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點式玻璃裝配技術應用的新拓展

來源: 作者:佚名 2004/12/17 13:35:00

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二十世紀后期世界建筑史上一個重大進展就是玻璃材料從傳統定位于建筑構件到現在的結構構件,這是二十一世紀重要建筑材料和結構發展方向。與此同時鋼結構也從傳統的承重結構向藝術鋼結構拓展。新的玻璃裝配技術(膠縫連接、點式玻璃裝配)的出現沖破了傳統的夾持固定玻璃的方法。這三股發展潮流的匯合誕生了現代全玻璃建筑。它是集建筑藝術、建筑技術、建筑功能為一體的新型建筑。
    本文要點討論點式玻璃裝配技術及其新拓展。點式玻璃裝配始于30年前補訂式裝配體系,以后發展了平式裝配體系,1986年又發展了球鉸連接裝配體系,這些體系就是普遍使用的固定式(活動式)浮頭(沉頭)連接件。隨著點式玻璃裝配技術廣泛應用,以及新的建筑、結構出現,對點式玻璃裝配技術提出了新要求,這樣就有新的點式裝配技術出現,并且使點式玻璃裝配技術使用有新領域并發展其配套技術,現介紹如下:
    1、無孔點式裝配。
    補釘式(平式)裝配體系,要在玻璃四角開孔,將連接螺栓穿過孔洞,把玻璃固定,并安裝在鋼爪上。無孔點式裝配,玻璃上不打孔,而將T型連接板的凸脊伸在兩塊玻璃接縫中,在外側加上膠墊和蓋板將玻璃固定,它雙有兩種形式,即邊接縫裝配和角接裝配。連接縫裝配是在玻璃兩水平邊上各設兩個連接板,每塊連接板固定上下兩塊玻璃,一塊玻璃上有上、下兩組共四個固定點。角接裝配是在四塊玻璃連接處設連接板,每塊連接板固定四塊玻璃,這樣每塊玻璃四只角被固定。較近又開發出單索無孔點式裝配體系法(Minimum joint Glazing)。這個體系不采用雙層索桁架,而是在玻璃上、下(左、右)分格接縫位置設縱、橫交叉的鋼索(單索),在索交叉處用固定板與連接板固定在一起形成MJG體系(較小裝配法),這樣玻璃通過四角連接板固定在索網上,形成墻面。
    2、點式裝配體系。
    一般點式玻璃裝配系統是在桁架(桿件)上裝鋼爪,再在鋼爪上安裝固定式(活動式)連接件,再用浮頭(沉頭)螺栓將玻璃固定,所謂筒式點式裝配,是趨勢在桿件上焊兩上耳子,耳子打孔以代替鋼爪,玻璃用沉頭連接螺栓固定在耳子上,形成墻面(屋面)系統。還有一種用在雨蓬上的筒式裝配體系,它在玻璃四個角開孔(轉角處在尖部再開一個孔),將沉頭螺栓穿過玻璃開孔與拉桿連接,拉桿固定在墻面上,將玻璃掛起形成雨蓬,有過這只能用于風荷載小的地區,因為雨蓬在風運動過程中會因吸力而向上運動,它完全靠玻璃自重平衡,當風吸力超過自重時,雨蓬可能會上翻破壞。
    3、索系-明框幕墻組合體系。
    當明框幕墻用在跨度很大的建筑時,所用桿件(立柱)就會很粗大,有時不能采用單梁結構,而必須采用桁架。現在采用索系-明框幕墻組合體系,明框幕墻后側設索桁架,索桁架的連系桿(撐桿)位于立柱與橫梁交接處與立柱連接。這樣明框幕墻用點連接將荷載傳給索桁架,索杵架成為主要受力結構。立柱、橫梁僅隨玻璃邊長跨度的荷載,可以用較小斷面,由于索纖細,索桁架顯得輕巧。    4、梯井點式裝配玻璃幕墻。
