摘要:随着我国经济的快速发展,社会的不断进步,我国建筑行业得到前所未有的发展,各种先进施工技术应运而生。无孔驳接单层索网点支式玻璃幕墙作为一种新型先进 的施工技术,一方面不仅让建筑物室内外相互通透,而且其精美的支撑玻璃金属连接件具有很好的艺术观赏性,被广泛的应用到公共建筑中去。本文结合某一公共建筑施工项目,采用无孔驳接单层索网点支式玻璃幕墙这一施工技术,详细介绍了该技术的施工过程、注意事项以及质量控制措施等,希望对以后类似工程有借鉴作用。
关键词:无孔驳接单层索网;点支式玻璃幕墙;应用
0.点支式玻璃幕墙的概述
在框架式幕墙中最为常见的一种形式就是四边支撑连接形式,其特点主要为:制作、安装玻璃板块简单灵活,受力均匀合理,不过由于其玻璃板块之间存在横竖框架,而造成幕墙的通透性不强。点支式玻璃幕墙的组成成分包括:玻璃面板、支承结构、连接玻璃面板及支承结构的支承装置等,是让玻璃面板通过点支承装置与其支承结构组成的一种幕墙。点支式玻璃幕墙结构的丰富多变在确保建筑施工质量的前提下,很好的满足人们对建筑外形美观的要求,让支承玻璃的整个结构系统通过玻璃清楚的呈现在世人面前,让室内外相互通透,融为一体,最大程度增加空间的视觉效果。另外玻璃幕墙上加工精美的支承玻璃金属具有很强的艺术欣赏性。点支式玻璃幕墙按点支式承载可以分为以下两种类型:钻孔式与夹板式。其中夹板式点支式玻璃幕墙由于无需进行钻孔,又可称为无孔驳接。
1.工程概况
本工程为某一城市管理服务中心,其是一座集行政办公、国际会议于一体的综合性公共建筑,外形美观要求高,加上该项目总建筑面积庞大,其结构为框架剪力墙,地下一层,地上九层。
2.无孔驳接单层索网点式玻璃幕墙设计概况
无孔驳接单层索网点式玻璃幕墙主要是利用不锈钢方形夹具对玻璃的四个角部进行固定,通过夹具,把玻璃所承受的荷载传递给支承结构。为了防止应力过于集中以及要适应玻璃面板的变形,需要在玻璃与夹具接触位置设置柔性胶垫。
无孔驳接构造的最大特点是无需在玻璃面板上开孔,更加容易进行加工、制作。由横竖钢索交叉构成的预应力单层索网结构,可以让预应力平面受力体系忽略掉前后索之间的杠件,让其结构更加简洁、通透、轻盈,而且玻璃幕墙的使用空间能够得到最大程度的利用。
利用玻璃与玻璃间的缝夹,无孔式驳接固定件把玻璃面板夹持住,然后在玻璃面板和固定件之间设置有柔性垫片,让玻璃板块在受力状态发生弯曲变形情况下,可以拥有一定的位移,以便防止玻璃的固定点有较大的弯曲应力形成。
3.无孔驳接单层索网点式玻璃幕墙设计特点
本次建筑工程总共有四副无孔驳接单层索网点式玻璃幕墙,幕墙主受力结构为索桁架支承结构,其中主受力索是竖向拉索,它主要是承担水平风压和玻璃自身重量;而横向拉索为稳定索。荷载传递路径为:玻璃→不锈钢夹具→竖向不锈钢拉索→主体钢结构。夹具则选用夹板式夹具。
因为单层索网为柔性结构,所以结构抵抗荷载的刚度主要是依靠索网的变形。不过太大的变形容易造成固定玻璃的索网网格节点出平面外以及平面内变形太大,这些都会影响到玻璃面板的固定以及安全。目前,国家对单层索网结构这样新型技术的挠度现值,并无相关的规范要求。通常都是参考国内外工程实例以及相关文献资料并结合各种影响因素,最终取定为计算跨度的五十分之一。
主体钢结构的水平桁架平面外的承载能力是比较弱的,所以在设计过程中为了防止竖向拉索工作时,让竖向力传递到主体钢结构的水平桁架,可以把一段短杠(二力杠)设置在拉索和水平桁架的连接部位,以便把水平力很好的传递给拉索与水平桁架的连接节点,而不传递竖向力。
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4.无孔驳接单层索网点式玻璃幕墙施工要点
拉索式点连接玻璃幕墙的设计直接关系到其施工质量,所以在设计时,需要考虑到施工的步骤,特别是张拉预应力的步骤要预先规定好,施工人员要严格按照规定的步骤进行施工操作,设计人员的想法也要充分的了解。在施工过程中,设计人员需到场进行技术交流与指导。
