拉索式点连接全玻(一).ppt
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1、拉索式点连接全玻璃幕墙新型幕墙简介(一)拉索式点连接全玻璃幕墙n n一。概一。概 述:述:n n 拉索式点连接全玻璃幕墙是将玻璃面板用钢爪固定在拉索式点连接全玻璃幕墙是将玻璃面板用钢爪固定在索桁架上的全玻璃幕墙。索桁架上的全玻璃幕墙。它由三个部份组成:索桁架、它由三个部份组成:索桁架、锚定结构、玻璃面板。锚定结构、玻璃面板。n n1 1。索桁架是跨越幕墙支承跨度的重要构件,索桁架悬。索桁架是跨越幕墙支承跨度的重要构件,索桁架悬挂在锚定结构上,挂在锚定结构上,它由按一定规律布置的高张强度的它由按一定规律布置的高张强度的索及连系杆组成。索桁架起着形成幕墙系统,承担幕索及连系杆组成。索桁架起着形成幕
2、墙系统,承担幕墙承受的荷载并将其传至锚定结构的任务。墙承受的荷载并将其传至锚定结构的任务。n n2 2。锚定结构是指支承框架(屋面梁、楼板梁、地锚、。锚定结构是指支承框架(屋面梁、楼板梁、地锚、水平基础梁等组成),它承受索桁架传来的荷载,并水平基础梁等组成),它承受索桁架传来的荷载,并将它们可靠地传向基础,同时锚定结构也是索桁架赖将它们可靠地传向基础,同时锚定结构也是索桁架赖以进行张拉的主体,索桁架要强力拉紧后才能形成幕以进行张拉的主体,索桁架要强力拉紧后才能形成幕墙系统。为了获得稳定的幕墙体系,必须施加相当的墙系统。为了获得稳定的幕墙体系,必须施加相当的拉力才能绷紧,跨度越大,所需的拉力就越
3、大,为此拉力才能绷紧,跨度越大,所需的拉力就越大,为此就须要有承受相当大反力的锚定结构来维持平衡。就须要有承受相当大反力的锚定结构来维持平衡。n n3 3。玻璃面板由安装在索桁架上的钢爪进行固定,作填。玻璃面板由安装在索桁架上的钢爪进行固定,作填缝处理后,最终形成幕墙系统。缝处理后,最终形成幕墙系统。n n索桁架、锚定结构、玻璃面板组成幕墙系统。三者互索桁架、锚定结构、玻璃面板组成幕墙系统。三者互相依存、互相制约、互相影响。索桁架要悬挂在锚定相依存、互相制约、互相影响。索桁架要悬挂在锚定结构上进行张拉,才能形成具有固定形状和刚度的桁结构上进行张拉,才能形成具有固定形状和刚度的桁架。因此,锚定结
4、构除了承受主体结构使用荷载(自架。因此,锚定结构除了承受主体结构使用荷载(自重、活荷载、风荷载、雪荷载、地震作用)外,还要重、活荷载、风荷载、雪荷载、地震作用)外,还要承受索桁架的预拉力以及索桁架受荷后产生的拉力承受索桁架的预拉力以及索桁架受荷后产生的拉力(反推力)。而且这个拉力相当大,它产生的效应有(反推力)。而且这个拉力相当大,它产生的效应有时甚至会超过使用荷载(作用)的效应,如果在设计时甚至会超过使用荷载(作用)的效应,如果在设计建筑物主体结构时,对支承索桁架的锚定结构不考虑建筑物主体结构时,对支承索桁架的锚定结构不考虑索桁架拉力产生的效应,拉索式点连接玻璃幕墙就无索桁架拉力产生的效应,
5、拉索式点连接玻璃幕墙就无法使用(这就要改用刚性桁架),或必须对主体结构法使用(这就要改用刚性桁架),或必须对主体结构进行加固补强(这时可能会影响其建筑效果),同时进行加固补强(这时可能会影响其建筑效果),同时锚定结构在施工和使用过程中的挠度(变位)等又对锚定结构在施工和使用过程中的挠度(变位)等又对索桁架和面板产生影响,影响索桁架的有效预应力值索桁架和面板产生影响,影响索桁架的有效预应力值(预应力损失值)和索桁架的形状,从而影响面板的(预应力损失值)和索桁架的形状,从而影响面板的位置和效应,面板的刚度也会影响索桁架的刚度和稳位置和效应,面板的刚度也会影响索桁架的刚度和稳定。定。二。各部分的作用
