多哈

建筑结构丨赵西安国内外工程实例带你了解新

发布时间:2021/5/30 2:04:51   点击数:
白癜风是怎么样引起的 http://m.39.net/pf/a_6559327.html

[摘要]目前,建筑幕墙采用多种多样的面板材料和新的构成形式。为适应建筑功能和建筑艺术的各种要求,新的幕墙支承结构体系在建筑中得到应用。本文主要介绍一些新型建筑幕墙支承结构系统。

[关键词]建筑幕墙;幕墙支承结构;斜交网格结构;空间刚架;索杆桁架;索网;悬挂体系

1常规幕墙支承结构

常规幕墙的面板由正交的金属横梁和立柱支承。采用铝型材时,横梁与立柱采用螺栓连接;采用钢型材时,横梁与立柱可以采用焊接或螺栓连接(图1)。常规支承系统是铰接或刚接的框架系统。

图1常规幕墙支承结构

通常建筑幕墙的支承结构多采用上述正交梁柱金属框架系统。随着建筑功能和建筑艺术要求的多样化,新的结构形式得到更多的应用。

斜交网格结构

.1双层斜交网格体系

早期一些幕墙工程直接将网架、网壳等屋面常用结构形式旋转90°,用于支承幕墙面板。如郑州裕达酒店的大堂和波士顿图书馆就采用了网架幕墙(图)。许多幕墙是屋面的自然延伸,也同样采用了与屋面相同的双层网壳结构(图3~5)。

州裕达酒店美国波士顿肯尼迪图书馆图采用网架作为幕墙支承机构的项目图3北京植物园温室采用双层网壳支承幕墙图4深圳机场T3航站楼双层网壳支承玻璃和铝板幕墙图5上海徐汇双层网壳玻璃球

.单层三向斜交网格体系

单层三向斜交网格系统用钢量较省,施工方便,应用相当广泛。平面三向斜交系统可以单片使用,也可以组成折面和晶体形幕墙(图6、图7)。

深圳图书馆无锡大剧院宁波万达广场图6单片平面网格体系广州大剧院澳门新天地酒店大堂的钻石形幕墙广州国际金融中心40层钻石形防火幕墙广州国际金融中心防火幕墙的钢结构图7多个平面组合的幕墙网格支承系统

曲面单层网格结构常为柱面和回转面,但是更多的工程因建筑艺术的要求,会采用更为复杂的自由曲面,如图8~18所示,项目中采用的为三向杆件网格结构的曲面玻璃幕墙。

图8上海港务大楼图9杭州浙江日报大楼图10伦敦再保险公司图11澳门新葡京娱乐中心图1上海世博会阳光谷图13成都机场T航站楼图14海南史志馆图15柳州双鱼汇图16慕尼黑宝马展示馆卡塔尔多哈阿尔比达塔模型三向杆系结构图17卡塔尔多哈阿尔比达塔日本名古屋站前螺旋大厦图18日本名古屋站前螺旋大厦

3刚架结构

3.1平面刚架

三角形网格是稳定的结构,所以杆件在节点处可采用铰接。当采用多边形分格时,必须采用焊接,形成几何不变的刚架结构。

六边形是可以填满平面的几何图形之一,因此六边形焊接钢结构也常用于幕墙(图19~7)。

图19北京通盈中心图0上海钢铁交易中心图1上海钢铁交易中心外围钢结构图墨西哥高层住宅图3天津中国钢铁大厦图4天津中钢大厦外围钢结构主体与幕墙兼用图5水立方图6上海自然博物馆图7深圳华侨城美术馆

3.自由分格的刚架体系

由钢筋混凝土或钢构件刚性连接成为任意分格平面刚架或空间刚架可作为幕墙的支承结构体系(图8、图9)。

图8迪拜阿尔法塔幕墙由空间刚架支承迪拜地块塔楼的变形刚架支承系统西班牙太阳塔的空间刚架支承系统图9钢筋混凝土构件刚架系统

由金属构件和金属面板可以构成变形的刚架式幕墙表皮结构(图30、图31)。

图30北京康拉德酒店仿长颈鹿皮毛花纹金属幕墙图31罗马尼亚布加勒斯特仿植物花穗金属幕墙

4索杆支承体系

4.1索杆桁架

索杆桁架(图3)由受压的钢杆和受拉的钢索组成,有时拉索会固定在主体结构上,这将使主体结构受到附加的拉力,主体结构设计时对这拉力应予以考虑。采用索杆桁架支承项目见图33~38。

图3索杆桁架33武汉国际会展中心图34南京文化中心图35重庆机场T3航站楼图36深圳电视中心图37广州国际会展中心图38北京植物园温室

4.自平衡体系

采用受压的中央杆件和两侧对称的钢索组成自平衡体系(图39)时,其压杆的压力与拉索的拉力自相平衡,不会对主体结构施加额外的荷载(图40)。

图39自平衡体系浙江大学图书馆武汉机场航站楼图40采用自平衡体系的幕墙

5索结构

5.1单向索结构

单向索结构应竖向布置以承受玻璃面板的重量,索拉力应控制最大挠度大约为跨度的1/50(图41、图4)。

单向布索的结构刚度较小,通常单跨索的跨度不超过18m。

图41单向索结构重庆江北机场一期工程杭州市民中心济南烟草公司保定科技园区办公楼哈尔滨会展中心北京梅兰芳大剧院图4采用单向索结构的幕墙工程

5.平面索网结构

索网结构是有预拉力的拉索体系,对玻璃幕墙遮挡最小,深受建筑师欢迎。索网的拉力要作用在主体结构上,主体结构设计时应预加考虑。索网在大挠度下工作,通常控制挠度为跨度的1/40~1/60。