(1)下料及预张拉处理
在索结构玻璃幕墙中,其使用的不锈钢拉索一直处于受拉状态,所以幕墙中使用到每个拉索在下料切割之前需要进行预张拉处理,让不锈钢拉索内非弹性变形因素的得以消除,让它一直处在弹性状态下进行工作,最终确保不锈钢拉索工作性能的稳定。
(2)本次工程将按20℃施工温度,对拉索幕墙进行设计,需要按照现场的施工温度,对拉索所施加的预应力进行线性插值取定。
预拉力值的确定:根据施工季节决定选用3D3S和ANSYS电算软件,对平面和空间进行整体计算,从而确定出张拉顺序、合拢温度、调整水平与竖向的预拉力值。本次工程选用拉索张紧器进行张拉并同时使用拉力测力计校核拉索的拉力值。
单层拉索点支式玻璃幕墙单层索网有比较大的张拉应力,所以不容易使用拉索自身的调节套进行张紧拉索,本次工程将把拉索张紧装置安装在钢架上部,可以借助拉索张紧装置进行张拉,另外还可以同时采用拉索测力计校核拉索的张力值来带动拉索的张紧。施工人员要根据对称张拉原则采用拉索测力计对预拉力的施加进行控制。
拉索分四次进行施加预拉力,分别施加到预拉力的30%、60%、90%以及110%这四次,等到每次预拉力都施加到位之后,施工人员需要对拉索的预拉力进行测量;然后等静置12小时之后,再次对拉索的预拉力进行测量;如若有偏差,施工人员需要及时采取有效措施矫正预拉力;在进行拉索张拉过程中,需要安排专人完整记录下各根拉索不同张拉阶段的预拉力情况。
(3)玻璃的安装及保养
施工人员完成矩形夹具安装之后,需要对其进行调整,以便同一水平方向的矩形夹具位置平常控制在1毫米之内,而同一垂直方向的矩形夹具位置偏差需控制在2毫米之内及平面内偏差控制在1毫米之内。初步固定好玻璃之后,施工人员就需要对板块进行调整。可以利用矩形夹具的中心线来调整玻璃。按照“横平、竖直、面平”标准进行调整,其中横平就是指横向胶缝应水平,竖直则指的是竖向胶缝应垂直,面平就是每块玻璃都是处在同一平面。除此之外,施工人员还需要对胶缝进行检查,检查其大小是否一样,如若不相同就需及时进行调整。
检查玻璃的安装质量具体包括以下几方面:接缝的宽度、高差、顺直等,以及玻璃固定件的牢固程度,还有胶缝的外观。在正常的使用和维护之下,需要采取相关措施来确保玻璃幕墙的正常使用,延长其寿命,以便达到玻璃幕墙所设计的使用年限,所以施工人员要认真维护、保养、管理玻璃幕墙的施工。所有的建筑物都避免不了发生沉降、金属材料蠕变等现象,拉索结构幕墙上施加的预拉力会随着时间的推移,而出现预拉力损失的情况。所以为了确保幕墙的稳定以及使用的安全性,在工程竣工验收完毕之后,检查及调整钢拉索预拉力的时间可以设定为半年后检查一次、调整一次,之后的每三年进行一次的检查与调整即可。
5.结束语
综上所述,在设计无孔驳接单层索网点式玻璃幕墙时,工作人员必须要通过对拉索、夹具以及玻璃的合理计算分析及构造设计。为了确保玻璃幕墙的整体施工质量,在施工过程中,施工人员必须严格按照规定所要求的施工步骤进行作业,对于设计人员的意图,施工人员需要有一个全面、清楚的了解,严格遵循施工工艺要求,根据施工现场的实际气温变化,来施加拉索预应力并随时进行调整,每一个施工级别的张拉预应力值要结合实际施工环境温度与预应力值对照表来确定,严格按照规定的施工步骤,控制好玻璃幕墙的施工质量。
参考文献:
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[3]郑家碧,刘志军.点驳式玻璃幕墙技术与应用实例[J].西部探矿工程,2004(02):125-126.
论文作者:朱景立
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/9/12
标签:拉索论文; 玻璃论文; 玻璃幕墙论文; 单层论文; 拉力论文; 夹具论文; 结构论文; 《基层建设》2018年第21期论文;