点式幕墙基础知识
- 格式:doc
- 大小:879.00 KB
- 文档页数:15
编制说明由于点式玻璃幕墙在国内发展的历史不长,目前尚无相应的国家或行业技术规范、标准,为了使点式玻璃幕墙的设计、加工和施工质量的控制以及工程验收做到有据可依,现参照国内外相关标准资料和工程设计、施工经验,制订此企业技术规范.此规范仅适用于点式玻璃幕墙的设计、施工和验收。
点式玻璃幕墙是一种具有装饰性和功能性的建筑围护结构。
他主要有玻璃、密封材料、不锈钢接驳件、支撑体系四部分组成。
在结构形式和要求上与普通玻璃幕墙基本类似。
只是在下列几方面有区别:一、玻璃的加工要求不同,点式玻璃幕墙的玻璃由于安装形式的关系,所以其加工要求及对玻璃本身的品质要求均较高。
二、玻璃的固定方式不同,普通玻璃幕墙一般采用镶嵌或胶粘的四边固定,而点式幕墙采用四点或六点接驳,容易产生应力集中,局部的受力状况较为恶劣,所以对玻璃的受力分析与计算必须有专门的规定。
三、支撑体系的结构形式及材质不同,普通玻璃幕墙一般采用铝质杆件作支撑体系,而点式幕墙一般采用钢质(或不锈钢)的桁架柱、拉杆结构或拉索结构作为支撑结构,且跨度一般较大。
根据以上的分析,本规范制定的原则是:一、结构载荷按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96进行计算,其分项系数和组合系数也按此标准的规定选用。
二、所用材料的力学性能参数,按国家现行规范和标准所列示的数值取用,安全系数也按相关的规定选用.三、面板玻璃按等厚小挠度弯曲薄板理论计算。
连接金属构件按机械零件的设计方式进行构件的受力分析和强度计算。
钢结构支撑体系按《钢结构设计规范》(GBJ17-88)进行设计。
但在挠度要求上进行从严规定。
四、所有零(构)件的加工精度原则上参照《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96的相关规定,以上规范没覆盖的部分及有特殊要求的部分,另外规定.五、点式幕墙安装的精度及安装要求原则上参照《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96的相关规定,以上规范没覆盖的部分及有特殊要求的部分,另外规定.六、各种材料的品质规定及检验规定均按相应的国标或行标的规定执行。
幕墙知识(一)一、什么是建筑幕墙由面板与支撑结构体系(支撑装置与支撑结构)组成的、可相对主体结构有一定位移能力或自身有一定变形能力、悬挂在主体结构上、不承担结构荷载与作用的建筑物外围护结构,称为建筑幕墙。
二建筑幕墙分类:1、按面板:可将其分为玻璃幕墙、金属幕墙、石材幕墙、混凝土幕墙及组合幕墙等。
2、按安装形式:又可将其分为散装建筑幕墙、半单元建筑幕墙、单元建筑幕墙、小单元建筑幕墙等。
建筑幕墙作为建筑的外围护结构,是由支承结构体系与面板组成的,可相对主体结构有一定位移能力,不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰性结构。
在建筑幕墙作为建筑的外围护功能的基础上,能够表现出强烈的现代韵律感和艺术装饰效果,赋予了建筑以时代气息,受到建筑师的广泛青睐。