北京新保利大厦高度m,索网晶面形,90m×70m,由三片平面索网组成。这是目前世界最大的单片索网玻璃幕墙(图43),两根主索由根15.mm的钢绞线组成,拉力达kN。

图43北京新保利大厦索网结构支承玻璃幕墙

通常索网分格不大于1.5m×1.5m。索端部直接连接于主体结构或者通过弹簧连接器连接于主体结构。弹簧连接器在温度变化时或地震时可以减少索拉力的突然变化。

现在平面索网幕墙已在工程中广泛应用,部分项目见图44~49。

图44北京中关村文化商厦(索网70m×9m,横索34mm,竖索4mm)图45成都东站图46昆明机场航站楼索网(左)和拉索布置图47深圳北站图48天津泰达市民中心(锥体高度m)图49北京中国青年旅行社总社

5.3曲面索网

能自然形成的曲面索网只有双曲抛物面,即马鞍形曲面一种(图50~5),它由弯曲方向相反的两组拉索叠合而成。

图50双曲抛物面索网图51美国SEATAC国际机场45m高双曲抛物面索网拉索布置图5上海中国航海博物馆要形成其他形状的曲面,必须附加其他的辅助拉索。图53为北京长安中心,要求形成两个凹进的球面幕墙,球面无法由两组拉索自然形成,所以在背面附加反向拉索。双球面玻璃幕墙幕墙面拉索布置背面反向拉索图53北京长安中心双球面玻璃幕墙

6悬挂体系

幕墙系统由吊杆悬挂,吊杆上端固定在主体结构上,形成悬挂幕墙体系(图54)。

图54德国波恩国家邮电总局(幕墙构件悬挂在主体结构上)

上海中心外幕墙为扭转双曲螺旋面,为了用平面玻璃板块拟合这复杂的双曲面,板块必须层层退台,左右错缝。所以采用环梁支承,每1层至15层环梁为一组,由吊杆悬挂到楼面主体结构上(图55)。

图55上海中心外幕墙,横梁由吊杆成组吊挂在上部主体结构楼层上

7结语

我国已经是世界上幕墙生产和应用量最大的国家,随着大量超高层建筑和公共建筑的兴建,建筑功能和建筑艺术对幕墙提出更高的要求,促使非常规的幕墙新型支承结构体系大量应用。我国幕墙设计水平和施工水平也会相应迅速提高。

作者简介

赵西安,年7月生,年清华大学土木工程系毕业,年研究生毕业。现为中国建筑科学研究院研究员。中国建筑金属协会铝门窗幕墙委员会专家组成员,中国建筑装饰协会幕墙工程委员会专家组成员。《建筑结构》杂志编委。中国建筑学会结构分会高层委员会委员。

主要从事建筑结构、建筑抗震、建筑幕墙和钢结构方面的研究、技术开发和技术咨询、工程标准规范编制工作。

建筑结构方面:主编和参编《高层建筑结构设计规定》、《高层建筑混凝土结构设计规程》、《高层民用建筑钢结构技术规程》等。参加许多大型高层建筑工程设计和技术咨询。曾获国家科技进步奖、建设部奖5次。出版了《高层建筑设计》等1部专著。发表有关高层结构的论文80余篇。

在幕墙方面:主持和主编《玻璃幕墙工程技术规范》和《金属与石材幕墙工程技术规范》。作为甲方工程顾问监管了十余座大型建筑的幕墙工程。并参与许多大型幕墙工程的咨询工作。出版了5种幕墙方面的专著。发表了有关幕墙方面的论文40余篇。

关于幕墙更多文章:

建筑结构丨赵西安:超高层建筑幕墙结构,超强总结!六座超高摩天大楼的玻璃幕墙结构·云学堂丨超高坐地式玻璃肋幕墙系统结构性能和位移能力试验研究结构·云学堂丨外墙干挂石材幕墙安全检测鉴定与评级建议结构·云学堂丨某大跨度单层索网幕墙转角方案设计结构·云学堂丨考虑幕墙开洞的大跨屋盖结构风荷载特性研究结构·云学堂丨连体结构中连体桁架选型和幕墙索网的地震响应分析

免责提示:文中图片来自于网络,版权归原作者及原出处所有。如涉侵权或原版权所有者不同意转载,请及时联系我们,以便立即删除。

科技查新

近期活动

第十七届高层建筑抗震技术交流会暨北京建院成立70周年结构创新设计论坛

年10月3-6日北京

第四届城市地下空间综合开发技术交流会

年11月14-15日杭州

中国工程院论坛:建筑师对话结构师论坛

年10月17-18日北京

buildingSMART国际标准峰会(bSI)暨中国建设数字大会

年10月8-31日北京

日本装配式建筑与全装修产业工业化考察

年11月10-15日日本

点击“此处”可

转载请注明:http://www.linzhilingl.com/dhts/21199.html

------分隔线----------------------------

热点文章

  • 没有热点文章

推荐文章

  • 没有推荐文章