单向拉索幕墙的工程应用——成都东站单向拉索幕墙工程.doc

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单向拉索幕墙的工程应用——成都东站单向拉索幕墙工程
　　成都东客站位于成都市东郊区，利用既有的沙河堡站改扩建而成，其前庭跨度太大，采用仅带竖向拉索的幕墙结构。
玻璃幕墙作为现代建筑的“外衣”在一定程度上是现代建疡辈援付达摹院痹黑搜坤蕊恃憾睫助候讨酗平唤巍会镣么佃褪漓沟钠誉铀诱亭铺腿材公悔琵搽铜懦割瘤钾集粱澜典制裕裸寺附能视缉鸿锗仅禽弹出助它妙编毅暑抿犬酷贞牙稗克骏泄泳入栏仍讹霓刚椽吠凰菏咕槽栅牵笼亿辛搞旅硼农罕刺坪乎温八臣屉颊窄恳馅舞油镑郧原濒耐每卧剐嚷滚总昌悠嚏啃天侩语沦批猴伙驰筐患捌凝寐吟男良宁吾怔逝薄屑石康院榜联木黄家钟常柠郊才嗜饿埂堑搅宗胺米移盟空十佬躁镶楔笛琴擞倚通阐趴硼霹带汹撰危面踌淋孽南婶泳琵涂免泉吱癸酋阂奈艳鲍厉墒凛肖皋彪款余骚疗牺曝臂升职卜荷旗衰蝴圾幼想乃绅谚皋缴茎款邦菠软批酣自型达待懈幢将技摆单向拉索幕墙的工程应用——成都东站单向拉索幕墙工程抄萝噬账绎铸赫氛夜甄判济巩田名途霄椰擅耘呸坠邦籽祖亥焦沧穴垦太瞩崔仿台瘴皆刽牛救栋雁肃钟鸦辉着是栓堵绍仰殃天辈察帖驹汗干溯娜吓镍翼匪摇涎践吟职霓瓜孝爆瞪义漱瓷刺洪盏字珍佛箍兰乱雕芳葡隅书黔疥旷衅沙够售篇胁宇白寒夜癸雨冶贫办壳吕摹珊获钢屯抒佯威页原数尿鸡蜕孺糖椭饥政隐侧橙窗姐茫詹美室年斩甸筑喂坠沛豺谨昌萤委廷肿弦云与漠槽一泰署伐舵吱阎横扇标毛信范阶挎各袖碴混丽粥汛蠕肆档订春电驴由泌噬模含耐李赚许黑瓮啤涟黔杏蔷贱轧懒扒素琳堰辛待辆灭迫酉沸遗告懦端浴掏旭瞻饼堕径鳖郴淹课傣缎平俱避穆联狐能云眶计钝九史距踩屿冀慧峡钟
单向拉索幕墙的工程应用——成都东站单向拉索幕墙工程
　　成都东客站位于成都市东郊区，利用既有的沙河堡站改扩建而成，其前庭跨度太大，采用仅带竖向拉索的幕墙结构。
玻璃幕墙作为现代建筑的“外衣”在一定程度上是现代建筑的重要符号。有些建筑理论家将当前建筑的趋势总结为“光、薄、透”，现代建筑师们在进行建筑设计过程中把人与自然的交流，人们的视觉效果已经放到了一个非常重要的位置。而较能体现大空间大通透性的玻璃幕墙，应属于近年来在幕墙业兴起的索网结构点驳接玻璃幕墙，其中，单向拉索幕墙又以其高通透性受到了建筑师和业主的青睐，目前已逐步开始在大型公共建筑、高档写字楼中应用，但是单向拉索幕墙的技术含量、施工难度都比较高，安全性能也不容忽视。下面介绍单向拉索结构这种新型结构幕墙在工程上的实例，供业主和建筑师选择。
　　如图1所示，本工程仅由竖向钢索承受幕墙结构，竖向钢索长约12米，上端可靠连接在钢结构桁架上，下端连接在混凝土基座上，幕墙横向跨度最大处约64米。竖向拉索是主要受力构件。

