专利名称：单向预应力拉索幕墙支撑结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种单向预应力拉索幕墙，尤其是一种单向预应力拉索幕墙的支 撑装置。
背景技术：
随着科学技术和工业生产的发展，玻璃幕墙在近数十年获得了长足的发展，玻璃 幕墙的类型也从最初的明框到后来的隐框再到现在流行的点支式(拉索式)玻璃幕墙，点支 式(拉索式)玻璃幕墙充分利用了玻璃通透的特性，使建筑物内外空间融为一体，建筑物内 外空间达到更好的沟通和融合，扩大了建筑物内部的空间感，人们可以透过玻璃清楚地看 到支承玻璃的整个结构系统，给人以简单、轻巧、美观、形式多样的视觉效果。由于其视觉通 畅、结构新颖、传力可靠，因此在各类公共建筑中得到广泛的应用。点支式玻璃幕墙的支承 结构从最开始的玻璃肋结构支承、钢结构支承发展到现在的拉杆(索)结构支承，使结构 形式多样化，通透性得到了扩展。目前，索网结构支承和单拉索结构支承在建筑设计中得到 应用，使玻璃幕墙的支承结构更为简单化，通透性更好，节约了建筑室内使用空间。单向预应力拉索幕墙一般由玻璃面板、单向预应力拉索支撑结构和固定拉索与玻 璃面板的夹具三部分组成。由于拉索的柔性结构，靠拉索的较大变形来平衡幕墙水平方 向的荷载，同时还要承受幕墙自重。通过单向预应力拉索支撑结构有效的抵消幕墙自重荷 载、玻璃幕墙受风载、温度变形及其它荷载引起的变形。但由于拉索的柔性以及其单向(竖 向)索结构，从而导致在幕墙的边部刚性结构和拉索柔性结构的交接处，中间跨度出现较大 的位移差，尤其是在拉索端部位置的玻璃板块突变较大之处。玻璃系脆性材料，若突变较大 将导致玻璃破碎，影响幕墙的使用安全。在单向预应力拉索幕墙的施工中要求有较大跨度 时，目前一个是在幕墙的中间以及两边增加一些龙骨，但由于龙骨不通透，外观效果差。另 一种方法是增加拉索的直径，但拉索对主体支承结构的反力越大，对主体支承结构的要求 就越高，这不仅大大增加工程成本，也不美观。而实际工程中要求工程造价经济合理，结构 轻巧美观，因此如何在确保幕墙结构美观、工程造价合理且安全系数高成为了大跨度幕墙 施工中的一个棘手问题。
发明内容本实用新型的目的在于针对上述存在的问题，提供一种单向预应力拉索幕墙的 支撑结构。为了解决以上问题，本实用新型采用的技术方案如下所述单向预应力拉索幕墙 支撑结构，包括多根并列固定在幕墙上下端面的拉索，幕墙两侧及下部为主结构砼，在幕墙 两侧的主结构砼与临近主结构砼的拉索之间固连有阻尼装置。由于幕墙的两侧为薄弱点， 通过在两侧设置阻尼装置，减小和控制幕墙边部的拉索位移，且最大程度地消耗各种载荷 能量，如地震等，以控制在玻璃变形安全范围内。同时由于最危险部位出现在两侧拉索上端 部位置玻璃板块突变较大之处，因此阻尼装置靠近幕墙两侧的上部为佳。[0006]更进一步的改进是，所述阻尼装置每侧对应分布有三组，每组共有两个阻尼器。通 过两侧对应设置的多组以及每组多个阻尼装置，增强拉索平衡水平方向载荷的能力。更进一步的改进是，上述每组阻尼装置中的两个阻尼器，其中一个最大荷载值 Fl=19. 76kN-20. 5 kN，压缩变形量 Δ Ll=53mm-55mm ；另一个最大荷载值F2=18. 66kN_20. 5 kN，压缩变形量 AL2=15mm-17mm。更进一步的改进是，所述阻尼器为套在外导管内的蝶形弹簧，外导管两端固连的 拉杆分别与幕墙两侧的主结构砼以及临近主结构砼的拉索紧固连接。所述外导管优选采用 Φ80Χ4πιπι的钢管；拉杆直径优选采用Φ35-Φ18.33πιπι。蝶形弹簧安装空间小，吸振缓冲 能力强，单位体积变形能量大，具有变刚性和非线性的特性。尤其是采用组合方式，可承受 较大压缩载荷。更进一步的改进是，所述外导管一端的拉杆通过U形头与所述拉索连接，外导管 另一端的拉杆通过夹具与所述主结构砼的预埋件紧固连接。上述外导管与固连于U形头的 拉杆之间螺纹连接，拉杆与U形头之间为螺栓紧固连接。确保支撑结构与拉索和主结构砼 连接紧固，也便于连接部件的安装和更换。
本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中图1是本单向预应力拉索幕墙的结构示意图。图2是图1中一组阻尼器的结构示意图。图3是图2中的阻尼器剖视图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合本实用新型 在某火车东站的应用实施，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具 体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。该火车站南北立面主要的幕墙形式为单向预应力拉索幕墙，竖向总长20.細，位于 标高16. 5m处有一固定点，从而有效的减少了拉索的变形，顶部是11005(600X30的钢梁，用 于固定拉索的上端，幕墙两侧及下部为主结构砼。