2.篆字结构设计
本工程的字幕墙外挑出玻璃幕墙800mm,因此需要一种十分安全可靠的结构来承载字幕墙的自重、水平风压以及侧向风压和平面内的地震载荷,同时也需要考虑到结构的轻巧,不能与字幕墙产生视觉干涉,最佳视觉效果即大面上除了能看到字就只能看到字后面的玻璃幕墙了,整个立面清晰干净。
为了能满足结构的安全性能又可以达到最佳的视觉效果,本工程选择了不锈钢索作为篆体字的承载体,建筑以4200mm为标准层高的部分每四层按照玻璃幕墙竖向分格布置不锈钢索,建筑以6000mm和5000mm为标准层高的部分每三层按照玻璃幕墙竖向分格布置不锈钢索,其间每层布置不锈钢支撑杆件,每个玻璃幕墙分格的支撑杆件之间加以横向的不锈钢拉杆即起到水平稳定的功能,又可以起到固定字的作用。
通过建模计算本工程选用了Ø12(Ø14)的不锈钢索作为承载字幕墙自重和水平风压的主力受力杆件,每四层(4200mm层高)或三层(6000mm和5000mm层高)采用Ø60×6的不锈钢支撑杆辅以Ø60×6的不锈钢杆斜撑,其间每层采用一根Ø60×6的不锈钢支撑杆。(见节点)
由于采用拉索的结构形式作为字幕墙的主要受力部件,而拉索在工作工况前是需要施加预应力的,因此拉索支撑杆件的力的传递也是本工程需要重点考虑部分。本工程在有斜撑的不锈钢支撑杆件的部位的玻璃幕墙竖向铝龙骨间加入了钢插芯(见节点图),在每个不锈钢支撑杆与玻璃幕墙竖向铝龙骨的链接处加上了转接件,直接将不锈钢支撑杆上的力通过转接件传到主体结构上,而不通过玻璃幕墙的主要受力部件(竖向铝龙骨)传力,这样的措施同时保证了两种幕墙体系受力的安全性。
3.篆字安装设计
有了受力性能优秀且外观轻盈的字幕墙承载结构,有了制作精美的铝板篆体字,本工程接下来的工作就是如何将篆体字安装在钢索上了。对于篆体字幕墙的安装与连接设计本工程需要着重考虑两点:挂点的可调节性和挂接的安全性。
A.针对挂点的可调节性,本工程采用了一根带可滑动螺栓槽的铝合金型材预先焊接在篆体字的笔画中(见效果图),同时也预先安置一根螺杆在型材的螺栓槽中,再安装不锈钢索固定件,在挂装的时候,当横向的可调节螺栓槽和竖向的不锈钢索有焦点时,此焦点就是安装挂点,横向的螺栓槽长就是挂点的可调节长度,根据字体笔画的不同宽度,挂点的可调节范围约为±100mm之间,此调节范围足以满足消除幕墙施工和字体加工中产生的误差。
B.针对最终字体的挂接,本工程采用了两个不锈钢铸件直接将不锈钢索通过四个不锈钢螺钉夹紧的挂接方式,不锈钢铸件与钢索夹接的部位需设置止滑胶片。(见效果图)
4.篆字连接设计
由于本工程在对篆体字幕墙进行安装时是以单个字作为一个安装单元的,因此字与字连接部位的设计又成为本工程需要解决的重难点问题。此处字与字连接部位有以下几个特性:
A.此处连接需能抵御垂直于字幕墙面水平风荷载;
B.由于字是挂装在钢索上的,索是柔性的,因此此处连接应能够吸收索平面内的部分变形。
C.为保持字幕墙所有面的美观和统一性,因此露钉等影响内外视面效果的处理方式在此连接处是不允许出现的
D.由于其力学特性决定了此处连接为可活动连接,因此此处的连接在其产生相对运动的时候不能产生噪音。
针对以上4点连接特性,本工程设计了以下节点可以满足以上特性:
本工程设计此套连接节点通过以下几点措施解决了以上问题:
①.通过两个对插的型材连接(插接的两个型材肋板)来抵御垂直与字幕墙面水平风荷;