拉索式點連接全玻璃幕墻的設計與結(jié)構(gòu)

侯玉國

【摘要】隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，綜合國力不斷提升，人們的生活水平逐漸增強，對建筑住房方面的要求也逐漸增加。尤其是在我國提出節(jié)能環(huán)保、走可持續(xù)發(fā)展的政策之后，一項帶有高級技術(shù)的科技產(chǎn)品——全玻璃幕墻應運而生。文章對全玻璃幕墻的材料、設計加工以及結(jié)構(gòu)進行分析。

【關(guān)鍵詞】拉索式點支式;玻璃幕墻;預拉力;配重;施工要點

【中圖分類號】TU532+.63

【文獻標識碼】A

1、材料的選擇及構(gòu)件設計加工

1.1 鋼桁架

通常情況下，對需要進行加工焊接的魚腹鋼梁，進行切割操作的時候，必須要按照規(guī)定的路徑予以操作。對于被焊接位置需要注意的是，保持平整光滑，滿足視覺美觀需求。在處理鋼材的過程中，保持最外層的粗糙程度不得高于Ra3.2級，科學合理的運用除銹漆再一次涂抹。對于鋼桁架和相關(guān)重要部位，完成鋼材相應安裝流程之后，必須全面做好刷漆工作，以便滿足設計裝飾要求的效果。

1.2鋼桁架支撐桿件

在對鋼桁架進行安裝施工操作的過程中國，一定要確保其所在位置的精準性，需要運用合適的支撐連接桿件，還要具備可調(diào)試功能，當一切準備就緒之后，做好頂端鋼梁水平方位的固定支撐桿件，保證鋼桁架結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。

1.3拉索式桁架

索桁架可以對全幕墻整體結(jié)構(gòu)起到有效的支撐作用，一般都會把它安放在支撐結(jié)構(gòu)頂端，其構(gòu)成組件主要為索和連系桿。索桁架在運作過程中的主要任務是幫助幕墻分散荷載能力，直到找到確定的位置進行預應力操作，才能得到想要的設計形狀，并予以固定，所以在施加預應力的過程中要保持平穩(wěn)、力度適中，緊密聯(lián)系結(jié)構(gòu)形成之前的初始狀態(tài)。索桁架進行對荷載承受能力的抵御主要運用自身結(jié)構(gòu)發(fā)生形變之后的拉力予以平衡，索桁架不但連結(jié)玻璃面板而且對結(jié)構(gòu)主體也起到連接作用，因此要求必須具備充足的形變條件來滿足平衡外力的需要，但是同時也要把握變形程度，保證玻璃面板和建筑立面的平整性和水密性[1]。

1.4索桁架預應力的設計值

在全玻璃幕墻施工過車中，運用拉索式點方法進行連接，此時需要用鋼爪固定索桁架。此時其主要支撐作用的幕墻體系包括玻璃面板、索桁架、和支承結(jié)，此三者缺一不可。相應的支撐結(jié)構(gòu)在承載外來結(jié)構(gòu)荷載的同時，也成為索桁架進行張拉過程的主體作用力，相關(guān)的支撐結(jié)構(gòu)體系不但要承擔自身結(jié)構(gòu)需要運用到的各種類型荷載，還要連帶保證索桁架很大的拉緊力。如果在對結(jié)構(gòu)主體設計的過程中直接忽略索桁架所受到的預應力，如此一來，直接導致拉索式點連接玻璃幕墻整個系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)，除非在第一時間對結(jié)構(gòu)主體做好相應的加固補強工作[2]。對運用索桁架固定好的玻璃板面，做好適當?shù)奶羁p操作，形成完整的幕墻體系。這個時候，如果體系具備較大剛度，也能夠在一定程度上強化幕墻使用性能，此時在索系中必須要有玻璃的參加，成為重要分支，但是一定要注意堅持適度原則，如果用力偏大就會導致玻璃對局部荷載無法完全適應，容易發(fā)生毀損現(xiàn)象，因此，要求再對玻璃與索桁架設計連接的過程中，需要采用可微調(diào)節(jié)點。

2、全玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)分析

2.1錨定結(jié)構(gòu)

