單向拉索幕牆的工程應用 成都東站單向拉索幕牆工程

2022-12-10 20:24:01 字數 1836 閱讀 6336

成都東客站位於成都市東郊區,利用既有的沙河堡站改擴建而成,其前庭跨度太大,採用僅帶豎向拉索的幕牆結構。

玻璃幕牆作為現代建築的「外衣」在一定程度上是現代建築的重要符號。有些建築理論家將當前建築的趨勢總結為「光、薄、透」,現代建築師們在進行建築設計過程中把人與自然的交流,人們的視覺效果已經放到了乙個非常重要的位置。而較能體現大空間大通透性的玻璃幕牆,應屬於近年來在幕牆業興起的索網結構點駁接玻璃幕牆,其中,單向拉索幕牆又以其高通透性受到了建築師和業主的青睞,目前已逐步開始在大型公共建築、高檔寫字樓中應用,但是單向拉索幕牆的技術含量、施工難度都比較高,安全效能也不容忽視。

下面介紹單向拉索結構這種新型結構幕牆在工程上的例項,供業主和建築師選擇。

如圖1所示,本工程僅由豎向鋼索承受幕牆結構,豎向鋼索長約12公尺,上端可靠連線在鋼結構桁架上,下端連線在混凝土基座上,幕牆橫向跨度最大處約64公尺。豎向拉索是主要受力構件。

1 工程簡介

成都東站占地1400畝,南北長約3公里,東西寬約600公尺,設有東、西2個廣場。建築面積約為260000㎡,包括站房、高架、無柱雨棚等等。其中,站房面積約為120000㎡,建築高度約為40公尺。

外裝飾採用單向拉索玻璃幕牆。

2 單向拉索幕牆的工作原理及結構簡述

單向拉索結構的工作原理是:通過給豎向的拉索施加合適的預應力從而形成剛度以抵抗外部載荷。拉索預張拉成形後以及在外部載荷作用下,拉索對邊緣構件產生較大的拉力,邊緣構件或邊緣結構設計成具有相當剛度的平面結構,但通常要付出較大的工程造價。

為降低造價,提高單向拉索幕牆的安全係數,在單向拉索玻璃幕牆中採用球鉸式點夾和阻尼器。如圖2球鉸式點夾所含的夾頭轉動靈活,能有效降低玻璃所受應力,提高拉索玻璃幕牆的安全性,防止以往類似幕牆玻璃開孔處因承受載荷使應力集中而遭受破壞。阻尼器的使用使幕牆具有優越的抗震性,能有效的抑制風振反應,使幕牆側向位移、位移速度能得到較大程度的抑制,保證了幕牆的安全。

3 單向拉索幕牆中不鏽鋼球夾設計

銹鋼連線球夾設計:幕牆玻璃面板固定在球夾中,球夾通過連線螺栓固定在豎向拉索上。玻璃與不鏽鋼球夾的夾頭採用橡膠護墊過渡連線,夾頭能靈活轉動,在玻璃受力時玻璃面板就能與夾頭一起相對球夾轉動,避免面板與球夾發生碰撞扭曲變形甚至是破裂。

不鏽鋼夾具在豎向玻璃自重作用下的承載能力計算

玻璃面板板塊自重+不鏽鋼夾具自重設計值:

式中:—玻璃的重力密度,單位:kn/m,取25.6 kn/m;

t—玻璃面板的總厚度,單位:m;

a—玻璃面板短邊邊長,單位:m;

b—玻璃面板長邊邊長,單位:m;

玻璃板塊與不鏽鋼球夾的自重是通過夾具與豎向拉索之間的摩擦載荷支撐的。夾具與拉索之間的預緊採用普通螺栓,4.8級,c級。

普通螺栓的預緊力:

式中:—普通螺栓的預緊力;

可靠性係數,取1.1;

m—摩擦面係數,取m=1;

z—螺栓的數量;

u—連線摩擦副的摩擦因數,取0.30。

負風壓作用下不鏽鋼夾具連線螺栓的承載能力計算:

單塊玻璃承受的風壓載荷設計值:

f=1.4·wk·a·b=5.74kn

式中:f—單塊玻璃板塊承受的風載荷設計值,單位:kn;

wk—負風壓最大標準值,單位:m;

a—玻璃面板短邊邊長,單位:m;

b—玻璃面板長邊邊長,單位:m;

玻璃板塊承受的負風壓分別通過不鏽鋼球夾和拉索之間連線螺栓傳遞,螺栓等級為4.8級,c極。

普通螺栓的抗拉承載力設計值:

4 阻尼器在單向拉索幕牆工程中的應用

單向拉索幕牆結構受外部載荷影響時側向位移較大,易造成玻璃幕牆的應力集中而破損,因此會造成安全和質量隱患。使用阻尼器使幕牆具有優越的抗震抗風性,阻尼器通過減少相對位移和耗能作用能有效的抑制風振反應,使幕牆側向位移、位移速度能得到較大程度的抑制,結構更加的穩定。

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