空間索結(jié)構(gòu)在雙曲面玻璃建筑造型中的應(yīng)用(二)

分割的基本尺寸為1710mm×1725mm，我們?cè)谙铝线^程中采用了CAD三維圖輔助和現(xiàn)場(chǎng)放樣相結(jié)合的辦法確保每片玻璃的尺寸精度。由于整體立面是雙曲形的，用平板玻璃進(jìn)行折線安裝時(shí)玻璃必然會(huì)有一個(gè)角翹起，為了不讓翹起部分影響視覺效果，在玻璃分片盡可能的采用外形尺寸的變化來保證翹起度的一致，并對(duì)每一個(gè)玻璃接縫都進(jìn)行三維圖模型校核。（如圖3.1）

　　3.2、結(jié)構(gòu)鋼材
　　由于索結(jié)構(gòu)的支座反力是由邊部的鋼結(jié)構(gòu)承擔(dān)的，考慮到結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟(jì)性在選材時(shí)，大部分鋼結(jié)構(gòu)材料的材質(zhì)為Q235-B，對(duì)于主要受力柱和頂部的曲線三角桁架采用了材質(zhì)為20號(hào)鋼的厚壁無縫鋼管，特別在受力最大的曲線鋼管立柱的上半部分采用了壁厚為20mm的無縫鋼管，同時(shí)又對(duì)主要受力點(diǎn)進(jìn)行了局部加強(qiáng)。

　　由于邊部鋼結(jié)構(gòu)支撐桁架是由直徑不同的圓形鋼管拼接成形的，大部分節(jié)點(diǎn)為焊接剛性節(jié)點(diǎn)，為保證曲形鋼架在成形后安全可靠尺寸精準(zhǔn)，對(duì)每一個(gè)相貫線切口都采用了五軸相貫線切割機(jī)自動(dòng)切割成形保證了相貫對(duì)口的準(zhǔn)確性和焊口坡度。（如圖3.2）
　　3.3、鋼索的選用
　　豎向鋼索采用直徑為22.5mm的不銹鋼絞線，不銹鋼鋼絲材質(zhì)采用304奧氏體不銹鋼。類型為1x61，每根鋼絲的直徑為2.5mm。不銹鋼拉索的性能參數(shù)要求如下：

　　彈性模量：E=（1.3+0.1）X105 MPa
　　屈服強(qiáng)度：fy=1450 MPa
　　橫向水平拉索采用高強(qiáng)鋁包鋼絞線。鋼索直徑24—36mm.類型為1x61,每根鋼絲的直徑3.78mm，外包鋁的厚度不小于鋼索直徑的10%。鋁包鋼絞線的性能參數(shù)要求如下：

　　彈性模量：E=(1.5±0.1) X105 MPa
屈服強(qiáng)度：fy=1670 Mpa ； 線膨脹系數(shù)：α=1.3X10-5
　　4、水平索桁架的荷載試驗(yàn)
　　當(dāng)確定了水平索桁架的基本和體型后，在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上，為能確保其使用時(shí)的安全性，我們采用了1:1的實(shí)體水平索桁架作靜力荷載試驗(yàn)，將試驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比、分析，最終確定水平索桁架的穩(wěn)定性和可行性。（如圖4.1-4.2）

　　5.2、控制點(diǎn)的確定
　　a）主控點(diǎn)的確定
　　為測(cè)量準(zhǔn)確、方便、直觀，采用內(nèi)控法。設(shè)定11軸、20軸與P軸的交點(diǎn)為東、西樓的內(nèi)主控點(diǎn)，15軸17軸與P軸的交點(diǎn)為外主控點(diǎn)，在主控點(diǎn)位置上設(shè)置主控點(diǎn)標(biāo)志。（如圖5.2）

　　b）邊緣控制點(diǎn)的確定
　　選取幕墻邊緣外形定位關(guān)鍵點(diǎn)作為邊緣控制點(diǎn)。

　　C) 控制單元及精度控制點(diǎn)的確定
　　為減少安裝尺寸的積累誤差，有利于安裝精度的控制與檢測(cè)，將幕墻分成多個(gè)控制單元，每個(gè)單元以九宮格的形式劃分九宮格的邊緣四個(gè)光點(diǎn)就是每個(gè)九宮格中九片玻璃的尺寸精度控制點(diǎn)。從測(cè)量放線到結(jié)構(gòu)安裝調(diào)整，玻璃安裝調(diào)整定位都應(yīng)按每個(gè)單元來進(jìn)行尺寸控制。

