拉索结构幕墙知识大全.docx

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