拉索结构幕墙知识大全DOC.docx

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拉索结构幕墙知识大全DOC

前言

正拉索式点支玻璃幕墙是由玻璃面板、驳接系统及拉索支撑系统组成,是20世纪90年代中后期玻璃幕墙领域中出现的点支式玻璃幕墙分支的一种具有艺术美感的幕墙结构形式。

拉索式玻璃幕墙具备大玻璃无框、无大型支撑钢结构,轻盈通透,视野开阔,支撑结构轻巧等特点,增强了建筑物内外交融的美感。

拉索工作原理

　　拉索式玻璃幕墙是将玻璃面板用钢爪固定在索桁架上的一种幕墙形式。

它主要由三部分组成：

玻璃面板、索桁架及锚固结构。

索桁架是跨越幕墙支承跨度的重要构件，索桁架悬挂在锚固结构上，它由按一定规律布置的高张强度的索及连系杆组成。

索桁架起着形成幕墙系统、承担幕墙承受的荷载并将其传至锚固结构的任务。

锚固结构是指基于锚固技术的锚杆、锚索和土钉一类岩土工程加固、支护结构，它承受索桁架传来的荷载，并将它们可靠地传向基础，同时锚固结构也是索桁架赖以进行张拉的主体，索桁架要强力拉紧后才能形成幕墙系统。

为了获得稳定的幕墙体系，必须施加相当的拉力才能绷紧，跨度越大，所需的拉力就越大，为此就须要有承受相当大反力的锚固结构来维持平衡。

玻璃面板由安装在索桁架上的钢爪进行固定，作填缝处理后，最终形成幕墙系统。

玻璃面板、索桁架、锚固结构组成幕墙系统。

三者互相依存、互相制约、互相影响。

（中国经贸大厦拉索幕墙）

　　索桁架是柔性的张拉结构，在没有施加预应力之前没有刚度，其形状也是不确定的，必须通过施加适当的预应力赋于其一定的形状，才能成为能承受外荷载的结构。

在给定的边界条件下，所施加的预应力系统的分布和大小，同所形成的结构初始形状是相互联系的。

如何最合理地确定这一初始形状和相应的自平衡预应力系统，就是张拉结构初始平衡状态的确定。

这是索桁架这种张拉结构设计中的一个关键问题。

（国内机场随处可见的索结构幕墙）

　　从以上分析中可以看出，索桁架的预应力是其生命，索桁架预应力的建立是索桁架获得必要的结构刚度和形状稳定的必要措施。

预应力的数值应根据索桁架在各种可能的荷载情况下，任意一根钢索都不发生松弛，且保持一定大小的张力储备的原则，在实际设计中需要结合受载计算，经过试算、调整来确定。

在实际工程中拉索的预应力宜采用下列方法建立：

①在单索上采用钢筋混凝土屋面板等重屋面，并可在屋面板上加荷并提筑板缝，然后卸载建立预应力；

②在索网中通过张拉稳定索、承重索建立预应力；

③在双层索系中通过张拉稳定索或承重索建立预应力，也可调节承重索与稳定索之间的撑杆长度建立预应力；

④在横向加劲索系中，宜通过下压横向加劲构件的两端支座使其强迫就位，从而对纵向索建立预应力；

⑤在张弦结构中，宜通过张拉拉索、伸长撑杆等方法建立预应力。

（预应力检测）

什么是预应力损失

　　由于张拉工艺和材料特性等种种原因，使得拉索的张拉时控制应力值，从构件开始制作直到安装使用各个过程不断降低，实际上这种应力值的损失，就是由于拉索的回缩变形引起的，正确认识和计算预应力损失是非常重要的。

如果拉索的内力降低到一定程度，很有可能会引起整个拉索体系的失稳，使得整个拉索系统破坏，因此必须在设计和制作过程中充分了解引起预应力损失的各种因素，从设计初期就制定好方案，避免造成施工过程中的安全隐患。

