南京國際展覽中心是南京市內一個比較具有特色的建筑,其設計風格也是比較獨特的,而且所用的幕墻也是用了一種新型的索網點支式幕墻。下面一起來看看南京國際展覽中心索網點支式幕墻的設計要點。
1.工程概況
南京國際展覽中心位于南京市區(qū)東北部,東接紫金山,西靠玄武湖,是集展覽、交會議功能為一體的南京市政府大型會議中心,該館長約250m,寬約159m,高約46m,總建筑面積8900m2,共有6個展廳,2068個標準(3m×3m)展位。
一層三個展廳高度6~8m,二層三個展廳構成寬75m、長245m的無柱大空間,屋蓋為大跨度弧形鋼桁架支承的金屬板屋面。一層、二層及其夾層配有觀眾服務區(qū)域、洽談室、新聞中心等設施,三層有3000平方米的多功能廳、商務用房和貴賓廳、大小餐廳。
2.幕墻簡介
由于建筑功能和建筑藝術的要求,整個展覽中心四周墻面均要求采用點支式玻璃幕墻不銹鋼拉索桁架支承的玻璃幕墻面積達12000m2。
東立面玻璃幕墻長252.4m,沿高度分為兩塊,下層由-2.0~+6.95m,上層由+8.7~+18.30m。魚腹式鋼管桁架間距為6.75m,豎向桁架間水平布置間距為1.6m的拉索桁架,玻璃分格為225mm×160m。
北立面二層凸出部分為索桁架點支式幕墻,尺寸為31.5m×127m,玻璃分格為2083mm1600m220m0×1600m,采用水平拉索桁架支承。南北側二層為大面積點支幕墻,長約79m,底標高為8.7m,頂標高自東向西由20.275m弧形上升至42.500m。每隔6.25m布置一福豎向鋼管桁架,中間再布置水平拉索桁架,玻璃劃分大約為2083mm×1600mm幕墻角部交匯處設方形空間桁架,并用加強桿固定其位置,減少扭轉的影響。考慮到屋面和樓面會有豎向位移,為防止主體結構豎向位移對豎向桁架和豎向拉索桁架產生附加內力,在上端均采用三角傳力架和活動鉸支座,下端則采用鉸支座。
3.材料選用
該工程幕墻形式新穎,建筑功能和建筑藝術要求高,因此在材料選用上予以特別考慮,確保幕墻性能達到設計要求
(1)面板面板采用12mm+1.52mmPVB+6mm鋼化夾層玻璃。沉頭支承頭的錐形孔要求面板玻璃至少厚10mm,玻璃紫外線隔阻率99.9%,可見光透光度88%,陽光透光率74%。
(2)鋼管桁架鋼管桁架采用Q235鋼管,直接對接式鋼管接頭。鋼管桁架外側噴涂聚氨酯涂料。
(3)拉索桁架。拉索桁架全部采用不銹鋼,材質為1c18N9,鋼索的選用施工前作了的考慮,采用不銹鋼索強度低于高強度鋼索,但不腐蝕,無須表面噴涂,美觀而且長期維護方便。不銹鋼索一開始選用鋼絲繩,由于每根鋼絲直徑只有0.2mm,根數極多,絞合之后空隙率高,拉伸時明顯伸長,直徑變細,等效彈性模量低至(0.8~1.0)×105N/mm2,而且鋼絲受力不均勻,容易斷絲,性能不能滿足拉索桁架的受力要求。而后選用中14mm的19股鋼絞線,鋼絲直徑為2.8mm,伸長率低,等效彈性模量可達1.20×105N/mm2,橢架變形小,容易滿足要求。
(4)I型和X型支承鋼爪。不銹鋼支承鋼爪由鑄鋼件經精密加工、裝配而成。支承頭帶有轉動球鉸以適應玻璃受力后的變形。
4.設計
點支式玻璃幕墻,特別是拉索桁架點支式玻璃幕墻目前尚無專門的國家標準,因此設計中參照《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》(JGJ102-96)的有關規(guī)定(1)荷載和地震作用南京基本風壓W=0.35kN/m2,考慮100年一遇最大風壓,設計時取W0=0.42kN/m2。雪荷載0.4kPa,地震7度設防。東立面最大風壓標準值為1.95kPa,南北立面最大風壓標準值為2.21kPa2(2)主要構件計算方法。
①玻璃:按四點支承板計算其最大彎曲應力。
②空腹布架:外荷載作為集中力施加于節(jié)點,采用截面法計算桿件內力。
③普通桁架:外荷載作為集中力施加于節(jié)點,按鉸接桁架計算。
④拉索桁架:考慮幾何非線性,按受拉桿件采用計算機軟件計算。
(3)預應力值考慮拉索桁架采用的鋼索是柔性的,必須施加預應力張緊才有支承能力。試驗和分析表明,索的預應力合力對外荷載起的抵抗作用不大,一般不超過5%,而95%的作用是由索伸長后產生拉力的合力來平衡。初始預應力主要是將索拉直,有一個初始的剛度,保持桁架的正確形狀,以承受外荷載,因此初始預應力值不必過大,一般可取為索的破斷拉力的15%~20%。
該工程采用中4mm19股鋼絞線,破斷拉力140kN,有效預應力選定為17kN,由于鋼索施加預應力時會有錨頭滑動、溫度變化、曲線張拉摩擦和鋼絲應力松弛產生的預應力損失,所以實際張拉的預應力應高于有效預應力的數值。
南京國際展覽中心的幕墻設計也主要符合了國家的各項標準的,同時設計師也根據自身的創(chuàng)意給展覽中心增添了一些時尚的元素,更顯氣派與高尚。
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