本文作者：賀玉珍 曹繼明 余長江 花定興
0引言
單層索網(wǎng)幕墻結(jié)構(gòu)是近年來在國內(nèi)外應(yīng)用較為廣泛的一種新型幕墻結(jié)構(gòu)，在建筑上營造一種輕盈通透和內(nèi)外交融的高透視覺效果，結(jié)構(gòu)上具有很強(qiáng)的
變形適應(yīng)能力，尤其適用于大空間的
公共建筑，具有廣闊的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。
0.1 單層索網(wǎng)
玻璃幕墻的受力特性
單層索網(wǎng)
玻璃幕墻結(jié)構(gòu)包括預(yù)拉力
拉索、
夾具系統(tǒng)、
玻璃面板三個(gè)部分，其中，玻璃的四個(gè)角點(diǎn)通過夾具與拉索連接，玻璃與玻璃之間采用
硅酮密封膠嵌縫。其傳力途徑為：
風(fēng)荷載和
地震荷載→玻璃
面板→夾具→拉索→
主體結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)。單層索網(wǎng)體系是由兩向正交的鋼索構(gòu)成的
平面或負(fù)高斯
曲面受力體系，其中單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)不具有平面外
剛度，只有當(dāng)產(chǎn)生平面外位移時(shí)才能抵抗平面外
荷載的作用，平面外的剛度是依靠索網(wǎng)預(yù)拉力的二階效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的；而且，隨著荷載的增加，結(jié)構(gòu)變形越大，抵抗荷載的能力越強(qiáng)，表現(xiàn)出較明顯的幾何
非線性特征。
1 工程概況
中國五礦商務(wù)大廈A樓高121.3m，共32層，平面呈矩形，為了使建筑物內(nèi)部形成封閉明亮的
中庭， 在西立面上設(shè)置單層網(wǎng)玻璃幕墻，該幕墻輪廓尺寸14.5m*115m，由水平向索和豎向索正交布置，構(gòu)成2.0*1.85m的索網(wǎng)格，是目前國內(nèi)單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)跨度最大的工程。
2 結(jié)構(gòu)選型和設(shè)計(jì)
本工程中單層索網(wǎng)幕墻的橫向拉索跨度為14.5m，左右兩端均連接在豎向
鋼結(jié)構(gòu)柱上，鋼結(jié)構(gòu)柱通過
轉(zhuǎn)接件將外荷載傳遞給主體
混凝土柱；豎向拉索跨度115m，上端可靠連接在頂部
鋼桁架上，下端連接在
門框鋼結(jié)構(gòu)上，豎向索貫通支撐在橫向鋼梁上；由于混凝土柱本身特性決定了不宜承受較大的水平拉力，不宜把橫向索設(shè)計(jì)成主受力索，而豎向索的跨度比較大，如果做為主受力索，則豎索的
截面會(huì)非常大，工程造價(jià)較高。
本工程設(shè)計(jì)中，沿高度方向每14.8m設(shè)置一道橫向鋼梁形成索梁結(jié)構(gòu)體系，以增加結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，采用剛?cè)峤Y(jié)合的混合張拉結(jié)構(gòu)體系。橫向鋼梁具有一定的
抗彎剛度，其兩端與左右鋼
立柱連接，并與各豎向索在相交處連接，與索網(wǎng)共同承受平面外的變形，同時(shí)豎向索的計(jì)算跨度和橫向索的計(jì)算跨度比較接近，按雙向受力進(jìn)行設(shè)計(jì)，大大地改善了整個(gè)索網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系的受力性能，同時(shí)整個(gè)幕墻體系的外觀效果好，施工工藝簡單。
橫向鋼梁采用材質(zhì)
Q235B的300*400*15箱
型鋼梁，表面
氟碳噴涂處理；頂部鋼
桁架采用材質(zhì)Q345鋼，表面氟碳
噴涂處理。
3.3拉索
橫索選用Ф26mm和豎索選用Ф34mm的
不銹鋼鋼絞線，具體參數(shù)如下表所示：
4 單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原理
4.2索變形協(xié)調(diào)方程
索的平衡方程只反映出了某一特定狀態(tài)下，q、x、H三者之間的關(guān)系，而不能考慮狀態(tài)的變化過程，因此必須在索由始態(tài)過渡到終態(tài)的過程中，考慮索的變形和位移情況，建立索的變形協(xié)調(diào)方程。
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建設(shè)單位：五礦置業(yè)（天津）濱海新區(qū)有限公司
設(shè)計(jì)單位：法國ZPLUS普瑞斯建筑規(guī)劃咨詢公司&天津大學(xué)建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃研究總院
主體結(jié)構(gòu)：裙房為現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)；主樓為現(xiàn)澆框架—剪力墻結(jié)構(gòu)
工
