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淺談采光天棚自平衡鋼桁架系統(tǒng)設(shè)計與施工

來源:09年會論文集  作者:于勝義  日期:2009-4-15
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摘要:主要介紹了采光天棚自平衡鋼桁架體系的構(gòu)造設(shè)計要點、施工安裝,以及制造工藝問題。
關(guān)鍵詞:采光天棚;自平衡鋼桁架;鋼化夾膠玻璃;安裝定位
  1.引論

  隨著國內(nèi)建筑業(yè)的飛速發(fā)展,很多大廈、寫字樓等建筑的主體結(jié)構(gòu)、建筑外形越來越復雜,與之密切相關(guān)的幕墻行業(yè)也發(fā)生了日新月異的變化。

  在結(jié)構(gòu)形式上,單元式幕墻拉桿式、拉索式點支承幕墻、通風式幕墻等得到廣泛應(yīng)用。在建筑造型上,出現(xiàn)了在采光夭棚、圓臺形、球形等幕墻中大量使用鋼析架,使得建筑的外型更加豐富多彩,更加通透。這就對幕墻行業(yè)工程技術(shù)人員提出了更高的要求,必須更快地掌握幕墻行業(yè)的新技術(shù)、新工藝,并不斷創(chuàng)新,滿足日益變化的建筑效果的需要。


   2.采光天棚自平衡鋼桁架體系的設(shè)計

  我國地域遼闊,南北氣候差距較大,在設(shè)計選材時需考慮這些因素。

  2.1主體結(jié)構(gòu)形式
  主體結(jié)構(gòu)大多采用鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式,由網(wǎng)架球、上下弦桿及腹桿組成的空間網(wǎng)架體系。

  在不斷追求現(xiàn)代、通透和空間感的今天,柑架式結(jié)構(gòu)以其獨特的優(yōu)點得到廣泛應(yīng)用。在力學分析方面,桁架式結(jié)構(gòu)主、次桿受力較為明確,主受力桿主要承受風荷載活荷載以及地震荷載等,次桿主要對整個鋼架體系起穩(wěn)定作用,因此在截面設(shè)計時應(yīng)分別考慮,這樣,整體鋼架也就尤顯條理清晰、粗細分明。進行結(jié)構(gòu)力學分析時,可采用ROBOT,SAP2000、3D3 S等有限元分析軟件。施工安裝方面,析架式結(jié)構(gòu)的構(gòu)件加工工藝較簡單,施工安裝快捷。因此析架式結(jié)構(gòu)也是采光天棚結(jié)構(gòu)的較理想的選擇,并且優(yōu)先設(shè)計成自平衡體系的鋼析架,在加工制造時施加一定的預應(yīng)力,使其整體更加穩(wěn)定平衡。

  桁架式結(jié)構(gòu)的主次鋼管焊接成一個整體,鋼桁架體系本身抗變位能力差,因此在施工應(yīng)考慮土建結(jié)構(gòu)的沉降、變形等因素,預留伸縮余量,一端采取固定連接,另一端活動連接。

  2.2采光天棚面板支撐形式
  采光天棚結(jié)構(gòu)形式一般采用點式和框架式兩種結(jié)構(gòu),考慮到排水性能,浮頭點式、全隱框和全明框結(jié)構(gòu)形式采用較多。浮頭點式結(jié)構(gòu)簡潔、外形豐富變化,能更進一步體現(xiàn)通透現(xiàn)代的建筑效果。面板多采用鋼化夾膠玻璃中空鋼化夾膠玻璃,不過,點式結(jié)構(gòu)在中空玻璃上開孔會影響中空玻璃的密封性能,降低中空玻璃的保溫、隔音性能。

  2.3主材選用
  桁架結(jié)構(gòu)的主鋼梁與次鋼梁的連接一般都采用焊接,因此鋼梁須選用焊接性能較好的材質(zhì),如Q235B、Q345B等。

  采光天棚玻璃選用時,根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范應(yīng)選用安全玻璃,宜選擇鋼化夾膠玻璃,玻璃厚度宜大于Smm,膠膜厚度宜大于1. 52mm。

  2.4工程實例
  下面筆者將結(jié)合工程實例與讀者對采光夭棚自平衡鋼桁架體系的設(shè)計及施工技術(shù)作進一步說明。

  某大廈位于無錫市高新區(qū),采光天棚呈“十”字狀分布,長140m及120m,寬8. 5m,頂標高為23. 442m,中部十字交叉(見圖一)。采光天棚分格縱向40等分,橫向4等分,玻璃最大分格2250x2100mm(見圖二),由頂部向兩邊設(shè)置泛水,支撐結(jié)構(gòu)采用自平衡鋼桁架體系,相鄰兩精架之間不設(shè)連系桿(見圖三)。

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