整个结构由钢梁、混凝土组成的刚性结构 和拉索组成的柔性结构的组合。由于拉索是柔性结构，且是单向(竖向)索，从而导致在边部 刚性结构和柔性结构交接处，中间跨度出现312mm位移差，其中最危险部位出现在拉索端 部位置玻璃板块突变较大65mm，此部位玻璃为两条边固定在U形槽内，玻璃表面距U形槽 只有30mm。本次施工工程中采用的单向预应力拉索幕墙如图1所示，本实用新型支撑结构 包括多根并列固定在幕墙上下端面的拉索，以及布置在幕墙两侧的主结构砼2和临近主结 构砼的拉索1之间的阻尼装置3。拉索上端与幕墙的主结构箱形钢梁4连接，拉索的下端与 幕墙下部的主结构砼2内的预埋件相连。拉索直径22mm的，材质不锈钢，弹性模量1. 35e5N/ mm2,断面积观6.观讓2，最小破断力340. 66kN。图中幕墙两侧上部各分布有三组阻尼装置， 每组共有两个阻尼器。如图2所示，其中第一阻尼器3-1变形前长度Ll为2075mm，变形后 长度Li，为2022mm，最大荷载值Fl=19. 76kN，压缩变形量Δ Ll=53mm ；第二阻尼器3-2变 形前长度L2为1950mm，变形后长度L2，为1956mm，最大荷载值F2=18. 66kN,压缩变形量
4Δ L2=6mm。上述第一阻尼器的最大荷载值也可以选择20. 5 kN，压缩变形量Δ Ll=55mm ；第 二阻尼器最大荷载值也可以选择20. 5 kN，压缩变形量AL2=17mm。图3所示为阻尼器的剖视图。包括套在外导管8内的蝶形弹簧7，弹簧采用多片 碟簧对合组合。外导管两端通过螺纹与拉杆6紧固连接，其中一端的拉杆又通过螺栓与固 连于临近侧主结构砼拉索的U形头9固连，另一端的拉杆通过夹具5与幕墙两侧的主结构 砼的预埋件紧固连接。所述外导管采用Φ80Χ4πιπι的钢管；拉杆直径为Φ35-Φ18.33πιπι。 拉杆与U形头之间为螺栓紧固连接。在弹簧承受最大工作载荷时，外导管等部件也可以满 足受力要求。采用上述的本实用新型的支撑装置，在大跨度幕墙施工中控制拉索中间跨度出现 176mm位移差，其中最危险部位出现在拉索端部位置玻璃板块突变最大25mm，小于30mm，完 全可以满足玻璃变形要求。在保证幕墙结构美观、工程造价合理的同时，确保了足够的安全 系数。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，凡在本实用新型的精神和原则之内 所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.单向预应力拉索幕墙支撑结构，包括多根并列固定在幕墙上下端面的拉索，幕墙两 侧及下部为主结构砼，其特征在于在幕墙两侧的主结构砼与临近主结构砼的拉索之间固 连有阻尼装置。
2.根据权利要求1所述的单向预应力拉索幕墙支撑结构，其特征在于所述阻尼装置 每侧对应分布有三组，每组共有两个阻尼器。
3.根据权利要求2所述的单向预应力拉索幕墙支撑结构，其特征在于所述两个阻尼 器，其中第一阻尼器最大荷载值Fl=19. 76kN-20. 5 kN，压缩变形量Δ Ll=53mm-55mm ；第二 阻尼器最大荷载值F2=18. 66kN-20. 5 kN，压缩变形量Δ L2=15mm-17mm。
4.根据权利要求2或3任一所述的单向预应力拉索幕墙支撑结构，其特征在于所述 阻尼器为套在外导管内的蝶形弹簧，外导管两端固连的拉杆分别与幕墙两侧的主结构砼以 及临近主结构砼的拉索紧固连接。
5.根据权利要求4所述的单向预应力拉索幕墙支撑结构，其特征在于所述外导管一 端的拉杆通过U形头与所述拉索连接，外导管另一端的拉杆通过夹具与所述主结构砼的预 埋件紧固连接。
6.根据权利要求4所述的单向预应力拉索幕墙支撑结构，其特征在于所述外导管采 用Φ 80 X 4mm的不锈钢管；拉杆直径为Φ 35-Φ 18. 33mm。
7.根据权利要求4所述的单向预应力拉索幕墙支撑结构，其特征在于所述外导管与 固连于U形头的拉杆之间螺纹连接，拉杆与U形头之间为螺栓紧固连接。
8.根据权利要求1所述的单向预应力拉索幕墙支撑结构，其特征在于所述阻尼装置 靠近幕墙两侧的上部。
专利摘要本实用新型公开了一种单向预应力拉索幕墙支撑结构，包括多根并列固定在幕墙上下端面的拉索，幕墙两侧及下部为主结构砼，在幕墙两侧的主结构砼与临近主结构砼的拉索之间固连有阻尼装置。由于幕墙的两侧为薄弱点，通过在幕墙两侧设置阻尼装置，减小和控制幕墙边部的拉索位移，且最大程度地消耗各种载荷能量，如地震等，以控制在玻璃变形安全范围内。本实用新型具有幕墙结构美观、工程造价、安全系数高的特点。
文档编号E04B2/88GK201865224SQ201020630009
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月29日 优先权日2010年11月29日
发明者曹少卫 申请人:中铁建工集团有限公司