試述單層索結(jié)構(gòu)在建筑幕墻中的應(yīng)用

李強(qiáng)

（山東高速地產(chǎn)集團(tuán)有限公司 山東濟(jì)南市 250000）

國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，城市化建設(shè)步伐加快，對(duì)各行各業(yè)的推動(dòng)非常明顯，對(duì)于建筑行業(yè)的推動(dòng)體現(xiàn)在幕墻材質(zhì)的變化。玻璃幕墻廣泛應(yīng)用，外觀新穎、樣式多變的玻璃幕墻對(duì)于建筑墻體的裝飾功用符合現(xiàn)代人們的審美追求，與傳統(tǒng)的建筑幕墻結(jié)構(gòu)相比玻璃幕墻的單層索結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)明顯。這些優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在單層索結(jié)構(gòu)的各個(gè)建筑環(huán)節(jié)中，在下文中筆者將進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1 單層索結(jié)構(gòu)

玻璃幕墻作為單層索結(jié)構(gòu)中的新型建筑幕墻，采用典型懸索結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的支承以單層平面索網(wǎng)結(jié)構(gòu)存在。單層索結(jié)構(gòu)玻璃幕墻由單個(gè)單索網(wǎng)結(jié)構(gòu)單元和多個(gè)單索網(wǎng)結(jié)構(gòu)兩種形式的幕墻形式組成。單索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的建筑用玻璃幕墻對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的空間壓縮能力強(qiáng)，節(jié)省了支承結(jié)構(gòu)的空間，受力形式經(jīng)過改良創(chuàng)新對(duì)玻璃幕墻的支承結(jié)構(gòu)也有向好改變。相關(guān)建筑施工人員可以通過對(duì)單索網(wǎng)平面抵抗風(fēng)荷載的原理研究和對(duì)單索網(wǎng)平面工作質(zhì)量狀態(tài)的把握掌控進(jìn)行單索網(wǎng)支承結(jié)構(gòu)的工作原理研究和分析。明確索網(wǎng)抵抗風(fēng)荷載是不同節(jié)點(diǎn)適應(yīng)能力可以通過對(duì)支撐結(jié)構(gòu)的玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)索網(wǎng)變形和預(yù)應(yīng)力關(guān)系索網(wǎng)應(yīng)力的大小調(diào)節(jié)得到。幕墻受到外部的荷載力施壓，荷載作用到內(nèi)部，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的連接可以將受到的荷載力量平均轉(zhuǎn)移到四周節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷的分散。索網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)良的撓度和預(yù)應(yīng)力得益于全部留存在內(nèi)部索網(wǎng)的承載負(fù)荷的節(jié)點(diǎn)作用。

在具體的建筑施工當(dāng)中，建筑數(shù)據(jù)中確定一定值后，對(duì)撓度和預(yù)應(yīng)力的關(guān)系可以通過工程計(jì)算得到確定，即反比關(guān)系，對(duì)工程幕墻的力學(xué)平衡需求負(fù)責(zé)。

2 幕墻設(shè)計(jì)

單索的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)于風(fēng)荷載的承受方式是跨中的彎曲變形，這對(duì)于鋼索以及節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量要求很高，鋼索產(chǎn)生變形也就意味著風(fēng)力的實(shí)質(zhì)存在，就會(huì)產(chǎn)生風(fēng)荷載。為滿足建筑幕墻的各項(xiàng)性能要求，鋼索上每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都要依照建筑要求承擔(dān)自身結(jié)構(gòu)需要承擔(dān)的應(yīng)力。

確保單索幕墻的應(yīng)用功能的一個(gè)重要因素就是玻璃的連接結(jié)構(gòu)，由于連接方式與形狀的多樣化，因此在實(shí)際施工作業(yè)中，連接結(jié)構(gòu)必須要滿足一些特定條件：

（1）強(qiáng)度。結(jié)構(gòu)的質(zhì)量強(qiáng)度必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，滿足支撐起玻璃自身重力以及風(fēng)帶來的荷載壓力的強(qiáng)度要求。

