跟着国平易近经济和科学手艺的敏捷成长，人们对建筑物的艺术审美要求愈来愈高，建筑物功能更日趋完美，玻璃幕墙作为建筑物的时装，其类型和情势也不竭立异，单层索网布局幕墙、单向拉索布局幕墙、双层呼吸式幕墙、光电幕墙等新型幕墙在工程上的利用便是例证。此中尤以单层索网布局幕墙、单向拉索布局幕墙以其高通透性更受建筑师和业主的青睐，今朝已慢慢开端在大年夜型公共建筑、高级写字楼中利用，可是这两类幕墙的手艺含量和施工难度很是高。下文介绍单层索网布局这类新型布局幕墙在工程上的实例，供业主和建筑师选择。
    中关村文化商厦位于中关村海淀图书城旁边，建筑主体布局类型为框架剪力墙布局，建筑幕墙首要采取双层主动内轮回和单层索网布局两种幕墙情势。借此工程介绍单层索网幕墙。

图1.中关村文化商厦单层索网布局幕墙外视

    如图1所示，本工程单层索网幕墙布局由横向程度钢索与竖向垂直钢索垂直交叉组合构成承受外部荷载的幕墙支承布局。竖向拉索跨度约70.0米，上端靠得住连接在钢布局桁架梁上，下端连接在混凝土布局梁上；横向拉索的跨度为27米，摆布两端均连接在钢布局立柱上，钢布局立柱经由过程预埋件将布局支座反力传递给劲性混凝土布局立柱；连接拉索的转换件均采取预埋情势。因为横向拉索跨度比竖向拉索跨度大年夜良多，所以横向拉索是主受力构件，竖向拉索是次受力构件。
    1、单层索网布局幕墙的工作道理及布局简述
　　单层索网布局的工作道理是：经由过程给横向拉索和竖向拉索各施加合适的预拉力，从而构成刚度以抵当外部荷载。拉索预张拉成形后和在外部荷载感化下，拉索对边缘构件或边缘布局产生较大年夜的拉力，是以边缘构件或边缘布局设计时应优先成为自均衡系统，假定不克不及成为自均衡系统，为抵当拉索产生的拉力，边缘构件或边缘布局应设计成具有相当刚度的平面布局，但凡是需要支出较大年夜的工程造价。因为单层索网布局幕墙是一个“新闹事物”，对单层索网拉索构件变形的允许值尚没有响应国度尺度和规范，借鉴国表里近似工程和实验经验，是以单层索网布局变形允许值按短跨的1/45或1/50进行节制。本工程单层索网布局在最晦气荷载组合尺度值感化下，变形允许值按短跨的1/50进行节制。
　　幕墙自重一般由竖向拉索承受，而幕墙玻璃面板吊挂于拉索外侧，为尽可能削减自重对单层索网布局产生的次应力，所以在机关上竖向拉索尽可能接近玻璃面板。按照布局计较成果，横向拉索选用Φ34高强钢绞线，规格为1×61，预拉力T=300KN，最晦气荷载感化下内力最大年夜值Z=540KN；竖向拉索选用Φ24高强钢绞线，规格为1×37，预拉力T=100KN，最晦气荷载感化下内力最大年夜值Z=160KN。高强钢绞线外概况措置采取galfan-coated，在全部施工过程中，必需采纳有效办法包管拉索外概况必需无毁伤、锈蚀、划痕等缺点。钢丝破断强度≥1670N/mm2，拉索材料知足响应国度尺度。

