单层索网点支承玻璃幕墙设计与施工实例分析

单层索网点支承玻璃幕墙的设计与施工实例分析摘要：单层平面索网玻璃幕墙结构是广泛应用于大型公共建筑中的一种新型结构形式。为了实现大空间、大通透的建筑效果，满足人与自然交流的愿望，单层索网点支承玻璃幕墙已广泛应用于现代建筑之中。这就要求幕墙设计师及幕墙施工、安装人员必须掌握相关的理论和技术。本文根据自己的认识和体会，就该结构体系的设计要点、施工工艺与检验标准进行进行阐述。

关键词：单层索网，点支承，玻璃幕墙，设计，施工

某工程中庭立面幕墙：采用单层平面正交索网结构作为点支式幕墙的支承结构。立面幕墙跨长29．4m、高18．5m。该结构体系特点是柔性，大变形、结构空间小，几乎无视线遮挡，属于一种先进的玻璃支承结构体系。

一、单层索网点支式玻璃幕墙设计

1单层索网结构的工作原理

单层索网作为玻璃幕墙的支撑结构，必须承受幕墙面内及面外荷载的作用，由于面内荷载一般使单层索受拉，受力模型与钢结构类似，相对比较简单。当面内荷载或其分力与索的轴线不平行时，垂直于索轴线的分力使索受侧向荷载，其受力原理与面外荷载作用相类似；所以，此处着重分析单层索网受面外荷载作用时的工作状态。

0(预拉力n0)和相对挠度f，就可以满足力学的平衡条件。0(预拉力n0)的大小与相对挠度容许值[f]是两个关键参数。单层索网点

支承玻璃幕墙，在构造上主要由预应力拉索、连接爪件（接驳爪或其他形式的夹具）、玻璃面板三部分组成，玻璃的四个角点通过爪件和索连接，玻璃和玻璃之间采用硅酮密封胶连接。作用于玻璃幕墙上的平面外荷载通过玻璃的连接机构转化成节点荷载p，节点荷载p作用在索网结构上，只要在索网中有足够的预应力单层平面索网体系是柔性的张拉结构，在没有施加预应力(预拉力)之前没有刚度，体系处于不稳定状态，必须通过施加适当的预应力(预拉力)赋予其一定的形状，才能承受面外荷载的作用，它的最终承载力与变形终态的位移有很大关系，其结构刚度又与预应力(预拉力)大小密切相关，所以在单层索网幕墙设计中，预拉力0 (预拉力n0)和相对挠度f，就可以满足力学的平衡条件。0(预拉力n0)的大小与相对挠度容许值[f]是两个关键参数。单层索网点支承玻璃幕墙，在构造上主要由预应力拉索、连接爪件（接驳爪或其他形式的夹具）、玻璃面板三部分组成，玻璃的四个角点通过爪件和索连接，玻璃和玻璃之间采用硅酮密封胶连接。作用于玻璃幕墙上的平面外荷载通过玻璃的连接机构转化成节点荷载p，节点荷载p作用在索网结构上，只要在索网中有足够的预应力0(预拉力n0)和相对挠度f，就可以满足力学的平衡条件。

2设计要点

(1)索网结构与原结构关系索网结构通过耳板与边缘主体结构

预坪件连接。

(2)索网本身受力必须控制在材料强度允许范围内。

(3)主体结构与索网结构的等强连接件必须满足索网受力要求

伏于索网受力、小于主体结构受力)。

(4)水平索施加预应力(120hn)主要承受风荷载：竖向索施加预应力(15m)主要承受立画幕墒白重。

(5)水平索与竖向索在交汇处位置应错开、外皮相距30mm。

(6)索网的卸载与加荷根据幕墙横向跨度与高度的关系计算出

50年一遇最大风荷载的受力。本工程专门设计了tc-jd-ml拉索过载保护器作为地震卸荷保护装置：其主要工作原理是在水平受力结构中确定1个薄弱点：即过载保护器卸力点(300kn±10%)，当地震力达到该值，保护杆断裂，过载保护器碟簧受压反弹达到平衡状态，以达到卸荷目的，保护钢索不被拉断(见图1)。通过调节丝筒收紧正反丝扣给拉索施加预应力。

图1 过载保护器图2 十字压块

二、单层索网点支式玻璃幕墙施工工艺

1拉索侧面墙预埋件的施工调整

(1)在钢结构安装时，确定立面幕墙的垂直面(即玻璃外皮垂直面)，将玻璃外皮投影在地面上，弹出基准墨线。(2)用经纬仪将该线投测到墙体上，弹线确定埋件的中心线。根据图纸尺寸向室内后退重54mm，即为拉索柱脚的中心线(垂线)位置。(3)根据玻璃水平分格线，每层玻璃的标高水平胶缝中线即为每层拉索的水平中心位置线(水平线)。(4)水平线与垂直线交点即为预埋件的中心点。(5)根据玻璃水平分格即可确定每件预埋件必须调到的理论位置。(6)

实测每件预埋件现有表面到理论放线的位置，即可确定每件预埋件的调整量，做好记录。

2支座的安装

(1)将水平支座在地面划好中心交线备用。(2)将调格好的预坤件棱2．1的放线方法重新放线重侧面预埋件的中心位置。(4)点焊完毕后重新复测1次，无误后按图纸要求焊接完毕后报验，并涂防腐、防火涂料。

3 地面支座及水平桁架上支座板的安装

(1)地面预埋件的调整、地面支座的焊接与侧面埋件的处理方法相同。(2)在地面划出水平桁架支座耳板的中心线。(3)在水平桁架上划好玻璃分格线，同时测出并画好标高线。(4)将水平桁架上的中心点与耳板中心线重叠焊好报验。

4水平拉索安装

(1)将过载保护器与水平拉索两端用销轴固定到位。(2)两端同时用电动葫芦将过载保护器吊到支座安装位置，用销轴固定。(3)用吊锤钢尺检验垂直度偏差，正旋拧紧调整螺丝，将拉索收紧到初步预应力阶段，以螺丝水平进出位移值控制。(4)用水准仪测量水平位置偏差，允许偏差为±3mm。用测力扳手轮流按80%、90%、95%、100%4级施加拉力；每级按对称原则逐根拉紧，每级每次拉力偏差不超过b%。水平索拉紧顺序为：1，11，10，2，3，9，8，4，5，7，6(拉索按自上而下顺序编号)。

5竖直拉索安装

(1)将拉索两端调整丝调到最近距离，以能锁上为宜。(2)在水平桁架上端固定重个定滑轮：吊装上端拉索。(3)先固定上端拉索头，再固定下端拉索头。(4)同时收紧两端紧固丝，至最初加力状态，依次安装(方法同水平拉索)。垂直索拉紧顺序为：1，15，14，2，3，13，12，4，5，11，10，6，7，9，8(拉索按自左而右顺序编号)。

6预应力的施加

(1)水平拉索预应力施加

4人分别在水平拉索两端用扳手同时收紧螺丝加力，加力值根据技术部门提供的索头水平位移来控制。

(2)竖直拉索预应力施加

直接在拉索头上用扳手调整，方法同水平索。

张拉索的预应力施加：可采用控制旋紧索具接头螺纹副的旋紧力矩了方法进行。此时，根据索具接头螺纹规格尺寸及预紧力矩值：采用扭力矩扳手，控制旋紧螺母的旋紧力矩大小：达到预紧力的要求。

（1）

式中：f—预紧力（n）

a—螺纹升角

e —螺纹当量摩擦系数，取0.5;

d—螺纹中径（mm）

(1)式简化为。