三向网格曲面单层索网幕墙体系研究概述-论文.pdf

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1、■土木建筑三向网格曲面单层索网幕墙体系研究概述中国建筑科学研究院深圳分院，深圳刘健摘要结合东莞篮球中心柱体育馆索网幕墙项目，提出了种全新的幕墙结构体系三向网格曲面单层索网幕墙体系。论述了索网结构的特点和在幕墙上的应用范围，明确了三向网格曲面单层索网幕墙体系的研究内容及关键技术。关键词三向网格单层索网；研究内容；关键技术；激赢詹層着爾應詹層應身應詹藤、。、索网结构的特点结构形式可用于大跨度大面积的玻璃幕墙如中国航海博物中央帆体单层双曲索网“（图索网结构是张力结构的形式之，是种新颖的结构形馆式。其建筑形式美观造型富于变化成形之后有张力度的美，感。世界上最早建成的索，所以索网结构在国外

2、应用十分广泛网结构是建成于年的美国雷里运动场，作为屋顶使用，其采用正交索网运用负高斯曲率的形式，索网张紧后铺设压，型钢板屋面网开创了现代索结构的历史。，该索索网结构是由张拉索组成的柔性体系’是种由单受拉构件产生张酬度进而形成整侧度以抵抗外荷载的结构体系。和传统的刚性结補比有以下特点结构由柔性的单拉构件受拉形成整体刚度，拉索不虞产生弯矩、剪力等效应，難件的节点属于校节点。⑵柔性结构张拉过程中形较大’变，构件的变形会引起结构内力重分布麵出很强的；何非线性。，结构计算模型的不雕性。索网结构確虽的几何棚计算臓的平衡方程建立的不断变化的结构上索网，结构的工作状态通过找形分析确定体现在计算上

3、就是刚度矩聊阵化。二幕墙上的应用、索网结构在图中国航海博物馆的双曲索网幕墙近年来面积玻璃幕墙口，索作为支撑结构被广泛应用于大禾玻璃采光顶中。’这是索结构发展的另撫点索的纤细截二、三向网格曲面单层索网鶴縣的提出面恰好抬人们对玻璃结构通透性的追求，得到了建筑师的青睐，玻璃幕墙的索支撑结构可分为双层索系和单层索系两大目前单层索网幕墙主要分为单向和双向单层索网幕墙两类。双层索系的结构形式类似于普通的索術架体系可用于较种。单层索网幕墙用于直面、，直纹扭面或马鞍形曲面幕墙，大跨度。单层索系的结构形式大多为平面索系，刚度较差，对于各种异型和复杂曲面旳幕墙，这两种索网幕墙形式已不能。般用于面积较

4、小的玻璃幕墙。近期发展起来的单层双曲索系的满足把具有空间定位关系的三个方向的拉索，通过特制专用连风荷载等水平荷载作用下索网产生的拉九只为同等跨度平面接节点连接在起，形成三向网格单层索网初始态；通过较小索网幕墙拉索拉力的，拉索直径和锚具可以减少的搬予张九形繊大的細结測度在索网节点上雜；周脏承结构的造价也会降氐大致万向接驳件网节点连接在起三，把幕墙面板和索，从而形成⑷采用该体系施工技术的研究成果’可以挪地满足向网格单层顏麵靜■系。设计对索网形状和误差调节的要求，基本准确控制索网的变形我院设神卩张工的东莞篮球中心主体育馆，倒锥台侧汗和轴力，并可以减少的施工张拉工期的和费用；、十从友土面

5、采用了二向网格单层环状曲面拉索幕墙体系。该体系为二向网格曲面单层索网幕墙体系的形式之用该体系设计方法可以把索网幕墙的经济适用跨度上端该難下端固定在地面灘土梁上（直径米）。连接在屋盖环梁上（直径米，幕墙高度力米幕墙面积约万平方米。从目前掌握的资料，来看，此幕墙为世界上周长和单体面积最大的三向网格曲面拉索幕墙。索网幕墙结构为双轴对称结构’按对称轴可分成四部分。三。每伸玢内三角形玻璃板的大小各不相同角形单元尺寸约为高，每块玻璃的最小夹°角在之间。图东莞篮球中心幕墙完成后全貌■图东莞篮球中心建筑效杲图麵難结构由横向和斜向不観髓组成，竖向钢索采用双束钢绞线’钢绞线直径水平钢索釆用单賴绞线，

6、撤线直径三向麵在节点細特殊设计的夹具证在节点处斜向索不与节点的发生相对位移而允许横，保，向索与节点发生相对位移。，位移方向沿横向索轴力方向四、体系的特点三向网格单层曲面賴幕稱系具有如下特点可以满足各种异型和复杂的■要求；⑵单向和双向单层索赚面幕墙为平面结构’抓荷载等水平荷载作用下，索网产生拉九变形越小拉力越大，当跨度较大时，麵每个觀点传给周边结构的反力高达几十吨。—慕，这无疑为大大增加周跑构的设计难度和造价大量增加三向网格为稳定的空间结构曲面单层索网幕墙，在图东莞篮球中心幕墙完成（内景及外景局部）■土本建筑五、研究的主要内容不能满足建筑师的造型要求’且造价较高。三角形网格结构可主

7、要研究以很好地与三角形维护面板相对应，因此三向网格结构可以满内容如足日益增长的各种复杂曲面建筑外墙的造型需要，而且可以体、雜的形状、曲率结构形式等适用細研究；现建筑腿和轻薄效果，因此，其在■领域的应用前景将十幕墙索网分格方法研究和程序编制分美好。；三向网格曲面单层索网幕墙索网和周边相连结构的整体分析与简化分析方法（屋顶）体系，其结构受力性；能和索膜结构擁’都是通过予张力胜要构件党拉’从而达錄據网±其他树娜面観十算方法；到结构轻便的效果。索膜结构在国际上的应用范围和前景十分麵難抗震