图2.中关村文化商厦单层索网布局幕墙局部   

    2、单层索网布局幕墙的玻璃板块及拼接胶缝
　　幕墙玻璃板块选用12+1.52PVB+12钢化夹层玻璃，典型分格尺寸为1612mm×2250mm。因为单层索网布局在风荷载感化下，其变形近似“平锅底”外形，越接近边缘构件或边缘布局处，其变形曲线的切线斜率越大年夜；越接近幕墙几何中间位置，变形曲线的切线斜率越小。是以，如图所示，接近边缘构件处的玻璃面板在风荷载感化下，面板四个角点不在统一个平面内，产生“翘曲”效应，是以对边部构件处的玻璃强度应按照实际变形环境进行强度计较，同时应采纳机关办法使玻璃变形及应力获得释放，而不致挤压粉碎。
　　玻璃板块横、竖向拼接胶缝采取硅酮密封胶，因为单层索网布局幕墙是以较大年夜变形来抵抗几次正、负风压感化，是以选用合适的硅酮密封胶种类和宽度对其水密机能、气密机能是很是首要的，选用不当就会导致胶缝被扯破或玻璃被挤压。建议采取超高机能硅酮密封胶，其承诺变位承受能力按照实验可以达到±50%，胶缝宽度一般来讲为12mm-16mm。假定采取通俗硅酮密封胶，其承诺变位承受能力按照实验只能达到±25%，是以胶缝宽度一般来讲需要16mm-20mm。胶缝宽度太窄，玻璃板块可能会被挤压；胶缝宽度太宽，则幕墙建筑外不雅结果不好。对单层索网布局幕墙，拼接胶缝宽度可以遵循JGJ102玻璃幕墙工程手艺规范的公式计较，但不宜小于按公式计较出来的值。

    3、单层索网布局幕墙不锈钢夹具设计
　　不锈钢连接夹具设计：如图所示，幕墙玻璃面板固定在不锈钢夹具组装件中，夹具经由过程连接螺栓固定在横向拉索、竖向拉索的交叉点上。玻璃与不锈钢夹具之间采取硬质橡胶垫圈及橡胶垫片过渡连接，裂痕采取硅酮密封胶柔性连接，如许幕墙玻璃面板在产生扭曲变形时不至于产生碰撞粉碎。为便利幕墙玻璃面板的维点窜换，不锈钢玻璃夹具件采取可以拆卸的零件组装编制。

图3.不锈钢夹具

    不锈钢夹具在竖向玻璃自重感化下的承载能力计较
　　玻璃面板板块自重+不锈钢夹具自重设计值：
　　Q=（γg×t+0.1）×a×b×1.2
　　式中：γg——玻璃的重力密度，单位：KN/m3，取25.6 KN/m3；
　　t——玻璃面板的总厚度，单位：m；
　　a——玻璃面板短边边长，单位：m；
　　b——玻璃面板长边边长，单位：m。
　　玻璃板块与不锈钢夹具的自重是经由过程夹具与竖向拉索之间的摩擦荷载支承的，不考虑横向拉索的支承感化。夹具与拉索之间的预紧采取通俗螺栓，4.8级，C级。
　　通俗螺栓的预紧力：
　　P0=Kn.Q/z.m.u
　　式中：P0——通俗螺栓的预紧力；
　　Kn——靠得住性系数，取1.1；
　　M——摩擦面数量，取m=1；
　　Z——螺栓的数量；
　　u——连接摩擦副的摩擦因数，取0.30。
　　负风压感化下不锈钢夹具连接螺栓的承载能力计较：
　　单块玻璃板块承受的风荷载设计值：
　　F=1.4×WK×a×b=5.74 KN
　　式中：F——单块玻璃板块承受的风荷载设计值，单位：KN；
　　WK——负风压最大年夜尺度值，单位：KN/m2；
　　a——玻璃面板短边边长，单位：m；
　　b——玻璃面板长边边长，单位：m。
　　玻璃板块承载的负风压别离经由过程不锈钢夹具压块与拉索之间的连接螺栓传递，螺栓等第为4.8级，C级。
　　通俗螺栓的抗拉承载力设计值:
　　Ntb=π.de2.ftb/4
　　4、单层索网布局幕墙进口门框设计
　　按照建筑师的设计构思和单层索网布局幕墙的大年夜变形受力特点，本工程进口门厅的钢布局是可以垂直于幕墙玻璃平面活动的，也就是说，进口门框钢布局立柱底端采取平面铰接，如许便可以包管与单层索网布局的变形相调和，避免在风荷载感化下门框钢布局变形过于“僵硬”的影响。地弹簧玻璃与扭转门与门套布局连接，门套凝结于地面，门套布局与门框钢布局可以彼此错动。