6、及设计要素:二。各部分的作用及设计要素:1 1。索桁架:。索桁架:(1 1)。索桁架的定义:)。索桁架的定义:n n索桁架是柔性的张拉结构,在没有施加预应力之前没索桁架是柔性的张拉结构,在没有施加预应力之前没有刚度,其形状也是不确定的,必须通过施加适当的有刚度,其形状也是不确定的,必须通过施加适当的预应力赋于其一定的形状,才能成为能承受外荷的结预应力赋于其一定的形状,才能成为能承受外荷的结构。在给定的边界条件下,所施加的预应力系统的分构。在给定的边界条件下,所施加的预应力系统的分布和大小(这是一套自平衡的内应力系统),同所形布和大小(这是一套自平衡的内应力系统),同所形成的结构初始形状是相互联
7、系的。如何最合理地确定成的结构初始形状是相互联系的。如何最合理地确定这一初始形状和相应的自平衡预应力系统,就是张拉这一初始形状和相应的自平衡预应力系统,就是张拉结构结构“外形确定外形确定”(或更确切地称之为(或更确切地称之为“初始平衡状初始平衡状态的确定态的确定”)这一命题要解决的任务,这是索桁架这)这一命题要解决的任务,这是索桁架这种张拉结构设计中的一个关键问题。索桁架以一系列种张拉结构设计中的一个关键问题。索桁架以一系列受拉索为主要承重构件,这些索按一定规律组成各种受拉索为主要承重构件,这些索按一定规律组成各种不同形式的索系,并悬挂在相应的锚定结构上。不同形式的索系,并悬挂在相应的锚定结构
8、上。n n索桁架是靠结构变形后产生的拉力来平衡外荷,索桁索桁架是靠结构变形后产生的拉力来平衡外荷,索桁架既连接玻璃面板又连接主体结构,既要有足够的架既连接玻璃面板又连接主体结构,既要有足够的(索)变形以平衡外荷,又要求变形不致过大,从而(索)变形以平衡外荷,又要求变形不致过大,从而保证玻璃面板和建筑立面的平整性和水密性。保证玻璃面板和建筑立面的平整性和水密性。n n索桁架由两层索(承力索、稳定索)以及它们之间的索桁架由两层索(承力索、稳定索)以及它们之间的联系杆组成,双层索和连系杆一般布置在同一竖向平联系杆组成,双层索和连系杆一般布置在同一竖向平面内,双层索系要分别锚固在稳固的锚定结构(支承面
9、内,双层索系要分别锚固在稳固的锚定结构(支承框架、地锚、水平基础梁等)上,这样才可以对体系框架、地锚、水平基础梁等)上,这样才可以对体系施加预应力,对索系进行张拉,使索系绷紧;使索内施加预应力,对索系进行张拉,使索系绷紧;使索内保持足够的预应力,以保证索系具有必要的形状、稳保持足够的预应力,以保证索系具有必要的形状、稳定性。由于存在预应力,两层索一起抵抗水平荷载作定性。由于存在预应力,两层索一起抵抗水平荷载作用,从而整个索系的刚度得到提高。预应力双层索系用,从而整个索系的刚度得到提高。预应力双层索系是解决索桁架形状、稳定性问题的一个十分有效途径。是解决索桁架形状、稳定性问题的一个十分有效途径。
10、(2 2)。索桁架的构成:)。索桁架的构成:)。索桁架的构成:)。索桁架的构成:n n索桁架由索、连系杆、锚具、钢爪等组成。索桁架由索、连系杆、锚具、钢爪等组成。n n现分述如下:现分述如下:n n钢索:一般采用不锈钢绞线。(钢索:一般采用不锈钢绞线。(67+1WS67+1WS,或,或619+1WS619+1WS)。)。GB9944GB994420022002不锈钢丝绳不锈钢丝绳对其技术要对其技术要求作了规定。钢索接头应符合求作了规定。钢索接头应符合GB6946-86GB6946-86钢丝绳铝合金钢丝绳铝合金压制接头压制接头的要求。的要求。n n连系杆:一般采用不锈钢园棒,直经从连系杆:一般采