预应力损失主要由以下因素造成：

①张拉端锚具变形引起的预应力损失。

钢拉索锚固时，由于锚具与构件之间、锚具与垫板之间、垫板与构件之间的缝隙被挤紧，或由于钢筋、钢丝、钢铰线在锚具内的滑移，使得被拉紧的钢松动缩短，从而引起预应力损失；

②索桁架与连系杆的转折点转向装置处的摩擦引起预应力损失；

（张力测试）

③由于拉索不可能同时进行张拉，所以张拉过程中锚定结构由于后一榀索桁架张拉，使得前面各榀桁架产生预应力损失；

（索网张力测试）

④由于整个拉索体系始终处于找形状态，拉索在长时间的拉力作用下，会产生松弛现象，从而降低索桁架的预应力；

⑤由于锚固点变形，使得索桁架跨度的缩短引起预应力损失。

（幕墙拉索张力检测仪）

预应力拉索幕墙有哪些分类？

（1）：

自平衡点式幕墙体系

本体系一般用在老房子改造，因老房子原结构一般不会考虑预应力产生的附加力，但业主又崇尚使用不锈钢拉索的质感，故推荐采用自平衡体系。

自平衡体系中柱一般为钢管，短的不锈钢刚性撑杆焊接在钢管上，通过不锈钢拉索或者不锈钢拉杆找形，施加预应力后形成与普通桁架受力一样的结构体系，自平衡体系桁架与土建梁铰接连接。

（2）：

预应力索桁架点式幕墙体系

本体系一般用于新建建筑，结构设计时已考虑到预应力对建筑的影响。

预应力索桁架体系通过短的不锈钢刚性撑杆、不锈钢锁头、不锈钢拉索或者不锈钢拉杆找形，施加预应力后形成受力体系，预应力索桁架体系通过埋件、锁头与土建梁铰接连接。

（3）：

预应力单索点式幕墙体系

随着土地及房产价格一路飚升，城市中心地带房产可谓寸土寸金，以上幕墙支撑立柱或桁架还会占据一定的面积，为了满足业主最大范围的利用空间的需求，预应力单索点式幕墙体系应运而生，本体系一般用于新建建筑，结构设计时需充分考虑到预应力对建筑的影响。