图4.门框顶部转角布局、门套与门框布局彼此错动

    5、单层索网布局幕墙三性实验
　　本工程单层索网布局幕墙横向、竖向跨度都比较大年夜，同时此类幕墙属于新型布局幕墙，在幕墙机能检测上今朝属于空白地带，进行机能检测十分需要，而今朝国内三性实验的实验平台最大年夜尺寸不克不及知足比例为1：1的三性实验要求。为解决上述的标题问题，在本工程的三性实验时我们采纳了以下方案：
　　按照现有实验平台的尺寸，拔取宽高尺寸为6500mm×10590mm的实验单位，宽度标的目标安插三根竖向拉索，高度标的目标安插四根横向拉索，包含4×5=20个玻璃板块，玻璃板块尺寸为足尺且包含各类典型分格尺寸及周边支承前提。

图5.三项机能检测、用位移计测量夹具索变形量

    因为实验单位横向拉索、竖向拉索跨度比拟较于实际工程削减，是以拉索规格也应响应削减，方能吻合索网布局的变形和机能的实际环境。按照索网变形按短跨跨度的1/50节制，横向、竖向拉索的预拉力及内力分派与实际布局相调和这两个原则解缆，阐发比较布局计较成果，横向拉索选用Φ18高强钢绞线，规格为1×37；竖向拉索选用Φ12高强钢绞线，规格为1×19。实际实验成果表白，缩小版的实验单位风压变形达到IV级，水密机能为II级，气密机能为II级，是以单层索网布局的机能知足设计要求。

图6.用位移计测量中部玻璃与索变形量、边部索变形量

    6、单层索网布局幕墙拉索张拉及施工
　　拉索的张拉及成型是关系到单层索网布局幕墙质量的关头身分，是以按照工程实际环境拟定合理的施工工艺和施工挨次意义很是首要。本节仅为单层索网布局幕墙施工工艺及施工挨次的概要申明和原则标题问题，仅供参考，实际工艺和顺序应按照工程实际环境拟定更具体的施工组织设计并遵循履行。本工程拉索布局张拉施工工艺和施工挨次以下：
　　a.在建筑主体布局施工的同时埋设撑持索网幕墙钢布局和索布局锚固端和幕墙收口等需要的预埋件；
　　b.待主体布局施工和其他相干分项工程施工终了后，搭设中庭立面柔索布局玻璃幕墙姑且举措措施撑持拉索，使之在重力荷载感化下不下垂，同时还须采纳办法包管拉索与姑且撑持装配的润滑；
　　c.安装横向和竖向拉索和索网布局的锚固装配和门框布局，并调剂至设计位置；
　　d.安装竖向拉索和横向拉索与竖向拉索之间的不锈钢夹具，寄望夹具其实不具有夹力；恰当张拉竖向钢索，并将夹具调剂至设计位置；
　　e.安装横向拉索,同时设置姑且撑持使横向钢索在自重感化下的变形降至最小,恰当张拉横向拉索；
　　f.在给索网布局横向拉索和竖向拉索施加预应力的过程中，城市引发横向拉索和竖向拉索的预应力改变，是以需要需要慢慢张拉和调剂并对全部张拉过程保持监测，包管全部索网结构成型并且不超越拉索的承载能力；

图7.对竖、横向索进行预张拉

    g.在横向拉索与竖向拉索交叉处安装标夹具，使之构成单层索网布局，连接夹具其实不具有夹力；
　　h.在单层索网布局上设置节制点以作为索网张拉过程中的监测节制点；
　　i.拔取合理的张拉挨次慢慢对称张拉竖向钢索，在张拉过程中，竖向钢索节制点和夹具向钢索张拉端移动，不雅测节制点直至跟设计位置吻合；
　　j.拔取合理的张拉挨次慢慢对称张拉横向钢索，在张拉过程中，横向钢索节制点和夹具向钢索张拉端移动，不雅测节制点直至跟设计位置吻合；
　　k.当索网预张力达到设计状况时，确保节制点和夹具在设计位置上。反之则进行需要的调剂；
　　l.再过适那时候后，从头检测拉索预拉力，测量单层索网布局的夹具和节制点是不是在设计位置上。假定不在，则必需进行恰当调剂索网布局直至夹具和索网节制点恢复到设计位置，寄望索网节制点的设计位置应考虑幕墙玻璃自重对索网布局的变形影响；
　　m.拧紧所有夹具的螺丝直至夹具达到最好受力状况。
　　n.从上到下按合理挨次安装索网幕墙上的玻璃，当幕墙玻璃安装终了后在玻璃的自重感化下，索网布局的夹具和节制点达到施工图中抱负的几何位置。