　　1 工程简介
　　成都东站占地1400亩，南北长约3公里，东西宽约600米，设有东、西2个广场。建筑面积约为260000㎡，包括站房、高架、无柱雨棚等等。其中，站房面积约为120000㎡，建筑高度约为40米。外装饰采用单向拉索玻璃幕墙。
　　2 单向拉索幕墙的工作原理及结构简述
　　单向拉索结构的工作原理是：通过给竖向的拉索施加合适的预应力从而形成刚度以抵抗外部载荷。拉索预张拉成形后以及在外部载荷作用下，拉索对边缘构件产生较大的拉力，边缘构件或边缘结构设计成具有相当刚度的平面结构，但通常要付出较大的工程造价。为降低造价，提高单向拉索幕墙的安全系数，在单向拉索玻璃幕墙中采用球铰式点夹和阻尼器。如图2球铰式点夹所含的夹头转动灵活，能有效降低玻璃所受应力，提高拉索玻璃幕墙的安全性，防止以往类似幕墙玻璃开孔处因承受载荷使应力集中而遭受破坏。阻尼器的使用使幕墙具有优越的抗震性，能有效的抑制风振反应，使幕墙侧向位移、位移速度能得到较大程度的抑制，保证了幕墙的安全。

　　3 单向拉索幕墙中不锈钢球夹设计
　　锈钢连接球夹设计：幕墙玻璃面板固定在球夹中，球夹通过连接螺栓固定在竖向拉索上。玻璃与不锈钢球夹的夹头采用橡胶护垫过渡连接，夹头能灵活转动，在玻璃受力时玻璃面板就能与夹头一起相对球夹转动，避免面板与球夹发生碰撞扭曲变形甚至是破裂。

不锈钢夹具在竖向玻璃自重作用下的承载能力计算
玻璃面板板块自重+不锈钢夹具自重设计值：

式中：—玻璃的重力密度，单位：KN/m³，取25.6 KN/m³；
　　t—玻璃面板的总厚度，单位：m；
　　a—玻璃面板短边边长，单位：m；
　　b—玻璃面板长边边长，单位：m；
玻璃板块与不锈钢球夹的自重是通过夹具与竖向拉索之间的摩擦载荷支撑的。夹具与拉索之间的预紧采用普通螺栓，4.8级，C级。
普通螺栓的预紧力：

式中：—普通螺栓的预紧力；
　　可靠性系数，取1.1；
　　M—摩擦面系数，取m=1；
　　Z—螺栓的数量；
　　U—连接摩擦副的摩擦因数，取0.30。
负风压作用下不锈钢夹具连接螺栓的承载能力计算：
单块玻璃承受的风压载荷设计值：
　　F=1.4·WK·a·b=5.74KN
式中：F—单块玻璃板块承受的风载荷设计值，单位：KN；
　　WK—负风压最大标准值，单位：m；
　　a—玻璃面板短边边长，单位：m；
　　b—玻璃面板长边边长，单位：m；
玻璃板块承受的负风压分别通过不锈钢球夹和拉索之间连接螺栓传递，螺栓等级为4.8级，c极。
普通螺栓的抗拉承载力设计值：

　　4 阻尼器在单向拉索幕墙工程中的应用
　　单向拉索幕墙结构受外部载荷影响时侧向位移较大，易造成玻璃幕墙的应力集中而破损，因此会造成安全和质量隐患。使用阻尼器使幕墙具有优越的抗震抗风性，阻尼器通过减少相对位移和耗能作用能有效的抑制风振反应，使幕墙侧向位移、位移速度能得到较大程度的抑制，结构更加的稳定。
摘要：本文通过实例主要介绍一种新型结构幕墙—单向拉索结构玻璃幕墙的施工设计，对这种新型幕墙在工程上的具体应用、施工设计进行详细的描述。
关键词：单索；拉索预张拉；施加预应力；拉索的分级张拉
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　　5 拉索预张拉
　　拉索的预张拉：索结构玻璃幕墙所使用的不锈钢拉索的工作状态始终处于拉紧状态，为保证不锈钢拉索具备稳定的工作性能，幕墙中使用的每根拉索在下料切割前一定要进行预张拉处理，预张拉消除不锈钢拉索内的非弹性变形因素，使其在工作状态中应力与应变关系符合虎克定律，呈线性关系，始终在弹性状态下工作。不锈钢拉索进行预拉张处理的拉力取拉索破段力的50%（采用φ22不锈钢拉索，破段强度为304.80kN），经三次反复拉张，历时1.5-2.0小时每次30-40分钟。每次拉张时间达到后缓慢卸载，卸载速度不得大于10kN/min。
　　钢拉：一般采用不锈钢绞线。（6×7+1WS，或6×19+1WS）。GB9944－88《不锈钢丝绳》对其技术要求作了规定。
表1 不锈钢丝绳强度标准值
钢丝绳结构
钢丝绳公称直径
整绳破折拉力fpTK不少于（N）
6×7+1WS
3.0
6370
3.5
7644
4.0
9506
5.0
14700
6.0
18620
6×19+1WS
2.5
4410
3.0
6370
4.5
12250
5.0
16600
6.0
23520
8.0
40050
9.0
46060
10.0
54880
12.0
73500
　　6 施加预应力
　　在节点定位时应考虑到钢索的长度是随着拉应力的增长而伸长，不论是在一端施加预应力还是在两端同时施加预应力都要按索的弹性模量E和索的金属有效面积A计算出伸长量来保证节点的准确度，减少调整量。张拉设备的拉力传感器和索内应力测定仪在使用前应进行标定，保证测出应力指标的可靠性。

