空間索結構在雙曲面玻璃建筑造型中的應用(二)

分割的基本尺寸為1710mm×1725mm，我們在下料過程中采用了CAD三維圖輔助和現場放樣相結合的辦法確保每片玻璃的尺寸精度。由于整體立面是雙曲形的，用平板玻璃進行折線安裝時玻璃必然會有一個角翹起，為了不讓翹起部分影響視覺效果，在玻璃分片盡可能的采用外形尺寸的變化來保證翹起度的一致，并對每一個玻璃接縫都進行三維圖模型校核。（如圖3.1）

　　3.2、結構鋼材
　　由于索結構的支座反力是由邊部的鋼結構承擔的，考慮到結構的安全性和經濟性在選材時，大部分鋼結構材料的材質為Q235-B，對于主要受力柱和頂部的曲線三角桁架采用了材質為20號鋼的厚壁無縫鋼管，特別在受力最大的曲線鋼管立柱的上半部分采用了壁厚為20mm的無縫鋼管，同時又對主要受力點進行了局部加強。

　　由于邊部鋼結構支撐桁架是由直徑不同的圓形鋼管拼接成形的，大部分節(jié)點為焊接剛性節(jié)點，為保證曲形鋼架在成形后安全可靠尺寸精準，對每一個相貫線切口都采用了五軸相貫線切割機自動切割成形保證了相貫對口的準確性和焊口坡度。（如圖3.2）
　　3.3、鋼索的選用
　　豎向鋼索采用直徑為22.5mm的不銹鋼絞線，不銹鋼鋼絲材質采用304奧氏體不銹鋼。類型為1x61，每根鋼絲的直徑為2.5mm。不銹鋼拉索的性能參數要求如下：

　　彈性模量：E=（1.3+0.1）X105 MPa
　　屈服強度：fy=1450 MPa
　　橫向水平拉索采用高強鋁包鋼絞線。鋼索直徑24—36mm.類型為1x61,每根鋼絲的直徑3.78mm，外包鋁的厚度不小于鋼索直徑的10%。鋁包鋼絞線的性能參數要求如下：

　　彈性模量：E=(1.5±0.1) X105 MPa
屈服強度：fy=1670 Mpa ； 線膨脹系數：α=1.3X10-5
　　4、水平索桁架的荷載試驗
　　當確定了水平索桁架的基本和體型后，在結構整體計算結果的基礎上，為能確保其使用時的安全性，我們采用了1:1的實體水平索桁架作靜力荷載試驗，將試驗結果與計算結果進行對比、分析，最終確定水平索桁架的穩(wěn)定性和可行性。（如圖4.1-4.2）

　　5.2、控制點的確定
　　a）主控點的確定
　　為測量準確、方便、直觀，采用內控法。設定11軸、20軸與P軸的交點為東、西樓的內主控點，15軸17軸與P軸的交點為外主控點，在主控點位置上設置主控點標志。（如圖5.2）

　　b）邊緣控制點的確定
　　選取幕墻邊緣外形定位關鍵點作為邊緣控制點。

　　C) 控制單元及精度控制點的確定
　　為減少安裝尺寸的積累誤差，有利于安裝精度的控制與檢測，將幕墻分成多個控制單元，每個單元以九宮格的形式劃分九宮格的邊緣四個光點就是每個九宮格中九片玻璃的尺寸精度控制點。從測量放線到結構安裝調整，玻璃安裝調整定位都應按每個單元來進行尺寸控制。

　　5.3、水平索桁架的張拉施工
　�。�1）張拉工作平臺
　　各層張拉工作平臺利用工作施工腳手架上鋪設木板搭設而成。平臺高度與索水平標高相同，在平臺上設定水平正負索五個定位定型點的位置，各定位點由在地面上放樣確定的各層水平坐標通過激光鉛錘儀指向定位點給出。

　　（2）水平索的布設
　　將水平索吊送到施工平臺后展開，使索通過平臺上相應各定位點后兩個端部與端部連接耳板初步連接固定。安裝正負索之間各平行的連接桿并初步固定。平行連接桿正負索上的連接位置由計算確定，并在地面上放樣給出的各層水平坐標通過激光鉛錘儀指向定位點給出。使用力矩扳手初步張拉前、后索，使索的預應力達到設計值的20%。

　　調節(jié)各平行連接桿的長度，調節(jié)量由施工指導手冊給出，該值為計算得出的調節(jié)值。使得前、后索預應力達到設計值的80% 。調節(jié)時各平行連接桿應同時進行并分次逐級進行，并注意觀測外部正索各定位點及支撐鋼結構體系的變化情況。調節(jié)各平行連接桿的兩端使之到達設計的定位坐標位置。

　　（3）、豎向索的布設
　　牽引豎向索通過各相應得水平索上的連接點并初步固定。同步施加各豎向索的預應力達到設計值的20%。調節(jié)各連接點的定位位置。觀測個水平索內力的變化。

　　同步施加各豎向索的預應力達到設計值的80%。調節(jié)各連接點的定位位置使之達到設計精度。

　　（4）、索網系統(tǒng)得調節(jié) 
　　施加預應力使水平索的預應力達到設計值，即100%；施加預應力使豎向索的預應力達到設計值，即100%；調節(jié)各連接點的定位位置使之達到設計精度并鎖定。使用索內力檢測儀進行72小時索內力監(jiān)測，記錄各索的內力變化及最終預應力。

　　 6、結束語
　　本文通過以上幾個部分的介紹將這項特殊工程從設計到施工過程中碰到的問題和解決方案作了初步的介紹。由于篇幅的關系在文章中沒有對水平索桁架的靜力加載試驗作過多的介紹。該項目經過2005年至今整七年使用，性能和狀態(tài)良好，在此期間該項目經過了春、夏、秋、冬、風雨、冷、熱等大自然的考驗，仍然保持著很好的工作狀態(tài)。索結構玻璃幕墻因特性越來越受到建筑師的青睞，但在設計和施工中每項工程都有它的個體性，必須在安全度上嚴格把關，確保這一新型的幕墻能健康發(fā)展。 

　　參考文獻
　　[1] 王德勤，索結構玻璃幕墻用索桁架的構造與設計，《建筑技術》,北京 2003
　　[2] 《建筑幕墻用鋼索壓管接頭》，中華人民共和行業(yè)標準, JG/T 201-2007
　　[3] 王德勤，曲面索結構玻璃幕墻承載性能探討，《幕墻設計》，北京2010【完】