某玻璃采光顶支承结构设计与施工过程模拟分析

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某玻璃采光顶支承结构设计与施工过程模拟分析
王小安1，郭彦林1，兰涛2
(1.清华大学土木水利学院，北京100084；2.西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055)
[摘要]在玻璃建筑中，单层索网用于屋面采光顶时很难做到大空间，因为水平布置的单层索网采光顶很难满足大跨度对刚度的要求。结合北京某建筑玻璃采光顶支承结构方案，提出一种多次杂交的结构支承体系，即单层索网+张弦梁杂交支承结构，以提高单层索网在其面外的刚度，然后对单层索网、张弦梁及杂交整体支承结构体系的设计指标进行了研究。另外，对本工程施工全过程进行模拟分析，包括张弦梁的安装、单层索网拉索的张拉、玻璃的安装等。

内容摘抄：

1 某建筑采光顶幕墙支承方案研究
位于北京朝阳区的某建筑，其屋顶采用玻璃采光顶。采光顶长33m，宽33m，单向倾斜，坡度为3.41，以利于排水。为最大限度地表现通透效果，拟采用单层索网支承体系[3]。但考虑单层索网结构的刚度较弱，每隔11m设置中间张弦梁，形成“井”字形布置，以减小采光顶的整体面外变形。

2施工方案与过程模拟
张弦梁中的钢梁在加工时要进行预拱，在其拉索张拉完毕后，亦会形成向上的反拱。索网拉索在张弦梁直梁上部张拉，由于直梁反拱的存在，拉索在张拉过程中可能对张弦梁有向下的挤压力。在张拉完毕后将索网拉索卡扣在直梁七，安装玻璃时，直梁发生的变形必然影响拉索的变形，进而影响玻璃的位形。所以施工过程中构件位形相互影响，是一个极其复杂的时变过程。为模拟这一过程，须借助有限元工具。

3结语
本文首先对北京某建筑玻璃采光顶支承结构进行了研究，对单层索网、张弦梁及由二者组成的杂交支承体系均进行了一定的性能分析，研究表明拉索预张力、外荷载均会对结构的性能有重要影响；然后对其施工过程进行了模拟分析，包括张弦梁的安装、索网的张拉、玻璃的安装过程等，所得到的结果为实际施工提供了参考依据。

（略）

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