单层索网玻璃幕墙结构设计与施工

最新【精品】范文参考文献专业论文单层电缆玻璃幕墙结构的设计与施工单层电缆玻璃幕墙结构的设计与施工摘要：单层电缆玻璃幕墙是近年来流行的幕墙形式，其支撑结构由柔性电缆构成。 索网的刚度需要通过施加预应力来获得，因此与传统幕墙结构相比具有受力复杂、施工难度高的特点。 本文对典型的单缆幕墙工程进行受力分析和施工过程介绍，以期为今后的类似工程设计工程提供参考。关键词：幕墙单层电缆预应力拉伸过程abstract : monollayercablenetglasscurainwallisapopularwiderinrecentyearsintheformofcurainwall andistsupportingstructionstructions El coble.requiredduetothesfiniththe comparedwithtthetraditionalcutranwallstructurearecomplex，andconstructionmoredifficult.in this apticallincollectrandconstructinwallengineering，strisandconstructionprocesstoprovideforthedectinKey words: walls； monolayer cable net； 预受损； tension during the中图分类编号：J527.3文献识别码： a文章编号：1 .引言玻璃幕墙与传统建筑外墙相比具有造型简洁、透明、现代感强等特点，能够表现建筑时代的气息，因此幕墙尤其是玻璃幕墙受到建筑师的欢迎。 单层平面缆索支撑式玻璃幕墙是近年来国内外广泛应用的新型幕墙结构，具有建筑造型美观、构件轻、纤细、视觉透明等优点，特别适合大型公共建筑。 这样的幕墙在结构上由预应力电缆、连结爪部件(接合爪或其他形状的夹具)、玻璃面板这三个部分构成，玻璃的四角通过电缆与爪部件连接，玻璃与玻璃之间通过硅酮密封件连接。图1 .单层电缆幕效果图2 .电缆节点与传统的单层曲面电缆网结构相比，单层电缆网体系是由双向正交电缆构成的平面或负高斯曲面受力体系。 其中，单层索网结构不具有平面外刚性，只有发生平面外位移时才能抵抗平面外载荷的作用，随载荷的增加，结构变形越大，抵抗载荷的能力越强，表现出明显的几何非线性特性。随着玻璃幕墙在我国的持续实践和技术发展，设计和施工安装技术也逐渐体系化、规范化。 本文通过介绍某办公楼中庭的玻璃幕墙设计工程过程，分析了玻璃幕墙的设计、施工要点，以期提供有益的参考。2 .工程概况这项工程的幕墙在主入口的中庭部分。 为了形成透明的效果，在孔的高度设置单层电缆玻璃窗帘。 该幕墙整体高10米，宽17.5m，水平电缆和垂直电缆垂直相交配置，构成2.0*1.75m的电缆网格。 左右两端与主结构柱连接的垂直电缆跨度为10m，上端与主结构的上部可靠连接，下端与门框的钢结构连接。图3的构件布置图4 .结构三维有限元模型根据本工程特点，幕墙构件材质如下：幕墙玻璃面板采用8 16Ar 8mm的中空强化玻璃，玻璃的最大分格为20001750mm3 .负荷条件(1)幕墙的自重0.024*25.6*2*1.75=2.15KN (转换为节点载荷)(2)风荷载根据建筑结构载荷规范GB50009-2001 (2006年版)，根据结构地址的地面粗糙度为b类、风荷载基准值为0.55kPa的公式，幕墙风压载荷的标准值计算如下4 .结构计算模型和参数选择单层平面电缆网系统是柔软的拉伸结构，如果不通过施加预张力给予一定的形状，就不能承受面外载荷。 作用在玻璃幕墙上的平面外载荷通过玻璃连接机构转换成作用在电缆网结构节点上的集中载荷p，只要电缆网具有足够的与预张力n相对的挠曲f，就能够满足力学平衡条件。 因此，预算n的大小和相对挠曲容许值f是两个重要的参数。 该工程幕墙设计的计算参数如下：(1)以水平电缆和两端的主体结构柱、垂直电缆和上部结构梁和底部为铰链，约束3个方向的线位移(2)考虑到水平和垂直电缆的边界条件足够刚性，电缆网不受主体结构变形的影响(3)网的总尺寸为17.5m10m，网的尺寸为1.75mm2000mm。(4)幕墙电缆选型参数如表1所示表1幕墙电缆选型参数(5)结构的最大变形控制取跨度的1/50。5 .结构分析计算根据上节所示条件，利用有限元ANSYS软件对本工程幕墙电缆结构建立空间有限元模型(图4 )。 第一个张力以第一个应变的形式施加，如图5和图6所示图5 .索网初张力云图6 .索网初应变云图对该模型施加幕墙的自重和风荷载进行荷载分析，结构缆线的荷载如图79所示图7 .索网应力云图(n )图8 .索网应力云图根据ANSYS有限元计算结果纵索的最大拉伸力出现在中部的45号机组，104.4KN，最大拉伸应力为459.3N/mm2水平索的最大拉伸力出现在22号机组，64.3KN，最大拉伸应力为236.0N/mm2电缆网工作状态受到的最大张力是电缆极限载荷的104.4/269=0.39倍，电缆部件满足要求。图10表示构造体在初始张力和外负荷的共同作用下受力的变形图图9 .索网应变云图10 .索网变形图由变形图可知，构成初始张力自重的风荷载下最大变形点位于节点27，195.7 mm-10000/50=200 mm。 结构在外荷载作用下变形符合规范要求。6 .电缆网的施工过程单层电缆网是一种柔性结构体系，电缆在自然状态下是不稳定的结构，需要施加张紧力。 因此，确定正确合理的预应力施工方法(拉伸顺序、横索阶段拉伸分析、拉伸方法、拉伸中预应力值测量、温度控制、钢结构拉伸期变形测量)，正确完成钢索结构安装是本工程单索幕墙施工方法的重点。图11 .电缆张紧器图12 .电缆测试仪由于电缆网受到的压力很大，一次的张力很难到达。 该工程预应力张力分三个阶段进行：一阶段张力预张力30%、二阶段张力预张力70%、三阶段张力预张力100%，具体的各阶段操作过程如下(1)将缆绳布置在规定的位置，用专用的套装连接缆绳和腹柱，用带拉力传感器的液压千斤顶进行一级拉力(最终预应力值的30% )。 一次复合测量绳索的分布尺寸，按尺寸设置中部锁定机构(仅初始连接不锁定)。(2)调整电缆内力的基本平衡，中部节点的空间定位尺寸基本确定后，进行第二级拉力(最终预应力值的70% )。 施加张力后，按各节点的定位尺寸调整绳索锁定机构和玻璃连接机构，初始锁定和初始固定，保持24小时后，检查各边部节点和中部节点及边缘支撑结构的变形状况。(3)如无异常，可施加叔张力。 拉伸完成后进行尺寸精度的测量调整，锁定各节点的连接机构。 72后再次进行尺寸复合，采用高精度电缆内力测量仪测量电缆内力，确认内力均衡后，可进行下列安装工序。七.结论本文介绍了典型单缆幕墙工程的受力分析及施工过程。 这种幕墙结构的设计难点主要有以下几点(1)幕墙电缆预张力的确定是单层电缆幕墙设计的难点，考虑到温差、预应力损失等因素，应考虑到电缆始终处于拉伸状态，以及在外载作用下具有满足幕墙节点变形极限的刚性。(2)单层电缆网是柔软的结构体系，需要通过施加预张力来使其紧张。 因此，拉伸工程应合理划分拉伸工程，控