第一种:标准螺栓式(图22)
a.玻璃的重量全部由玻璃开孔的周边来承受;b.不允许玻璃与主体结构存在任何位移。
第二种:连接夹板式(图23)
a.玻璃的重量由玻璃与夹板间的黏结物及其摩擦力承受;b.不允许玻璃与主体结构存在任何位移。
第三种:沉头螺栓式(图24)
a.玻璃的重量和荷载由沉头孔周围区域承受; b.不允许玻璃有位移,对玻璃钻孔精度要求较高。
第四种:栓板组合式(图25)
a.玻璃的重量由柱栓承受,其它荷载由沉头孔周围承受; b.为了获得所需位移,可以将该构件与铰接装置耦合在一起。
第五种:皮尔金顿平式体系(图26)
a.支撑点连接部位采用柔性垫圈,允许支撑点与结构有一定的相对位移; b.使弯曲(词条“弯曲”由行业大百科提供)玻璃和螺栓可以平移。
第六种:铰接螺栓式(图27)
这是目前点支式玻璃幕墙中广泛采用的球铰连接方式,与前五种连接方式比起来具有革命式的进步,它解决了玻璃不承受弯曲荷载和扭曲荷载的问题。
6.3理论及支撑体系技术进程
吊挂式玻璃幕墙在1971~1975年经历了更一步的发展,建筑师诺曼·福斯特(Norman Foster)与玻璃制造商皮尔金顿合作,1975年在英国伊普斯威奇(Ipswich)建成的威利斯·费伯·杜马斯大楼(Willis Faber & Dumas),采用了半肋夹板连接的方式,三层楼高的玻璃面板从屋面顶部一直悬垂下来,玻璃肋悬挂于每层楼板,在每层楼中部连接,支撑玻璃面板,承受风荷载,已经具备了现代点支式玻璃幕墙的雏形。
半肋夹板连接采用了栓板组合式,对折线组成的连续玻璃表面也进行了特殊的构造处理,这在吊挂式玻璃幕墙玻璃与金属的连接构造上是一个不小的进步(图29)。
建筑师诺曼·福斯特(Norman Foster)与玻璃制造商皮尔金顿合作再次合作,于1982年在英国斯温登雷诺中心(Swindon Renault Center )首次将金属件嵌固在玻璃面内------即皮尔金顿平式体系。
单层玻璃不是悬挂而是通过螺栓连接在支撑的钢梁柱上,连接采用的皮尔金顿平式体系驳接构造,在点支式玻璃幕墙的发展过程中具有里程碑式的重要意义。可以说是世界上第一点支式玻璃幕墙工程,比我国第一个点支式玻璃幕墙提前了13年。
建筑师阿德里安(Adrien Fainsiber)于1980~1986年完成设计,并于1986年在法国拉维莱特建造的城市科学博物馆(图33),是世界上第一个完整意义的点支式幕墙,也是世界上第一个索结构点支式玻璃幕墙。
采用索桁架结构支撑体系,开创了索结构体系应用于玻璃幕墙的先河。玻璃起到了一定的结构作用,因为索结构支撑体系与其连接后,获得了自身的稳定性。
玻璃采用12mm单片玻璃,每块约2平方米左右,悬挂在顶部结构预应力(词条“预应力”由行业大百科提供)弹簧结构上。在玻璃与连接中首次完整、系统的设计并使用了万向球铰,其构造原理一直沿用到今天。
法国拉维莱特城市科学博物馆比我国第一个索结构支撑体系的玻璃幕墙提前了14年。
7.我国玻璃幕墙的发展
改革开放以后,随着与国外交流的日益频繁,国外一些先进的建筑科技和技术逐渐的被引入国内,建筑幕墙技术经过国内的消化、理解和吸收,在我国得到了长足的发展。目前,无论从幕墙规模还是产量,我国正从幕墙大国向幕墙强国迈进。
1981年,广州广交会展馆落成。在广交会展馆正立面出现了国内第一片玻璃幕墙工程,具备了现代玻璃幕墙的特征,可以作为我国玻璃幕墙时代的开始(图34)。
北京长城饭店是我国首家中外合资五星级饭店,由美国培盖特建筑设计事务所设计,北京市第六建筑工程公司施工总承包,于1981年3月10日开工,1984年6月20日建成投入使用。是我国真正具有代表意义的玻璃幕墙工程,单元式明框玻璃幕墙,全部从国外进口(图35)。
北京长城饭店是目前国内行业公认的我国最早的应用玻璃幕墙的建筑,但从时间上来看,它比广州广交会展馆投入使用时间要晚。
1995年,由珠海晶艺玻璃工程有限公司设计并施工完成的建成深圳康佳展厅柱驳接点式玻璃幕墙,是我国第一个点支式玻璃幕墙工程(图36)。
1998年建成的、由法国夏邦杰建筑事务所设计的上海大剧院,是我国第一个索结构点支式玻璃幕墙工程,受当时幕墙技术条件限制,其设计和施工均由国外人承担(图37)。
由哈尔滨工业大学建筑设计研究院 、黑龙江省建筑设计研究院设计的哈尔滨国际体育会展中心于2000年建成,是我国第一个单层索网点支式玻璃幕墙工程,幕墙面积约8000平方米,深圳三鑫特种玻璃技术股份有限公司承担了索结构部分的设计与施工(图38)。
作为点式玻璃幕墙技术含量较高的单层索网幕墙的出现,迅速得到建筑师的青睐,在北京保利大厦、重庆机场T2A航站楼、昆明新机场中得到了广泛的应用。目前,由本文作者主持设计,由江河创建、深圳三鑫施工的,全球最大体量的单层索网幕墙工程(单索幕墙面积约76000平方米)------重庆江北国际机场东航站区新建T3A航站楼正在紧张的施工当中,预计2016年6月投入使用。
8.结束语
受学识、阅历及知识水平所限,本文中有些内容可能存在错误或与有些资料存在出入,欢迎业内专家、领导提出修改意见,以便进一步调整与修改。
参考文献:《玻璃结构手册》,大连理工大学出版社,2004.6;
《建筑玻璃》,机械工业出版社,2002.11;
《索结构玻璃幕墙》,大连理工大学出版社,2006.2。
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