浅谈采光天棚自平衡钢桁架系统设计与施工.doc

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1、浅谈采光天棚自平衡钢桁架系统设计与施工来源:09年会论文集作者:于胜义日期:2009-4-15　页面功能【字体：大中小】【打印】【关闭】【评论】摘要:主要介绍了采光天棚自平衡钢桁架体系的构造设计要点、施工安装，以及制造工艺问题。关键词:采光天棚;自平衡钢桁架;钢化夹胶玻璃;安装定位　　1.引论　　随着国内建筑业的飞速发展，很多大厦、写字楼等建筑的主体结构、建筑外形越来越复杂，与之密切相关的幕墙行业也发生了日新月异的变化。　　在结构形式上，单元式幕墙、拉杆式、拉索式点支承幕墙、通风式幕墙等得到广泛应用。在建筑造型上，出现了在采光夭棚、圆台形、球形等幕墙中大量使用钢析架，

2、使得建筑的外型更加丰富多彩，更加通透。这就对幕墙行业工程技术人员提出了更高的要求，必须更快地掌握幕墙行业的新技术、新工艺，并不断创新，满足日益变化的建筑效果的需要。　　　2.采光天棚自平衡钢桁架体系的设计　　我国地域辽阔，南北气候差距较大，在设计选材时需考虑这些因素。　　2.1主体结构形式　　主体结构大多采用钢网架结构形式，由网架球、上下弦杆及腹杆组成的空间网架体系。　　在不断追求现代、通透和空间感的今天，柑架式结构以其独特的优点得到广泛应用。在力学分析方面，桁架式结构主、次杆受力较为明确，主受力杆主要承受风荷载、活荷载以及地震荷载等，次杆主要对整个钢架体系起稳定作用

3、，因此在截面设计时应分别考虑，这样，整体钢架也就尤显条理清晰、粗细分明。进行结构力学分析时，可采用ROBOT,SAP2000、3D3S等有限元分析软件。施工安装方面，析架式结构的构件加工工艺较简单，施工安装快捷。因此析架式结构也是采光天棚结构的较理想的选择，并且优先设计成自平衡体系的钢析架，在加工制造时施加一定的预应力，使其整体更加稳定平衡。　　桁架式结构的主次钢管焊接成一个整体，钢桁架体系本身抗变位能力差，因此在施工应考虑土建结构的沉降、变形等因素，预留伸缩余量，一端采取固定连接，另一端活动连接。　　2.2采光天棚面板支撑形式　　采光天棚结构形式一般采用点式和框架式

4、两种结构，考虑到排水性能，浮头点式、全隐框和全明框结构形式采用较多。浮头点式结构简洁、外形丰富变化，能更进一步体现通透现代的建筑效果。面板多采用钢化夹胶玻璃或中空钢化夹胶玻璃，不过，点式结构在中空玻璃上开孔会影响中空玻璃的密封性能，降低中空玻璃的保温、隔音性能。　　2.3主材选用　　桁架结构的主钢梁与次钢梁的连接一般都采用焊接，因此钢梁须选用焊接性能较好的材质，如Q235B、Q345B等。　　采光天棚玻璃选用时，根据国家相关规范应选用安全玻璃，宜选择钢化夹胶玻璃，玻璃厚度宜大于Smm，胶膜厚度宜大于1.52mm。　　2.4工程实例　　下面笔者将结合工程实例与读者对采光

5、夭棚自平衡钢桁架体系的设计及施工技术作进一步说明。　　某大厦位于无锡市高新区，采光天棚呈“十”字状分布，长140m及120m，宽8.5m，顶标高为23.442m，中部十字交叉(见图一)。采光天棚分格纵向40等分，横向4等分，玻璃最大分格2250x2100mm(见图二)，由顶部向两边设置泛水，支撑结构采用自平衡钢桁架体系，相邻两精架之间不设连系杆(见图三)。2.4.2结构设计　　2.4.2.1结构选型　　在结构形式上，选用浮头点式结构(见图五)　　2.4.2.2荷载分析　　结构所承受的荷载主要是结构本身的自重、风荷载等。受力分析采用《建筑结构荷载规范》----G0500

6、09－2001、《钢结构设计规范》GB50017-2003、《建筑抗震设计规范》GB50011-2001等国家规范，要考虑风荷载、自重、施工荷载、地震作用、温度应力等产生的组合效应。　　基本参数:基本风压Wo=0.45kN/m2，，抗震7度设防，计算高度:23.442m　　1)自重　　结构体系自重主要来自面板和钢桁架。　　2)活荷载　　根据相关规范，按0.3kN/m2考虑。　　3)雪荷载　　50年一遇基本雪压为So=0.4W/m2　　4)风荷载　　根据相关规范，按基本风压0.45kN/m2进行组合考虑。　　选用SAP2000有限元分析软件进行分析，将模型导人程序计算，

7、这里不再累述。　　2.4.3采光天栩钢桁架构造设计　　2.4.3.1玻璃构造　　由于面板为10+2.28PVB+l0mm浅灰色透明钢化夹胶玻璃，玻璃开孔尺寸要和钢爪件及驳接头一一对应，形状公差控制在士0.25mm内，位置公差控制在士2mm内，且内外片玻璃开孔大小不同，外孔定位，内孔纠偏，各孔均应倒角磨边，消除因应力集中而造成玻璃破裂。　　玻璃安装的原则是先中部后边缘，采取边安装边调整的方法。　　2.4.3.2钢析架固定支座构造　　底部采用l0mm厚的镀锌钢板作为支撑板，下方焊加强肋板，中间焊连接板，上方及左右边采用8mm厚的镀锌钢板作为封板，共同组焊