拉索式點連接全玻璃幕墻的設(shè)計與結(jié)構(gòu)

侯玉國

【摘要】隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，綜合國力不斷提升，人們的生活水平逐漸增強(qiáng)，對建筑住房方面的要求也逐漸增加。尤其是在我國提出節(jié)能環(huán)保、走可持續(xù)發(fā)展的政策之后，一項帶有高級技術(shù)的科技產(chǎn)品——全玻璃幕墻應(yīng)運而生。文章對全玻璃幕墻的材料、設(shè)計加工以及結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】拉索式點支式;玻璃幕墻;預(yù)拉力;配重;施工要點

【中圖分類號】TU532+.63

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

1、材料的選擇及構(gòu)件設(shè)計加工

1.1 鋼桁架

通常情況下，對需要進(jìn)行加工焊接的魚腹鋼梁，進(jìn)行切割操作的時候，必須要按照規(guī)定的路徑予以操作。對于被焊接位置需要注意的是，保持平整光滑，滿足視覺美觀需求。在處理鋼材的過程中，保持最外層的粗糙程度不得高于Ra3.2級，科學(xué)合理的運用除銹漆再一次涂抹。對于鋼桁架和相關(guān)重要部位，完成鋼材相應(yīng)安裝流程之后，必須全面做好刷漆工作，以便滿足設(shè)計裝飾要求的效果。

1.2鋼桁架支撐桿件

在對鋼桁架進(jìn)行安裝施工操作的過程中國，一定要確保其所在位置的精準(zhǔn)性，需要運用合適的支撐連接桿件，還要具備可調(diào)試功能，當(dāng)一切準(zhǔn)備就緒之后，做好頂端鋼梁水平方位的固定支撐桿件，保證鋼桁架結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。

1.3拉索式桁架

索桁架可以對全幕墻整體結(jié)構(gòu)起到有效的支撐作用，一般都會把它安放在支撐結(jié)構(gòu)頂端，其構(gòu)成組件主要為索和連系桿。索桁架在運作過程中的主要任務(wù)是幫助幕墻分散荷載能力，直到找到確定的位置進(jìn)行預(yù)應(yīng)力操作，才能得到想要的設(shè)計形狀，并予以固定，所以在施加預(yù)應(yīng)力的過程中要保持平穩(wěn)、力度適中，緊密聯(lián)系結(jié)構(gòu)形成之前的初始狀態(tài)。索桁架進(jìn)行對荷載承受能力的抵御主要運用自身結(jié)構(gòu)發(fā)生形變之后的拉力予以平衡，索桁架不但連結(jié)玻璃面板而且對結(jié)構(gòu)主體也起到連接作用，因此要求必須具備充足的形變條件來滿足平衡外力的需要，但是同時也要把握變形程度，保證玻璃面板和建筑立面的平整性和水密性[1]。

1.4索桁架預(yù)應(yīng)力的設(shè)計值

在全玻璃幕墻施工過車中，運用拉索式點方法進(jìn)行連接，此時需要用鋼爪固定索桁架。此時其主要支撐作用的幕墻體系包括玻璃面板、索桁架、和支承結(jié)，此三者缺一不可。相應(yīng)的支撐結(jié)構(gòu)在承載外來結(jié)構(gòu)荷載的同時，也成為索桁架進(jìn)行張拉過程的主體作用力，相關(guān)的支撐結(jié)構(gòu)體系不但要承擔(dān)自身結(jié)構(gòu)需要運用到的各種類型荷載，還要連帶保證索桁架很大的拉緊力。如果在對結(jié)構(gòu)主體設(shè)計的過程中直接忽略索桁架所受到的預(yù)應(yīng)力，如此一來，直接導(dǎo)致拉索式點連接玻璃幕墻整個系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)，除非在第一時間對結(jié)構(gòu)主體做好相應(yīng)的加固補(bǔ)強(qiáng)工作[2]。對運用索桁架固定好的玻璃板面，做好適當(dāng)?shù)奶羁p操作，形成完整的幕墻體系。這個時候，如果體系具備較大剛度，也能夠在一定程度上強(qiáng)化幕墻使用性能，此時在索系中必須要有玻璃的參加，成為重要分支，但是一定要注意堅持適度原則，如果用力偏大就會導(dǎo)致玻璃對局部荷載無法完全適應(yīng)，容易發(fā)生毀損現(xiàn)象，因此，要求再對玻璃與索桁架設(shè)計連接的過程中，需要采用可微調(diào)節(jié)點。

2、全玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)分析

2.1錨定結(jié)構(gòu)