本受力体系原理有点像网球拍，通过对尼龙丝施加预应力形成体系，从而可以抗击网球的冲击力，在本体系中就是抗击风荷载。

预应力单索点式幕墙体系一般竖向索承受自重及风荷载，另外一个方向索做平衡作用，预应力索通过埋件、锁头与土建梁铰接连接。

施工流程

测量放样→室内脚手架搭设→结构检查→埋件偏差处理→索杆安装→点驳件安装→调整→室外脚手架安装→玻璃安装→调整 →清洁打胶。

一、 测量放样 

1、拉索玻璃的施工安装，主要依据脚手架进行施工，而拉索玻璃的杆件纵横交叉，若不考虑这些因素在施工中带来很多问题，因而测量放样是整个工序的关键。

2、首先依据总包单位的±0.000以及轴线进行复核（详见测量放样章节）。

复核完毕，符合要求后，依据轴线与拉索杆相对位置，进行拉索杆平面校准，将拉索杆线弹在地面上，如图示。

3、将横向拉点用墨线弹在结构立面上，如图示。

二、室内脚手架的搭设 

1、室内脚手架的搭设之前应与搭设人员进行技术交底，明确搭设脚手架的要求，以及与索杆的关系。

立杆应避让给地面上所弹的索杆线，如图示。

2、小横杆应避让开标高处的拉接点以及影响索杆的安装。

三、结构检查 

1.支座的定位线弹好以后，在结构处拉垂直钢线，以及横向线作为安装控制线。

检查结构的标高尺寸，将检查尺寸记录下来，反馈给监理、业主。

2.在测量放线得到幕墙结构实际的确切位置后，应该根据钢结构支撑布置图，校核所有杆件的位置。

如果钢结构尺寸有偏离，须进行重新处理的，通知有关方可进行钢结构调整，直至达到幕墙要求的精度。

四、索桁架的安装 

拉索式点连接玻璃幕墙的施工与设计关系十分紧密，设计时必须预先考虑施工的步骤，尤其必须预先规定好预应力的张拉步骤，实际施工时必须严格按照规定的步骤进行。

如果稍有改变，就有可能引起很大的内力变化，会使支承结构严重超载。

因此，施工人员必须清楚设计人员的意图，设计人员必须做好透彻、细致的技术交底工作，并在关键的施工阶段亲临现场指导。

索桁架的安装过程，包括索桁架的预拉、锚墩（连接板）安装、施工临时支承结构的搭建，索桁架就位、预应力张拉、索桁架空间整体位置检测与调整、稳 定索安装、驳接系统安装等。

