8.3.1 点支承幕墙的支承结构可有玻璃肋和各种钢结构,面板承受直接作用于其上的荷载作用,并通过支承装置传递给支承结构。幕墙设计时,支承结构单独进行结构分析,一般不考虑玻璃面板作为支承结构的一部分共同工作。这是因为玻璃面板带有胶缝,其平面内受力的结构性能还缺少足够的研究成果和工程经验,所以本规范暂不考虑其对支承结构的有利影响。
8.3.4 单根型钢或钢管作为竖向支承结构时,是偏心受拉或偏心受压杆件,上、下端宜铰支承于主体结构上。当屋盖或楼盖有较大位移时,支承构造应能与之相适应,如采用长圆孔、设置双铰摆臂连接机构等。
构件的长细比λ可按下式计算:

8.3.5 钢管桁架可采用圆管或方管,目前以圆管为多。本条有关钢管桁架节点的构造规定是参照《钢结构设计规范》GB 50017和国内的工程经验制定的,以保证节点连接质量和承载力。在节点处主管应连续,支管端部应按相贯线加工成形后直接焊接在主管的外壁上,不得将支管穿入主管壁内。
美国API规范规定d/t大于60时,应进行局部稳定计算。结合目前国内实际采用的钢管规格,本规范要求d/t不宜大于50。此处,d为钢管外径,t为钢管壁厚。
主管和支管或两支管轴线的夹角不宜小于30°,以保证施焊条件和焊接质量。
钢管的连接应尽量对中,避免偏心。当管径较大时,连接处刚度也较大,如果偏心距不大于主管管径的1/4,可不考虑偏心的影响。
钢管桁架由于采用直接焊接接头,实际上杆端都是刚性连接的。在采用计算机软件进行内力分析时,均可直接采用刚接杆件单元。铰接普通桁架是静定结构,可以采用手算方法计算。因此,对于管接普通桁架,也允许按铰接桁架采用近似的手算方法分析。
桁架杆件长细比λ的限值,按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的规定采用。
钢管桁架在平面内有较大刚度,但在平面外刚度较差。当跨度较大的,杆件在平面外自由长度过大则有失稳的可能。因此,跨度较大的桁架应按长细比λ的要求设置平面外正交方向的稳定支撑或稳定桁架。作为估算,平面外支撑最大距离可取为50D,D为钢管直径。
8.3.6 张拉索杆体系的拉杆和拉索只承受拉力,不承受压力,而风荷载和地震作用是正反两个不同方向的。所以,张拉索杆系统应在两个正交方向都形成稳定的结构体系,除主要受力方向外,其正交方向亦应布置平衡或稳定拉索或拉杆,或者采用双向受力体系。
钢绞线是由若干根直径较大的光圆钢丝绞捻而成的螺旋钢丝束,通常由7根,19根或37根直径大于1mm的钢丝绞成。钢绞线比采用细钢丝、多束再盘卷的钢丝绳拉伸变形量小,弹性模量高,钢丝受力均匀,不易断丝,更适合于拉索结构。
拉索常常采用不锈钢绞线,不必另行防腐处理,也比较美观。当拉索受力较大时,往往需要采用强度更高的高强钢绞线,高强钢丝不具备自身防腐能力,必须采取防腐措施.常采用聚氨酯漆喷涂等方法。热镀锌防腐层在施工过程中容易损坏,不推荐使用。铝包钢绞线是在高强钢丝外层被覆0.2mm厚的铝层,兼有高强和防腐双重功能,工程应用效果良好。
张拉索杆体系所用的拉索和拉杆截面较小、内力较大,这类结构的位移较大,在采用计算机软件进行内力位移分析时,宜考虑其几何非线性的影响。
张拉索杆体系只有施加预应力后,才能形成形状不变的受力体系。因此,一般张拉索杆体系都会使主体结构承受附加的作用力,在主体结构设计时必须加以考虑。索杆体系与主体结构的屋盖和楼盖连接时,既要保证索杆体系承受的荷载能可靠地传递到主体结构上,也要考虑主体结构变形时不会使幕墙产生破损。因而幕墙支承结构的上部支承点要视主体结构的位移方向和变形量,设置单向(通常为竖向)或多向(竖向和一个或两个水平方向)的可动铰支座。
拉索和拉杆都通过端部螺纹连接件与节点相连,螺纹连接件也用于施加预拉力。螺纹连接件通常在拉杆端部直接制作,或通过冷挤压锚具与钢绞线拉索连接。焊接会破坏拉杆和拉索的受力性能,而且焊接质量也难以保证,故不宜采用。
实际工程和三性试验表明,张拉索杆体系即使到1/80的位移量,也可以做到玻璃和支承结构完好,抗雨水渗漏和空气渗透性能正常,不妨碍安全和使用,因此,张拉索杆体系的位移控制值为跨度的1/200是留有余地的。
8.3.7 用于幕墙的索杆体系常常对称布置,施加预拉力主要是为了形成稳定不变的结构体系,预拉力大小对减少挠度的作用不大。所以,预拉力不必过大,只要保证在荷载、地震、温度作用下杆索还存在一定的拉力,不至于松弛即可。
张拉索杆体系在施加预拉力过程中和在使用阶段,预拉力会因为产生可能的损失而下降。但是,索杆体系不同于预应力混凝土,它的杆件全部外露,便于调整,而且无混凝土等外部材料的约束。所以,锚具滑动损失可通过在张拉过程中控制张拉力得到补偿;由支承结构的弹性位移造成的顶拉力损失可以通过分批、多次张拉而抵消;由于预拉力水平较低,钢材的松弛影响可以不考虑。因此,只要在施工过程中做到分批、多次,对称张拉,并随时检查、调整预拉力数值,预拉力的损失是可以补偿的,最终达到控制拉力的数值。因此,幕墙结构中一般不专门计算预拉力的损失。