建筑幕墙是建筑物的外围护结构的一种.不同于一般的外墙.三、玻璃幕墙的起源与发展1851年为在伦敦举办的工业博览会建造了水晶宫(Cystal Palace),该建筑为铁结构,其幕墙为工厂预制的模数化玻璃板,它覆盖了90,000平方米的面积,安装用17周,整个建筑施工用39周,设计仅用8天。
它宣告了幕墙时代的开始。
1850--1950年为第一代“准幕墙”时代。
1950--1980年为第二代幕墙时代1985--至今为第三代幕墙时代,是最成熟的一代!四、玻璃幕墙的有关术语1、玻璃幕墙Glass Curtain Wall由金属构件与玻璃板组成的建筑外围护结构。
2、明框玻璃幕墙Exposwed Framing Glass Curtain Wall金属框架构件显露在外表面的玻璃幕墙。
3、半隐框玻璃幕墙Semi-exposed Framing Glass Gurtain Wall金属框架竖向或横向构件显露在外表面的玻璃幕墙。
4、隐框玻璃幕墙Hidden Framing Glass Curtain Wall金属框架构件全部不显露在外表面的玻璃幕墙。
5、全玻璃幕墙Full Glass Curtain Wall由玻璃板和玻璃肋制作的玻璃幕墙。
点式幕墙基础知识点式玻璃幕墙(Point Supported Fixing System Full Glass Wall)也有人称作驳接式全玻璃幕墙,指幕墙玻璃的每一分格以点连接形式(用钢爪或其他连接件)将幕墙荷载和作用传到中间支撑结构,再由中间结构传到主体结构的无金属框,视野开阔的玻璃幕墙。
它改变了过去着重用玻璃来表现窗户、建筑,表现质感,表现体形的传统手法,而是更多的利用玻璃透明的特性,追求建筑物内外空间的流通和融合,人们可以透过玻璃清楚的看到支撑玻璃的整个结构系统,是这种结构系统从单纯的支撑作用转向表现其可见性。
由于这种奇特效果,虽然他诞生到现在只有30多年时间,以广泛应用于各种大型公共建筑。
点式连接玻璃幕墙在30多年的时间里,自身经历了一个发展和完善的过程,最初是在经过强化处理后的玻璃四角打好孔,然后用铜质矩形连接板内外夹住玻璃,并用螺栓加以固定,内侧连接板与金属肋相连接,金属肋支撑在主体结构上,达到玻璃固定定位,当时点式连接全玻璃幕墙安装高度曾达到20米以上。
70年代在此基础上作了改进,取消了外表面上看的很清楚的铜质连接板,而用在外表面几乎看不清楚的面积极小的平头螺钉,即在强化玻璃的四角按螺栓的断面形式打孔在螺孔中塞入圆孔型垫圈,螺栓通过垫圈中部的孔,并在螺栓与玻璃平面接触处也衬以平垫圈,使螺栓与玻璃通过垫圈的缓冲作用减少外力(重力、风荷载、地震作用、温度变化)引起的应力集中。
80年代又开发了半球状铰接螺栓,它可以自由转动,而且这个特别螺栓的转动中心和玻璃的重心(即厚度的中心)是一致的,它比平式体系有了显著的改进,平式体系由于玻璃的支撑构件都突出于玻璃之外,很容易在连接处产生扭矩,而半球状铰接螺栓则是转动中心与玻璃重心一致,可减少这种效应,后来又开发了称作H型的连接件,它对每四块玻璃的四个孔洞予以连接,在四个点上分设每块玻璃各自的回转铰,以此来消除外力引起的每块玻璃的部分位移。
除H型连接件支撑玻璃外,在竖向每组玻璃中间有一组弹簧承受下面玻璃的荷载。
第一部分:幕墙的定义及分类1、建筑幕墙定义由支承结构体系与面板组成的,可相对主体结构有一定位移能力,不分担主体结构所受的作用的建筑外围护结构或装饰性结构。
以框式玻璃幕墙为例,必须具备以下条件:(考题)(1)幕墙必须由板材、横梁、立柱组成一个独立的分部结构。