（2）變形。適應(yīng)變形能力要足夠充分，要確保在承擔(dān)玻璃重力的荷載變形時(shí)，產(chǎn)生的變形現(xiàn)象不會(huì)過大。

（3）對(duì)荷載的疏散功能。玻璃面板上受到的荷載力量必須有效的漸進(jìn)的傳遞到內(nèi)部的支承結(jié)構(gòu)中。同樣的在設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)端時(shí)對(duì)變形現(xiàn)象和變形大小的適應(yīng)能力的參考也要添加進(jìn)設(shè)計(jì)中，最大程度避免由于鋼索和索壓頭連接處產(chǎn)生彎曲形變。對(duì)調(diào)節(jié)端適當(dāng)?shù)奶幚碚{(diào)整，使其更好地在索內(nèi)應(yīng)力的調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用，對(duì)內(nèi)應(yīng)力的應(yīng)用和維護(hù)修整，使內(nèi)部的狀態(tài)處于一個(gè)平衡點(diǎn)上，更好的發(fā)揮功能效用，將幕墻的本身有點(diǎn)體現(xiàn)徹底。

3 施工要求

3.1 鋼索

單層索結(jié)構(gòu)的玻璃幕墻在施工中的建筑要求非常嚴(yán)格且復(fù)雜，其中最重要的施工點(diǎn)在鋼索。鋼索在幕墻結(jié)構(gòu)中一直在維持一個(gè)平衡受力的狀態(tài)下，因此鋼索的質(zhì)量要求必須達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際施工開始前，對(duì)建筑用鋼索的適當(dāng)處理可以幫助鋼索性能質(zhì)量的穩(wěn)定，比如通過預(yù)熱處理將鋼索的非彈性形變作為可用狀態(tài)，既保證鋼索彈性也合理應(yīng)用了非彈性形變。施工前對(duì)鋼索的合理處置是提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠的一種方式。

在進(jìn)行安裝時(shí)，對(duì)鋼索的相關(guān)數(shù)據(jù)也有嚴(yán)格要求，鋼索下料的長(zhǎng)度必須精確，精確度不能有效保證會(huì)對(duì)預(yù)應(yīng)力數(shù)值的影響，對(duì)建筑施工的質(zhì)量穩(wěn)定也有不良影響。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，鋼索下料中應(yīng)用拉應(yīng)力會(huì)給尺度精確性造成影響，因此在進(jìn)行鋼索下料時(shí)，施工工序必須嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)要求，并對(duì)鋼索進(jìn)行提前處理，施工完全按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行，滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，遵循建筑施工規(guī)范。不同鋼索對(duì)應(yīng)不同的拉應(yīng)力，因此在同一建筑施工中要采用規(guī)格相同的鋼索，確保施工的拉應(yīng)力數(shù)值等處于相等的平衡狀態(tài)。

3.2 施工檢測(cè)

在單層索幕墻建設(shè)開始前，需要對(duì)各項(xiàng)材質(zhì)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)檢測(cè)。索結(jié)構(gòu)幕墻的結(jié)構(gòu)構(gòu)造以及建造材料的性能質(zhì)量和施工時(shí)的安裝精確度是檢驗(yàn)?zāi)粔π阅艿闹笜?biāo)，檢驗(yàn)主要包含以下幾種：抗風(fēng)性、抗震性、水下密封性以及氣體密封性。除此之外還有其他性能測(cè)試，包括索結(jié)構(gòu)的承載力試驗(yàn)，承載主要以靜態(tài)為主進(jìn)行試驗(yàn)；鋼索的破斷力通過索套管接頭的壓制進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；承載力試驗(yàn)不光應(yīng)用于幕墻，結(jié)構(gòu)和玻璃連接結(jié)構(gòu)同樣也需要進(jìn)行承載實(shí)驗(yàn)；物理實(shí)驗(yàn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量、性能等進(jìn)行檢驗(yàn)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)分析主要應(yīng)用于結(jié)構(gòu)材料的分析。

施工時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的配重和安裝玻璃時(shí)要保證節(jié)點(diǎn)尺寸的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)配合檢測(cè)索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的配重，完成最終的結(jié)構(gòu)建筑。

4 結(jié)語

單層索的各式玻璃幕墻在建筑施工當(dāng)中應(yīng)用廣泛，單層索結(jié)構(gòu)點(diǎn)支式幕墻在建筑施工中是一種新興的幕墻結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)和自身構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，在建筑應(yīng)用中工作效率較高。單層索結(jié)構(gòu)在建筑幕墻結(jié)構(gòu)中是非常重要的且常見的外墻形式，在建設(shè)時(shí)幕墻的設(shè)計(jì)、鋼索的選擇以及施工開始前的檢測(cè)都有嚴(yán)格要求。在建筑施工當(dāng)中要充分結(jié)合單層索結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn)，最大限度上保障施工質(zhì)量水平。

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