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隱形索結(jié)構(gòu)玻璃幕墻

來源:2009年會(huì)論文集  作者:王德勤  日期:2009-4-2
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摘要:隱形索結(jié)構(gòu)玻璃幕墻就是一種從單向單索結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的需求。本文介紹了該體系的基本概念及應(yīng)用現(xiàn)狀,并結(jié)合實(shí)際工程分析閘述其主要構(gòu)造技術(shù)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。隱形索結(jié)構(gòu)玻璃幕墻是一種具有廣闊前景的新型實(shí)用建筑幕墻支承體系。
關(guān)鍵詞:點(diǎn)支式玻璃幕墻;預(yù)應(yīng)力單索結(jié)構(gòu);鋼紋線;單向單索結(jié)構(gòu);
  索體材料的彈性模量宜由實(shí)驗(yàn)方法決定,在未進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的情況下,索體材料施加預(yù)應(yīng)力后的彈性,模量可參照表2取值:

  索體材料的線膨脹系數(shù)值宜由試驗(yàn)方法確定。 
  (3))玻璃幕墻拉索壓接錨具的設(shè)計(jì)、制作、驗(yàn)收應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑幕墻用鋼索壓管接頭》JG/T 201的規(guī)定。 

  5.隱形索結(jié)構(gòu)玻璃幕墻節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

  隱形索結(jié)構(gòu)得以應(yīng)用的關(guān)鍵是要滿足隱藏鋼索的空間要求。以完全加載預(yù)應(yīng)力作為初始狀態(tài),對(duì)鋼索在使用中受平面外荷載作用下的平面外位移進(jìn)行分析。受玻璃傳來均布風(fēng)力影響,鋼索相鄰連接節(jié)點(diǎn)位于同一拋物線上,節(jié)間近似為直線段,并以連接件為折點(diǎn)產(chǎn)生微小轉(zhuǎn)角。若連接件滿足設(shè)計(jì)剛度限值,則鋼索在連接件位置的轉(zhuǎn)角與玻璃轉(zhuǎn)動(dòng)基本協(xié)調(diào)。

  (1)僅就節(jié)間單元而言,平板玻璃受彎后產(chǎn)生一定撓度,在玻璃邊緣形成弧線,帶動(dòng)密封膠及套管一起彎曲變形。因此在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本假定。其中需要特別說明,鋼索與密封膠在力學(xué)性能上存在根本區(qū)別,若直接接觸,在外力作用下二者變形無法協(xié)調(diào),極端情況下可能導(dǎo)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(jié)構(gòu)中起關(guān)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(duì)于隱形索結(jié)構(gòu)玻璃幕墻而言,其鋼索直徑與玻璃厚度、內(nèi)力極值、單跨大小有關(guān),還與密封膠的位移性能有關(guān)。常規(guī)建筑幕墻選用玻璃的最大厚度為10+12A+10mm,總計(jì)32mm。此時(shí)鋼索直徑不宜超過20mm,若幕墻單跨較大,則建議采用高強(qiáng)鋼索以減小鋼索直徑。

  (2)連接件構(gòu)造 
  玻璃連接機(jī)構(gòu)是保證隱形單索幕墻使用性能的關(guān)鍵點(diǎn),必須達(dá)到以下條件:有足夠的強(qiáng)度支承玻璃自重和受荷載產(chǎn)生的壓力;要有足夠的適應(yīng)變形能力不至于在玻璃受荷載變形時(shí)產(chǎn)生過大的應(yīng)力點(diǎn)或面;直接有效的將玻璃板面上的荷載轉(zhuǎn)遞到支承結(jié)構(gòu)上。 
  夾板式連接件是在一個(gè)隱形單索玻璃幕墻單元中部起固定支承和連接作用的節(jié)點(diǎn)(如圖4

  中部節(jié)點(diǎn)主要由鎖緊機(jī)構(gòu)和連接玻璃機(jī)構(gòu)兩部分組成。在單索節(jié)點(diǎn)處設(shè)置鎖緊機(jī)構(gòu)起鎖緊、定位、連接的作用。由于單索結(jié)構(gòu)的索內(nèi)預(yù)應(yīng)力較大,其斷面直徑在受力過程中會(huì)有一定程度的減少。索直徑D受力=D原一△D,節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中要留有足夠的預(yù)緊量盯(可以取1~2. 5mm)防止索在受力時(shí)產(chǎn)生滑移。為減小在索受力變形過程中在夾緊倉兩端出現(xiàn)過大的壓應(yīng)力宜設(shè)置導(dǎo)向角。,避免鋼索外徑在受力變形過程中被壓傷。連接玻璃機(jī)構(gòu)在與玻璃接觸的位置布置環(huán)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(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)夾角通常控制在2范圍內(nèi)。它與跨度及跨度方向的玻璃分片尺寸有關(guān),分片尺寸不宜過大,跨度方向玻璃盡量等分且不應(yīng)少于四片。(如圖4) 

  (3)鋼索應(yīng)力他調(diào)節(jié)、補(bǔ)償裝置   加載初始應(yīng)力將有效提高單索結(jié)構(gòu)的剛度,是控制幕墻撓度的基本措施。工程中針對(duì)鋼索不同拉力水平要求,選用不同應(yīng)力調(diào)節(jié)、補(bǔ)償裝置,通過有拉力傳感器的液壓千斤頂?shù)炔煌瑥埨?a href='../../zsk/ct.asp?id=6484' target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>設(shè)備進(jìn)行張拉。實(shí)際使用中,根據(jù)工程特點(diǎn)可選用的應(yīng)力調(diào)節(jié)、補(bǔ)償裝置包括:調(diào)節(jié)螺桿、彈簧機(jī)構(gòu)、地腳緊固螺栓的構(gòu)造,見圖5.
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