二十世纪后期世界建筑史上一个重大进展就是玻璃材料从传统定位于
建筑构件到现在的
结构构件,这是二十一世纪重要
建筑材料和结构发展方向。与此同时
钢结构也从传统的承重结构向艺术钢结构拓展。新的玻璃装配技术(胶缝连接、点式玻璃装配)的出现冲破了传统的夹持
固定玻璃的方法。这三股发展潮流的汇合诞生了现代全玻璃建筑。它是集建筑艺术、
建筑技术、建筑功能为一体的新型建筑。
本文重点讨论点式玻璃装配技术及其新拓展。点式玻璃装配始于30年前补订式装配体系,以后发展了平式装配体系,1986年又发展了球铰连接装配体系,这些体系就是普遍使用的固定式(活动式)浮头(沉头)
连接件。随着点式玻璃装配技术广泛应用,以及新的建筑、结构出现,对点式玻璃装配技术提出了新要求,这样就有新的点式装配技术出现,并且使点式玻璃装配技术使用有新领域并发展其配套技术,现介绍如下:
1、无孔点式装配。 补钉式(平式)装配体系,要在玻璃四角开孔,将连接
螺栓穿过孔洞,把玻璃固定,并安装在
钢爪上。无孔点式装配,玻璃上不打孔,而将T型
连接板的凸脊伸在两块玻璃
接缝中,在外侧加上
胶垫和盖板将玻璃固定,它双有两种形式,即边接缝装配和角接装配。连接缝装配是在玻璃两水平边上各设两个连接板,每块连接板固定上下两块玻璃,一块玻璃上有上、下两组共四个固定点。角接装配是在四块玻璃连接处设连接板,每块连接板固定四块玻璃,这样每块玻璃四只角被固定。最近又开发出单索无孔点式装配体系法(Minimum joint Glazing)。这个体系不采用双层索
桁架,而是在玻璃上、下(左、右)分格接缝位置设纵、横交叉的钢索(单索),在索交叉处用固定板与连接板固定在一起形成MJG体系(最小装配法),这样玻璃通过四角连接板固定在索网上,形成墙面。
2、点式装配体系。
一般点式玻璃装配系统是在桁架(
杆件)上装钢爪,再在钢爪上安装固定式(活动式)连接件,再用浮头(沉头)螺栓将玻璃固定,所谓筒式点式装配,是趋势在杆件上焊两上耳子,耳子打孔以代替钢爪,玻璃用沉头连接螺栓固定在耳子上,形成墙面(屋面)系统。还有一种用在雨蓬上的筒式装配体系,它在玻璃四个角开孔(
转角处在尖部再开一个孔),将沉头螺栓穿过玻璃开孔与
拉杆连接,拉杆固定在墙面上,将玻璃挂起形成雨蓬,有过这只能用于
风荷载小的地区,因为雨蓬在风运动过程中会因吸力而向上运动,它完全靠玻璃自重平衡,当风吸力超过自重时,雨蓬可能会上翻破坏。
3、索系-明框幕墙组合体系。 当明框幕墙用在跨度很大的建筑时,所用杆件(
立柱)就会很粗大,有时不能采用单梁结构,而必须采用桁架。现在采用索系-明框幕墙组合体系,明框幕墙后侧设索桁架,索桁架的连系杆(
撑杆)位于立柱与
横梁交接处与立柱连接。这样明框幕墙用点连接将
荷载传给索桁架,索杵架成为主要受力结构。立柱、横梁仅随玻璃边长跨度的荷载,可以用较小
断面,由于索纤细,索桁架显得轻巧。
4、梯井点式装配玻璃幕墙。
观
光电梯井玻璃横分格处要设一道横梁,横梁固定在电梯井两侧
主体结构上,横梁将玻璃托起,并将玻璃随的荷载传递给主体结构。这样每隔1.5~2米就有一道横梁,电梯在高速升降时,人面对这些横梁就有眩晕的感觉。为了避免眩晕有些人不得不背向外侧,这样就违背了观光的初衷。现在点式玻璃装配应用到观光电梯井幕墙上,就使这个问题迎刃而解,观光电梯正面的视角范围内一部分没有横梁,而两侧(人的视觉范围以外)横梁不会对观光产生影响,这样在电梯井两侧主体结构上设悬挑梁,挑出长度一般不超越进入人的视觉范围。对悬挑梁设置有两种方案,和中方案每一(二层)设一组悬挑梁,在悬挑梁上安装立杆,在立杆上安装钢爪,玻璃安装上钢爪上,这样当中(在人的视觉范围)一块玻璃,从上到下就没有横向杆件分隔。还有一种方案按每一玻璃分格(玻璃高度)设一组悬挑梁,钢爪直接安装在悬挑梁上,在钢爪上固定玻璃其效果是一样的。
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