唐貴華
(深圳市科之谷投資有限公司 廣東深圳 518000)
點(diǎn)支式玻璃幕墻結(jié)構(gòu)的第一個(gè)特點(diǎn)就是它的結(jié)構(gòu)工作性很好,因?yàn)樗捎玫氖邱g接系統(tǒng)連接的。駁接系統(tǒng)的特點(diǎn)就是在玻璃上打孔之后,用駁接爪與駁接頭和輕鋼承重分別相聯(lián)接在玻璃上。駁接爪具有承重結(jié)構(gòu),用駁接螺栓連接之后各個(gè)點(diǎn)都可以自由移動(dòng),改正了若出現(xiàn)偏差而不好移動(dòng)的缺點(diǎn)。另外,駁接系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)連接在使用時(shí)也可以預(yù)防由于溫度發(fā)生變化而引起的結(jié)構(gòu)變形問題,因此就會(huì)降低因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)變形而導(dǎo)致的玻璃幕墻的破壞率。同時(shí),點(diǎn)支式玻璃幕墻的玻璃都是相互獨(dú)立的并且連接的也是采用金屬駁進(jìn)行連接,因此若出現(xiàn)某一塊玻璃有破裂或者其他情況需要更換和維修的,拆卸再安裝都是很方便的,可以長(zhǎng)久的使用。
點(diǎn)支式玻璃幕墻特別適用于建筑上面,因?yàn)槭褂昧艘籽b易拆的駁接系統(tǒng),所以點(diǎn)支式玻璃幕墻可以做各式各樣的變換,組成各式各樣的形狀,如此就可以使建筑物在可以使用的同時(shí)變得更加美觀與藝術(shù)化。到目前為止,運(yùn)用駁接系統(tǒng)對(duì)大面積玻璃連接的技術(shù)已經(jīng)被運(yùn)用得爐火純青了。所以在運(yùn)用點(diǎn)支式玻璃幕墻的建筑里,在室內(nèi)就可以看到窗外及遠(yuǎn)方的景色,打破了一墻將室內(nèi)外隔絕的傳統(tǒng)建筑模式,體現(xiàn)出現(xiàn)代建筑專有的新穎獨(dú)特的特點(diǎn)。
點(diǎn)支式玻璃幕墻還可以體現(xiàn)出安全環(huán)保的特點(diǎn),因?yàn)槠浯蠖鄶?shù)采用的是中空玻璃。這種中空玻璃可以減少光反射并且降低輻射,可以減少在目前城市中的一個(gè)無形污染即光污染的危害。并且經(jīng)過鋼化的玻璃也具有不易碎的特點(diǎn),行人也不需擔(dān)心在路上旁邊大廈上的玻璃會(huì)掉下來砸中自己。所以安全環(huán)保的點(diǎn)支式玻璃幕墻是當(dāng)代建筑的首選。
點(diǎn)支式玻璃幕墻的支承結(jié)構(gòu)體系也有著不同的形式:剛度高的有剛性支撐體系;剛度低一點(diǎn)的有柔性支承體系;剛度適中的還有半剛性支撐體系。雖然各個(gè)體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)都是很相似的,但不同的支承體系也有著不同形式的體系。具體何時(shí)應(yīng)用何體系,還是需要經(jīng)過實(shí)際情況由技術(shù)人員仔細(xì)斟酌使用的。以下就對(duì)其中的剛性支撐體系和柔性支承體系分別進(jìn)行探究。
剛性支撐體系(如圖1所示)主要是由駁接系統(tǒng)、支撐桁架和面板玻璃構(gòu)成。其中也包含了3種形式的體系,分別是全玻璃肋板式支承體系,鋼架式支承體系以及銜架式支承體系。
圖1 剛性支承系統(tǒng)示意圖
3.1.1 全玻璃肋板式支承體系
全玻璃肋板式支承體系,顧名思義就是直接用金屬駁把玻璃肋和板直接進(jìn)行連接,當(dāng)其構(gòu)成一個(gè)整體之時(shí)就是運(yùn)用成功的時(shí)候。這種體系的應(yīng)用度很高,玻璃肋在這種體系中是最為重要的部分,因?yàn)樗梢詫?duì)外部風(fēng)荷載承擔(dān)抵擋的作用[1]。若風(fēng)力巨大,玻璃肋是主要的承擔(dān)者并將風(fēng)力化解到其他結(jié)構(gòu)上。若想使玻璃幕墻更加堅(jiān)固,則可以采用在玻璃肋上增加鋼梁的其他結(jié)構(gòu)來輔助玻璃肋對(duì)玻璃幕墻進(jìn)行固定,因此改裝之后玻璃幕墻會(huì)更加的穩(wěn)定。由于是全玻璃肋板式支承體系,因此從外部看來,運(yùn)用此體系的建筑更加美觀大方,從內(nèi)部看外部更加通透,使人感覺更加的舒適。
3.1.2 鋼架式支承體系