(2)幕墙应在主体结构的外部,并距主体一定距离,包封主体结构。
(3)通过连接件或吊钩悬挂在主体结构上,相对于主体结构应有一定的位移。
固定玻璃窗面积再大,由于不具备上述条件,也不能称之为玻璃幕墙,砂浆粘结的外墙石材板装饰,既不是独立的结构,也无法相对于主体结构运动。
也只能叫外装修而不是石材幕墙。
2、分类A)按面板材料分类玻璃幕墙:板材为玻璃板的建筑幕墙。
金属幕墙:板材为金属板材的建筑幕墙。
石材幕墙:板材为建筑石板的建筑幕墙。
组合幕墙:板材为玻璃、金属、石材等不同板材组成的建筑幕墙。
B)按施工方法分类:单元式幕墙、半单元式幕墙、构件式幕墙C)玻璃幕墙按照构造和安装施工方法,一般可以分为以下几类:明框玻璃幕墙的特点:明框玻璃幕墙中金属框架的构件显露于玻璃面板外,玻璃面板采用镶嵌或压扣等机械方式固定在金属框内,金属一般为铝合金。
由于玻璃面板镶嵌铝框中,由铝框承受作用在面板上面的风荷载、地震作用和自重,并将这些通过横梁和立柱传递到主体结构上,所以工作性能与隐框以及点支式幕墙相比较为可靠,使用寿命较长,且较易施工。
(见图)隐框玻璃幕墙隐框玻璃幕墙是采用结构胶装配安装玻璃的幕墙。
玻璃用硅酮结构密封胶缝固定在金属框上,金属框再通过机械方式连接在骨料上。
所以玻璃外表面没有框料明露。
同时隐框玻璃幕墙均采用镀膜玻璃,由于镀膜玻璃的单向透像特性,从外侧看不到框料,达到隐框的效果,形成大面积的全玻璃镜面。
(见图)隐框幕墙的外立面主要由胶与玻璃,看不见框料框式玻璃幕墙点型接点:单元式玻璃幕墙构件式玻璃幕墙是在现场依次安装立柱、横梁和玻璃面板的框式玻璃幕墙。
它的优点是运输方便,运输费用低,缺点是要在现场逐渐安装,周期相对较长,精度难以确保。
主要内容:一、幕墙的基本概念及体系组成二、幕墙的分类三、幕墙的材料组成和材料的基本要求四、幕墙的性能分级和规范要求五、幕墙的设计、制作及安装六、幕墙的成本分析和价格组成一、幕墙的基本概念1、基本概念:由支承结构体系与面板组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰性结构。
2、体系组成:幕墙系统结构体系面板体系连接体系幕墙系统的受力体系幕墙体系的装饰体系幕墙的连接体系二、幕墙的分类1、按结构体分类:刚性体系、柔性体系、刚柔结合体系。
2、面板体系分类:玻璃、金属板、石材、陶瓷板、微晶玻璃、陶土板。
3、按外观表面方式分类:明框、隐框、半隐框。
4、按保温性能分类:双层幕墙、单层幕墙(断桥隔热幕墙、普通单层)5、刚性体系分类:钢结构、铝合金结构、玻璃体系。
6、柔性体系分类:拉索体系、拉杆体系。
7、铝合金结构分类:构件式、单元式、半单元式。
三、幕墙体系的材料组成(一)、材料组成:一般幕墙系统材料包括:骨架材料、面板材料、和连接材料等1、骨架材料分类:竖龙骨、横龙骨2、面板材料分类:玻璃面板(玻璃、副框、结构胶、双面胶条)、金属板(金属板、边框、加强筋、固定角铝)、石材板(石材板、不锈钢或铝合金挂件、环氧树脂胶)。
3、连接材料:主龙骨与主体结构间连接(预埋件、连接角钢、不锈钢连接螺栓、防腐垫片)、横龙骨与立柱间连接(连接铝角码、不锈钢连接螺栓、柔性垫片)、面板与横龙骨间连接(压块、铝合金角码、不锈钢螺栓、不锈钢挂件等)、其它材料(耐候密封胶、泡沫条、美纹纸、镀锌防火板、防火棉、避雷连接片、防雷均压环、开启窗附件、通风器等)。
