【王德勤】隐形索结构玻璃幕墙

来源:2009年会论文集作者:王德勤日期:2009-4-1 　页面功能【字体：大中小】【打印】【关闭】【评论】

摘要：隐形索结构玻璃幕墙就是一种从单向单索结构玻璃幕墙中引伸出来的新型玻璃幕墙形式，满足了在玻璃建筑中视觉上无结构的需求。本文介绍了该体系的基本概念及应用现状，并结合实际工程分析闸述其主要构造技术、结构特点及设计要点。隐形索结构玻璃幕墙是一种具有广阔前景的新型实用建筑幕墙支承体系。
关键词：点支式玻璃幕墙；预应力单索结构；钢纹线；单向单索结构；

　　索体材料的弹性模量宜由实验方法决定，在未进行实验的情况下，索体材料施加预应力后的弹性，模量可参照表２取值：

　　索体材料的线膨胀系数值宜由试验方法确定。　
　　(3))玻璃幕墙拉索压接锚具的设计、制作、验收应符合现行行业标准《建筑幕墙用钢索压管接头》JG/T 201的规定。　

　　5．隐形索结构玻璃幕墙节点构造
　　隐形索结构得以应用的关键是要满足隐藏钢索的空间要求。以完全加载预应力作为初始状态，对钢索在使用中受平面外荷载作用下的平面外位移进行分析。受玻璃传来均布风力影响，钢索相邻连接节点位于同一抛物线上，节间近似为直线段，并以连接件为折点产生微小转角。若连接件满足设计刚度限值，则钢索在连接件位置的转角与玻璃转动基本协调。
　　(1)仅就节间单元而言，平板玻璃受弯后产生一定挠度，在玻璃边缘形成弧线，带动密封胶及套管一起弯曲变形。因此在构造设计时必须使套管空腔在弯曲方向上留有足够的间隙，使弯曲变形后的套管尽可能避免与钢素接触，满足隐式单索结构设计基本假定。其中需要特别说明，钢索与密封胶在力学性能上存在根本区别，若直接接触，在外力作用下二者变形无法协调，极端情况下可能导致密封胶撕裂。套管可以避免密封胶与钢索不光洁的表面接触，在隐式单索结构中起关键作用，还为钢索在外力作用下的自由变形提供良好外部条件。(如图3)　
　　对于隐形索结构玻璃幕墙而言，其钢索直径与玻璃厚度、内力极值、单跨大小有关，还与密封胶的位移性能有关。常规建筑幕墙选用玻璃的最大厚度为10+12A+10mm，总计32mm。此时钢索直径不宜超过20mm，若幕墙单跨较大，则建议采用高强钢索以减小钢索直径。
　　(2)连接件构造　
　　玻璃连接机构是保证隐形单索幕墙使用性能的关键点，必须达到以下条件:有足够的强度支承玻璃自重和受荷载产生的压力;要有足够的适应变形能力不至于在玻璃受荷载变形时产生过大的应力点或面;直接有效的将玻璃板面上的荷载转递到支承结构上。　
　　夹板式连接件是在一个隐形单索玻璃幕墙单元中部起固定支承和连接作用的节点(如图4

　　中部节点主要由锁紧机构和连接玻璃机构两部分组成。在单索节点处设置锁紧机构起锁紧、定位、连接的作用。由于单索结构的索内预应力较大，其断面直径在受力过程中会有一定程度的减少。索直径D受力=D原一△D，节点设计中要留有足够的预紧量盯(可以取1~2. 5mm)防止索在受力时产生滑移。为减小在索受力变形过程中在夹紧仓两端出现过大的压应力宜设置导向角。，避免钢索外径在受力变形过程中被压伤。连接玻璃机构在与玻璃接触的位置布置环形橡胶垫片，垫片常用4mm厚，弹性模量E=5.0x103 N/mm^２,泊松比取0.45。允许跨度方向玻璃之间转动，转动夹角通常控制在2^。范围内。它与跨度及跨度方向的玻璃分片尺寸有关，分片尺寸不宜过大，跨度方向玻璃尽量等分且不应少于四片。(如图4)　

　　(3)钢索应力他调节、补偿装置　　加载初始应力将有效提高单索结构的刚度，是控制幕墙挠度的基本措施。工程中针对钢索不同拉力水平要求，选用不同应力调节、补偿装置，通过有拉力传感器的液压千斤顶等不同张拉设备进行张拉。实际使用中，根据工程特点可选用的应力调节、补偿装置包括：调节螺杆、弹簧机构、地脚紧固螺栓的构造，见图5.

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