[提 要]:
预应力马鞍型单层索网作为点支
玻璃采光顶的
支承结构,具有受力合理,结构轻巧,曲线流畅,构思新颖等众多优点,但设计施工难度大。本文简要介绍了其设计研究的情况供同行参考。
[关键词]:预
应力 马鞍型索网 点支
玻璃采光顶
一、概述
随着大型公共
民用建筑的大量兴建,
建筑技术的快速发展,建筑物的跨度越来越大,通过
门窗、
幕墙玻璃进入室内的光线将越来越不能满足室内采光的需要。在大跨度屋盖上,大面积设置玻璃采光顶进行室内采光,将更为符合节能、环保和健康自然的理念。但大跨度屋盖上设置大面积采光顶,遇到的技术问题较多,其中最为重要的是结构支承技术。与玻璃相配合的支承结构,除必须安全可靠外,还必须满足
杆件纤细,结构通透,造型美观,配合协调等要求。常规的
桁架、网架、网壳等结构与玻璃配合时,往往显得杆件粗笨和零乱。因此,研究开发能与玻璃协调配合的现代张拉结构,充分利用
钢材的
抗拉强度,从而将杆件做得比较纤细,结构比较通透和美观,成为解决玻璃采光顶支承结构时值得重视的一个课题。
二、马鞍形索网点支式玻璃采光顶方案
马鞍形索网点支式玻璃采光顶是目前最简洁通透的采光顶形式。作为建设部下达的建筑技术开发项目,经过一年多的研究与试验,三鑫公司掌握了此项技术并付诸实际工程实践。作为实验性项目,三鑫公司在其深圳研发中心两栋三层楼房的屋顶之间设计,安装了马鞍形索网点支式玻璃采光顶。如图1。
图1 马鞍形采光顶
采光顶的曲线流畅,外形美观,新颖别致,具有强烈的现代感,是覆盖大跨度建筑或建筑物之间空间的一种创新做法。正高斯曲率的网壳,
荷载作用下的受力特点是一个方向杆件受压,另一个方向受拉,其中的
压杆由于
拉杆的牵制,具有较好的
稳定性能,网壳受荷的全过程曲线也始终保持上升趋势,不存在整体失稳问题,但因压杆构造上的要求,杆件
截面仍不能太小。经过适当的预应力控制可使受压方向的索始终处于受拉状态,从而实现索网全按受拉设计,材料采用高强
铝包
钢绞线,
断面小,挡光少,结构非常通透。
三、结构布置
采光顶的跨度为12m,长60m,安装
标高16m左右。如图2,
图2 采光顶平,剖面图
马鞍型标准单元的尺寸为12m×12m,沿屋顶的纵向组合成12m×60m的采光顶。索网由相互正交的一组抛物线索组成,网格
平面尺寸为1.5m×1.5m,其中纵向索下凹,横向索上凸,相互正交,构成了具有负高斯曲率的马鞍型索网(如图3)。
图3 马鞍型索网上一页12下一页