一 、玻璃幕墻建筑結(jié)構(gòu)的組成與類別
玻璃幕墻建筑結(jié)構(gòu)是指以玻璃作為覆蓋幕面的一種建筑,它可以是建筑的屋蓋、墻體、樓層、樓梯、走道
欄板式整個建筑。
眾所周知玻璃是一種
脆性材料,由于制成時不可避免的內(nèi)在缺陷,
強度較低。此外,因受生產(chǎn)工藝限制,其板厚和板面尺度也有限,故常需適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)體系作支承,才能形成予期的建筑。這一結(jié)構(gòu)體系稱為玻璃幕墻建筑的
支承結(jié)構(gòu),它與玻璃幕墻面共同組成玻璃幕墻建筑結(jié)構(gòu)。
1.玻璃幕墻建筑結(jié)構(gòu)的組成及基本要求
玻璃幕墻建筑的支承結(jié)構(gòu)可以是由玻璃或
鋁、鋼等
金屬材料組成。因此可以說:玻璃幕墻建筑結(jié)構(gòu)是由玻璃
金屬材料,經(jīng)過加工、連接和安裝組成的可獨立地承受各種可能
荷載作用,并滿足各項預(yù)定功能要求的工程構(gòu)筑物。通常,它包括
玻璃面板、支承結(jié)構(gòu)(含
連接件)和基座(結(jié)構(gòu))等三部分。對于點支式玻璃建筑結(jié)構(gòu)而言,連接件是指
螺栓組件和
支承裝置;基座是指玻璃幕墻建筑結(jié)構(gòu)賴以坐落支承的部分。
玻璃幕墻建筑結(jié)構(gòu)的板件、
桿件、
構(gòu)件間的相互連接方法可有膠接、
焊接和機械連接等,且其連接型式也多種多樣,無論那種都必須具有足夠的
承載能力和適宜的
剛度。
如上所述,玻璃幕墻建筑結(jié)構(gòu)是一種工程結(jié)構(gòu),它所承受的荷載作用,可能是由自然環(huán)境影響和人為作用引起的。在各種可能荷載作用組合下,必須滿足安全、適用和
耐久性等三項基本要求。當(dāng)然,它作為玻璃幕墻建筑的外露結(jié)構(gòu),還應(yīng)與建筑藝術(shù)美的要求相匹配。
2.玻璃幕墻建筑結(jié)構(gòu)的類別
在
結(jié)構(gòu)設(shè)計中,必須首先選擇并確定結(jié)構(gòu)的類別,并進而了解結(jié)構(gòu)的性能和可能的荷載作用,才能正確地給出結(jié)構(gòu)的計算模型和進行結(jié)構(gòu)分析。對于玻璃幕墻建筑結(jié)構(gòu),可按以下條件劃分類別:按玻璃
面板支承狀況分為:線支式結(jié)構(gòu)和點支式結(jié)構(gòu);按玻璃面板是否作為該結(jié)構(gòu)的必要受力部件分為:組合式結(jié)構(gòu)和集合式結(jié)構(gòu)。前者玻璃面板與其它板件共同組成統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)體系,并相互依存不可缺,否則結(jié)構(gòu)失效;后者,一般視玻璃面板為其附屬結(jié)構(gòu),支承結(jié)構(gòu)(包括基座)為其基本結(jié)構(gòu),二者相對獨立。
按支承結(jié)構(gòu)剛勁性分為:
剛性支承結(jié)構(gòu)(如梁、
剛架、
桁架、網(wǎng)架等)和柔性支承結(jié)構(gòu)(如張
拉索桿結(jié)構(gòu)等)。前者組成結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件,均為剛性桿件;后者組成結(jié)構(gòu)的相當(dāng)多的基本構(gòu)件不是剛性,而是僅能承受拉力的柔性桿件。
二、張拉索桿結(jié)構(gòu)體系的組成及其布置
1.什么是張拉索桿結(jié)構(gòu)
張拉索桿結(jié)構(gòu)是指由柔性張拉索(或鏈桿,下同)及剛性
撐桿組成的結(jié)構(gòu)。它在設(shè)計、施工和使用過程中柔性索必須具有足夠和適當(dāng)?shù)膹埨Α?br>
柔性索僅具有抗拉剛度(EA),當(dāng)無張拉時其抗壓等剛度很小,在結(jié)構(gòu)承受荷載中無貢獻或可忽略。必須對它們進行張拉,使之具有足夠的
張力,才能組成結(jié)構(gòu)和可靠地承受荷載作用。
剛性撐桿具有各種需要的,如拉、壓、彎等剛度,足以承受相應(yīng)大的拉、壓、
彎曲等作用而不喪失其
承載力。
2.張拉索桿結(jié)構(gòu)體系的組成
這種結(jié)構(gòu)體系通常由張拉索桿基本結(jié)構(gòu)組件和
支座(結(jié)構(gòu))組成,必要時需設(shè)置平衡重力性索和保證結(jié)構(gòu)體系的
穩(wěn)定性索。其張拉索桿基本結(jié)構(gòu)組件可以平衡的或非自平衡的,后者的張拉索端部分的張力需由其支座(結(jié)構(gòu))平衡。
3.張拉索桿結(jié)構(gòu)體系的分類與布置
張拉索桿結(jié)構(gòu)的體系,按其受力工作狀況,可分為單向受力體系和雙向受力體系:
單向受力體系是由單一方向布置的若干張拉索桿基本結(jié)構(gòu)組件和必要的重力與穩(wěn)定性索(或桿件)組成。
雙向受力體系是由相互交叉的張拉索桿基本結(jié)構(gòu)組件和必要時的一些重力與穩(wěn)定性索(或桿件)組成。其交叉與布置,常根據(jù)建筑及結(jié)構(gòu)設(shè)計要求確定,可以是正交正放,正交斜放或斜交放置等。
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