    觀光電梯井玻璃橫分格處要設一道橫梁,橫梁固定在電梯井兩側主體結構上,橫梁將玻璃托起,并將玻璃隨的荷載傳遞給主體結構。這樣每隔1.5~2米就有一道橫梁,電梯在高速升降時,人面對這些橫梁就有眩暈的感覺。為了避免眩暈有些人不得不背向外側,這樣就違背了觀光的初衷。現在點式玻璃裝配應用到觀光電梯井幕墻上,就使這個問題迎刃而解,觀光電梯正面的視角范圍內一部分沒有橫梁,而兩側(人的視覺范圍以外)橫梁不會對觀光產生影響,這樣在電梯井兩側主體結構上設懸挑梁,挑出長度一般不超越進入人的視覺范圍。對懸挑梁設置有兩種方案,和中方案每一(二層)設一組懸挑梁,在懸挑梁上安裝立桿,在立桿上安裝鋼爪,玻璃安裝上鋼爪上,這樣當中(在人的視覺范圍)一塊玻璃,從上到下就沒有橫向桿件分隔。還有一種方案按每一玻璃分格(玻璃高度)設一組懸挑梁,鋼爪直接安裝在懸挑梁上,在鋼爪上固定玻璃其效果是一樣的。
    5、點式裝配玻璃樓梯踏步板與攔板。
    玻璃作為結構構件用作樓梯踏步板是樓梯結構的一次革命,用點式裝配技術來安裝玻璃踏步板是較成功的方法,在樓梯鋼結構上安裝I形鋼爪,再將玻璃踏步板用沉頭連接件將玻璃固定在鋼爪上,樓梯踏板就形成了。同時樓梯玻璃攔板也固定到安裝在欄桿柱上的I形鋼爪上,形成完整的全玻璃樓梯體系。
    6、外露式錐形張拉索結構玻璃采光頂。
    錐形索桁架的頂點懸掛在懸挑梁上,從頂點向下散射若干榀索桁架形成三角(四角、五角、……、多角)錐。在索杵架內側安裝鋼爪,在鋼爪下由沉頭螺栓固定玻璃,形成外露索系玻璃采光頂。
    7、索(玻璃)一張拉膜結構體系。
    拉索與張拉膜結構均屬張拉結構,兩者有張拉共性,因此二者可組合成一種新型索(玻璃)-張拉膜結構體系。它有兩種形式,一種是單體索(玻璃)-張位膜結構,即錐體頂部為索(玻璃)采光頂,這一部分用于采光,同時其下部的環就是張拉膜結構的上部固定環,即張拉膜上部用環固定,下部分點張拉。還有一種群體式索(玻璃)-張拉膜體系。一組結構體系中,一部分為張拉膜,一部分的閏索式玻璃采光頂。這樣在一個群體索(玻璃)-張拉膜結構體系中,采光部分只占一部分,不致內部光線過強。實際上是第6項拉索式全玻璃采光的變型結構。
    8、點式全玻璃幕墻上開窗與開。    傳統的做法是在門洞處設鋼構架,索桁架錨固定在門洞口鋼構架上,再在鋼構架上安裝門扇,達到開門的目的。現在可以直接在玻璃墻面上開單扇小門和窗。門采用平開門,用點式鉸鏈連接,一邊鉸鏈用沉頭螺栓固定在門側墻面玻璃上,一邊用沉頭螺栓固定在玻璃門扇上,用抽芯將兩邊鉸鏈連接形門,但要注意采取防水措施即在幕墻玻璃門洞上方用膠接固定玻璃披水(披水此門洞每邊大100mm),使上方沒玻璃下排的水由披水排掉,不接觸門扇上邊縫隙。在門扇兩側接縫處打一三角膠縫將接縫封閉,這樣才能防止雨水從門邊接縫滲入室內。窗采用上懸窗,用點式連接鉸鏈,一邊固定在窗上方墻面玻璃上,一邊固定在窗扇上,用抽芯連接形成窗,同樣在窗上方墻面玻璃設玻璃披水(用透明膠固定)披水兩邊各比窗洞大100mm。窗扇玻璃與幕墻玻璃接縫處注三角形膠縫,防止雨水滲入,其中下方膠縫較好要蓋住墻玻璃2-3mm,效果更好。
    隨著新型建筑(結構)不斷涌現,需要開發出更多類型點式玻璃裝配技術,同時點式玻璃裝配技術的使用領域也會不斷拓展。

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