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【作者简介】赵青羽（1990~），男，北京人，工程师，从事土建工程管理研究。
探究全玻璃纤维复材自由曲面外立面建筑的结构设计Exploration on the Structural Design of Building with All Glass Fiber CompositeFree-Form Surface External Facade赵青羽，安伟东，于海滨，李纪果，李泽兰（中建二局第一建筑工程有限公司，北京100176）ZHAO Qing-yu,AN Wei-dong,YU Hai-bin,LI Ji-guo,LI Ze-lan(China Construction Second Bureau First Construction Engineering Co.Ltd.,Beijing 100176,China)【摘要】一直以来，建筑外立面设计是国内外设计关注的焦点。
设计阶段因为整体任务比较烦琐，有可能忽略外立面细节设计。
所以，要保证建筑结构的设计效果，应重视自由曲面外立面的设计。
全玻璃纤维复材是建筑领域的新材料之一，通过成型工艺复合而成，对建筑结构质量有非常大的帮助。
论文以加强建筑结构稳固性为前提，针对全玻璃纤维复材自由曲面外立面建筑结构设计展开分析。
从结构设计工艺、龙骨选型与布置、连接节点设置3个角度阐述结构设计要点，总结对今后自由曲面外立面建筑结构设计的启示，积累结构设计经验，旨在提高自由曲面外立面建筑结构设计的水平。
【Abstract 】All the time,building facade design has always been the focus of design at home and abroad.In the design stage,because the overalltask is cumbersome,it is possible to ignore the facade detail design.Therefore,in order to ensure the effect of architectural structure design,the importance of free-form surface facade design should be paid attention to.All glass fiber composite is one of the new materials in the construction field.It is compounded by molding process,which is very helpful to the quality of building structure.On the premise of strengthening the stability of building structure,the structural design of free-form surface facade of all glass fiber composite is analyzed.This paper expounds the key pointsof structural design from three aspects:structural design process,keel selection and layout and connection node setting,summarizes theenlightenment to the architectural structural design of free-form surface facade in the future,and accumulates structural design experience,in order to improvethestructural design level offree-form surface facade.