空间索结构在双曲面玻璃建筑造型中的应用(二)

分割的基本尺寸为1710mm×1725mm，我们在下料过程中采用了CAD三维图辅助和现场放样相结合的办法确保每片玻璃的尺寸精度。由于整体立面是双曲形的，用平板玻璃进行折线安装时玻璃必然会有一个角翘起，为了不让翘起部分影响视觉效果，在玻璃分片尽可能的采用外形尺寸的变化来保证翘起度的一致，并对每一个玻璃接缝都进行三维图模型校核。（如图3.1）

　　3.2、结构钢材
　　由于索结构的支座反力是由边部的钢结构承担的，考虑到结构的安全性和经济性在选材时，大部分钢结构材料的材质为Q235-B，对于主要受力柱和顶部的曲线三角桁架采用了材质为20号钢的厚壁无缝钢管，特别在受力最大的曲线钢管立柱的上半部分采用了壁厚为20mm的无缝钢管，同时又对主要受力点进行了局部加强。

　　由于边部钢结构支撑桁架是由直径不同的圆形钢管拼接成形的，大部分节点为焊接刚性节点，为保证曲形钢架在成形后安全可靠尺寸精准，对每一个相贯线切口都采用了五轴相贯线切割机自动切割成形保证了相贯对口的准确性和焊口坡度。（如图3.2）
　　3.3、钢索的选用
　　竖向钢索采用直径为22.5mm的不锈钢绞线，不锈钢钢丝材质采用304奥氏体不锈钢。类型为1x61，每根钢丝的直径为2.5mm。不锈钢拉索的性能参数要求如下：

　　弹性模量：E=（1.3+0.1）X105 MPa
　　屈服强度：fy=1450 MPa
　　横向水平拉索采用高强铝包钢绞线。钢索直径24—36mm.类型为1x61,每根钢丝的直径3.78mm，外包铝的厚度不小于钢索直径的10%。铝包钢绞线的性能参数要求如下：

　　弹性模量：E=(1.5±0.1) X105 MPa
屈服强度：fy=1670 Mpa ； 线膨胀系数：α=1.3X10-5
　　4、水平索桁架的荷载试验
　　当确定了水平索桁架的基本和体型后，在结构整体计算结果的基础上，为能确保其使用时的安全性，我们采用了1:1的实体水平索桁架作静力荷载试验，将试验结果与计算结果进行对比、分析，最终确定水平索桁架的稳定性和可行性。（如图4.1-4.2）

　　5.2、控制点的确定
　　a）主控点的确定
　　为测量准确、方便、直观，采用内控法。设定11轴、20轴与P轴的交点为东、西楼的内主控点，15轴17轴与P轴的交点为外主控点，在主控点位置上设置主控点标志。（如图5.2）

　　b）边缘控制点的确定
　　选取幕墙边缘外形定位关键点作为边缘控制点。

　　C) 控制单元及精度控制点的确定
　　为减少安装尺寸的积累误差，有利于安装精度的控制与检测，将幕墙分成多个控制单元，每个单元以九宫格的形式划分九宫格的边缘四个光点就是每个九宫格中九片玻璃的尺寸精度控制点。从测量放线到结构安装调整，玻璃安装调整定位都应按每个单元来进行尺寸控制。

　　5.3、水平索桁架的张拉施工
　　（1）张拉工作平台
　　各层张拉工作平台利用工作施工脚手架上铺设木板搭设而成。平台高度与索水平标高相同，在平台上设定水平正负索五个定位定型点的位置，各定位点由在地面上放样确定的各层水平坐标通过激光铅锤仪指向定位点给出。

　　（2）水平索的布设
　　将水平索吊送到施工平台后展开，使索通过平台上相应各定位点后两个端部与端部连接耳板初步连接固定。安装正负索之间各平行的连接杆并初步固定。平行连接杆正负索上的连接位置由计算确定，并在地面上放样给出的各层水平坐标通过激光铅锤仪指向定位点给出。使用力矩扳手初步张拉前、后索，使索的预应力达到设计值的20%。

　　调节各平行连接杆的长度，调节量由施工指导手册给出，该值为计算得出的调节值。使得前、后索预应力达到设计值的80% 。调节时各平行连接杆应同时进行并分次逐级进行，并注意观测外部正索各定位点及支撑钢结构体系的变化情况。调节各平行连接杆的两端使之到达设计的定位坐标位置。

　　（3）、竖向索的布设
　　牵引竖向索通过各相应得水平索上的连接点并初步固定。同步施加各竖向索的预应力达到设计值的20%。调节各连接点的定位位置。观测个水平索内力的变化。

　　同步施加各竖向索的预应力达到设计值的80%。调节各连接点的定位位置使之达到设计精度。

　　（4）、索网系统得调节 
　　施加预应力使水平索的预应力达到设计值，即100%；施加预应力使竖向索的预应力达到设计值，即100%；调节各连接点的定位位置使之达到设计精度并锁定。使用索内力检测仪进行72小时索内力监测，记录各索的内力变化及最终预应力。

　　 6、结束语
　　本文通过以上几个部分的介绍将这项特殊工程从设计到施工过程中碰到的问题和解决方案作了初步的介绍。由于篇幅的关系在文章中没有对水平索桁架的静力加载试验作过多的介绍。该项目经过2005年至今整七年使用，性能和状态良好，在此期间该项目经过了春、夏、秋、冬、风雨、冷、热等大自然的考验，仍然保持着很好的工作状态。索结构玻璃幕墙因特性越来越受到建筑师的青睐，但在设计和施工中每项工程都有它的个体性，必须在安全度上严格把关，确保这一新型的幕墙能健康发展。 

　　参考文献
　　[1] 王德勤，索结构玻璃幕墙用索桁架的构造与设计，《建筑技术》,北京 2003
　　[2] 《建筑幕墙用钢索压管接头》，中华人民共和行业标准, JG/T 201-2007
　　[3] 王德勤，曲面索结构玻璃幕墙承载性能探讨，《幕墙设计》，北京2010【完】