(二)、材料基本要求:1、钢材:一般采用Q235材质钢材,钢材表面采用热浸镀锌处理,镀锌层厚度不小于45цm,当采用钢结构龙骨时,高度超过40m以上的,需采用高耐候结构钢,表面采用防腐涂料,钢型材厚度不小于3.5mm。
2、铝型材:一般采用6063(LD31)或6031A材质的铝合金型材,有T5和T6两种供货状态。
一、点式幕墙的发展:点式幕墙虽然在1980年已在国内首次使用,但是随着技术的不断成熟、人们物质文化生活水平的提高以及对审美要求的不断追求,国家规范的逐步完善. 在我国到2001年出版行业标准,2003年形成较系统的国家标准,逐渐认识到点式幕墙的美观,开始少量使用点式幕墙是在2000年,直到2003年才开始大量使用,但是点式幕墙的面积多数较小. 直至2005年大型建筑规模的点式幕墙也越来越多,特别是08年的奥运会会馆、2010年的上海世博会和今后各种国际性的盛会越来越多,会展中心、展览馆、大型商业中心、娱乐中心等场所的建设使点式幕墙的发展势头更是一浪高过一浪,每年点式幕墙的用量成倍增长。
同时点式幕墙也一改过去钢结构支撑往拉杆、拉索方向发展,使点式幕墙驳接材料的用量也越越大。
点式幕墙以其通透、美观越来越受欢迎,驳接件的市场前景也越来越好。
点式幕墙越来越成为幕墙装饰行业的发展趋势,甚至内装的发展也向工业化、金属感发展,点式吊顶、点式隔断、点式地板、楼梯、扶手也以其高品质在大型工程的内部中占领很高位置,点式幕墙配件发展大有前途。
点式幕墙在设计上有三种追求:1.体现金属结构的美感;2.体现金属结构的柔性;3.无限通透,玻璃犹如漂浮在空气中。
二、点式幕墙的组成、分类和结构介绍点式幕墙的组成:1.玻璃面板;2.驳接系统;3.支撑结构点式玻璃幕墙按支撑结构分类:1、钢结构支撑式2、肋驳接支撑式3、拉杆支撑式4、拉索支撑式5、单索支撑式6、隐形索支撑式7、自平衡支撑式8、张弦梁支撑式9、组合结构支撑式1、钢结构支撑式(1)单梁结构A、管材-方管、矩形管、圆管B、型材-工字钢、槽钢、T字钢、变截面梁(美化工字钢)、钢板(2)桁架结构A、双柱桁架(平面桁架)—平行弦桁架B、双柱桁架(平面桁架)—鱼腹桁架C、多柱桁架——三角形桁架/四柱桁架(又名笼式桁架)A、焊接式网架1、单梁结构利用材料的抗弯性能抵抗风荷载;2、桁架和网架结构各个杆件为拉压结构,利用材料的拉压性能抵抗荷载。
点式幕墙基础知识资料什么是点式幕墙?点式幕墙是一种现代的建筑外墙装饰材料,它的特点是在建筑的主体结构上安装一些固定的点式支撑系统,用不同的装饰材料填充其间的空隙,形成一个整体的外墙装饰面板。
因为这种外墙装饰方式类似于点缀,故而得名点式幕墙。
点式幕墙主要由玻璃、石材、金属板、蜂窝板、陶瓷板等材料组成。
点式幕墙的特点1.美观性点式幕墙的装饰材料可以根据自己的喜好和建筑外观的需要,选择不同的材料、颜色和形状,达到多样化的视觉效果。
因此,点式幕墙通常可以为建筑赋予更加美观、精致的外观形态。
2.透光性好点式幕墙的主要装饰材料之一是玻璃,因此点式幕墙具有很好的透光性,可以最大限度地利用自然光线,增加建筑内部的采光量,减少能源的消耗。
3.隔热性能好点式幕墙背后常常加装隔热材料,可以有效地隔离建筑内部和外界的热量交换,从而起到保温、隔热的作用。
同时,这也可以减少空调、取暖等设备的使用,节约能源。
4.耐久性好点式幕墙在使用过程中不会褪色、变形、腐蚀和老化,其材料的选择和加工质量决定了其耐久性。