鋼架式支撐體系主要是用鋼柱和鋼梁進(jìn)行支承,是較為常見的一種支承形式。同樣,其運(yùn)用金屬駁可以使玻璃面板與鋼柱相連,也可以將其與不同樣式的懸臂再次連接,以達(dá)到自由變換形狀的目的。等截面直立式和變截面式的鋼柱樣式更能豐富建筑的主體效果,使其設(shè)計(jì)呈現(xiàn)更加美觀,可以體現(xiàn)出“鋼之美”的特色。這種體系的構(gòu)造在實(shí)際應(yīng)用起來是更為簡(jiǎn)單方便的,制造的價(jià)格也比其他體系的更加低廉。由于鋼架式支承體系采用的是鋼架結(jié)構(gòu),因此承載力也大大提升了。很多跨度大的玻璃幕墻建筑則可應(yīng)用于此種結(jié)構(gòu)體系,進(jìn)而可以保證建筑的安全性。
3.1.3 銜架式支承體系
在剛性支承體系中還有一種銜架式支承體系,這種體系顧名思義就是采用銜架系統(tǒng)進(jìn)行支承的。主要是在銜架上使玻璃面板與金屬駁相連,這樣就會(huì)增加視野范圍,減少鋼柱對(duì)視野的阻擋,使點(diǎn)支式玻璃結(jié)構(gòu)更加通透。銜架式支承體系中的銜架系統(tǒng)也有很多種形式,根據(jù)形狀可以分為平行弦銜架和弓型銜架和以及魚腹式銜架等。銜架的設(shè)計(jì)可以使其應(yīng)用得更加靈活,更容易根據(jù)現(xiàn)實(shí)建筑設(shè)計(jì)的需要進(jìn)行不同的變換[2]。同時(shí),銜架體系和鋼架支承體系有著共同的特點(diǎn)就是可以應(yīng)用于跨度大的建筑之中,也可以懸掛大面積的玻璃面板,使建筑更加美觀。銜架式支承體系也可以抵擋外部的荷載,起到一個(gè)保護(hù)的作用。
柔性支撐體系(如圖2所示)主要由剛性支承、鋼索桁架、連接鋼桿、駁接系統(tǒng)和面板玻璃構(gòu)成??梢愿鶕?jù)結(jié)構(gòu)不同分為索桿式支承體系和索網(wǎng)式支承體系。
圖2 柔性支承體系示意圖
3.2.1 索桿式支承體系
索桿式支撐體系是由鋼絞線和懸空連接桿構(gòu)成的,其也是在現(xiàn)實(shí)玻璃幕墻的建筑中應(yīng)用最為廣泛的一種形式。索桿式支承體系與銜架體系類似,就是把拉桿換成鋼索,然后運(yùn)用預(yù)應(yīng)力來增強(qiáng)構(gòu)件的穩(wěn)定性。應(yīng)用此種體系的建筑外形會(huì)顯得很精巧,也可以體現(xiàn)出建筑結(jié)構(gòu)與機(jī)械的完美融合的特點(diǎn)。因此,現(xiàn)實(shí)建筑的設(shè)計(jì)都喜歡采用索桿式支承體系。
3.2.2 索網(wǎng)式支承體系
而索網(wǎng)式支承體系是最能體現(xiàn)柔性支承體系的特點(diǎn)的,其擁有著兩個(gè)體系。第一個(gè)體系是單層索網(wǎng)體系,就是在玻璃接縫的后面將單根拉索朝著不同的方向拉成網(wǎng)狀,而這樣做的好處就是可使玻璃結(jié)構(gòu)的通透性增強(qiáng)。另一個(gè)體系則是雙層索網(wǎng)格體系,這種體系就是運(yùn)用了2層索網(wǎng)與受壓短桿連接的形式,這樣就可以增加一些原本不曾擁有的結(jié)構(gòu)的剛度。但索網(wǎng)體系因?yàn)樽钅荏w現(xiàn)柔性支承體系,因此不適用于跨度大的建筑設(shè)計(jì)中。并且此種體系建設(shè)的難度很大,安裝的價(jià)錢也很高,因此并不是很好地應(yīng)用到生活中,但隨著技術(shù)水平的逐漸發(fā)展,這種體系還是會(huì)有很大的上升空間的。
綜上所述,點(diǎn)支式玻璃幕墻具有結(jié)構(gòu)工作性好、建筑使用性強(qiáng)并且安全環(huán)保的特點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)的生活當(dāng)中,改變了我國傳統(tǒng)的建筑樣式,推動(dòng)了我國建筑行業(yè)的發(fā)展。其剛性支撐體系和柔性支撐體系也豐富了我國的建筑樣式,雖然我國發(fā)展點(diǎn)支式玻璃幕墻較晚,但隨著技術(shù)水平的上升和各種新型材料的研發(fā)以及基礎(chǔ)理論人才培養(yǎng)的重視,我國的點(diǎn)支式玻璃幕墻會(huì)應(yīng)用得更加廣泛,人們的生活會(huì)更加舒適。
[1]舒暢.點(diǎn)支式玻璃幕墻單索支承體系承載性能與工程應(yīng)用研究[D].北京:清華大學(xué),2012.
[2]賴偉明.點(diǎn)支式玻璃幕墻玻璃面板的力學(xué)性能分析及工程應(yīng)用[D].長(zhǎng)沙:中南大學(xué),2008.