单层索网点支承玻璃幕墙的设计

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2、墙施工、安装人员必须掌握相关的理论和技术。本文根据自己的认识和体会，就该方面的问题进行进行阐述。　　关键词：单层索网，点支承，玻璃幕墙，设计　　1．单层索网点支承玻璃幕墙　　单层索网点支承玻璃幕墙，是点支承玻璃幕墙按支承结构分类的一种形式。点支承玻璃　　幕墙按支承结构可分为：钢结构支承式、玻璃肋支承式、拉索支承式。　　拉索支承式又包括单层索系和双层索系两种。单层索系是由一系列按一定规律布置的　　单根拉索组成，拉索两端锚固在稳定的支承结构上的支承体系。单层索系有平行、辐射和网状布置等形式。单层索系又包括单层单向索和单层索网形式。目前大多采用两个方向拉

3、索呈正交或斜交连接的网状布置形式，称为单层索网。如图1所示。　　2单层索网结构的工作原理　　单层索网作为玻璃幕墙的支撑结构，必须承受幕墙面内及面外荷载的作用，由于面内　　荷载一般使单层索受拉，受力模型与钢结构类似，相对比较简单。当面内荷载或其分力与索的轴线不平行时，垂直于索轴线的分力使索受侧向荷载，其受力原理与面外荷载作用相类似；所以，此处着重分析单层索网受面外荷载作用时的工作状态。　　单层平面索网体系是柔性的张拉结构，在没有施加预应力(预拉力)之前没有刚度，体系处于不稳定状态，必须通过施加适当的预应力(预拉力)赋予其一定的形状，才能承受面外荷载的

4、作用，它的最终承载力与变形终态的位移有很大关系，其结构刚度又与预应力(预拉力)大小密切相关，所以在单层索网幕墙设计中，预拉力s0(预拉力N0)的大小与相对挠度容许值[f]是两个关键参数。单层索网点支承玻璃幕墙，在构造上主要由预应力拉索、连接爪件（接驳爪或其他形式的夹具）、玻璃面板三部分组成，玻璃的四个角点通过爪件和索连接，玻璃和玻璃之间采用硅酮密封胶连接。作用于玻璃幕墙上的平面外荷载通过玻璃的连接机构转化成节点荷载P，节点荷载P作用在索网结构上，只要在索网中有足够的预应力s0(预拉力N0)和相对挠度f，就可以满足力学的平衡条件。　　3单层索网玻璃幕

5、墙各设计参数的确定　　作用于玻璃幕墙上的平面外荷载通过玻璃的连接机构转化成节点荷载P，节点荷载P作用在索网结构上，当P为某一确定值时，索的预应力s0(预拉力N0)越大，索的相对挠度f就越小，但索在终态时所受的内力会越大，需要选择更强的索材料、更大的索截面，索两端的支反力也越大，对应的主支承结构也需要相应增强，会造成极大的浪费。因此，设计索结构时应综合考虑，将索的相对挠度f及索的预应力s0(预拉力N0)都应控制在合理的范围内，以选择合理的索直径。　　3.1索相对挠度容许值[f]的确定　　单层索网必须在变形之后才能承受平面外荷载作用，为减小承力索终态时

6、所受的内力，单索网幕墙必然有很大的变形，一般可将相对挠度[f]（即达到最大变形后的矢跨比）设定在1/50～1/80之间。此时对应的绝对位移[δ]较大，在初步确定时需考虑人的心理承受能力、建筑的视觉效果等。同时，在幕墙设计还必须考虑幕墙各节点承受变形的能力，如玻璃和玻璃之间的胶缝宽度、玻璃和网索之间的连结装置（玻璃平面内驳接爪和玻璃孔之间的缝隙或其他形式的夹具与玻璃面之间的可用间隙等）来吸收和承受这样大的变形。当结构受平面外荷载作用变形后，幕墙必须安全、可靠。　　3.2索所受面外荷载的确定　　3.2.1双向索受力情况　　单层索网玻璃幕墙中，当横、纵（

7、或纵、横）两个方向索的跨度比小于3：1时，应考虑两个方向的索同时受力，此时，可以根据两个方向索的实际跨度和已确定的单层索网绝对位移[δ]，初步将荷载按线性、静力学方式分配到两个方向的索上。具体分配如下：　　3.2.1.1公式的推导　　如图2,单层索结构的AC和BC拉索，在未承受外力时，相交于C。令拉索的有效截面积为A，拉索的弹性模量为E,拉索预拉力为N0。当承受点连接装置传来的外力P之后，C移动到C1，δ＝CC1，与此同时，拉索内产生拉力增加值ΔN，由于δ与m相比非常小，则有：　　α≈δm………………………………………………………………………………

8、(1)　　2（N0+ΔN）.cos(π/2－α)=2（N0+ΔN）.sinα＝P　　N0+ΔN＝P2sinα当α很小时，s