良好的耐久性既可以减少建筑市场上的维修费用,也可以确保建筑外墙装饰材料的长期美观。
点式幕墙设计与应用点式幕墙的设计不仅需要考虑视觉效果,更要考虑施工难度,建筑结构的安全性等多方面因素。
在点式幕墙的设计过程中,需要进行详细的结构分析和判断,合理地选择建筑外墙装饰材料、固定系统和隔热材料,提高外墙装饰面板的稳定性和安全性。
在建筑的实际应用过程中,点式幕墙通常应用于高层建筑、大型公共工程等建筑项目中。
现代建筑的追求了人们对外墙材料和技术的高要求,点式幕墙的应用成为了一种流行的建筑外观装饰方式。
点式幕墙施工的注意事项1.施工前准备工作施工前需要对建筑外墙的结构和材料进行认真的评估,检查建筑外墙的竖向和横向是否平整,是否能够承受点式幕墙的重量。
同时,还需注意施工现场的环境和周围的人流及车流等,做好安全防护措施。
2.选材及加工制作点式幕墙需要选择适当的材料,多数为铝材、不锈钢等材料。
幕墙基本知识什么是建筑幕墙由面板与支撑结构体系(支撑装置与支撑结构)组成的、可相对主体结构有一定位移能力或自身有一定变形能力、悬挂在主体结构上、不承担结构荷载与作用的建筑物外围护结构,称为建筑幕墙。
按建筑幕墙的面板可将其分为玻璃幕墙、金属幕墙、石材幕墙、混凝土幕墙及组合幕墙等。
按建筑幕墙的安装形式又可将其分为散装建筑幕墙、半单元建筑幕墙、单元建筑幕墙、小单元建筑幕墙等。
建筑幕墙作为建筑的外围护结构,是由支承结构体系与面板组成的,可相对主体结构有一定位移能力,不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰性结构。
又由于外围护面板材料的不同又可分为玻璃、石材、金属、混凝土或不同材料组合的建筑幕墙。
在建筑幕墙作为建筑的外围护功能的基础上,能够表现出强烈的现代韵律感和艺术装饰效果,赋予了建筑以时代气息,受到建筑师的广泛青睐。
建筑幕墙是建筑物的外围护结构的一种.不同于一般的外墙.玻璃幕墙的起源与发展1851年为在伦敦举办的工业博览会建造了水晶宫(),该建筑为铁结构,其幕墙为工厂预制的模数化玻璃板,它覆盖了90,000平方米的面积,安装用17周,整个建筑施工用39周,设计仅用8天。
它宣告了幕墙时代的开始。
年为第一代准幕墙”时代。
19501980年为第二代幕墙时代1985至今为第三代幕墙时代,是最成熟的一代!玻璃幕墙的有关术语1、玻璃幕墙由金属构件与玻璃板组成的建筑外围护结构。
2、明框玻璃幕墙金属框架构件显露在外表面的玻璃幕墙。
3、半隐框玻璃幕墙金属框架竖向或横向构件显露在外表面的玻璃幕墙。
4、隐框玻璃幕墙金属框架构件全部不显露在外表面的玻璃幕墙。
5、全玻璃幕墙由玻璃板和玻璃肋制作的玻璃幕墙。
6、斜玻璃幕墙与水平面成大于75度小于90度的玻璃幕墙。
7、结构胶半隐框和隐框玻璃幕墙中玻璃板与铝合金构件、玻璃板与玻璃板之间结构受力粘结用的高模数中性硅酮密封材料。
&耐候胶半隐框和隐框玻璃幕墙嵌缝用的低模数中性硅酮密封材料。
点式幕墙基础知识点式玻璃幕墙(Point Supported Fixing System Full Glass Wall)也有人称作驳接式全玻璃幕墙,指幕墙玻璃的每一分格以点连接形式(用钢爪或其他连接件)将幕墙荷载和作用传到中间支撑结构,再由中间结构传到主体结构的无金属框,视野开阔的玻璃幕墙。