索桁架中使用的錨定結(jié)構(gòu)與幕墻的主體結(jié)構(gòu)相比較來看，具有較大的不足之處。幕墻的主體結(jié)構(gòu)主要是剛性，除了利用荷載之外，只承受來自幕墻連接點傳來的水平作用以及豎向作用。但索桁架使用的錨定結(jié)構(gòu)除了需要承受剛性幕墻中的作用之外，還需要承擔(dān)張拉的預(yù)應(yīng)力和受荷載之后的反推力，并且拉力十分強(qiáng)大，有時大于使用荷載的效應(yīng)。這將會對錨定結(jié)構(gòu)在主體荷載中的作用具有嚴(yán)格的要求，使其能夠在與索桁架拉力的作用下，滿足安全使用的要求，并且其撓度也要處于標(biāo)準(zhǔn)的范圍之中[3]。

2.2錨定結(jié)構(gòu)的撓曲

在荷載以及索桁架拉力的雙重作用之下，錨定結(jié)構(gòu)中的大梁將會出現(xiàn)撓曲。所謂的撓曲是指在單純的自重狀態(tài)下時，大梁處于平直的狀態(tài)，在承受到荷載和拉力之后，索桁架的跨度將會減少，致使位于相同柱距中的索桁架跨度與分格長度之間產(chǎn)生差異，進(jìn)而使懸挑梁的標(biāo)高產(chǎn)生影響。應(yīng)該根據(jù)主梁在幕墻自重以及拉力的作用下所產(chǎn)生的撓度變形進(jìn)行合理的調(diào)整，從而達(dá)到所有索桁架的跨度都保持一致的目的。

2.3玻璃面板

在全玻璃幕墻的設(shè)計中，玻璃作為主要應(yīng)用材料，能夠?qū)δ粔υO(shè)計各個性能起到直接的限制作用，同時也能夠?qū)δ粔Φ乃囆g(shù)風(fēng)格進(jìn)行直接的展現(xiàn)。因此，在幕墻的設(shè)計中玻璃的選擇成為十分重要的內(nèi)容。玻璃面板的固定是通過安裝在索桁架中的鋼爪件來完成的，進(jìn)行縫隙填補(bǔ)處理之后，將會形成最終的幕墻系統(tǒng)。如果玻璃面板與索桁架之間形成具有較大剛度的體系，則能夠在很大程度上使幕墻體系的整體剛度顯著提升[4]。這時，玻璃對于索系環(huán)節(jié)的參與則不可避免，成為索系分布結(jié)構(gòu)中十分重要的一部分，但是這將不會對索系產(chǎn)生較大的影響，但是玻璃屬于局部荷載能力較差的材料，因此十分容易在增加內(nèi)力之前發(fā)生損壞，所以在進(jìn)行玻璃與索桁架之間的連接設(shè)計時，應(yīng)采用可以微調(diào)節(jié)點。

2.4索桁架的其他結(jié)構(gòu)類型

較為普遍的索桁架結(jié)構(gòu)類型有以下幾種：①拉索單壓桿梭形結(jié)構(gòu)，主要為自平衡體系，主要包括兩條傾斜的索、撐桿以及中壓桿，由壓桿來承受預(yù)應(yīng)力中的拉力，因此無需其他結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的承擔(dān);②雙拉索魚形結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)中桿件的截面較小，通常只有兩條斜索組成，其具有簡潔、美觀的特點，其柔性支撐結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性在布置中得到充分發(fā)揮。由于這種類型的拉索屬于弧形。因此，此種結(jié)構(gòu)做成的玻璃幕墻可以實現(xiàn)靈活布置，橫放和豎放均可;③索桿組合型結(jié)構(gòu)主要包括的兩條拉索以及一段鋼管，這種類型的施工較為簡單，材料的使用較少，并且具有剛?cè)岵?jì)的特征，無需考慮穩(wěn)定性不強(qiáng)等問題。

結(jié)語：

拉索式點連接全玻璃幕墻是一種理想的支撐結(jié)構(gòu)，其體系受力合理，外觀新穎，安全經(jīng)濟(jì)，在全國的許多標(biāo)志性建筑中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，但是由于其具有全新的設(shè)計概念，施工精度要求較高，所以研究深度還有待加深。只要我們善于學(xué)習(xí)新技術(shù)，善于總結(jié)經(jīng)驗，我們完全有信心，有把握把拉索式點連接全玻璃幕墻這種新型幕墻形式的設(shè)計與應(yīng)用提高到一個新高度。

參考文獻(xiàn)：

[1]念保鏢.拉索式點支承玻璃幕墻安裝技術(shù)[J].福建建筑，2011（03）：67-69.

[2]牟芹.點支式玻璃幕墻建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009（11）：142.

[3]趙建華，吳中堅.點式連接全玻璃幕墻的質(zhì)量控制[J].工程質(zhì)量，2001（04）：13-14.