[提 要]:
預應力馬鞍型單層索網作為點支
玻璃采光頂的
支承結構,具有受力合理,結構輕巧,曲線流暢,構思新穎等眾多優點,但設計施工難度大。本文簡要介紹了其設計研究的情況供同行參考。
[關鍵詞]:預
應力 馬鞍型索網 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,
建筑技術的快速發展,建筑物的跨度越來越大,通過
門窗、
幕墻玻璃進入室內的光線將越來越不能滿足室內采光的需要。在大跨度屋蓋上,大面積設置玻璃采光頂進行室內采光,將更為符合節能、環保和健康自然的理念。但大跨度屋蓋上設置大面積采光頂,遇到的技術問題較多,其中最為重要的是結構支承技術。與玻璃相配合的支承結構,除必須安全可靠外,還必須滿足
桿件纖細,結構通透,造型美觀,配合協調等要求。常規的
桁架、網架、網殼等結構與玻璃配合時,往往顯得桿件粗笨和零亂。因此,研究開發能與玻璃協調配合的現代張拉結構,充分利用
鋼材的
抗拉強度,從而將桿件做得比較纖細,結構比較通透和美觀,成為解決玻璃采光頂支承結構時值得重視的一個課題。
二、馬鞍形索網點支式玻璃采光頂方案
馬鞍形索網點支式玻璃采光頂是目前最簡潔通透的采光頂形式。作為建設部下達的建筑技術開發項目,經過一年多的研究與試驗,三鑫公司掌握了此項技術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中心兩棟三層樓房的屋頂之間設計,安裝了馬鞍形索網點支式玻璃采光頂。如圖1。
圖1 馬鞍形采光頂
采光頂的曲線流暢,外形美觀,新穎別致,具有強烈的現代感,是覆蓋大跨度建筑或建筑物之間空間的一種創新做法。正高斯曲率的網殼,
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
穩定性能,網殼受荷的全過程曲線也始終保持上升趨勢,不存在整體失穩問題,但因壓桿構造上的要求,桿件
截面仍不能太小。經過適當的預應力控制可使受壓方向的索始終處于受拉狀態,從而實現索網全按受拉設計,材料采用高強
鋁包
鋼絞線,
斷面小,擋光少,結構非常通透。
三、結構布置
采光頂的跨度為12m,長60m,安裝
標高16m左右。如圖2,
圖2 采光頂平,剖面圖
馬鞍型標準單元的尺寸為12m×12m,沿屋頂的縱向組合成12m×60m的采光頂。索網由相互正交的一組拋物線索組成,網格
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,構成了具有負高斯曲率的馬鞍型索網(如圖3)。
圖3 馬鞍型索網上一頁12下一頁