增強幕墻和屋頂的安全設計(二)

    2)玻璃拱帶安裝完畢后，將放射線索張緊，相當于沿拱線施加法向荷載，將玻璃間空隙壓實，增加了結構的初始剛度。

    3)在負風壓作用下，由圖13中a、b、c索的張緊(圖13c)，抵抗風吸力，以減少對玻璃拱帶整體的拉力效應。

    4)在對稱及不對稱荷載下，由于索的張緊，加強了結構的穩定性(圖14)。同時在以上兩種情形下，索會產生松弛現象，放初始預應力值大小的確定應使索一直處于受拉狀態為準。

    5)減小以至消除對邊界的推力。

    第二組鋼索體系為在玻璃板子面內對角交叉設置的政的預應力鋼索。這組鋼索保證了當一塊或多塊玻璃破碎后，結構仍能保持穩定，同時與第一組鋼索一起加強結構整體性。若有玻璃偶然破碎，剛破碎的玻璃所處的拱帶將變得不連續，此拱帶上荷載通過節點傳遞到相鄰的拱帶。

    為驗證剩余設計的可靠性，該工程進行了破損安全試驗，模擬了一塊或多塊玻璃的破碎，而整個玻璃屋頂仍然安全。


圖13  拱形玻璃面板的受力分析圖
5、結束語
    戴高樂機場2e號候機廳和莫斯科德蘭士瓦水上樂園等兩個屋頂坍塌事故的原因尚未公布，各種分析和估算也只能作參考，本文兩個案例的設計和剩余強度設計也不是盡善盡美。但吸取這兩個事故性質和后果的教訓，可以有以下建議：

    1)在建筑工程設計中引入破損安全設計理念，在建筑工程技術規范和標準中增加剩余強度設計的要求。必要時進行破損安全、剩余強度試驗。

    2)開展建筑工程破損安全和剩余強度設計和試驗的研究。


圖14  拱形玻璃面板的穩定分析圖
    3)可能的話，對已建和在建的重大建筑工程(包括安德魯設計的中國工程)進行剩余強度和安全審核。

    本文僅供參考，不妥之處，敬請指正。

    參考文獻
    [1]《現代空間結構》，劉錫良編著，天津大學出版社
    [2]龍文志，《單向受力拉索點支承玻璃幕墻的力學分析》，《門窗幕墻信息》，2003．4
    [3]中華鋼結構論壇等網上資料．
    [4]《疲勞與斷裂》，飛機發動機疲勞學習班講義

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