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馬鞍形索網(wǎng)點支式玻璃采光頂

來源:中國幕墻網(wǎng)收集整理  作者:張桂先  日期:2005-10-14
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    [提  要]:預(yù)應(yīng)力馬鞍型單層索網(wǎng)作為點支玻璃采光頂?shù)闹С薪Y(jié)構(gòu),具有受力合理,結(jié)構(gòu)輕巧,曲線流暢,構(gòu)思新穎等眾多優(yōu)點,但設(shè)計施工難度大。本文簡要介紹了其設(shè)計研究的情況供同行參考。
    [關(guān)鍵詞]:預(yù)應(yīng)力 馬鞍型索網(wǎng) 點支玻璃采光頂
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    [提  要]:預(yù)應(yīng)力馬鞍型單層索網(wǎng)作為點支玻璃采光頂支承結(jié)構(gòu),具有受力合理,結(jié)構(gòu)輕巧,曲線流暢,構(gòu)思新穎等眾多優(yōu)點,但設(shè)計施工難度大。本文簡要介紹了其設(shè)計研究的情況供同行參考。

    [關(guān)鍵詞]:預(yù)應(yīng)力 馬鞍型索網(wǎng) 點支玻璃采光頂
    一、概述
    隨著大型公共民用建筑的大量興建,建筑技術(shù)的快速發(fā)展,建筑物的跨度越來越大,通過門窗幕墻玻璃進(jìn)入室內(nèi)的光線將越來越不能滿足室內(nèi)采光的需要。在大跨度屋蓋上,大面積設(shè)置玻璃采光頂進(jìn)行室內(nèi)采光,將更為符合節(jié)能、環(huán)保和健康自然的理念。但大跨度屋蓋上設(shè)置大面積采光頂,遇到的技術(shù)問題較多,其中最為重要的是結(jié)構(gòu)支承技術(shù)。與玻璃相配合的支承結(jié)構(gòu),除必須安全可靠外,還必須滿足桿件纖細(xì),結(jié)構(gòu)通透,造型美觀,配合協(xié)調(diào)等要求。常規(guī)的桁架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼等結(jié)構(gòu)與玻璃配合時,往往顯得桿件粗笨和零亂。因此,研究開發(fā)能與玻璃協(xié)調(diào)配合的現(xiàn)代張拉結(jié)構(gòu),充分利用鋼材抗拉強(qiáng)度,從而將桿件做得比較纖細(xì),結(jié)構(gòu)比較通透和美觀,成為解決玻璃采光頂支承結(jié)構(gòu)時值得重視的一個課題。

    二、馬鞍形索網(wǎng)點支式玻璃采光頂方案
    馬鞍形索網(wǎng)點支式玻璃采光頂是目前最簡潔通透的采光頂形式。作為建設(shè)部下達(dá)的建筑技術(shù)開發(fā)項目,經(jīng)過一年多的研究與試驗,三鑫公司掌握了此項技術(shù)并付諸實際工程實踐。作為實驗性項目,三鑫公司在其深圳研發(fā)中心兩棟三層樓房的屋頂之間設(shè)計,安裝了馬鞍形索網(wǎng)點支式玻璃采光頂。如圖1。

圖1 馬鞍形采光頂

    采光頂?shù)那流暢,外形美觀,新穎別致,具有強(qiáng)烈的現(xiàn)代感,是覆蓋大跨度建筑或建筑物之間空間的一種創(chuàng)新做法。正高斯曲率的網(wǎng)殼,荷載作用下的受力特點是一個方向桿件受壓,另一個方向受拉,其中的壓桿由于拉桿的牽制,具有較好的穩(wěn)定性能,網(wǎng)殼受荷的全過程曲線也始終保持上升趨勢,不存在整體失穩(wěn)問題,但因壓桿構(gòu)造上的要求,桿件截面仍不能太小。經(jīng)過適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力控制可使受壓方向的索始終處于受拉狀態(tài),從而實現(xiàn)索網(wǎng)全按受拉設(shè)計,材料采用高強(qiáng)鋼絞線斷面小,擋光少,結(jié)構(gòu)非常通透。

    三、結(jié)構(gòu)布置
    采光頂?shù)目缍葹?2m,長60m,安裝標(biāo)高16m左右。如圖2,

圖2 采光頂平,剖面圖

    馬鞍型標(biāo)準(zhǔn)單元的尺寸為12m×12m,沿屋頂?shù)目v向組合成12m×60m的采光頂。索網(wǎng)由相互正交的一組拋物線索組成,網(wǎng)格平面尺寸為1.5m×1.5m,其中縱向索下凹,橫向索上凸,相互正交,構(gòu)成了具有負(fù)高斯曲率的馬鞍型索網(wǎng)(如圖3)。

圖3 馬鞍型索網(wǎng)
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