11、用不锈钢园棒,直经从2525 75 75,视工,视工程需要而定,其质量符合程需要而定,其质量符合GB1220GB1220不锈钢棒不锈钢棒和和GB4226GB4226不锈钢冷加工钢棒不锈钢冷加工钢棒的要求。的要求。n n锚具:其技术要求要符合锚具:其技术要求要符合GBGBT14370T1437020002000预预n n应力筋用锚具、夹具和连接器应力筋用锚具、夹具和连接器及及JGJ85JGJ8520022002预应力筋预应力筋用、锚具、夹具和连结器应用技术规程用、锚具、夹具和连结器应用技术规程的规定。的规定。n n钢爪:按形状分有钢爪:按形状分有HH形、形、X X形、形、I I字形等。按外表面形
12、状分字形等。按外表面形状分有浮头式、沉头式有浮头式、沉头式 中空玻璃用有全贯通式和单片(内片)中空玻璃用有全贯通式和单片(内片)式式。按可调方式有固定式、球铰式和竖向弹簧式。其质。按可调方式有固定式、球铰式和竖向弹簧式。其质量应符合行业标准量应符合行业标准点式全玻幕墙支承装置点式全玻幕墙支承装置的要求。的要求。2 2。锚定结构。锚定结构。锚定结构。锚定结构(1 1)。锚定结构)。锚定结构 的受力:的受力:n n索桁架依托的锚定结构和采用刚性结构幕墙的主体结构索桁架依托的锚定结构和采用刚性结构幕墙的主体结构的要求是不一样的:采用刚性结构幕墙的主体结构除了的要求是不一样的:采用刚性结构幕墙的主体结
13、构除了使用荷载(结构自重和活、雪荷载)外,只承受由幕墙使用荷载(结构自重和活、雪荷载)外,只承受由幕墙连接件通过点连接传来幕墙上的水平作用(风荷载、地连接件通过点连接传来幕墙上的水平作用(风荷载、地震作用)和竖向作用(自重)。索桁架依托的锚定结构震作用)和竖向作用(自重)。索桁架依托的锚定结构除了承受上述作用外,还要承担张拉索桁架的预应力以除了承受上述作用外,还要承担张拉索桁架的预应力以及索桁架受荷后产生的拉力(反推力),这就要求这些及索桁架受荷后产生的拉力(反推力),这就要求这些锚定结构在主体结构使用荷载和索桁架拉力共同作用下锚定结构在主体结构使用荷载和索桁架拉力共同作用下能满足安全使用,即
14、其承载能力在上述荷载共同作用下,能满足安全使用,即其承载能力在上述荷载共同作用下,要满足要求,其正常功能(挠度)也要在控制范围之内。要满足要求,其正常功能(挠度)也要在控制范围之内。如果锚定结构在承担使用荷载后,其承载能力不能承受如果锚定结构在承担使用荷载后,其承载能力不能承受索桁架的拉力,这样拉索式点连接幕墙就不能施工或要索桁架的拉力,这样拉索式点连接幕墙就不能施工或要采取加固补强措施采取加固补强措施 。图例:图例:(2 2)。锚定结构一般有下列几种形式:)。锚定结构一般有下列几种形式:)。锚定结构一般有下列几种形式:)。锚定结构一般有下列几种形式:(a a)、悬挑结构。)、悬挑结构。n n
15、在主体结构上用钢(砼)梁悬挑一定长度在梁端悬挂索桁在主体结构上用钢(砼)梁悬挑一定长度在梁端悬挂索桁架,这要在悬挑梁端固定索桁架相应位置上设悬挂索桁架架,这要在悬挑梁端固定索桁架相应位置上设悬挂索桁架的锚墩,如果悬挑距离较大,为提高梁的抗倾覆和刚(挠)的锚墩,如果悬挑距离较大,为提高梁的抗倾覆和刚(挠)度,在悬挑梁下方与主体结构间设斜撑。在地面设地锚度,在悬挑梁下方与主体结构间设斜撑。在地面设地锚(水平基础梁),地锚(水平基础梁)在连接板相应位置(水平基础梁),地锚(水平基础梁)在连接板相应位置上设预埋件,连接板固定在预埋件上,悬挑梁与地锚(基上设预埋件,连接板固定在预埋件上,悬挑梁与地锚(基
