【 第一幕墙网 】
近年来,随着我国建筑市场的发展以及人们对工作、生活环境要求的进一步提高,越来越多的新型建筑材料被应用于建筑行业中,建筑外装饰行业产品中也由原来的以铝合金框架、钢框架为主的结构形式开发出多种新型结构形式,例如索杆结构体系(上海威斯玎酒店、重庆百货公司)、单层索网结构体系(新保利大厦、纽约时代华纳广场)、索膜结构体系(中国国家游泳中心、哈吉国际航空港)。本文以新保利大厦柔索玻璃幕墙工程为例简要的介绍单层索网玻璃幕墙(柔索玻璃幕墙)的技术特点及施工方法,供业内人士参考。 新保利大厦是由中国保利集团下属新保利大厦房地产开发有限公司开发的商用写字楼,整个大厦结构设计新颖独特,拥有90 米摩天中厅、特式钢结构吊楼、立体流水雕塑、以及被予为“世界首席”的柔索玻璃幕墙。 大厦建筑平面呈直角三角形,建筑标高105.2 米,建筑面积109341 平方米,主体结构为钢筋混凝土核心筒结构,各核心筒之间通过钢结构桁架连接,特式钢结构吊楼自地上二层起从主体三号核心筒结构中悬挑出约25 米,吊楼共7 层,吊楼顶部通过四根预应力主钢索(超耐久性低松弛钢绞线)分别与主体核心筒顶部结构相连,大厦东北立面柔索玻璃幕墙既是以靠近东北侧的两根主钢索为骨架,高强度不锈钢拉索为次受力体系形成的空间棱锥索网玻璃幕墙。 整个幕墙结构体系由大型合金铸钢件、主钢索 A、主钢索 B、主钢索与面索之间连接拉杆、不锈钢面索、面索索夹组成,各组成构件技术特点如下: ▲ 合金钢铸件转动机构(简称摇摆机构) 铸钢件摇摆结构位于特式钢结构吊楼顶部的两个吊点,每套摇摆机构由马蹄钩铸件(2件)、摇摆臂(2 件)、摇摆上支座(1 件)、摇摆下支座(1 件)和销轴(4 件)共10 个组件组成。整个摇摆机构下端通过摇摆下支座采用高强度螺栓组和销轴与吊楼钢结构立柱、横梁连接,上端通过马蹄钩铸件与主钢索锚固连接。如图所示,摇摆机构在两个平面内具有转动性能,设计中一方面利用摇摆机构的转动性能很好的完成了从刚性结构到柔性结构的过度,另一方面解决了整个东北立面柔索幕墙在地震荷载作用和风荷载作用下对于位移量的要求。 ⑴ 主钢索结构设计安全系数的取定: 在北京新保利大厦工程中,四条主钢索一方面作为连接特式钢结构吊楼和主体钢筋混凝土核心筒的重要构件,另一方面,其中两条主钢索也作为东北立面柔索幕墙的重要组成部分。主钢索为平行束预应力低松弛钢绞线,因平行束预应力低松弛钢绞线多用于桥梁工程,国内尚未明确此钢绞线用于民用建筑时安全系数的取值。相关的国内规范仅在《玻璃幕墙工程技术规范》中,规定了索体材料本身的安全系数K=1.82,考虑荷载组合中分项系数K=1.351,索体强度总体安全系数为K ′=1.35x1.8=2.43 。 美国规范:ASCE1996《Structural Applications of Steel Cables for Building》(建筑结构用钢索)中规定,钢索安全系数为T=2.2(永久载荷+预应力);T=2.0(永久载荷+预应力+风或地震)。 我国桥梁工程规范:《斜拉索热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条例》GB/T18365-2001中规定,拉索安全系数为K=2.5;《斜拉索热挤聚乙烯拉索技术条例》JT/T694中规定安全系数取2.5~3.0。 在新保利大厦柔索幕墙结构设计中,考虑到主钢索与斜拉桥用拉索的室内外使用情况不同,以及主钢索在整个柔索幕墙中的骨架作用,本工程在主索的计算分析中,其总体安全系数取2.5。 ⑵ 主钢索设计 东北立面两条主钢索由超耐久性低松弛钢绞线组合而成,主索截面排列形式如图所示,主钢索 A由马蹄钩铸件引出连接至一号核心筒,主钢索B由马蹄钩铸件引出连接至三号核心筒,主钢索顶部位置标高约93 米,底部标高约45 米,A 索全长61.7 米。 B 索全长51.2米。主索端部每条钢绞线选用专用锚具进行锚固,锚固端布置如顶部锚固节点图所示: ● 面索及面索锚具支座 东北立面柔索玻璃幕墙横向拉索选用Φ36mm,1×91 股高强度不锈钢拉索,钢丝抗拉强度 1570MPa,竖向拉索选用Φ26mm,1×61 股不锈钢拉索,钢丝抗拉强度 1450MPa,其中横向拉索主要承担正、负风荷载作用和水平地震作用,竖向拉索主要承担玻璃及其附件重量。幕墙拉索强度按照百年一遇风压计算,索体强度安全系数 |