它改变了过去着重用玻璃来表现窗户、建筑,表现质感,表现体形的传统手法,而是更多的利用玻璃透明的特性,追求建筑物内外空间的流通和融合,人们可以透过玻璃清楚的看到支撑玻璃的整个结构系统,是这种结构系统从单纯的支撑作用转向表现其可见性。
由于这种奇特效果,虽然他诞生到现在只有30多年时间,以广泛应用于各种大型公共建筑。
点式连接玻璃幕墙在30多年的时间里,自身经历了一个发展和完善的过程,最初是在经过强化处理后的玻璃四角打好孔,然后用铜质矩形连接板内外夹住玻璃,并用螺栓加以固定,内侧连接板与金属肋相连接,金属肋支撑在主体结构上,达到玻璃固定定位,当时点式连接全玻璃幕墙安装高度曾达到20米以上。
70年代在此基础上作了改进,取消了外表面上看的很清楚的铜质连接板,而用在外表面几乎看不清楚的面积极小的平头螺钉,即在强化玻璃的四角按螺栓的断面形式打孔在螺孔中塞入圆孔型垫圈,螺栓通过垫圈中部的孔,并在螺栓与玻璃平面接触处也衬以平垫圈,使螺栓与玻璃通过垫圈的缓冲作用减少外力(重力、风荷载、地震作用、温度变化)引起的应力集中。
80年代又开发了半球状铰接螺栓,它可以自由转动,而且这个特别螺栓的转动中心和玻璃的重心(即厚度的中心)是一致的,它比平式体系有了显著的改进,平式体系由于玻璃的支撑构件都突出于玻璃之外,很容易在连接处产生扭矩,而半球状铰接螺栓则是转动中心与玻璃重心一致,可减少这种效应,后来又开发了称作H型的连接件,它对每四块玻璃的四个孔洞予以连接,在四个点上分设每块玻璃各自的回转铰,以此来消除外力引起的每块玻璃的部分位移。
除H型连接件支撑玻璃外,在竖向每组玻璃中间有一组弹簧承受下面玻璃的荷载。
近年来这种点连接全玻璃幕墙又向采用中空玻璃的幕墙推广,为了防止中空玻璃打孔后的漏气问题,在铰接螺栓处插入了一环状金属垫圈,并在与玻璃交接处加上聚异丁烯橡胶片覆盖,然后外面再用铝制的垫片加以保护,最后用硅酮密封胶进行添缝处理。
点式幕墙具有如下特点:1.它不仅是一个方法,而且是一个系统,构成系统的各要素,互相依存,互相制约,互相影响。
2.该系统有三个要素:玻璃(幕墙的面板);钢爪或其他连接件;中间支撑结构(支撑由面板传来的荷载和作用,并由该结构传到主体结构)。
3.中间支撑结构对玻璃的连接形式是点连接。
作用在幕墙玻璃上的分布荷载,通过钢爪等连接件,将这些分布荷载转换成集中荷载传递到中间结构上。
中间结构对玻璃是点支撑。
4.视野开阔点式玻璃帷幕技术是依赖机械连接装置实现安全固定的;机械装置具有优良的可调整性,耐久性;配合弹力(或压力)系统等特殊装置,可产生硅酮胶无可比拟的安全固定效果。
点式玻璃帷幕设计要本着控制成本,易加工、易施工、易维修,满足承载力和美观的原则,从各个环节都考虑周到,包括型式、材料、加工施工等各个环节;零件的标准化、系列化,使产品形成批量生产,从而降低成本;尽可能沿用成熟的技术,可以提高工作效率,减少浪费。
设计零件时,还要考虑加工的工艺;选择装配关系时,要考虑现场施工的难易。
点式幕墙的安装形式1.节点构造点式幕墙最初采用内外金属板的补丁式连接方法,但不美观,现在点支式玻璃幕墙的玻璃面板由支点支撑,通常为四支承,也有6点或8点支承。
钢制支承点通过玻璃上的圆孔与玻璃连结。