【关键词】全玻璃纤维复材；自由曲面；外立面；建筑结构设计【Keywords 】allglassfiber composite;freeform surface;external facade;architecturalstructuredesign 【中图分类号】TU382；TQ171.77；TU318【文献标志码】B 【文章编号】1007-9467（2021）09-0011-02【DOI 】10.13616/ki.gcjsysj.2021.09.2031GFRC 设计方案1.1结构设计工艺首先，科学确定自由曲面GFRC （玻璃纤维增强混凝土）板尺寸，参考设计经验建议以2m ×2m 为宜，将板划分为若干个部分，制作成838块曲面板。
拉索式点支式玻璃幕墙施工要点王海伦摘要：近年来，拉索式点支式玻璃幕墙在很多的建筑中得到了普遍的应用，因为其不仅增加了建筑的美观，还极大的改善了建筑物内部空间的通透性。
但是，由于幕墙安装施工队伍素质的不同，所以拉索式点支式玻璃幕墙技术的应用力量也相对比较薄弱。
本文就对拉索式点支式玻璃幕墙施工要点进行深入探讨。
关键词：拉索式;点支式;玻璃幕墙;施工1 引言我国高等级建筑物的大批出现，要求建筑外墙通透性好、轻盈美观、环保节能。
拉索式点支式玻璃幕墙解决了室内外空间的问题。
但由于拉索式点支式属于柔性支承体系，由竖向拉索起承载作用，横向拉索起辅助固定作用，故不同于其他结构。
它是在施工中先通过配重预拉钢拉索后安装玻璃，故几何非线性变形大，这给拉索式点支式玻璃幕墙的表面平整度及整体稳定性控制增加了难度。
2 拉索结构点支式玻璃幕墙的特点拉索结构点支式玻璃幕墙由锚定结构、索桁架和玻璃面板三部分组成，是一种用钢爪将玻璃面板固定在索桁架上的幕墙。
作为跨越幕墙支承跨度的重要构件，索桁架由按一定规律布置的高强度拉索及连系杆组成，并悬挂在锚定结构上。
它的作用是形成幕墙系统，承受幕墙荷载并将其传递给与建筑主体联结的锚定结构。
锚定结构既是连接建筑主体与索桁架的承力构件，同时也是施工时对索桁架进行张拉的承力支座。
索桁架只有在强力拉紧后才能成为幕墙系统。
为了获得稳定的幕墙体系，必须对索桁架施加适当的拉力。
索桁架跨度越大，所需施加的拉力就越大，而用来维持平衡的锚定结构所能承受的反力也越大。
玻璃面板由安装在索桁架上的钢爪进行固定后作填缝处理，最终形成幕墙系统。
组成幕墙系统的锚定结构、索桁架和玻璃面板三者之间互相依存、互相制约、互相影响。
3 拉索式点支式玻璃幕墙施工要点3.1 测量放线施工要点因幕墙面积大，单根竖向拉索长度长中间没有固定点，竖向拉索网的垂直度、平整度直接影响幕墙的质量。
应要用激光天顶仪加高强钢丝线测量放线，以底层控制点为基准点用激光天顶仪确定每根竖索顶端的控制点，用高强钢丝线连接上下两控制点，保证竖向拉索网的垂直度、平整度。
第十五章玻璃面板的四六点支承受力特点通透性是点支承玻璃幕墙最大的优点之一，点支承玻璃幕墙的通透性给建筑带来了前所未有的变化，纤细的拉索、精巧的结构、大分格的玻璃，连接件、支承结构和玻璃明确分离又紧密相连，所有这些由点支承技术应运而生的设计都是为了让玻璃结构更加通透。
四点支承玻璃的应用已经相当成熟，中华人民共和国行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ102-2003）中有其相应的计算公式，但对于六点支承，规范中仅以“有依据时也可采用六点支承”而一笔带过。
规范中没有相应的公式是有道理的，主要是因为六点支承时玻璃面板中的最大应力位于支承点处，而玻璃面板在支承点处的开孔使得此处的受力变得异常复杂。
这种复杂的受力是不易通过简单的计算公式就能解决的。
因此，在实际设计过程中，对于必须采用六点支承的玻璃，均建议在中间支承点处采用弹簧支座。
