泰達市民文化廣場是天津濱海新區經濟技術開發區的一艘商業旗艦,集酒店、 購物、 餐飲、娛樂為一體。其建筑面積約20萬平米,外觀宏偉、 大方,結構獨特、 富有強烈的現代氣息,特別是建筑外檐幕墻結構部分從節能、 生態、 環保等多角度考慮,將多項現代新技術應用在工程建設中,賦予了當代建筑幕墻以新的涵義,同時也給中國建筑史上寫下厚重的一筆。
筆者作為該項目的負責人,有幸全程參與了外檐幕墻結構部分的方案制定、 設計過程和施工過程。其中,在設計過程中將彈簧減震支座在大型建筑維護結構中的應用,筆者認為是其中的一大亮點,現將設計過程中的理念和設計資料整理出來,以期對建筑幕墻的發展起到一定的參考和
借鑒作用。
泰達市民文化廣場主體結構設計時,沒有考慮幕墻外維護結構的綜合受力因素,若兩立面結構與主體結構剛性連接,每個支點與主體結構的力都不一樣,當采用傳統連接方式時,在較大外力作用下,可能對主體結構造成破壞,為此,我們專門設計了三種9 2套 “ 雙向抗拉(壓)彈簧減震支座” ,作為外維護結構與主體結構的連接件。
1、彈簧減震支座的工作原理
當外力(正風壓)通過垂直于幕墻安裝的彈簧減震支座將力傳遞到建筑主體結構上時,彈簧減震支座內同軸安裝的兩組彈簧中的抗壓彈簧開始作用,另一組彈簧不受力,處于自由狀態,當抗壓彈簧過載超過設計值時,通過支座兩端的限位停止工作。當作用在幕墻上的外力為負風壓時,另一組抗壓彈簧開始作用,正風壓工作的彈簧處于自由狀態。即在正、負風壓不同作用時,兩組彈簧分別工作。由于彈簧工作時有一定的行程,外幕墻鋼結構又是相對的剛性體,可以確保所有支點均受力,從而保證了主體結構的安全性。
2、 彈簧減震支座的位置編號、支座反力
Mq 1彈 簧支座編號:
Mq 2彈 簧支座編號:
MQ 1、2彈 簧支座反力(單位:N )
根據以上支座反力計算結果,我們匯總確定了三種彈簧軸向力進行支座設計,其中:ZZ1型彈支座軸向力F=136KN;ZZ2型彈簧支座軸向力Fz=254KN;ZZ1a型彈簧支座軸向力F=75444N。
3、 彈簧減震支座的設計圖紙及參數
MQ 1、2彈 簧支座反力(單位:N )
(1)ZZ1型 彈簧支座圖(數量74臺 套):