支承点钢轴与圆孔之间有一空隙,并用尼龙套管内衬,支承点头部与玻璃间有弹性垫片,这些措施使玻璃有一定的活动余地,而且不与金属直接接触,防止受力后局部应力2.支撑头的形式支撑头通常采用沉头和浮头两种形式,沉头式的连接件沉入玻璃表面,表面平整美观,也不容易积灰污染玻璃表面,但玻璃要开锥形孔洞,加工复杂,而且要求玻璃厚度不小于10mm当受力不需要这么厚的玻璃时,不仅增加造价而且加大幕墙重量。
特别是夹胶玻璃,为加工锥孔而增加外层玻璃厚度,不仅增加费用、加大重量,而且因两块玻璃厚度相差太大而容易开裂。
相反,浮头式扣件突出在玻璃平面外,玻璃无须开锥形孔,对玻璃厚度无特殊要求。
中空玻璃的支撑点有两种形式,一种支撑头穿过两块玻璃,直接连接内外两片玻璃,另一种是只连接内侧玻璃,外侧玻璃仍由结构胶粘结。
3.连接钢爪就是能够充分利用不同材料的特点,以适应各种建筑造型变化的需要。
因此点式玻璃幕墙结构具有受力合理、重量轻、形式活波新颖,能够突出人类艺术创造力等优点。
从结构体系来分,可分为:刚性结构体系、柔性结构体系和刚柔性组合的结构体系三大体系。
1.刚性结构体系刚性结构体系的特点是结构具有很好的刚度,结构的形式由构件的刚度形式决定,属于这一类体系的结构有:玻璃肋结构体系,轻钢结构体系,钢性网架结构体系,轻钢结构体系其截面形式多种多样,主要形式除了考虑受力形式外,也要结合建筑本身的特点、环境及使用功能综合考虑设计钢结构截面。
其中单杆式支承结构最为简单,因为无论横梁还是立柱,都是受弯梁工作状态,通常采用钢管或工字钢。
当单根杆件已无法满足承载力和刚度的要求,此时可以采用双杆,中间以横杆相连,形成空腹桁架。
在风荷载作用下,幕墙主要受力杆件的相对挠度应小于L/180,绝对挠度应控制在20mm以内。
钢结构施工时,要符合以下要求:✧相邻两桁架间距允许偏差±2.5mm;✧桁架垂直度允许偏差1/1000,绝对误差小于或等于5mm;✧桁架外表面平面度允许偏差(相邻三柱)5mm;✧相邻两钢爪套水平间距尺寸允许偏差-3~+1mm;✧相邻两钢爪套水平高差允许偏差1.5mm;✧钢爪套水平度允许偏差2mm;✧同层高度内钢爪套高低差偏差L小于或等于35m,允许值为5mm;L大于35m,允许值为7mm;✧相邻两钢爪套垂直间距尺寸允许偏差±2.0mm;✧单个分格钢爪套对角线尺寸允许偏差±4mm;✧钢爪套端面平面度允许偏差±6.0mm;✧装上钢爪后端面相对于玻璃面平行度允许偏差1.5mm。
2.柔性结构体系柔性结构体系的特点是大多数结构构件为柔性构件,结构的形式必须由体系内部的预应力形式决定。
属于这一类体系的结构有:拉杆结构体系和拉索结构体系。
上海大剧院就为拉索结构。
悬索结构是一系列受拉的索作为主要承力构件,这些索按一定的规律组成各种不同形式的体系,并悬挂在相应的支撑结构上。
索一般采用高强度钢丝组成的钢铰线、钢丝绳和钢索束,但也可采用钢拉杆、钢拉筋或带状钢板。
悬索结构便于建筑造型,能适应多种多样的建筑外形,能够比较自由的满足各种建筑美学的表达形式,因而近年来发展的后现代主义建筑,采用悬索结构逐渐多起来,在玻璃屋顶和点式全玻璃幕墙中应用预应力双层悬索体系更为广泛。
双层悬索体系的承力索、稳定索和连系杆,一般布置在同一平面内,类似传统的平面桁架,又称为索桁架。
点式全玻璃幕墙所采用的悬索结构,既要有承力索又要有平衡索,设计时尽量使跨度小的方向为主受力索,跨度大的方向为平衡索,受力的双层悬索结构一般设计成对称型,这是因为幕墙不仅要承受正风压,还要承受负风压,设计成对称结构,正风压的承力索变成了稳定索,而负风压承力索在正风压时变成稳定索。