中间点采用弹簧支座后玻璃的受力又是如何呢？本文通过有限元分析方法，对各种支承方式的玻璃面板受力做了对比，重点总结了六点支承中部为弹簧支座时的玻璃受力特点。
一、分析方法：本文采用国际上普遍使用的大型通用有限元分析软件ANSYS对玻璃进行挠度分析、强度分析。
计算时，玻璃采用Shell63单元模拟，弹簧采用Combin14单元模拟。
二、计算分析内容：分析时取相同的玻璃板块，相同的荷载情况，分析内容为：1）四点支承时玻璃的变形和应力分析；2）六点支承时玻璃的变形和应力分析；3）中间为弹簧支座的六点支承玻璃变形和应力分析。
三、四点支承玻璃变形和应力分析结果：四点支承位移图四点支承应力图有限元分析表明，四点支承玻璃的最大位移位于板中，最大应力位于在板块的长边跨中。
四、六点支承玻璃变形和应力分析结果：六点支承位移图六点支承应力图有限元分析表明，六点支承大大减小了玻璃的变形及应力，玻璃面板的最大应力出现在中间两支承点处。
虽然玻璃面板在六点支承时的最大应力小于四点支承时的应力，但是在实际工程中，支承点处的玻璃是开孔的，支承点处的开孔使受得此处的受力变得异常复杂，单就应力集中问题就可使玻璃面板的应力大为增加。
建筑行业中的新型建筑材料应用案例分析在建筑行业中，材料的选择对于建筑的质量和性能具有至关重要的影响。
随着科技的不断发展，新型建筑材料逐渐应用于建筑领域，为建筑行业带来了许多创新和改变。
本文将以几个案例来分析新型建筑材料在建筑行业中的应用，展示它们的优势与潜力。
1. 智能玻璃智能玻璃是一种能够根据外界光照情况调节其透明度的高科技产品。
它利用调控电流使玻璃从透明模式转变为不透明模式，可以在建筑中实现自动调光和隐私保护的功能。
智能玻璃广泛应用于商业建筑、酒店、医院等场所，既提高了建筑的节能性能，又改善了人们的使用体验。
例如，某酒店采用智能玻璃作为窗户材料，能够自动调节室内光线，使客房更加舒适和私密。
2. 钢结构钢结构是一种轻质、高强度的建筑结构系统，相比传统的混凝土结构，具有更高的抗震性能和灵活性。
钢结构广泛应用于高层建筑、大跨度空间结构和工业厂房等领域。
以某高层办公楼为例，采用钢结构可以减少建筑自重，增加使用面积，同时在施工过程中也具备较高的安全性和快速性。
钢结构的应用使得建筑更加安全稳固，同时也为建筑创造了更多的灵活设计空间。
3. 超高性能混凝土（UHPC）超高性能混凝土（UHPC）是一种新型的高性能建筑材料，其具有卓越的耐久性、抗渗性和机械性能。
相比传统混凝土，UHPC的抗压强度更高、自重更轻。
它在桥梁、隧道、立面装饰等方面的应用日益增多。
以某桥梁工程为例，采用UHPC材料可以实现更轻盈的桥梁结构，提高桥梁的耐久性和抗震性能。
UHPC的应用不仅满足了建筑的功能需求，还提高了建筑的耐久性和美观性。
4. 可持续建筑材料随着人们对环境保护的关注日渐增加，可持续建筑材料越来越受到重视。
可持续建筑材料可以减少资源消耗、降低环境污染，并在建筑使用阶段提供更好的舒适性和能源效益。
例如，利用回收酒瓶制作的玻璃纤维增强混凝土可以替代传统的河砂混凝土，在满足建筑功能的同时实现了资源的循环利用。
这种可持续建筑材料的应用有助于推动建筑行业向更加环保和可持续的方向发展。
建筑结构设计中的柔性与刚性结构应用在建筑结构设计中，柔性与刚性结构是两个重要的概念。
柔性结构具有较大的变形能力，适用于适应地震、风荷载等外力作用的建筑；而刚性结构则更适用于要求刚性支撑、稳定性较高的建筑。
本文将从柔性结构与刚性结构的定义、特点、应用等方面进行论述。
1. 柔性结构的定义与特点柔性结构是指在受力或外部作用下，能够产生较大变形并能够恢复到初始状态的结构。
其特点包括以下几个方面：（1）变形能力强：柔性结构能够在外力作用下产生较大的变形，具有较高的变形适应能力。
（2）抗震性好：柔性结构在地震发生时能够有效减缓地震力的作用，降低结构受损的可能性。
（3）轻量化：柔性结构通常采用轻量化的材料，重量相对较轻，能够减少对基础和地基的影响。
