4 索結(jié)構(gòu)玻璃幕墻的部分節(jié)點設計與構(gòu)造
4.1 單索結(jié)構(gòu)玻璃幕墻重要節(jié)點的設計
由于單索的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)是靠跨中彎曲變形來支承風荷載的，所以對鋼索的要求和節(jié)點的適應變形能力要求及高。理論上只要有風，鋼索就要產(chǎn)生變形，每個索上節(jié)點就必須承擔相應的工作來達到整體幕墻的性能。
4.1.1 中部節(jié)點：
在一個單索幕墻單元中部起固定支承和連接作用的節(jié)點。如(圖4.1.1-1)
中部節(jié)點主要由鎖緊機構(gòu)和連接玻璃機構(gòu)兩部分組成。在水平索和豎向索的交叉處設置鎖緊機構(gòu)起鎖緊定位連接作用。由于單索結(jié)構(gòu)的索內(nèi)預應力較大，其斷面直徑在受力過程中會有一定程度的減少。索直徑D受力=D原-ΔD節(jié)點設計中要留有足夠的預緊量ΔT（可以取1～2.5mm）防止索在受力時產(chǎn)生滑移。為減小在索受力變形過程中在夾緊倉兩端出現(xiàn)過大的壓應力宜設置導向角α（可以取1～30）避免鋼索外徑在受力變形過程中被壓傷。(如圖4.1.1-2)
玻璃連接機構(gòu)是保證單索幕墻使用性能的關鍵點，其形狀和連接方式有多種，但都必須達到以下條件：A、有足夠的強度支承玻璃自重和受荷載產(chǎn)生的壓力。B、要有足夠的適應變形能力不至于在玻璃受荷載變形時產(chǎn)生過大的應力點或面。C、直接有效的將玻璃板面上的荷載轉(zhuǎn)遞到支承結(jié)構(gòu)上。
在中部節(jié)點設計時應考慮索結(jié)構(gòu)中索體之間的連接穩(wěn)固。索結(jié)構(gòu)與面板玻璃連接安全可靠。
4.1.2 邊部節(jié)點：
在一個單索幕墻單元的上、下、左、右與邊緣支承結(jié)構(gòu)連接的節(jié)點。
鋼索內(nèi)的預應力和受荷載的所產(chǎn)生的應力都要通過邊部節(jié)點將應力轉(zhuǎn)遞到邊緣支撐結(jié)構(gòu)上，邊部節(jié)點起著重要的定位、連接、傳力的作用。
在單索網(wǎng)工作示意圖中可以看到，幕墻的玻璃面在受風荷載產(chǎn)生變形時，節(jié)點部相對變形角度大在邊部，所以對邊部節(jié)點的變形適應能力要求高，此外節(jié)點的處理好壞直接影響著幕墻的安全性和使用性能。邊部固定端可以采用活動鉸連接方法（如圖4.1.2-1）。
在調(diào)節(jié)軸端的設計時應考慮在變形時的適應能力，防止在鋼索與索壓頭結(jié)合處產(chǎn)生彎曲，調(diào)節(jié)端的作用是調(diào)節(jié)索內(nèi)應力。
施工過程中一般是在調(diào)節(jié)端施加預應力進行索內(nèi)應力的調(diào)整，在使用維修維護過程中用調(diào)節(jié)端來調(diào)節(jié)各條索的內(nèi)力平衡，這就要求此節(jié)點不但在安裝過程可調(diào)整索內(nèi)應力使用過程中也必須可調(diào)整，才能滿足幕墻的使用性能。
玻璃幕墻和采光頂的邊部節(jié)點在設計時主要考慮索體的長度可調(diào)整，受荷載變形時可轉(zhuǎn)動防止在端部出現(xiàn)彎矩。（如圖4.1.2-2）
在直角轉(zhuǎn)角處采用了對單根立柱進行預應力反向加強的辦法，采用了并排多根鋼索，從立柱的頂部到底部進行張拉、作整體的平衡。用此辦法來抵抗由于水平布置的索桁架，在預應力施加時對鋼立柱產(chǎn)生的側(cè)向變形。(如圖4.1.2-3)
4.2 索結(jié)構(gòu)玻璃幕墻應力補償裝置
在索結(jié)構(gòu)玻璃幕墻的設計中，由于每個項目的支承結(jié)構(gòu)體系都有所不同，在設計時為了使索結(jié)構(gòu)玻璃幕墻中的每一根索的內(nèi)力能夠按設計給定的值實現(xiàn)，減少索結(jié)構(gòu)中每根索之間的內(nèi)力差，可以在索的端部設置索內(nèi)應力補償裝置。還能通過彈簧組的彈性變形，減小鋼索因蠕變而產(chǎn)生的應力損失。（如圖4.2-1）
索內(nèi)應力補償裝置的工作原理：此裝置是安裝在每根索的端部，索內(nèi)應力的大小是由在端部彈簧系統(tǒng)所產(chǎn)生的內(nèi)力所決定的，彈簧中彈力是可以預先設定的，是可控、易控的，所以應力補償裝置能使每根索的內(nèi)力控制在一定的范圍內(nèi)。（如圖4.2-2）
4.3 索結(jié)構(gòu)玻璃幕墻過載保護裝置
在索結(jié)構(gòu)玻璃幕墻的設計中，由于每片幕墻的邊緣結(jié)構(gòu)支承體系的條件不同，在一定極限狀態(tài)下可能對索結(jié)構(gòu)體系產(chǎn)生影響。如在考慮地震荷載和變形時如索結(jié)構(gòu)的邊緣支撐結(jié)構(gòu)不在一個基礎上，或在兩棟建筑之間設置索結(jié)構(gòu)幕墻時，當?shù)卣鹱冃螘r索結(jié)構(gòu)自身的彈性變形量已經(jīng)無法適應總變形量時，索結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生破壞。為了避免此類問題的發(fā)生，使玻璃幕墻實現(xiàn)“小震不壞，中震可修，大震不倒”的原則，可在索結(jié)構(gòu)的端部設置過載保護裝置。（如圖4.2-2）
索結(jié)構(gòu)玻璃幕墻過載保護裝置的工作原理：在過載保護裝置中，當索的內(nèi)力在極限狀態(tài)，達到一定的內(nèi)力時使過載保護裝置中的保險部件發(fā)揮作用，使彈簧系統(tǒng)進入工作狀態(tài)，以此來保證玻璃幕墻支承體系的正常工作。（如圖4.2-2）
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