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    馬鞍形索網點支式玻璃采光頂

    來源:中國幕墻網收集整理  作者:張桂先  日期:2005-10-14
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        [提  要]:預應力馬鞍型單層索網作為點支玻璃采光頂的支承結構,具有受力合理,結構輕巧,曲線流暢,構思新穎等眾多優點,但設計施工難度大。本文簡要介紹了其設計研究的情況供同行參考。
        [關鍵詞]:預應力 馬鞍型索網 點支玻璃采光頂
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        [提  要]:預應力馬鞍型單層索網作為點支玻璃采光頂支承結構,具有受力合理,結構輕巧,曲線流暢,構思新穎等眾多優點,但設計施工難度大。本文簡要介紹了其設計研究的情況供同行參考。

        [關鍵詞]:預應力 馬鞍型索網 點支玻璃采光頂
        一、概述
        隨著大型公共民用建筑的大量興建,建筑技術的快速發展,建筑物的跨度越來越大,通過門窗幕墻玻璃進入室內的光線將越來越不能滿足室內采光的需要。在大跨度屋蓋上,大面積設置玻璃采光頂進行室內采光,將更為符合節能、環保和健康自然的理念。但大跨度屋蓋上設置大面積采光頂,遇到的技術問題較多,其中最為重要的是結構支承技術。與玻璃相配合的支承結構,除必須安全可靠外,還必須滿足桿件纖細,結構通透,造型美觀,配合協調等要求。常規的桁架、網架、網殼等結構與玻璃配合時,往往顯得桿件粗笨和零亂。因此,研究開發能與玻璃協調配合的現代張拉結構,充分利用鋼材抗拉強度,從而將桿件做得比較纖細,結構比較通透和美觀,成為解決玻璃采光頂支承結構時值得重視的一個課題。

        二、馬鞍形索網點支式玻璃采光頂方案
        馬鞍形索網點支式玻璃采光頂是目前最簡潔通透的采光頂形式。作為建設部下達的建筑技術開發項目,經過一年多的研究與試驗,三鑫公司掌握了此項技術并付諸實際工程實踐。作為實驗性項目,三鑫公司在其深圳研發中心兩棟三層樓房的屋頂之間設計,安裝了馬鞍形索網點支式玻璃采光頂。如圖1。

    圖1 馬鞍形采光頂

        采光頂的曲線流暢,外形美觀,新穎別致,具有強烈的現代感,是覆蓋大跨度建筑或建筑物之間空間的一種創新做法。正高斯曲率的網殼,荷載作用下的受力特點是一個方向桿件受壓,另一個方向受拉,其中的壓桿由于拉桿的牽制,具有較好的穩定性能,網殼受荷的全過程曲線也始終保持上升趨勢,不存在整體失穩問題,但因壓桿構造上的要求,桿件截面仍不能太小。經過適當的預應力控制可使受壓方向的索始終處于受拉狀態,從而實現索網全按受拉設計,材料采用高強鋼絞線斷面小,擋光少,結構非常通透。

        三、結構布置
        采光頂的跨度為12m,長60m,安裝標高16m左右。如圖2,

    圖2 采光頂平,剖面圖

        馬鞍型標準單元的尺寸為12m×12m,沿屋頂的縱向組合成12m×60m的采光頂。索網由相互正交的一組拋物線索組成,網格平面尺寸為1.5m×1.5m,其中縱向索下凹,橫向索上凸,相互正交,構成了具有負高斯曲率的馬鞍型索網(如圖3)。

    圖3 馬鞍型索網
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