重慶機(jī)場指廊端頭單索幕墻工程設(shè)計(jì)施(二)

　　4.1工作原理
　　分析單索結(jié)構(gòu)支撐體系的工作原理就是為了了解單索結(jié)構(gòu)抵抗水平荷載作用時(shí)的工作狀態(tài)，了解單索結(jié)構(gòu)變形與預(yù)拉力的關(guān)系、拉索內(nèi)應(yīng)力的大小、單索結(jié)構(gòu)在抵抗水平荷載作用時(shí)各節(jié)點(diǎn)的適應(yīng)能力（如圖14）。玻璃幕墻在承受水平荷載作用時(shí)通過單索與玻璃間連接裝置將其轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)集中荷載P作用于單索上，只要在索網(wǎng)中有足夠的預(yù)拉力N_O和撓度F，就可以滿足力學(xué)平衡條件。當(dāng)P為定值時(shí)，撓度F和預(yù)拉力N_O成反比。因此預(yù)拉力N_O和撓度F是單索幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中兩個(gè)重要的參數(shù)，必須經(jīng)過結(jié)構(gòu)試驗(yàn)和有限元理論計(jì)算分析后才能確定。

圖14單索受力及結(jié)構(gòu)試驗(yàn)示意圖 　　4.2幕墻試驗(yàn)對幕墻設(shè)計(jì)的保證
　　預(yù)拉力單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)是本工程的關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)，加工制作要求高，單根拉索的張拉工藝與施工方法較為復(fù)雜。其力學(xué)性能、單索的張拉工藝、設(shè)計(jì)中計(jì)算參數(shù)的取值及節(jié)點(diǎn)構(gòu)造措施等均有賴于試驗(yàn)驗(yàn)證。本次試驗(yàn)在深圳三鑫公司索結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中心進(jìn)行，試驗(yàn)檢測由廣東省建筑幕墻質(zhì)量檢測中心負(fù)責(zé)。


　　 4.2.1試驗(yàn)?zāi)康?/b>

　　a、采集單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)在各種分級荷載作用下的各種數(shù)據(jù)，和理論計(jì)算結(jié)果比較，積累和實(shí)測設(shè)計(jì)參數(shù)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性；


　　b、檢驗(yàn)單層索網(wǎng)的強(qiáng)度和變形是否滿足要求；


　　c、通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證單索結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造以及施工過程中可能存在的問題,分析玻璃節(jié)點(diǎn)適應(yīng)變形的能力及單索對周邊支撐結(jié)構(gòu)剛度的要求。


　　4.2.2測試過程與方法
　　本次試驗(yàn)選取的平面索網(wǎng)長邊跨度為8000mm，節(jié)點(diǎn)間距2000mm；短邊跨度6200mm，分布3條單索，索間距均分為1546mm（如圖15）。拉索為1×37股φ22不銹鋼絞線，每股直徑為φ3.15mm。

圖15 單索結(jié)構(gòu)試驗(yàn)示意圖 以沙袋重量來模擬水平風(fēng)荷載由玻璃面板通過駁接爪點(diǎn)傳遞來的集中力，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的荷載為P_K2=4.36KN（標(biāo)準(zhǔn)值）。


　 　試驗(yàn)過程：首先安裝試驗(yàn)所用的吊藍(lán)、水準(zhǔn)儀、直尺、重物及位移計(jì)、百分表等試驗(yàn)工具及設(shè)備，然后對平面索網(wǎng)進(jìn)行預(yù)張拉，預(yù)張拉力40.58KN，以短邊跨度的兩端節(jié)點(diǎn)為參照物記錄位移初始值。分別施加0.25P_K、0.5P_K、0.75P_K、1.05P_K的設(shè)計(jì)荷載，保持10分鐘左右，記錄各個(gè)荷載值下的位移值。


　　4.2.3測試結(jié)果

　　試驗(yàn)中最大變形出現(xiàn)在D、E、F節(jié)點(diǎn)，最大位移160.54mm，與理論計(jì)算誤差率3%；最大索拉力83.97KN，與理論計(jì)算誤差率1.6%；實(shí)測數(shù)據(jù)比理論分析略小，但誤差皆在5%內(nèi)，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)當(dāng)中計(jì)算參數(shù)取值及理論分析是比較可靠的，能真實(shí)的反應(yīng)單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)實(shí)際情況，并且從另一個(gè)方面說明了試驗(yàn)結(jié)果是可信的。


　　4.2.3測試結(jié)論

　　本工程采用直徑為φ22的水平與豎向單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系，在預(yù)拉力為40.58KN時(shí)索網(wǎng)的強(qiáng)度儲備和剛度均能滿足設(shè)計(jì)要求，即安全系數(shù)K=2.5~3.0，撓度f≤L/50。同時(shí)也驗(yàn)證了玻璃參與結(jié)構(gòu)工作，玻璃與索網(wǎng)共同工作時(shí)能提高整個(gè)單索結(jié)構(gòu)體系的剛度及減小單層索網(wǎng)的變形。


　　未完待續(xù)......

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