（4）动力特性好：柔性结构的固有频率较低，对于低频载荷具有较好的耗能和减振性能。
2. 柔性结构的应用场景柔性结构在不同领域中有着广泛的应用，包括住宅、商业建筑、桥梁等。
以下是柔性结构在这些场景中的应用举例：（1）住宅建筑：在受到地震等外力作用较大的地区，采用柔性结构的住宅能够提供较好的地震抗性能，保护居民的生命财产安全。
（2）商业建筑：商业建筑通常需要较大的空间和灵活的布局，采用柔性结构能够满足这些需求，同时提供更好的舒适度和使用灵活性。
（3）桥梁：柔性结构的桥梁能够在风荷载等作用下产生一定的变形，保证桥梁的结构稳定性和安全性。
3. 刚性结构的定义与特点刚性结构是指在受力或外部作用下，不易发生较大变形且变形后难以恢复到初始状态的结构。
其特点包括以下几个方面：（1）刚性支撑：刚性结构能够提供稳定的支撑，对于需要固定位置和稳定性要求较高的场所适用。
（2）抗荷载能力强：刚性结构能够承受较大的荷载，对于需要承载大量重物或受到较大风压的建筑物适用。
（3）结构稳定性好：由于刚性结构的刚性特点，其在受到外力作用时变形较小，结构相对稳定。
4. 刚性结构的应用场景刚性结构在许多建筑项目中得到了广泛应用，以下是一些应用场景的例子：（1）塔楼建筑：塔楼建筑一般具有较高的高度和细长的形态，要求具有良好的刚性支撑和抗风能力。
(2023)超薄柔性玻璃项目可行性研究报告写作模板立项备案文件(一)项目标题：2023超薄柔性玻璃项目可行性研究报告项目概述本项目为超薄柔性玻璃的可行性研究报告，在2023年完成。
研究内容主要包括市场需求预测、技术路线选择、生产成本分析、商业模式设计等方面。
研究目的本项目旨在探索超薄柔性玻璃在市场上的可行性，提供技术支持和商业模式设计方案，为相关企业拓展业务提供参考。
研究内容1.市场需求分析–现有市场状况分析–未来市场潜力分析–竞争对手状况分析2.技术路线选择–现有技术分析–技术改进研究–技术优化设计3.生产成本分析–原材料采购成本–生产设备投资成本–生产人工成本4.商业模式设计–产品定位–市场营销策略–产品销售及服务模式设计研究成果及预期效益本项目研究成果为可行性研究报告，提供技术支持和商业模式设计方案。
预期效益为： - 为相关企业提供拓展业务的参考指南； - 推动超薄柔性玻璃相关技术研究与产业发展。
研究人员及机构•研究人员：李小明、王大军、张三、李四•研究机构：XX大学、XX公司、XX研究院研究周期及预算•研究周期：2023年•研究预算：500万元立项备案文件•项目名称：2023超薄柔性玻璃项目可行性研究报告•立项单位： XX研究院•立项时间： 2022年1月1日•研究周期： 2023年•研究预算： 500万元•项目负责人：李小明•主持人员：王大军、张三、李四•项目简介：本项目为超薄柔性玻璃的可行性研究报告，在2023年完成。
研究内容主要包括市场需求预测、技术路线选择、生产成本分析、商业模式设计等方面。
预期成果为可行性研究报告，提供技术支持和商业模式设计方案。
预期效益为为相关企业提供拓展业务的参考指南，推动超薄柔性玻璃相关技术研究与产业发展。
•立项依据：财政部审批文件、国家科技计划项目审核文件等相关文件。
•立项目的：探索超薄柔性玻璃在市场上的可行性，提供技术支持和商业模式设计方案，为相关企业拓展业务提供参考。
论文选题依据（包括本课题国内外研究现状述评，研究的理论与实际意义，对科技、经济和社会发展的作用等）随着现代建筑的发展，建筑向高大全的方向发展，建筑的采光和节能也越来越受到重视。
作为建筑的眼睛――玻璃就迅猛地发展起来了。
幕墙的广泛使用让建筑越来越符合人类的需求，它还显示了玻璃的晶莹剔透的视觉效果和美学价值。
国内的大小城镇中，高层建筑特别是超高层建筑的公共建筑中，玻璃幕墙已经一枝独秀，占据了大半江山。
设计师在工作中对方案造型的用心雕琢中，认为玻璃幕墙的特点决定了它具有时代性和现代美感，因此幕墙的使用呈全面占据的态势在发展中，百米以上的建筑中特别是公共建筑中，基本被幕墙建筑占据，玻璃幕墙也是在其中占有最大份额。