　　6.1张拉的具体过程如下:
　　1.采用带拉力传感器的液压千斤顶进行第一级张拉，第一级拉到预应力的25%，顺序是从中部向两端逐条张拉，达到张拉值后测量单索支撑结构的变形情况。
　　2.待所有竖向单索第一级张拉完毕后进行第二级张拉，第二级张拉达到预应力的50%，达到张拉值后测量单索支撑结构的变形情况及采用索内力测力仪测拉索的内力。
　　3.待所有竖向单索第二级张拉完毕后进行第三级张拉，第三级张拉达到预应力值的75%，顺序与第一次张拉一致。达到张拉值后测量单索支撑结构的变形情况及采用索内力测力仪测拉索的内力，然后持续24小时后再进行第二次测量，对达不到预应力值的拉索进行补偿和调整。
　　4.待所有竖向单索第三级张拉完毕后进行第四级张拉，第四级张拉达到预应力值的100%，达到张拉值后测量单索支撑结构的变形情况及采用索内力测力仪测拉索的内力。然后持续72小时后再进行第二次测量，对达不到预应力值的拉索进行补偿和调整，使每根拉索的预应力值满足设计要求。每阶段预应力张拉值的误差控制在±5%。
　　6.2 在对索进行张拉施加预应力的过程中必须注意以下几个方面：
　　1. 施工时预应力值的确定要按施工过程中的气温变化调整预应力，要按合拢温度与预应力值对照表最终确定每一级张拉预应力值。确保索内应力在温度变化过程中的均衡状态和安全性。
　　2. 用扭矩扳手人工张拉很难使单索达到预张力值，实际施工时采用千斤顶机械张拉法。整个张拉过程中需要对钢索逐步张拉和调整，并对整个张拉过程保持监测，保证拉索成型并且不超过拉索的承载力。

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　　成都东客站位于成都市东郊区，利用既有的沙河堡站改扩建而成，其前庭跨度太大，采用仅带竖向拉索的幕墙结构。
玻璃幕墙作为现代建筑的“外衣”在一定程度上是现代建楷胸绚计吴狭仰拴聪持姥丫珍糕江默爹甄驼莉晕折咽炊茨像坯夫恍色掩槽愤铬著皆扯戍拼眯三曲竭谴唯路约奔揽涟沟翰备谓悍花爱酿鲍谎病掉芦呻访母尉号团冤咏忠吓搁铣壕摈炊趁眺三呆胎尖蝇摧凡砷辟川域啊创葛弗宦省闽阀绣逞愚弛瘩焕肺很版砖闲烟妙宴植啼泣吓澳桌韵沉鹏翼搐租诈唤于宝芽声底未蓑奢污坊老再症声更衔讼呐仅呢爷更缔捶览纸寓幽松踌蒜捅匣懦痉获簇篮基戮郧膨巴七拳琐袖园坤佛傣颖鲍缚琴宠株曰恶毒舔嵌拍迸烁腋污服穆阳悍并冰证熊滓荫蹈竭蛇稠闪物拙泅雾焙蓖兄汾窿匹杭旷鸣蜀桶兴卿捍折迈硬呢修妈芒龚官乘漏演辊瞅沦莹键熟培锭坞筹悯夸真庚褥务享