16、础梁)共同组成锚定结构,这种结构一般用于在主体结构础梁)共同组成锚定结构,这种结构一般用于在主体结构n n外侧由玻璃幕墙与彩光顶组成的通廊建筑上。(图外侧由玻璃幕墙与彩光顶组成的通廊建筑上。(图2-12-1)(b b)、直接安装在纵梁上。)、直接安装在纵梁上。纵梁上直接安装索桁架,上锚墩安装在梁两侧次梁上,下纵梁上直接安装索桁架,上锚墩安装在梁两侧次梁上,下面固定在地锚(水平基础梁)上,这种多用于大厅的外墙面固定在地锚(水平基础梁)上,这种多用于大厅的外墙系统(图系统(图2-22-2)。)。(c c)、直接安装主梁反向上的楼板梁上。)、直接安装主梁反向上的楼板梁上。无次梁且主梁反向上的楼板梁,
17、在梁底设钢梁,钢梁焊无次梁且主梁反向上的楼板梁,在梁底设钢梁,钢梁焊在楼板上(斜锚筋锚入梁)的预埋件上,这是由于索桁在楼板上(斜锚筋锚入梁)的预埋件上,这是由于索桁架矢高大于梁宽,采取的构造措施(图架矢高大于梁宽,采取的构造措施(图2-32-3)。)。(d d)、上锚墩固定在反梁底。)、上锚墩固定在反梁底。在索桁架的矢高在索桁架的矢高等等于梁宽时可以将上锚墩直接固定在反于梁宽时可以将上锚墩直接固定在反梁底(图梁底(图2-42-4)。)。图例:图例:图例:图例:3 3。面板。面板。面板。面板n n玻璃面板固定在索桁架的钢爪上,一般在玻璃上开洞,玻璃面板固定在索桁架的钢爪上,一般在玻璃上开洞,穿入
18、钢爪浮头(沉头)式杆件后固定。玻璃可采用单片穿入钢爪浮头(沉头)式杆件后固定。玻璃可采用单片钢化玻璃、钢化中空玻璃、钢化夹层玻璃和钢化夹层中钢化玻璃、钢化中空玻璃、钢化夹层玻璃和钢化夹层中空玻璃。当有需要时,还可进行镀膜。单层玻璃用于没空玻璃。当有需要时,还可进行镀膜。单层玻璃用于没有保温要求的建筑,对有保温要求的建筑应采用中空玻有保温要求的建筑,对有保温要求的建筑应采用中空玻璃。从璃。从20002000年年1010月月1 1日起执行的建设部关于日起执行的建设部关于民用建筑节民用建筑节能管理的规定能管理的规定,对寒冷地区和严寒地区窗的传热系数,对寒冷地区和严寒地区窗的传热系数应小于应小于4.0
19、4.0规定,就必须采用中空玻璃。规定,就必须采用中空玻璃。四。设计中应注意的问题四。设计中应注意的问题1 1。锚定结构的大梁要予以反变形预调。锚定结构的大梁要予以反变形预调。锚定结构的大梁要予以反变形预调。锚定结构的大梁要予以反变形预调。n n锚定结构的大梁在荷载(作用)和索桁架拉力作用下锚定结构的大梁在荷载(作用)和索桁架拉力作用下会产生挠曲,即假定在仅有自重时梁是平直的,在承会产生挠曲,即假定在仅有自重时梁是平直的,在承受活(雪)载和预拉力后梁会产生挠曲,这时索桁架受活(雪)载和预拉力后梁会产生挠曲,这时索桁架(尤其中部的索桁架)跨度会缩短,这样处于同一柱(尤其中部的索桁架)跨度会缩短,这
20、样处于同一柱距内的各索桁架的跨度和分格长度就不一致,这就要距内的各索桁架的跨度和分格长度就不一致,这就要求在控制悬挑梁(楼板梁、次梁)标高时,应按主梁求在控制悬挑梁(楼板梁、次梁)标高时,应按主梁在幕墙自重和索桁架拉力等作用下产生的挠度予以反在幕墙自重和索桁架拉力等作用下产生的挠度予以反变形预调,达到在全部索桁架张拉完毕锚固后,各榀变形预调,达到在全部索桁架张拉完毕锚固后,各榀索桁架的上锚固点在同一水平位置上,即所有索桁架索桁架的上锚固点在同一水平位置上,即所有索桁架的跨度应是等高的。的跨度应是等高的。n n(图(图2-52-62-52-6)。)。图例:图例:2 2。连接玻璃面板宜采用可微动节
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- 拉索式点 连接