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【王德勤】隱形索結構玻璃幕墻

來源:2009年會論文集 作者:王德勤 日期:2009-4-1  頁面功能 【字體: 】【打印】【關閉】【評論
摘要:隱形索結構玻璃幕墻就是一種從單向單索結構玻璃幕墻中引伸出來的新型玻璃幕墻形式,滿足了在玻璃建筑中視覺上無結構的需求。本文介紹了該體系的基本概念及應用現狀,并結合實際工程分析閘述其主要構造技術、結構特點及設計要點。隱形索結構玻璃幕墻是一種具有廣闊前景的新型實用建筑幕墻支承體系。
關鍵詞:點支式玻璃幕墻;預應力單索結構;鋼紋線;單向單索結構;
  索體材料的彈性模量宜由實驗方法決定,在未進行實驗的情況下,索體材料施加預應力后的彈性,模量可參照表2取值:

  索體材料的線膨脹系數值宜由試驗方法確定。 
  (3))玻璃幕墻拉索壓接錨具的設計、制作、驗收應符合現行行業標準《建筑幕墻用鋼索壓管接頭》JG/T 201的規定。 

  5.隱形索結構玻璃幕墻節點構造
  隱形索結構得以應用的關鍵是要滿足隱藏鋼索的空間要求。以完全加載預應力作為初始狀態,對鋼索在使用中受平面外荷載作用下的平面外位移進行分析。受玻璃傳來均布風力影響,鋼索相鄰連接節點位于同一拋物線上,節間近似為直線段,并以連接件為折點產生微小轉角。若連接件滿足設計剛度限值,則鋼索在連接件位置的轉角與玻璃轉動基本協調。
  (1)僅就節間單元而言,平板玻璃受彎后產生一定撓度,在玻璃邊緣形成弧線,帶動密封膠及套管一起彎曲變形。因此在構造設計時必須使套管空腔在彎曲方向上留有足夠的間隙,使彎曲變形后的套管盡可能避免與鋼素接觸,滿足隱式單索結構設計基本假定。其中需要特別說明,鋼索與密封膠在力學性能上存在根本區別,若直接接觸,在外力作用下二者變形無法協調,極端情況下可能導致密封膠撕裂。套管可以避免密封膠與鋼索不光潔的表面接觸,在隱式單索結構中起關鍵作用,還為鋼索在外力作用下的自由變形提供良好外部條件。(如圖3) 
  對于隱形索結構玻璃幕墻而言,其鋼索直徑與玻璃厚度、內力極值、單跨大小有關,還與密封膠的位移性能有關。常規建筑幕墻選用玻璃的最大厚度為10+12A+10mm,總計32mm。此時鋼索直徑不宜超過20mm,若幕墻單跨較大,則建議采用高強鋼索以減小鋼索直徑。
  (2)連接件構造 
  玻璃連接機構是保證隱形單索幕墻使用性能的關鍵點,必須達到以下條件:有足夠的強度支承玻璃自重和受荷載產生的壓力;要有足夠的適應變形能力不至于在玻璃受荷載變形時產生過大的應力點或面;直接有效的將玻璃板面上的荷載轉遞到支承結構上。 
  夾板式連接件是在一個隱形單索玻璃幕墻單元中部起固定支承和連接作用的節點(如圖4

  中部節點主要由鎖緊機構和連接玻璃機構兩部分組成。在單索節點處設置鎖緊機構起鎖緊、定位、連接的作用。由于單索結構的索內預應力較大,其斷面直徑在受力過程中會有一定程度的減少。索直徑D受力=D原一△D,節點設計中要留有足夠的預緊量盯(可以取1~2. 5mm)防止索在受力時產生滑移。為減小在索受力變形過程中在夾緊倉兩端出現過大的壓應力宜設置導向角。,避免鋼索外徑在受力變形過程中被壓傷。連接玻璃機構在與玻璃接觸的位置布置環形橡膠墊片,墊片常用4mm厚,彈性模量E=5.0x103 N/mm,泊松比取0.45。允許跨度方向玻璃之間轉動,轉動夾角通常控制在2范圍內。它與跨度及跨度方向的玻璃分片尺寸有關,分片尺寸不宜過大,跨度方向玻璃盡量等分且不應少于四片。(如圖4) 

  (3)鋼索應力他調節、補償裝置   加載初始應力將有效提高單索結構的剛度,是控制幕墻撓度的基本措施。工程中針對鋼索不同拉力水平要求,選用不同應力調節、補償裝置,通過有拉力傳感器的液壓千斤頂等不同張拉設備進行張拉。實際使用中,根據工程特點可選用的應力調節、補償裝置包括:調節螺桿、彈簧機構、地腳緊固螺栓的構造,見圖5.
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