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业内资讯 => 玻璃幕墙支承结构单层索网单层单向索系中的几个问题	【打印此页】【返回】

发布日期：[2008/7/25] 共阅[3100]次

珠海市红海特种玻璃幕墙工程有限公司李耀庭在我国的玻璃幕墙中，以单层索网、单层单向索系为支承结构的点支式玻璃幕墙已在多项工程中使用，其中有些问题值得探讨。一过载保载器和预拉力保持装置的设置单层索网支座——索两端锚固结构各有不同，索两端锚固装置有的在同一建筑单元，有的则是在建筑变形缝的两侧，更有的是在两栋不相干的建筑上。索的变形能力通常不能适应后两种情况下相当大的变形。所以，在一些工程中增设了索的过载保护器或预拉力保持装置，来保证索网及锚固结构的安全使用和正常使用。过载保护器通常被描述为：过载保护器（或装置）的作用是通过其内的“保险丝”破断，用弹簧受力调节内力，避免在钢索中产生过大拉力，保证索不发生破断，保护索端的锚固结构不被破坏。当保险丝没有断时，过载保护器中的弹簧是不起作用的，就是说，过载保护器中保险丝没有断时，它不能调节索内力的大小，即不能适应较大的变形。过载保护器通常被用于特殊因素，如地震造成索两端锚固结构发生大的相离位移时，用以保护索不被大的相离位移产生的拉力而拉断，而大的相离位移的出现，无论是地震还是温度差，必然会有大的相近位移相伴而生，而大的相近位移产生大的卸载，索会松弛，造成玻璃幕墙挠度过大，无法正常使用，甚至挤碎玻璃，这时过载保护器就无法保护了。有的讲，罕遇地震下玻璃挤碎是难免的，只要索不断就行了，当然也是一种保护，但在温度差作用下发生此问题就是不应该的了。预拉力保持装置的作用是为了保持索的拉力在根据本索网的索锚固结构正常的相对位移（地震设防烈度、设计温度差下的）而设定的范围内变化，在这个范围内拉索的拉力（包括预拉力和外荷载作用效应）不超过索的抗拉强度设计值，也不小于在荷载标准值作用下达到容许挠度时索的拉力值。但是，当遇到特殊情况，如罕遇地震，出现了超出设定范围的索内力时，它对索和锚固结构就无法保护了。如果不是索两端支座受温度差作用改变距离，仅仅是索网本身因温度差作用的伸缩而设预拉力保持装置通常是没有必要的，因为温度差作用对索网中索的伸缩造成索应力的改变是与索的长度和直径大小无关。无论索的长短和粗细，单位伸缩的索应力是一样的。如40＆#176;C温度差作用引起索内力变化，仅佔索破断强度的4，5%左右；佔索强度设计值的8%左右，只要设计中留出这部分强度余量就可以了。其实，这两种装置完全可以合一设置，在保险丝未断时，让弹簧受力起调节索内力作用，超过设定范围达到设定的保险丝破断值时，保险丝破断、弹簧接着受力而降低索内力，达到索不断，起到保护作用。二保险丝破断力值的选择保险丝破断力值的选择要根据本索网和锚固结构的重要性等因素分别选用。 1可以选略小于索破断力和锚固结构的破坏力中的小者； 2也可以选索的强度设计值和锚固结构强度设计值中的小者。三平面单层索网单层单向索系的“稳定” 有人问起，单层单向索系没有另一方向索联结，另一方向的稳定不是有问题了吗！其实，无论平面单层索网还是单层单向索系都因为其受拉而不存在屈曲失稳问题，全张拉的平面单层索网体系不存在稳定问题，对双层索网格和索杆支承体系中的受压构件必须进行稳定验算，还必须确保索杆体系的整体稳定性，这里主要说的是结构稳定性。而索结构是一种可变体系，单层索网、单层单向索系也不例外，其平衡形式随荷载分布方式不同而改变。由平衡形式改变引起的位移称之为机构性位移，抵抗机构性位移能力，即为索的形状稳定性。机构性位移的产生正是因为有分布方式改变的荷载作用引起的，就是说，索结构有机构性位移，但不丧失承载能力，而结构失稳就意味着本结构已失去承载能力。可见，此稳定不同于彼稳定了。四平面单层索网单层单向索系的承载机理平面单层索网、单层单向索系不具有平面外刚度，就是施加了预拉力也同样不具有平面外刚度，它是悬索结构的特例，仅当产生了平面外位移时，才能抵抗平面外荷载作用，也就是说，它的平面外刚度是靠索内力（包括预拉力和平面外位移索被拉长形成的索抗力）的二阶效应实现的。所以说，对于竖向平面单层索网、单层单向索系这个悬索结构中的特例，只要安装到位，不加预拉力它的形态也是平面，即“零状态”和“初始态”是一致的，也可以承受外荷载作用，无非是平面外位移（挠度）值大些而已。如要挠度大小满足工程的设定，如L/50，一是加大索的直径。只加大索的直径也是可以达到L/50的，在参考资料4的例题中有过讨论，但因索的强度没有充分发挥、直径较粗而不经济；二是施加恰当的预拉力。通过计算分析对两条进行调整，达到既满足挠度要求又使索的强度得到充分利用。因为规范中还没有平面单层索网的容许挠度的规定，业内不成文的约定为L/50，根据这几年的不少工程实践，可以按工程使用要求的不同，采用不同的容许挠度值，如能放宽到L/35，较L/50的索内力（包括预拉力和平面外位移使索被拉长形成的索抗力）可以减小30%。由于容许挠度大了，索被拉长值也大了，形成的索抗力也大了，所以需要索的预拉力就小了，不是小了30%，而是小了很多，参考资料4的例题中同样的索直径，当容许挠度为L/50时，需预拉力100KN，而容许挠度为L/35时，仅需预拉力19KN,这个意义是很大的。既方便了设计施工，又节省了投资费用。参考资料： 1 包世华主编，结构力学，武汉工业大学出版社 2 张其林主编，玻璃幕墙结构，山东科学技术出版社 3 沈世钊等著，悬索结构设计（第二版），中国建筑工业出版社 4 李耀庭，单层单向索系及索端弹簧装置的设计探讨，门窗幕墙信息，2002，11 5 李耀庭，点支式玻璃幕墙单层索网结构索抗力保持器的探讨，门窗幕墙信息，2004，3


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