索桁架中使用的錨定結(jié)構(gòu)與幕墻的主體結(jié)構(gòu)相比較來看，具有較大的不足之處。幕墻的主體結(jié)構(gòu)主要是剛性，除了利用荷載之外，只承受來自幕墻連接點傳來的水平作用以及豎向作用。但索桁架使用的錨定結(jié)構(gòu)除了需要承受剛性幕墻中的作用之外，還需要承擔張拉的預應力和受荷載之后的反推力，并且拉力十分強大，有時大于使用荷載的效應。這將會對錨定結(jié)構(gòu)在主體荷載中的作用具有嚴格的要求，使其能夠在與索桁架拉力的作用下，滿足安全使用的要求，并且其撓度也要處于標準的范圍之中[3]。

2.2錨定結(jié)構(gòu)的撓曲

在荷載以及索桁架拉力的雙重作用之下，錨定結(jié)構(gòu)中的大梁將會出現(xiàn)撓曲。所謂的撓曲是指在單純的自重狀態(tài)下時，大梁處于平直的狀態(tài)，在承受到荷載和拉力之后，索桁架的跨度將會減少，致使位于相同柱距中的索桁架跨度與分格長度之間產(chǎn)生差異，進而使懸挑梁的標高產(chǎn)生影響。應該根據(jù)主梁在幕墻自重以及拉力的作用下所產(chǎn)生的撓度變形進行合理的調(diào)整，從而達到所有索桁架的跨度都保持一致的目的。

2.3玻璃面板

在全玻璃幕墻的設計中，玻璃作為主要應用材料，能夠?qū)δ粔υO計各個性能起到直接的限制作用，同時也能夠?qū)δ粔Φ乃囆g(shù)風格進行直接的展現(xiàn)。因此，在幕墻的設計中玻璃的選擇成為十分重要的內(nèi)容。玻璃面板的固定是通過安裝在索桁架中的鋼爪件來完成的，進行縫隙填補處理之后，將會形成最終的幕墻系統(tǒng)。如果玻璃面板與索桁架之間形成具有較大剛度的體系，則能夠在很大程度上使幕墻體系的整體剛度顯著提升[4]。這時，玻璃對于索系環(huán)節(jié)的參與則不可避免，成為索系分布結(jié)構(gòu)中十分重要的一部分，但是這將不會對索系產(chǎn)生較大的影響，但是玻璃屬于局部荷載能力較差的材料，因此十分容易在增加內(nèi)力之前發(fā)生損壞，所以在進行玻璃與索桁架之間的連接設計時，應采用可以微調(diào)節(jié)點。

2.4索桁架的其他結(jié)構(gòu)類型

較為普遍的索桁架結(jié)構(gòu)類型有以下幾種：①拉索單壓桿梭形結(jié)構(gòu)，主要為自平衡體系，主要包括兩條傾斜的索、撐桿以及中壓桿，由壓桿來承受預應力中的拉力，因此無需其他結(jié)構(gòu)進行預應力的承擔;②雙拉索魚形結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)中桿件的截面較小，通常只有兩條斜索組成，其具有簡潔、美觀的特點，其柔性支撐結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性在布置中得到充分發(fā)揮。由于這種類型的拉索屬于弧形。因此，此種結(jié)構(gòu)做成的玻璃幕墻可以實現(xiàn)靈活布置，橫放和豎放均可;③索桿組合型結(jié)構(gòu)主要包括的兩條拉索以及一段鋼管，這種類型的施工較為簡單，材料的使用較少，并且具有剛?cè)岵奶卣鳎瑹o需考慮穩(wěn)定性不強等問題。

結(jié)語：

拉索式點連接全玻璃幕墻是一種理想的支撐結(jié)構(gòu)，其體系受力合理，外觀新穎，安全經(jīng)濟，在全國的許多標志性建筑中得到了越來越廣泛的應用，但是由于其具有全新的設計概念，施工精度要求較高，所以研究深度還有待加深。只要我們善于學習新技術(shù)，善于總結(jié)經(jīng)驗，我們完全有信心，有把握把拉索式點連接全玻璃幕墻這種新型幕墻形式的設計與應用提高到一個新高度。

參考文獻：

[1]念保鏢.拉索式點支承玻璃幕墻安裝技術(shù)[J].福建建筑，2011（03）：67-69.

[2]牟芹.點支式玻璃幕墻建筑結(jié)構(gòu)設計分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009（11）：142.

[3]趙建華，吳中堅.點式連接全玻璃幕墻的質(zhì)量控制[J].工程質(zhì)量，2001（04）：13-14.