的静力特性及疲劳寿命,结果表明沉头式驳接头静力特性较浮头式驳接头静力特性更好。(4)为了验证本文的研究结论,对一实际工程中使用的驳接件进行静力特性分析,设计爪臂截面形状为梯形的H型结构驳接爪和爪臂截面形状为圆形的X型结构驳接爪,分别与原工程中采用的爪臂截面形状为梯形的X型结构驳接爪进行分析比较,分析结果一致。