然而，在现在的设计工作中，许多业主，甚至从事设计的设计师都存在一些偏差认识：幕墙型式或者玻璃似乎是由建筑的风格而来的，其中夹杂着肤浅的感觉主义，表面的直觉和形形色色的商业化影响。
这些情况扭曲了建筑设计中原应具有的合理和真诚，这样的情况令设计方案失色，令业主蒙受损失，令方家感觉羞愧。
如何克服这些弊端，让事物回到自身的原理，让我们使用的对象材料有清晰的了解，展示材料其自身的规律和真谛。
这个想法触发了笔者创作这篇论文的初衷。
1．研究现状从建筑学层面分析，建筑幕墙作为建筑的外围护结构，新产品、新技术层出不穷，由原来单一的框架式明（隐）框玻璃幕墙发展至目前具有多样化（玻璃、金属板、石材幕墙等）、个性化（大型大跨度点驳接幕墙）、立体化（通风式幕墙）、智能化（智能、光电幕墙）等特点。
其中的新型建筑幕墙如点驳接式幕墙、通风式幕墙、智能幕墙、光电幕墙技术已近成熟，然而建筑师的运用尚不娴熟。
国内学者对玻璃幕墙的研究多囿于其表现形式，幕墙专题研究也多简单融糅入结构或者节能加以研究讨论，而诸如玻璃幕墙本身的属性如透光系数、遮蔽性能、光污染、玻璃建筑的适应性等涉及幕墙自身完整属性的内容往往被忽视或仅简单带过。
且多将玻璃幕墙以建筑外皮或表皮，当做一个独立、封闭的“块”加以研究。
第8卷第2期空 间 结 构V ol.8N o.2 2002年6月SPA T IA L ST R U CT U R ES Jun.2002[文章编号]1006-6578(2002)02-0031-07玻璃建筑柔性支承结构体系的应用与研究吴 朋1, 张良平2, 董石麟1, 王 吉吉3(1.浙江大学空间结构研究中心, 浙江 杭州 310027;2.华森建筑与工程设计顾问有限公司, 广东 深圳 518067;3.清华大学土木系, 北京 100084)[摘 要] 柔性支承结构体系玻璃建筑作为点支式玻璃建筑中最先进、最有发展潜力的结构形式,在国内外工程中的应用越来越多。
本文对柔性支承结构体系的特点、应用与研究现状进行了简要介绍,并探讨了其研究方向。
[关键词] 玻璃建筑;柔性支承;预应力[中图分类号] T U382 [文献标识码] A1 引 言我国自上世纪80年代开始在北京、上海、深圳等大中城市应用玻璃幕墙,玻璃幕墙以其通透性好、外形美观等特点赢得了设计者和用户的青睐,出现在越来越多的商业及公共建筑中。
点支式玻璃幕墙最早于六十年代出现在美国,于上世纪90年代引入中国。
它具有无框、通透的特点,而且与传统的幕墙结构相比更加安全、灵活。
其中,柔性支承体系以拉索(杆)为主,与受压杆相结合作为玻璃的支承结构,通过施加预应力产生平面内刚度,构成预应力拉索(杆)结构体系。
该体系适用于玻璃幕墙和采光顶,是玻璃幕墙体系中最具代表性、最有发展前景的结构体系,也是目前研究的重点[1～7]。
与传统的玻璃幕墙支承体系相比,柔性支承体系具有以下特点及优势:(1)美观。
柔性支承体系构件轻巧,使建筑物通透明亮,视野开阔,将建筑物室内外空间融为一体,给人以特有的现代感。
(2)先进。
将预应力技术与空间结构技术有机地结合在一起,受力合理,结构先进。
(3)结构安全。
钢化玻璃通过不锈钢爪固定于支承结构,密封胶不参与传力,玻璃之间无相[收稿日期] 2002-04-10[作者简介] 吴 朋(1977—),男,辽宁沈阳人,硕士研究生,主要从事预应力空间结构的研究。
2002年吴 朋等:玻璃建筑柔性支承结构体系的应用与研究第2期互作用,使其受力更为合理。
玻璃孔洞与钢爪连接件之间留有空隙,允许一定位移,可以调节由于构件生产和组装而产生的误差。
因此,玻璃不会因为施工及温度原因而受到额外的荷载,从而达到很好的受力状态。
(4)灵活。
点支式结构灵活多样,使设计者有更多的选择余地与发挥空间,将更多新颖别致、具有现代感和艺术气息的建筑展现在都市中。
2 工程应用2.1 柔性支承结构体系常见类型目前应用的柔性支承体系,常见形式包括以下几种:(1)普通桁架式,如图1(a)、(b)所示;(2)鱼腹式,如图1(c)、(d)、(e)所示;(3)自平衡式,如图1(f)所示;(4)其他形式,如图1(g)等。