　　5.3、水平索桁架的張拉施工
　�。�1）張拉工作平臺(tái)
　　各層張拉工作平臺(tái)利用工作施工腳手架上鋪設(shè)木板搭設(shè)而成。平臺(tái)高度與索水平標(biāo)高相同，在平臺(tái)上設(shè)定水平正負(fù)索五個(gè)定位定型點(diǎn)的位置，各定位點(diǎn)由在地面上放樣確定的各層水平坐標(biāo)通過激光鉛錘儀指向定位點(diǎn)給出。

　　（2）水平索的布設(shè)
　　將水平索吊送到施工平臺(tái)后展開，使索通過平臺(tái)上相應(yīng)各定位點(diǎn)后兩個(gè)端部與端部連接耳板初步連接固定。安裝正負(fù)索之間各平行的連接桿并初步固定。平行連接桿正負(fù)索上的連接位置由計(jì)算確定，并在地面上放樣給出的各層水平坐標(biāo)通過激光鉛錘儀指向定位點(diǎn)給出。使用力矩扳手初步張拉前、后索，使索的預(yù)應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)值的20%。

　　調(diào)節(jié)各平行連接桿的長(zhǎng)度，調(diào)節(jié)量由施工指導(dǎo)手冊(cè)給出，該值為計(jì)算得出的調(diào)節(jié)值。使得前、后索預(yù)應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)值的80% 。調(diào)節(jié)時(shí)各平行連接桿應(yīng)同時(shí)進(jìn)行并分次逐級(jí)進(jìn)行，并注意觀測(cè)外部正索各定位點(diǎn)及支撐鋼結(jié)構(gòu)體系的變化情況。調(diào)節(jié)各平行連接桿的兩端使之到達(dá)設(shè)計(jì)的定位坐標(biāo)位置。

　　（3）、豎向索的布設(shè)
　　牽引豎向索通過各相應(yīng)得水平索上的連接點(diǎn)并初步固定。同步施加各豎向索的預(yù)應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)值的20%。調(diào)節(jié)各連接點(diǎn)的定位位置。觀測(cè)個(gè)水平索內(nèi)力的變化。

　　同步施加各豎向索的預(yù)應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)值的80%。調(diào)節(jié)各連接點(diǎn)的定位位置使之達(dá)到設(shè)計(jì)精度。

　　（4）、索網(wǎng)系統(tǒng)得調(diào)節(jié) 
　　施加預(yù)應(yīng)力使水平索的預(yù)應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)值，即100%；施加預(yù)應(yīng)力使豎向索的預(yù)應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)值，即100%；調(diào)節(jié)各連接點(diǎn)的定位位置使之達(dá)到設(shè)計(jì)精度并鎖定。使用索內(nèi)力檢測(cè)儀進(jìn)行72小時(shí)索內(nèi)力監(jiān)測(cè)，記錄各索的內(nèi)力變化及最終預(yù)應(yīng)力。

　　 6、結(jié)束語
　　本文通過以上幾個(gè)部分的介紹將這項(xiàng)特殊工程從設(shè)計(jì)到施工過程中碰到的問題和解決方案作了初步的介紹。由于篇幅的關(guān)系在文章中沒有對(duì)水平索桁架的靜力加載試驗(yàn)作過多的介紹。該項(xiàng)目經(jīng)過2005年至今整七年使用，性能和狀態(tài)良好，在此期間該項(xiàng)目經(jīng)過了春、夏、秋、冬、風(fēng)雨、冷、熱等大自然的考驗(yàn)，仍然保持著很好的工作狀態(tài)。索結(jié)構(gòu)玻璃幕墻因特性越來越受到建筑師的青睞，但在設(shè)計(jì)和施工中每項(xiàng)工程都有它的個(gè)體性，必須在安全度上嚴(yán)格把關(guān)，確保這一新型的幕墻能健康發(fā)展。 

　　參考文獻(xiàn)
　　[1] 王德勤，索結(jié)構(gòu)玻璃幕墻用索桁架的構(gòu)造與設(shè)計(jì)，《建筑技術(shù)》,北京 2003
　　[2] 《建筑幕墻用鋼索壓管接頭》，中華人民共和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn), JG/T 201-2007
　　[3] 王德勤，曲面索結(jié)構(gòu)玻璃幕墻承載性能探討，《幕墻設(shè)計(jì)》，北京2010【完】