一 、玻璃幕墻建筑結構的組成與類別
玻璃幕墻建筑結構是指以玻璃作為覆蓋幕面的一種建筑,它可以是建筑的屋蓋、墻體、樓層、樓梯、走道
欄板式整個建筑。
眾所周知玻璃是一種
脆性材料,由于制成時不可避免的內在缺陷,
強度較低。此外,因受生產工藝限制,其板厚和板面尺度也有限,故常需適當的結構體系作支承,才能形成予期的建筑。這一結構體系稱為玻璃幕墻建筑的
支承結構,它與玻璃幕墻面共同組成玻璃幕墻建筑結構。
1.玻璃幕墻建筑結構的組成及基本要求
玻璃幕墻建筑的支承結構可以是由玻璃或
鋁、鋼等
金屬材料組成。因此可以說:玻璃幕墻建筑結構是由玻璃
金屬材料,經過加工、連接和安裝組成的可獨立地承受各種可能
荷載作用,并滿足各項預定功能要求的工程構筑物。通常,它包括
玻璃面板、支承結構(含
連接件)和基座(結構)等三部分。對于點支式玻璃建筑結構而言,連接件是指
螺栓組件和
支承裝置;基座是指玻璃幕墻建筑結構賴以坐落支承的部分。
玻璃幕墻建筑結構的板件、
桿件、
構件間的相互連接方法可有膠接、
焊接和機械連接等,且其連接型式也多種多樣,無論那種都必須具有足夠的
承載能力和適宜的
剛度。
如上所述,玻璃幕墻建筑結構是一種工程結構,它所承受的荷載作用,可能是由自然環境影響和人為作用引起的。在各種可能荷載作用組合下,必須滿足安全、適用和
耐久性等三項基本要求。當然,它作為玻璃幕墻建筑的外露結構,還應與建筑藝術美的要求相匹配。
2.玻璃幕墻建筑結構的類別
在
結構設計中,必須首先選擇并確定結構的類別,并進而了解結構的性能和可能的荷載作用,才能正確地給出結構的計算模型和進行結構分析。對于玻璃幕墻建筑結構,可按以下條件劃分類別:按玻璃
面板支承狀況分為:線支式結構和點支式結構;按玻璃面板是否作為該結構的必要受力部件分為:組合式結構和集合式結構。前者玻璃面板與其它板件共同組成統一的結構體系,并相互依存不可缺,否則結構失效;后者,一般視玻璃面板為其附屬結構,支承結構(包括基座)為其基本結構,二者相對獨立。
按支承結構剛勁性分為:
剛性支承結構(如梁、
剛架、
桁架、網架等)和柔性支承結構(如張
拉索桿結構等)。前者組成結構的基本構件,均為剛性桿件;后者組成結構的相當多的基本構件不是剛性,而是僅能承受拉力的柔性桿件。
二、張拉索桿結構體系的組成及其布置
1.什么是張拉索桿結構
張拉索桿結構是指由柔性張拉索(或鏈桿,下同)及剛性
撐桿組成的結構。它在設計、施工和使用過程中柔性索必須具有足夠和適當的張拉力。
柔性索僅具有抗拉剛度(EA),當無張拉時其抗壓等剛度很小,在結構承受荷載中無貢獻或可忽略。必須對它們進行張拉,使之具有足夠的
張力,才能組成結構和可靠地承受荷載作用。
剛性撐桿具有各種需要的,如拉、壓、彎等剛度,足以承受相應大的拉、壓、
彎曲等作用而不喪失其
承載力。
2.張拉索桿結構體系的組成
這種結構體系通常由張拉索桿基本結構組件和
支座(結構)組成,必要時需設置平衡重力性索和保證結構體系的
穩定性索。其張拉索桿基本結構組件可以平衡的或非自平衡的,后者的張拉索端部分的張力需由其支座(結構)平衡。
3.張拉索桿結構體系的分類與布置
張拉索桿結構的體系,按其受力工作狀況,可分為單向受力體系和雙向受力體系:
單向受力體系是由單一方向布置的若干張拉索桿基本結構組件和必要的重力與穩定性索(或桿件)組成。
雙向受力體系是由相互交叉的張拉索桿基本結構組件和必要時的一些重力與穩定性索(或桿件)組成。其交叉與布置,常根據建筑及結構設計要求確定,可以是正交正放,正交斜放或斜交放置等。
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