而根据所采用的预应力构件,柔性支承结构体系可分为采用预应力索、采用预应力拉杆及预应力索与预应力拉杆相结合三种。
图1 柔性支承体系结构示意图2.2 柔性支承体系在玻璃幕墙中的应用上海大剧院是上海的标志性建筑,其建筑风格新颖别致(图2)。
它是国内最早采用柔性支承体系玻璃幕墙的工程[8]。
它采用了如图1(a)所示的索桁架,同时在各索桁架之间采用水平拉索及交叉拉索来保证平面外的刚度。
由于当时国内在柔性支承体系玻璃幕墙领域还是空白,上海大剧院玻璃幕墙的设计与施工采用了国外的技术与材料。
它为我国成功地引入了柔性支承体系玻璃幕墙,但其幕墙的造价高达13000元/m2。
南京国际展览中心位于南京市区东北部,东接紫金山,西靠玄武湖[9]。
该中心长约272m,宽约159m,高46m,总建筑面积89000m2。
整个展览中心四面均采用如图l(g)所示柔性支承体系玻璃幕墙,给人以通透、美观、现代的感觉。
南京国际会展中心玻璃幕墙的索桁架由深圳三鑫公司与东南大学土木系等单位合作进行开发、试验与设计,是国内首例自行设计、自行施工的大面积玻璃幕墙柔性支承结构。
其幕墙的造价约为2500元/m2,仅为上海大剧院工程的1/5,为该技术在国内的普遍应用提供了基础[10]。
图2 上海大剧院图3 清华大学游泳馆清华大学游泳馆(图3)位于清华大学东大操场的北侧,是清华大学主要的体育活动场所,也是2001年世界大学生运动会的重要比赛场所[11]。
幕墙高10.2m,东西向跨度72m,采用如图1(c)所示柔性支承体系。
整个玻璃幕墙共设9道主刚架,各相邻主刚架间相距8m,相邻两榀主刚架间设置了3道彼此相距2米的普通鱼腹式柔性拉杆结构,鱼腹拉杆直径为 22,直拉杆的直径为 12,刚架的材料为Q345,拉杆的材料为不锈钢1Cr18Ni9。
清华大学土木系和珠海特种玻璃集团公司(KGE)联合对其进行了预应力加载的室内和现场试验,取得了大量的第一手数据。
2.3 柔性支承结构体系在玻璃采光顶中的应用深圳市市民中心是深圳市标志性建筑[12,13]。
采光顶位于该工程东区博物馆大堂上空,平面尺寸30m×54m,结构高1.5m,覆盖面积1620m2,临空高度21.7m左右。
该采光顶采用预应力拉索网架(图4)作为支承结构,将预应力技术与空间网架技术相结合,使采光顶通透、轻巧、美观,收到很好的建筑效果。
近几年,我国自行设计、施工、安装的清华大学游泳馆、深圳市青少年宫、宁波机场航站楼、广州国际展览中心等大型预应力钢索(杆)玻璃幕墙和采光顶工程相继完工。
该项技术已越来越为设计者和用户所接受。
2002年空 间 结 构第2期图4 深圳市市民中心采光顶拉索桁架示意图3 研究现状3.1 数值分析方法及其研究现状柔性支承体系玻璃建筑是典型的非线性大变形柔性结构。
在该体系中,构件的应变仍在材料的弹性范围内,应力应变关系遵从虎克定律,但描述其具体变形特征的基本关系即应变与位移的关系是非线性的,其中非线性项的数值不象小变形问题那样相对线性项可以略去,而是不可忽略和必须考虑的。
基本关系的非线性使得所建立的力学微分方程成为非线性微分方程。
柔性索结构的静力计算方法分为两大类,即连续化方法和离散化方法。
连续化方法通过线性化处理以避免求解非线性方程,它适用于小垂度问题,不能处理现实工程中的大变形问题。
离散化方法即有限元方法,其基本思想是对柔性索结构进行有限元化处理,然后在局部坐标下形成单元刚度阵,再构成总体坐标系下的结构总刚度矩阵,建立有限元基本方程并用计算机进2002年吴 朋等:玻璃建筑柔性支承结构体系的应用与研究第2期2002年空 间 结 构第2期行求解。
有限元方法方便灵活,根据不同的研究对象可采用不同的单元模式,形成不同的有限元计算方法和理论。
用有限元方法求解柔性索结构,不论平衡方程或运动方程推导途径如何,最终归为一个非线性矩阵方程,一般采用逐步近似的迭代法求解。
