4.北京新保利大樓東北立面索網結構點支式玻璃的幕墻索網結構由兩根斜拉主索組合成三個相互聯動拼可折動的柔索網面,主索與索網結構組合形成一個復雜受力結構體系.洞口寬58m高87m . 玻璃基本分格為:1300mm×1300mm。幕墻立面玻璃固定采用一字形不銹鋼夾板支承 。(如圖1.2.2-4)
5.北京萬通中心裙樓隱形單向單索結構點支式玻璃幕墻的結構形式采用了隱形布置的索結構,所謂隱形就是將作為支承結構的豎向單索隱藏在兩片中空玻璃之間的縫隙中,在玻璃幕墻的室內、外都看不見結構,其支承結構在受到外部荷載作用時能夠有效的工作。該工程單索結構的受力跨度在8m至13m之間。(如圖1.2.2-5)
1.2.3 索結構支承點支式玻璃采光頂
當索結構用于支承玻璃采光頂時,可采用單層索系、雙層索系或張弦結構。單層索系可采用鞍形曲面單層索網(如圖1.2.3-1)。雙層索系可采用魚腹式索桁架(如圖1.2.3-2)或輪輻式索桁架(如圖1.2.3-3)。張弦結構可采用張弦梁,張弦梁結構是由上弦剛性拱(或組合桁架)、撐桿以及下弦柔性索組成的自平衡受力體系,其合理地將各種構件(抗拉、抗壓、抗壓彎)組合在一起,充分發揮了其各自的材料力學性能,因而整個體系具有許多良好的受力性能。(如圖1.2.3-4)
由于篇幅所限索結構玻璃采光頂就暫不展開介紹,以上幾種形式的玻璃采光頂是在工程中經常用到的,其中的一些設計內容在我寫的《點支式玻璃采光頂應用技術探討》論文中以有了詳細的介紹,在此就不多作解釋了。
1.3 在索結構支承玻璃幕墻設計中的相關術語
索結構支承點支式玻璃幕墻在當今已經有了較廣泛的應用,但由于相關的規范和標準還沒有更多的涉及到該幕墻的名稱和相關技術術語, 所以在市場上出現了在行業內叫法不規范不統一的現象。下面對索結構支承點支式玻璃幕墻及索結構中的相關術語作一介紹。
索結構玻璃幕墻:索結構玻璃幕墻是指用索結構作為玻璃幕墻的支承體系的玻璃幕墻。由于玻璃面板一般都采用了點支承的支承方式,所以按幕墻分類的原則,應該叫“索結構支承點支式玻璃幕墻”。
拉索(tension cable):具有一定預應力的受拉構件,由索體、錨具和防護層組成。
索體(cable body):拉索受力的主要部分,可為鋼絲束、鋼絲繩、鋼絞線或鋼拉桿。
索結構(cable structure):由拉索作為主要承重構件而形成的預應力結構體系。
懸索結構(cable-suspended structure):由一系列作為主要承重構件的懸掛拉索按一定規律布置而組成的結構體系,包括單層索系(單索、索網)、雙層索系及橫向加勁索系。
張弦結構(structure with tension chord):由上弦剛性桿件與下弦拉索以及上下弦之間撐桿組成的結構體系。
索穹頂(cable dome):支承在圓形、橢圓形或多邊形剛性周邊構件上,由脊索、環索、撐桿及斜索組成的結構體系。
索桁架(cable truss):由在同一豎向平面內布置的承重索、穩定索(或前受力索、后受力索)以及兩索之間的撐桿組成的結構體系。
柔性索(flexible cable):按受力要求僅承受拉力的構件,如鋼絲束、鋼絲繩、鋼絞線及鋼拉桿。
勁性索(rigid cable):按受力要求,可承受拉力和部分彎矩的構件,如型鋼。
初始幾何狀態(initial geometrical state):單索懸掛后,在自重作用下的自然形態。
初始預應力狀態(initial prestress state):索結構在預應力施加完畢后的自平衡狀態,是進行結構荷載分析的基礎。
荷載狀態(loading state):索結構在外部荷載作用下的平衡狀態。
不銹鋼絞線(stainless steel strand):由一定數量,一層或多層的圓形不銹鋼絲螺旋絞合而成的鋼絲束。
節徑比(lay ratio):絞線中單線的捻距與該層的外徑之比。
捻距(lay length):絞線中的一根不銹鋼絲形成一個完整的螺旋的軸向距離。
壓管接頭(the swaged fitting):金屬套管與嵌入其內的鋼絞線或鋼絲繩經冷擠壓成型的接頭。
接頭最小破壞拉力:使接頭處的金屬壓管錨具產生斷裂、裂紋;接頭處的鋼索破斷或鋼索與金屬壓管錨具產生滑移失效的最小拉力,稱之為接頭最小破壞拉力。
2 索結構玻璃幕墻的索結構設計
2.1 在索結構設計時要考慮的一些基本規定:
2.1.1 索結構設計應采用極限狀態設計方法,以分項系數設計表達式進行計算。荷載及荷載效應組合應按現行國家標準《建筑結構荷載規范》GB 50009進行計算。
索結構的計算應包括初始預應力狀態的確定及荷載狀態的計算,索結構的初始預應力狀態確定和荷載狀態分析應考慮幾何非線性影響,不考慮材料非線性。
2.1.2 索結構的荷載狀態計算應在初始預應力狀態的基礎上考慮永久荷載與活荷載、雪荷載、風荷載的組合;并應根據具體情況,考慮施工安裝荷載、地震和溫度變化等作用。
2.1.3 索結構計算時,應考慮索邊緣支承結構的相互影響,有條件時宜采用包含邊緣結構的整體模型進行分析。
2.1.4 索結構設計時,在永久荷載控制的荷載組合作用下,應避免索退出工作;在可變荷載控制的荷載組合作用下,應防止因索松弛而導致結構失效。
2.1.5 索截面根據承載力按下式驗算:
2.2 索結構玻璃幕墻中的索按受力要求可選用僅承受拉力的柔性索和可承受拉力和部分彎矩的勁性索,柔性索可采用鋼絲束、鋼絞線或鋼拉桿,勁性索可采用型鋼。為保證索結構的整體剛度可采用在索中建立預應力的措施:
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