当需要采用拉杆作为竖向承重构件时,每个竖向玻璃分格处设置一根拉杆,并在拉杆与横梁连接处设置调节机构,以调节安装玻璃时拉杆承受自重荷载后的变形位移。若拉杆位于玻璃面内侧,则应尽量靠近玻璃面设置拉杆,以减少玻璃自重对横梁截面产生的扭矩因素。
因普通拉杆的连接端不同于拉索构造,不能吸收风荷载下横梁的水平向位移,所以若采用拉杆连接构造,拉杆头的连接应采用万向铰的构造。且拉索的受力性能和经济性能要优于拉杆,故本系统推荐优先使用拉索作为竖向承重构件(图5、图6)。
4.结构分析
4.1模型建立
本文采用福州海峡国际会议展览中心标准立面大样作为结构分析典型立面,其相关计算参数如下(图7)所示:
4.2钢横梁结构分析
钢横梁结构分析采用SAP2000有限元(词条“有限元”由行业大百科提供)软件进行分析,自重荷载及约束模型如图8所示,水平风荷载如图9所示:
计算结果,钢横梁在水平向最大位移为34.9mm,竖直向最大位移为0.47mm,如图10所示:
钢梁弯矩图如图11、图12所示:
5.工程应用
5.1北京首都国际机场T3航站楼
北京首都国际机场T3航站楼是北京08年奥运会重点工程,其航站楼3A(T3A)和航站楼3B(T3B)立面幕墙EWS-1系统大面积采用了隐藏式拉索与铝合金横梁组合的结构形式,总面积达11.5万平米。
5.2福州海峡国际会议展览中心
福州海峡国际会展中心位于福州市仓山区城门镇浦下洲,总用地面积:668949m2,设计用地面积461715m2,建筑面积386,420m2,幕墙面积约为90000平方米,其中会议中心(W-C1)幕墙系统采用了隐藏式拉索与钢横梁结构复合体系,面积约为6200平米。
5.3常州博物馆
常州博物馆位于常州市行政中心南侧,总建筑面积约3.1万平米,其博物馆及报告厅立面隐框玻璃幕墙采用了竖向外露式钢拉杆与横向钢铝结合框架梁的复合构造,其面积约为3000平米。
6.结语
拉索(拉杆)与框架结构复合体系改变了传统框架幕墙竖向龙骨主受力的结构形式,采用横向杆件作为承受风压的主受力构件,而自重由纤细的拉索或拉杆承受,可以有效减少公建项目中大空间、大跨度玻璃幕墙的框架遮挡,达到良好的视觉效果和水平线条感。同时,横向杆件形式除了普通的型钢、铝型材等,还可以采用玻璃肋、钢板肋等更具立面装饰效果的构件,兼顾了结构支撑、装饰、遮阳的多重功能。
参考文献:
1.《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003
2.《建筑结构荷载规范》GB50009—2001(06版)
3.《玻璃幕墙设计与施工》编著:罗忆、张芹、刘忠伟
4.《福州海峡国际会展中心会议中心玻璃幕墙设计》编著:刘越生、游易楚、刘长龙
5.《弹性悬索的非线性(词条“非线性”由行业大百科提供)分析》编著:吕之华、吕令毅
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