在静力问题中,目前应用较多的方法是Newto n-Raphson迭代法和荷载增量法。
七十年代以来,人们利用有限元方法对柔性索结构在各种边界约束及荷载条件下的平衡问题和动力问题进行了大量的研究,在许多柔性索结构工程中得到成功应用[14～19]。
3.2 柔性支承结构体系研究在目前柔性支承结构体系的结构分析与设计中,普遍采用通用有限元计算软件,如ANSYS、SAP等。
如清华大学建筑玻璃与金属结构研究所采用ANSYS进行了清华大学游泳馆点式玻璃幕墙柔性支承体系的设计,并进一步对柔性支承体系的整体性能、玻璃对柔性支承体系的影响等进行了分析[9]。
在计算方法方面,东南大学刘军进、吕志涛对索桁架中的典型节段进行了静力分析,提出了计算假定,并给出了设计计算方法[20]。
深圳南玻幕墙工程有限公司李耀庭等提出了钢索杆结构的内力分析及挠度计算的简化方法,并提供了索杆结构的内力系数表[21]。
在相关软件开发方面,浙江大学罗尧治、董石麟在对索杆张力结构进行理论分析的基础上,研制开发了适用于这一体系的分析程序CST S,该程序适用于索穹顶、索网结构、索桁结构和张拉整体结构等体系的分析计算[22]。
目前,国内包括清华大学、浙江大学、同济大学、东南大学、哈尔滨建筑大学等院校都已开展了对柔性支承体系玻璃建筑的研究,为其在实际工程中的应用和进一步的发展提供理论基础。
3.3 试验研究目前国内有关柔性支承结构的试验研究较少。
2000年,深圳三鑫公司与广东省建筑科学研究院、东南大学土木系等合作进行了南京国际展览中心点支式玻璃幕墙预应力索桁架的试验研究,研究了柔性支承在水平荷载下的位移与应力变化,提出了一种比较可行的试验装置和加载方案。
同时暴露出柔性支承进行预应力加载试验的一些问题,为今后的试验研究提供了借鉴[9,23]。
之后又进行了广州新白云国际机场旅客航站楼主楼与连接楼玻璃幕墙自平衡索桁架、深圳市市民中心博物馆采光天棚索桁架等的试验研究,为工程提供了设计依据,并为进一步的理论及试验研究提供了基础[13,24]。
清华大学土木系与珠海晶艺特种玻璃集团合作,联合对中华世纪坛、清华大学游泳馆的点支式玻璃幕墙进行了强度安全测试、柔性支承的预应力施加室内试验和现场试验,提出了柔性支承结构中施加预应力的控制方法,为进一步研究提供了基础。
3.4 设计规范与规程我国于1996年颁布了第一本有关建筑玻璃幕墙的行业技术规范《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ102—96)[25],对玻璃幕墙的建筑设计、结构设计、制作及安装等作了详尽的规定。
随着点支式玻璃幕墙理论、实验研究的深入及应用的日益普遍,中国工程建设标准协会于2001年颁布了《点支式玻璃幕墙工程技术规程》(CECS127:2001)[26],为点支式玻璃幕墙的建筑设计、结构设计、制作及安装等提供了标准。
2002年吴 朋等:玻璃建筑柔性支承结构体系的应用与研究第2期4 研究方向随着柔性支承体系玻璃建筑被更多设计者和用户所接受,国内企业所面临的国外技术挑战也更为严峻,进行深入研究,不断完善该技术,同时开发新一代支承结构是当前推动幕墙技术向更高水平发展的当务之急。
目前,需要进行的研究包括:(1)柔性支承体系施工技术研究。
在对目前国内外柔性支承结构施工技术,如预应力的施加工艺等进行研究和改进的基础上,进行新方法、新技术的研究。
(2)柔性支承体系玻璃建筑承载、变形与整体稳定性分析。
在进行非线性理论分析的基础上,结合工程实际和国内已有的试验研究,采用有限元分析软件,对柔性支承体系承载性能、变形性能、整体稳定性能进行研究。
(3)在结构分析中,柔性支承结构中的刚架中压杆的稳定是一个需要特别注意的问题。
玻璃通过金属连接件将柔性拉索(杆)和刚架紧密连接在一起,起到了刚性支撑的作用。
另一方面,玻璃作为一种脆性材料,不能不考虑由于偶然因素产生破碎对结构稳定性的影响。
所以,应该对采用玻璃作为刚架的侧向支撑体系进行充分的研究。
