3.1.1
基本風(fēng)壓取Wo=0.55KN/㎡，
地面粗糙度類別：B類；風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz取1.0；風(fēng)荷載體形系數(shù)μs取1.2；風(fēng)振系數(shù)βz取2.0；
3.1.2地震
設(shè)防烈度：
地震烈度為6度，
抗震措施按7度考慮：
3.1.3玻璃配置為鋼化中空Low-E玻璃，12（FT）+12A+10（FT），自重0.6Kpa，
彈性模量E=1.0×105N/mm2。
3.1.4水平及豎向拉索采用ф22不銹鋼拉索。
彈性模量E=1.25×105N/mm2，破斷
強(qiáng)度為304.80KN。
3.2索網(wǎng)體系空間計(jì)算 3.2.1結(jié)構(gòu)計(jì)算模型 在索網(wǎng)體系計(jì)算中，選取7.5m跨進(jìn)行空間
有限元分析，計(jì)算模型如圖8。在計(jì)算中其邊界條件假定為：水平拉索與兩端幕墻抗風(fēng)柱、豎索與頂部片式鋼桁架及底部考慮為
鉸接，約束三個(gè)方向線位移；幕墻抗風(fēng)柱頂端鉸接，約束
平面外位移。水平與豎向拉索邊界條件考慮足夠
剛性，索網(wǎng)不受
主體結(jié)構(gòu)變形的影響。索網(wǎng)尺寸為7500mm×12000mm。每個(gè)節(jié)點(diǎn)承受的荷載為：PK1=7.2KN，PK2=6.93KN，PK3=6.44KN，GK1=3.94KN，GK2=4.23KN。
3.2.2構(gòu)件截面
幕墻抗風(fēng)柱采用Q345無縫鋼管。水平與豎向ф22不銹鋼拉索采用1×37規(guī)格單股繩，主要桿件截面見下表1：
3.2.3索網(wǎng)強(qiáng)度及變形分析
為保證幕墻玻璃的安全，應(yīng)控制單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系的變形，變形過大，會(huì)對(duì)幕墻玻璃造成不利影響；反之，單層索網(wǎng)變形控制過嚴(yán)，索的拉力亦隨之增大，對(duì)單層索網(wǎng)邊界的剛度要求就越高。單層索網(wǎng)本身不變時(shí)，整個(gè)體系是沒有剛度的，只有產(chǎn)生變形才有剛度，因而索網(wǎng)的撓度和結(jié)構(gòu)剛度密切相關(guān)。隨著荷載的增加，結(jié)構(gòu)的位移在增加，隨之結(jié)構(gòu)剛度在增加。因而在相同荷載下，結(jié)構(gòu)的位移增量隨之減小，相應(yīng)索的伸長量減小和索拉力增加的減少。為達(dá)到理想的設(shè)計(jì)效果，就要求在單層索網(wǎng)變形和索的拉力二者中求一個(gè)最佳的結(jié)合點(diǎn)。
表2 各種不同控制撓度變形下索的拉力與應(yīng)力對(duì)照
上表中，F(xiàn)x、Fy為x、y向的最大支座反力，L=7500mm，計(jì)算中考慮預(yù)張力70KN。從表中我們可以看出，在索的預(yù)應(yīng)力相近，Z向撓度相差不大時(shí)，因其支座反力略小宜優(yōu)先采用細(xì)的拉索。根據(jù)ANSYS有限元計(jì)算結(jié)果，拉力最大值出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)單元號(hào)6，最大拉力105.42KN，拉應(yīng)力463.6N/mm2；最小值出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)單元號(hào)14，最小拉力81.16KN，拉應(yīng)力356.3N/ mm2。實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，以L/50撓度限值來進(jìn)行設(shè)計(jì)，索的拉應(yīng)力合理取值范圍界定在387~464.4Mpa。為增加單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系安全儲(chǔ)備，水平與豎向拉索采用ф22不銹鋼絞線。
4.幕墻試驗(yàn)對(duì)幕墻設(shè)計(jì)的保證
4.1預(yù)應(yīng)力單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)是本工程的關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)，加工制作要求高，單根拉索的張拉工藝施工方法較為復(fù)雜。其力學(xué)性能、單索的張拉工藝、設(shè)計(jì)中計(jì)算參數(shù)的取值及節(jié)點(diǎn)構(gòu)造措施等均有賴于試驗(yàn)驗(yàn)證。本次試驗(yàn)在深圳三鑫公司索結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中心進(jìn)行，試驗(yàn)檢測(cè)由廣東省建筑幕墻質(zhì)量檢測(cè)中心負(fù)責(zé)。
4.1.1試驗(yàn)?zāi)康?BR> a.采集單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)在各種分級(jí)荷載作用下的各種數(shù)據(jù)，和理論計(jì)算結(jié)果比較，積累和實(shí)測(cè)設(shè)計(jì)參數(shù)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性；
b.檢驗(yàn)單層索網(wǎng)的強(qiáng)度和變形是否滿足要求：
c.通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證單導(dǎo)索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造以及施工過程中可能存在的問題。
4.1.2測(cè)試過程與方法
本次試驗(yàn)選取的平面索網(wǎng)長邊跨度為11200mm，分布3條單索，索間距從左到右依次為3000mm、2800mm、2800mm、2400mm；短邊跨度為7500mm，分布3條單索，索間距均分為1875 mm（如圖9）。主索為1×37股ф22不銹鋼絞線，每股直徑為ф3.15mm。以沙袋重量來模擬水平風(fēng)荷載由玻璃面板通過距形爪點(diǎn)傳遞來的集中力，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)荷載為：PKA=PKB= PKC=7.20KN；PKD= PKE= PKF=6.93KN；PKG= PKH= PKI=6.44KN。
試驗(yàn)過程：首先安裝試驗(yàn)所用的吊藍(lán)、水準(zhǔn)儀、直尺、重物及位移計(jì)、百分表等試驗(yàn)工具及設(shè)備，然后對(duì)平面索網(wǎng)進(jìn)行預(yù)張拉，預(yù)張拉力70KN，以短邊跨度的兩端節(jié)點(diǎn)為參照物記錄位移初始值。分別施加0.25Pk、0.5Pk、0.75Pk、1.0Pk的設(shè)計(jì)荷載，保持10分鐘左右，記錄各個(gè)荷載值下的位移值。
4.1.3測(cè)試結(jié)果
試驗(yàn)中最大變形出現(xiàn)在B節(jié)點(diǎn)，最大位移140.90mm，與理論計(jì)算誤差率3%；最大索拉力103.73KN，與理論計(jì)算誤差率1.6%，最小拉力90.33KN，與理論計(jì)算誤差率3%，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)比理論分析略小，但誤差皆在5%內(nèi)，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)當(dāng)中計(jì)算參數(shù)取值及理論分析是比較可靠的，能真實(shí)的反應(yīng)單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)實(shí)際情況，并且從另一方面說明了試驗(yàn)結(jié)果是可信的。
由此我們可以得出結(jié)論：本幕墻工程采用直徑為ф22的水平與豎向單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系，在預(yù)張力為70KN時(shí)索網(wǎng)的強(qiáng)度儲(chǔ)備和剛度均能滿足設(shè)計(jì)要求，即安全系數(shù)K=2.5-3.0，撓度f≤L/50。
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