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玻璃幕墙张拉索杆支承结构体系受力特点及工程应用

来源:中国幕墙网收集整理  作者:编辑  日期:2014-5-8
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  摘要:张拉索杆支承结构支承的点式玻璃幕墙因其通透晶莹、轻盈简洁的优点在全国范围内得到了迅猛的发展,在商业建筑、公共建筑、办公建筑中得到广泛的应用。玻璃幕墙中常用的张拉索杆支承结构形式主要包括索桁架、自平衡索桁架、张弦结构、平面索网、曲面索网、单向竖索等。

  5 单层曲面索网结构

  单层曲面索网结构通常是由两向正交或接近正交的、高斯曲率不同的索系联结而成,索系的节点之间无相对滑移。

  中国航海博物馆曲面索网设计难点包括:满足建筑美观和张拉要求的基准索网网格设计、考虑施工建造过程的带弹性边界的索网找形、索端万向球铰设计、索端复杂连接部位的设计、索网承载力和防松弛验算、变形验算等多方面。中国航海博物馆中央帆体结构(图15),高度约58m,两片帆体结构在离地高约40m处一点铰接相连。帆体之间为单层曲面索网幕墙最宽处约22m,垂直总高为40m,横索和竖索间距分别约0.8,1.1m。

  单层曲面索网结构也常常用于采光顶结构中。深圳三鑫研发中心采光顶(图16)长为60m、跨度为12m;马鞍形标准单元的尺寸为12m×12m;索网由相互正交的抛物线索组成,网格平面尺寸为1.5m×1.5m,其纵向索下凹,横向索上凸,构成了具有正负高斯曲率的马鞍形索网。

  6 单向竖索结构

  当建筑师对玻璃幕墙的通透性有更高要求时,可在本已相当轻巧的平面单层索网幕墙的基础上取消水平索,只留竖向索作为幕墙的支承结构。竖向索在承受幕墙面板(词条“面板”由行业大百科提供)自重的同时承担抵抗水平风荷载的作用。

  联想融科资讯中心C座大堂幕墙(图17)由索及钢结构支承。索结构体系由4根连接两座写字楼之间的主悬索、62根通过钢架对悬索施压的单向竖索、2根位于悬索平面内的抗风索组成。索结构长63m、宽13.4m、高6~9.5m,单向竖索间距为2m。位于顶面的主悬索为定长索,依靠若干竖向单索张拉后,对主悬索实现张拉过程。华晨双帆国际大厦(图18)采用了单层隐索幕墙形式取得了良好的视觉效果。隐式单索幕墙的节点构造(图19)。

 

  7 其他结构形式

  有需要时,也可将两种或多种不同的玻璃幕墙张拉索杆结构体系混合使用,以实现更好的建筑效果(图20,21);也可将张拉索杆支承结构和其他非拉索支承结构形式联合使用(图22)。

 

  8 弹簧装置在幕墙拉索支承结构中的应用

  幕墙拉索支承结构中的弹簧装置可分为两类:1)拉索和弹簧装置串联,称索端弹簧索力缓冲装置;2)防拉索破断装置(图23,24)和带阀值的力缓冲装置(弹簧吊爪装置)。北京土城电话局预应力单层索网幕墙长为29.4m,高为19.5m,在水平索端部设置过载保护装置(图25);拉维莱特(La Villette)的城市科学博物馆的暖房幕墙结构就应用了弹簧吊爪装置(图26),临界阀值荷载为7400kN。

 
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