这样就保证了在正负风压的情况下,双层所系的完整性。
双层索体系中,必须设置稳定索,这不仅是为了抵抗风压力的作用,而且由于设置了相反曲率的稳定索及相应的连系杆,可以对体系施加预应力,使索系绷紧,以保证索系必要的形状稳定性和刚度。
悬索结构是靠结构变形后产生的抗力来平衡外载荷,而预应双层悬索体系既连接玻璃面板,又连接主体结构,既要有足够变形以平衡外荷载,又要变形不致过大,从而保证玻璃面板和建筑立面的平整性和水密性。
1.材质由于孔洞边缘应力集中,浮法玻璃强度低,容易破裂,所以面板玻璃应采用钢化玻璃。
当面板采用夹胶玻璃时,也应先钢化后夹胶。
孔洞加工应在钢化前进行。
玻璃的边缘和孔洞边缘应在钢化前先边缘加工,加工要求至少细磨(200目以上)。
2.厚度浮法式支承头厚度无特殊要求,一般厚度不小于6mm,沉头式支承头要求锥形孔洞,玻璃厚度不小于10mm,如采用夹胶玻璃,则外片玻璃厚度不小于10mm;内片厚度不宜小于8mm,不应小于6mm。
3.玻璃的种类单玻璃具有加工简单,价格便宜的优势,但保温隔热性能较差。
中空玻璃能大幅度提高保温隔热性能的原因是玻璃的热传导系数K值为0.8W/m.c,而空气的K值为0.03W/m.c,惰性气体的K值就更低了。
中空玻璃防结露和隔音性能都比较好。
在安全性能要求较高的场合,往往选用夹胶玻璃,在两层玻璃之间夹入聚乙烯醇缩丁醛(PVB)胶片,当玻璃受力破坏时,碎片仍会被PVB胶片粘在一起,避免因玻璃掉落而造成人员伤害或财产损失;PVB胶片具有对声波的阻尼功能,因此有良好的隔音效果;能有效的减弱阳光的透射,防止眩光,不致造成色彩失真,还对紫外线有阻挡作用,保护陈列品和商品免受紫外光辐射而退变颜色。
胶片还可以作成各种文理图案。
环保---点式玻璃帷幕一般不采用反射性的镀膜玻璃,以避免光污染的发生;LOW-E(低辐射)玻璃只对热能产生反射,对光线的反射作用极弱,因此没有光污染的问题。
在满足风荷载作用下受力计算的前提下,选用常规玻璃产品;尽量提高开材率,降低成本,玻璃常用规格宽为1.5m或2.5m。
点式幕墙支座形式受力分析一、点式幕墙结构支座形式的选择对主体结构的影响支座若采用如图1固端支座,需要主体结构承受幕墙水平荷载形成的剪力外,尚需承受弯矩。
若采用如图2两边双铰支座,则主体结构除承受水平荷载形成的剪力二、面板玻璃的计算1.面板的应力和挠度面板的最常见支承条件为四点或六点支承,也会遇到一边为金属槽一边点支承的情况,有时会采用四点嵌固。
2.内力与挠度技算面板的应力:σ=M/W W=t2/6式中:σ——板中应力(N/mm2);M——板的弯矩(N/mm);W——板的截面抵抗矩(mm3);t——玻璃板的厚度(mm);四点支承板最大弯矩发生在长边中点:M max=mσy*q*b2式中:b——板的长边(mm);q——板的荷载设计值(N/mm2);mσy——长边中点最大弯矩系数,按表1查取。
四点支承板的最大挠度u可按下式计算:u=μmax q k b4/D式中:b——板的长边(mm);q k——板的荷载设计值(N/mm2);μmax——板的挠度系数,按表1查取;D——板的刚度(N/mm);D=Et3/12(1-υ2)υ——玻璃的泊松比,υ=0.2t——板的厚度(mm);夹胶玻璃的等效厚度按表4取用,中空玻璃的等效厚度取单片玻璃厚度的1.2倍;E——玻璃弹性模量,取E=7.2x104(N/mm2)。