玻璃之家讯：1.工程概况 新建的重庆江北国际机场位于重庆市渝北区两路镇，建筑面积8万余平方米,由航站楼主楼、连廊、指廊三部分组成(如图1)。主楼为混凝土框架结构,三层,标高7.5米以上为大跨度无柱空间钢结构支撑的金属屋面;连廊与指廊二层,一层为混凝土框架结构,二层以上为圆弧形钢结构支撑屋面，建筑幕墙面积约53000平方米,由索结构点式玻璃幕墙、开放背栓式石材幕墙、铝板幕墙、铝合金玻璃幕墙、扣条式蜂窝铝板幕墙、全玻幕墙等组成。其中在航站楼左右两侧四个指廊端头采用了竖向单层索网点支式玻璃幕墙, 幕墙面积约1500平方米,是国内第一个圆弧形幕墙采用单层索网结构作为支撑体系的工程项目。 2.幕墙简介 单层索网玻璃幕墙位于指廊端头建筑标高7.5米以上，建筑标高16.200米以下，幕墙高度约9米,建筑设计为曲面玻璃幕墙，幕墙玻璃平面圆弧半径为38.735米(如图2)。玻璃分格尺寸为1503mm×2000mm和1546mm×2000mm两种规格，玻 图2.幕墙正立面效果 璃配置为8+1.14PVB+8钢化夹胶玻璃;拉索直径φ22mm，采用1×37不锈钢铰线，仅在玻璃竖向分格缝处设置，不设置水平索。 2.1幕墙结构体系 由于主体土建结构及屋面钢结构不承受单索的拉力，在整个幕墙周围采用了曲面钢箱梁周边结构，曲面钢箱梁与主体建筑的连接采用铰接，使其将水平荷载传递给主体土建结构及屋面钢结构，自身重量由主体土建结构承担，拉索的拉力由曲面钢箱梁结构自身承担，不传递给主体结构。同时为减少幕墙顶部箱形钢梁的变形,在结构体系中间设置四根箱形钢立柱(如图3)。 为保证幕墙玻璃的安全，应控制单层索网结构体系的变形，变形过大，会对幕墙玻璃造成不利影响;反之，单层索网变形控制过严，索的拉力亦随之增大，对单层索网边界的刚度要求就越高。单层索网本身不变形时，不能抵抗法向荷载，只有产生变形后才有法向承载力，因而索网的挠度和结构受力密切相关。随着荷载的增加，结构的位移在增加，随之结构承载力也在增加。因而在相同荷载增量下，结构的位移增量随之减小，相应索的伸长量减小和索拉力增加的减少。为达到理想的设计效果，以L/50挠度限值来进行设计，索的拉应力合理取值范围界定在387-464.4Mpa。为增加单层索网结构体系安全储备，竖向拉索采用φ22不锈钢绞线。 2.2幕墙结构传力途径 水平风荷载由玻璃面板及驳接爪通过竖向不锈钢拉索传给顶部及底部 700*300*12箱形钢梁，最后传递给顶部屋面钢结构及底部混凝土梁;幕墙自重由竖向拉索通过顶部箱形钢结构和钢立柱传递给混凝土梁。 2.3竖向单索标准节点设计 指廊端头的单层索网玻璃幕墙标准节点，采用了驳接爪连接的构造措施(如图4)，驳接爪根部开凹槽，竖向不锈钢拉索采用2根φ18不锈钢螺栓将其与不锈钢压块相连。利用钢索与内压块及驳接爪间的摩擦力来承担幕墙玻璃的自重(如图5)。 在施工中，采用内六角扭矩扳手将2根φ18不锈钢螺栓拧紧，扭矩扳手的扭矩值的设定按下式进行计算： M=k×d×p 式中： d---高强螺栓公称直径;对于拉杆，D是拉杆端部螺纹公称直径; p---螺栓轴力，p=G/u; M---施加在高强螺母上的扭矩;对于拉杆，M是施加在扭力扳手上的扭矩; k---扭矩系数; G---玻璃及驳接爪件等自重设计值; u---不锈钢拉索与不锈钢压块及驳接爪件间摩擦系数; 2.4竖向单索顶部节点设计 因为屋面钢结构不承受拉索的拉力,单索幕墙顶部箱形钢梁采用腰形长孔铰接形式，使屋面钢结构只承担水平荷载。竖向单索顶部锚固端头通过螺杆穿过矩形方管双螺帽紧固，幕墙玻璃通过驳接头由星形钢板爪连接在矩形方管上。幕墙玻璃顶部通过“U”型钢槽收口，玻璃边缘距“U”型钢槽有40mm空隙，适应主体钢结构屋面的变形，用以防止屋面钢结构和单层索网变形导致玻璃破损的现象发生。“U”形钢槽采用角码连接在屋面钢结构檩条上，顶部采用铝单板内衬100mm厚保温棉与屋面收口(如图6)。 为防止竖向单索在承受水平荷载变形时使顶部 ①-屋面钢结构②-箱形钢梁③-幕墙玻璃锚固端头螺杆与矩形方管产生扭曲，单拉索端头调 ④-拉索锚固端⑤-星形钢板爪⑥-铝单板节张拉装置采用半球铰机构，拉索固定锚固端螺杆 半球形夹具②-矩形方管通过半球铰机构在矩形方管内内沿垂直幕墙玻璃面有±5°的万向旋转自由度(如③-箱形钢梁④-拉索锚固端图7)，来适应单索幕墙的比较大的柔性变形。为防止半球铰机构在转动时产生金属噪音，安装半球铰机构时涂抹润滑油。 2.5竖向单索底部节点设计 因为主体土建结构承受不了竖向荷载,在单索幕墙的底部设置曲形箱梁(如图8)，与顶部顶部箱形钢梁连成一体，拉索底部采用锚固调节端，通过连接铰板连接在曲形箱梁外侧悬调“T”形牛腿上。底部曲形箱梁通过加劲板固定在主体土建结构预埋件上，加劲板与曲形箱梁非焊接，而是用加劲板卡住，使其只能承受竖向荷载，水平荷载通过曲形箱梁传递给主体土建结构。加劲板沿每块玻璃 ①-加劲板②-箱形钢梁③-幕墙玻璃1/4跨度处设置，使曲形箱 ④-拉索调节端⑤-铰板⑥-铝单板梁的受力性能得到良好的发挥。曲形箱梁外侧至混凝土梁底采用铝单板外包，内衬100mm厚保温棉(如图9)。
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