1．引言
随着科学技术和工业生产的发展,许多有利于幕墙发展的新思想、新技术、
新材料和新工艺被开发出来,并成功应用到幕墙设计和制造上,解决了长期妨碍幕墙发展的许多问题.从而使幕墙在近年来获得飞速的发展,在建筑上得到了广泛的应用。
作为不断发展中的前沿
建筑技术,索结构是一种活跃的结构类型。工程师充分发挥
钢材抗拉性能好的特性,利用包括钢棒、
扁钢、高
强度冷拉钢丝编织而成的钢索等材料,布置出空间张拉结构体系。而人们根据不同的需要,将钢索摆放出个性鲜明的造型,在不同<空间形态下表现出迥异的结构特点。
点支式玻璃连接技术因安全可靠的连接构造,广泛应用于大跨度建筑空间。其
支承体系可灵活布置,并朝着大尺度、轻型化的方向发展。已从
刚架、
桁架、网架、
玻璃肋等刚与支承体系,发展到目前大量使用的基于
预应力张拉技术的柔性支承体系。
柔性结构体系与支式玻璃结合使用,将二者轻盈、通透的共性发挥到极致,使建筑内外空间自然和谐的融为一体。钢萦结构,在没有施加预
应力前没有
刚度,结构形状也不确定,必须施加预应力后才能承受
荷载。是极具发展潜力的建筑结构体系。
1.1寿光市文化中心工程概况:
寿光地处山东半岛北部,渤海莱州湾南畔,潍坊地区西南,总面积2180平方公里,辖17处镇,人口108万,自然条件优越,资源物产丰富,农业优势突出,多次筹办“世界蔬菜菜
博览会”以巨大的经济潜力和良好的投资环境引起了海内外各界的广泛重视。
寿光市文化中心位于寿光市新城区,是寿光市政府财政拨款筹建的重点工程、形象工程:该工程由同济大学建筑设计研究院设计,幕墙工程面积大约385OO平方米,建筑主体长轴约133.2m,短轴约103,3m,最高点高度约为25m,本工程共分为三个施土区域。这三个施工区域既相互独立而又相互连接。
寿光市文化中心分区图: I区椭球体幕墙系统、椭球体与主楼迕接部分;Ⅱ 区锅炉房幕墙系统，主体Y12-Y17轴幕墙系统;Ⅲ 区其余主体部分幕墙系统。
在 I区安工程项目内容分为:椭球体幕墙系统、椭球体与主体圆形玻璃连廊系统、鱼腹
拉索点式璃幕墙系统、点式玻璃
采光顶幕墙系统、入口大厅
铝板挑檐幕墙系统、
铝合、
背栓式叠型
石材幕墙系统、横向条形石材及
玻璃幕墙系统等近十项内容。
本文重点研究的是I区鱼腹式索桁架
点支式玻璃幕墙系统的
承载能力。该段工程施工。难度大技术术含量高,造型新颖、独特。
2.预应力索桁架体系的分布情况与结构形式
2.1三个立面索桁架体系的分布情况
在椭球体与主楼连接部分的共享空间内,主要采用了三种形式的鱼腹式索桁架结构
点式玻璃幕墙系统:对称布索预应力鱼腹式索桁架结构点式玻璃幕墙系统、非对称布索预应力牌武索桁架结构点式玻璃幕墙系统、预应力自平衡索桁架结构点式玻璃幕墙系统。如图2.1所示。
2.1.1 如图2.1中的A立面,是建筑的偏东的立面,为预应力自平衡索桁架结构点式玻璃幕墙。为解决A立面玻璃幕墙在受荷载时
转角立柱的
稳定性,设置了预应力自平衡索桁架结构作为A立面玻璃幕墙支承系统。(如图2,1-1)
2.1.2 B立面,是建筑的东北立面,为弧形
曲面索桁架结构点式玻璃幕墙。根据幕墙
平面图上幕墙曲面的曲度和位置情况,采用对腹式索桁架变化失高,变化定位支点角度的办法,实现设计要求的玻璃幕墙曲面度。(如图2.1-2)
2.1,3 C立面,是建筑的北立面为平面索桁架结构点式玻璃幕墙。(如图2.1-3)
2.2 主要构造及技术分析
2.2.1 弧形索桁架结构点式玻璃幕墙的中部
节点
在椭球体与主楼连接部分的共享空间内,主要采用了三种形式的鱼腹式索桁架结构点式玻璃幕墙系统:对称布索预应力鱼腹式索桁架结构点式玻璃幕墙系统、非对称布索预应力鱼腹式索桁架结构点式玻璃幕墙系统、预应力自平衡索桁架结构点式玻璃幕墙系统。
由于索桁架分布位置不同,索桁架的长度尺寸和桁架的失高有很大变化。
根据幕墙平面图上幕墙曲面的曲度和位置情况,采用对腹式索桁架变化失高,变化定位支点角度的办法,实现设计要求的玻璃幕墙曲面度。(如图2.1-4;2,1-5)这些索桁架支承是与垂直于地面的” 根直径为ω0mm的钢立柱结合在在一起的。所以在玻璃幕墙的中部节点中除有大量的索与玻璃立面的
连接件,还有的就是钢立柱与玻璃立面的连接,钢立柱与索桁架之间的连接。(如图2.2.1-1)
2.2.2 玻璃连接件构造
玻璃连接机构是保证索
结构玻璃幕墙使用性能的关键点,必须达到以下条件:有足够的强度支承玻璃自重和受荷载产生的压力;要有足够的适应
变形能力不至于在玻璃受荷载变形时产生过大的应力点或面;直接有效的将
玻璃板面上的荷载转递到
支承结构上。(如图2,2.2-1;2,2,2-2)
夹板式连接件是在一个索结构玻璃幕墙荦元中部起
固定支承和连接作用的节点。中部节点主要由锁紧机构和连接玻璃机构两部分组成。在节点处设置锁紧机构起锁紧、定位、连接的作用。连接玻璃机构在与玻璃接触的位置布置环形
橡胶垫片,
垫片常用41111n厚,
弹性模量E=5.0× 103N/mm2,
泊松比取0.弱。允许跨度方向玻璃之间转动,转动夹角通常控制在2°范围内。
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