泰达市民文化广场是天津滨海新区经济技术开发区的一艘商业旗舰,集酒店、 购物、 餐饮、娱乐为一体。其建筑面积约20万平米,外观宏伟、 大方,结构独特、 富有强烈的现代气息,特别是建筑外檐幕墙结构部分从节能、 生态、 环保等多角度考虑,将多项现代新技术应用在工程建设中,赋予了当代建筑幕墙以新的涵义,同时也给中国建筑史上写下厚重的一笔。
笔者作为该项目的负责人,有幸全程参与了外檐幕墙结构部分的方案制定、 设计过程和施工过程。其中,在设计过程中将弹簧减震支座在大型建筑维护结构中的应用,笔者认为是其中的一大亮点,现将设计过程中的理念和设计资料整理出来,以期对建筑幕墙的发展起到一定的参考和
借鉴作用。
泰达市民文化广场主体结构设计时,没有考虑幕墙外维护结构的综合受力因素,若两立面结构与主体结构刚性连接,每个支点与主体结构的力都不一样,当采用传统连接方式时,在较大外力作用下,可能对主体结构造成破坏,为此,我们专门设计了三种9 2套 “ 双向抗拉(压)弹簧减震支座” ,作为外维护结构与主体结构的连接件。
1、弹簧减震支座的工作原理
当外力(正风压)通过垂直于幕墙安装的弹簧减震支座将力传递到建筑主体结构上时,弹簧减震支座内同轴安装的两组弹簧中的抗压弹簧开始作用,另一组弹簧不受力,处于自由状态,当抗压弹簧过载超过设计值时,通过支座两端的限位停止工作。当作用在幕墙上的外力为负风压时,另一组抗压弹簧开始作用,正风压工作的弹簧处于自由状态。即在正、负风压不同作用时,两组弹簧分别工作。由于弹簧工作时有一定的行程,外幕墙钢结构又是相对的刚性体,可以确保所有支点均受力,从而保证了主体结构的安全性。
2、 弹簧减震支座的位置编号、支座反力
Mq 1弹 簧支座编号:
Mq 2弹 簧支座编号:
MQ 1、2弹 簧支座反力(单位:N )
根据以上支座反力计算结果,我们汇总确定了三种弹簧轴向力进行支座设计,其中:ZZ1型弹支座轴向力F=136KN;ZZ2型弹簧支座轴向力Fz=254KN;ZZ1a型弹簧支座轴向力F=75444N。
3、 弹簧减震支座的设计图纸及参数
MQ 1、2弹 簧支座反力(单位:N )
(1)ZZ1型 弹簧支座图(数量74台 套):