 1、索桁架的预拉 

索桁架在建设时必须施加预应力。

工程经验表明，施工时施加的预应力，在随后的使用中会逐渐消减。

研究表明，如果施工时对索桁架的钢索进行几次预拉，就可以解决使用中的预应力松弛现象。

具体的做法是，按设计所需预应力的 60%～80%张拉索桁架的钢索，然后自然放松钢索一段时间。

如是重复几次，即可完成索桁架的预拉工作。

2、索桁架就位     

a.借助于临时支承，就可以将已经预拉并按准确长度准备好的索桁架就位，再调整到设计规定的初始位置，进行初步固定。

这时是索桁架的初始形态。

 b.拉索支承结构安装进出位、平整度、标高、平面位置、垂直度误差在允许范围内。

检查每根拉索每一个位置预拉力必须达到设计要求的初始状态的应力分布值。

（绞线张力检测）

3、预应力张拉 

a.索桁架就位后，即可按设计给定的次序进行预应力张拉。

张拉预应力时，使用扳手对锚具调节器进行调节张拉。

b.张拉过程中要随时监测索桁架的位置变化。

如果发现索桁架的最终形态可能和设计差别比较大，在征得设计人员同意后需做适当调整，使拉索式点连接玻璃幕墙完成时能达到设计的预定位置。

c.为使预应力均匀分布，需同时进行张拉。

较好的方法是，全部预应力的施加分三个阶段进行：

第一个阶段完成预应力的 50%，第二、三个阶段各完成 25%。

4、稳定拉索安装时，先就位，然后逐步、均匀地调节拉杆的张力，使拉杆拉紧，以满足设设要求。

5、驳接系统的安装，须在索桁架校正、经监理验收合格后进行。

安装时，先按驳接爪位置图安装，定位驳接爪。

之后需复核每个控制单元和每块玻璃的定位尺寸，根据测量结果校正驳接爪定位。

驳接爪是连接玻璃面板和索桁架的，驳接爪的安装质量，直接关系到玻璃的安装质量。

五、玻璃面板安装 

    玻璃安装的质量直接关系到幕墙建成后的外观效果。

所以，玻璃安装也是点连接式玻璃幕墙施工过程中最重要的一步。

脚手架需再次检查是否稳定、可靠。

玻璃安装之前应再次调整钢拉索，达到设计要求的分格尺寸。

（一）、玻璃安装前的准备 

1．包装、运输和贮存 玻璃安装前，须运至玻璃中储区保存，以备安装时取用。

鉴于玻璃的材质特性，在玻璃的包装、运输和贮存过程中须注意以下几点：

（1）为了某些功能要求，许多幕墙玻璃都经过特殊的表面处理，包装时应使用无腐蚀作用的包装材料，以防损害面板表面。

（2）包装箱上应有醒目的 “小心轻放”、 “向上”等标志。

（3）包装箱应有足够的牢固程度，应保证产品在运输过程中不会损坏。

（4）装入箱内的玻璃应保证不会发生互相碰撞。

（5）用专用车将玻璃运输到安装位进行安装，在运输过程中玻璃应用绳子扎牢，防止玻璃跌倒破损。

运输过程中应避免发生碰撞，轻拿轻放，严防野蛮装卸。

（6）应放在玻璃中储区内的专用玻璃存储架上保存，并安排专人管理。

2．结构尺寸校核 

玻璃安装是非常精密的工作，结构尺寸偏差过大，会给玻璃安装带来困难。

玻璃安装前，需要检查校对钢结构的垂直度、爪接件标高等是否符合图纸要求。

3．清理施工垃圾 

索桁架施工时，不可避免地要在幕趾钢槽中留下很多施工垃圾。

玻璃安装前，应用钢刷及布清洁钢槽底部的泥土、灰尘、杂物等。

（二）、玻璃的安装 

玻璃安装过程中需要注意以下几点：

1.开箱时检查玻璃规格尺寸。

有崩边、裂口、明显划伤等问题的玻璃，不允许安装。

2.必须清洁玻璃与吸盘上的灰尘，以保证吸盘有足够的吸力。

吸盘的个数根据玻璃重量确定，严禁使用吸附力不足的吸盘。

3.底部钢槽内装入氯丁橡胶垫块 （每块玻璃放两块，对应于玻璃宽度距边 1/4处）。

4.吊运玻璃时，应匀速将玻璃送到安装位置。

当玻璃到位时，脚手架上人员应尽早抓住吸盘，控制稳定玻璃，以免发生碰撞，出现意外事故。

5.玻璃稳定后，上下人员应注意保护玻璃。

当上部有槽时，让上部先入槽；当下部有槽时，应将玻璃慢慢放入槽中，随即用泡沫填充棒固定住玻璃，防止玻璃在槽内摆动造成意外破裂。

6.中间部位的玻璃预先已锁好安装孔，安装时用扣件将玻璃固定在爪接件上。

7.玻璃安装好后，应调整玻璃上下、左右、前后缝隙的大小，拧紧平锥扣件，然后将玻璃固定住。

8.待全部调整完毕后，应进行整体立面平整度的检查，确认无误后，才能进行打胶。

9.打胶前需要做好以下几项工作：

（1）应用 “二甲苯”擦净玻璃及钢槽需打胶的部位。

（2）玻璃与钢槽之间的缝隙用泡沫棒塞紧，注意平直，留出净高 6mm的打胶厚度。

（3）所有需打胶部位应粘贴保护胶纸，注意胶纸与胶缝平行。

10.玻璃打胶时，先根据胶缝的大小给玻璃胶口切开相应斜口，打胶要保持均匀，操作顺序一般是：

竖向胶缝，由上向下。

11.胶注满后，要检查胶缝里面是否有气泡，若有，应及时处理，消除气泡。

 12.表面修饰好后，迅速将粘贴在玻璃上的胶纸撕掉。

 13.待胶固化后，清洁内外玻璃，做好防护标志。

质量控制

 由于拉索的二次调节定位，有必要在玻璃打胶之前再作一次全面的施工质量检查，如：

玻璃面板的三度校正、各类锚固件的螺栓连接的可靠性，尤其是有结构或钢柱参与拉杆支承结构的，观察其有无变形，并作必要的记录。

质量控制要点：

 1、经测量纠偏的予埋件及锚固件，高差﹤2mm、平面位置差﹤3mm、轴向差﹤1mm（以3﹒6m高度计）为宜。

 2、第二次拉索调节定位，质量控制的要点是：

①使玻璃面在达到幕墙的水平、垂直、平面三度的基本要求的同时，保证拉索的正确张拉力及一致性；

②锁头锁紧后的有效性。

（检测示意图）

3、材料的合格性。

在玻璃幕墙中，作为结构材料尤需加强检查，

必要时进行强度的复查。

这些结构材料有钢支承结构件，如：

钢柱、锚固件、螺栓、不锈钢拉索、驳接件等。

在检查复验时，同时逐根进行外观检查；螺纹连接时，尤其须注意螺纹的配合公差，这往往容易被忽视。

 4、玻璃与驳接头安装时，须予注入密封胶，再进行螺纹拧紧，以防雨水从孔中渗漏。

以及驳接头紧固程度的检查。