[发明专利]单索结构点支式玻璃幕墙平面外变形限位装置

说明书

技术领域

本发明单索结构点支式玻璃幕墙平面外变形限位装置是一种适用于单索结构点支式玻璃幕墙工程领域中，单向索结构支承的平面外变形限位装置。

背景技术

目前单层索网结构、单向单索结构支承的玻璃幕墙，逐步广泛应用于现代建筑外装饰中。单向单索结构支承玻璃幕墙采用高强预拉力钢绞线作为幕墙的荷载支承结构，具有支承结构纤细轻巧、玻璃板块大、幕墙整体通透性好、建筑外立面简洁等优点。因此，此类型幕墙很受业主、建筑师垂青。但是由于单向索结构支承需要施加相当大的预拉力，以抵抗幕墙承受的风荷载、雪荷载及地震荷载、自重荷载，因此拉索经常处于高应力状态。依据《索结构技术规程》规定,单索结构幕墙计算时，拉索挠度限值取其跨度的1/45；依据《玻璃幕墙工程技术规范》规定，单根型钢或钢管作为支承结构时，在风荷载标准值作用下，挠度限值宜取其跨度的1/250；桁架或空腹桁架作为支承结构时，在风荷载标准值作用下，挠度限值宜取其跨度的1/250。由于拉索结构挠度限值较大，而钢结构体系的挠度限值比较小，因此在单向拉索幕墙体系中，在索结构支承和钢结构支承体系的过渡部位以及拉索幕墙的边缘部位玻璃板块会产生较大的扭转角度，在玻璃边部产生较大的应力集中，容易导致玻璃破裂，形成安全隐患，因此限制了此类结构幕墙的使用范围，降低了单索幕墙结构体系的安全度。单索幕墙变形示意图如图1所示，由图1中可以看出，角部玻璃的曲度最大，也就是在最大变形时整个幕墙玻璃的最大应力点集中在这片玻璃上。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足之处提供一种平面外变形限位装置，对玻璃面板而言采用弹性钢爪组件支承会大大缓解玻璃面板在变形过程中的应力集中问题，大大提高玻璃的安全度。

本发明是一种单索结构点支式玻璃幕墙平面外变形限位装置，包括预紧螺母、锁紧螺母、带刻度弹簧保护座、弹簧导杆、压缩弹簧、活动钢爪；带刻度弹簧保护座焊接在主体钢结构上或者与主体钢结构栓接；活动钢爪通过弹簧导杆和压缩弹簧、预紧螺母和锁紧螺母与弹簧保护座连接；活动钢爪通过压缩弹簧限制玻璃的平面外位移值，通过读取弹簧保护座上的刻度，可以随时读取和监测限位装置的工作状态，读取压缩弹簧内的压力值和压缩弹簧的变形值。

所示弹簧导杆通过预紧螺母和锁紧螺母固定在弹簧保护座上。

所述的压缩弹簧采用圆形截面圆柱螺旋压缩弹簧，压缩弹簧的变形与拉索平面外挠度变形一致或接近。

单索结构点支式玻璃幕墙平面外变形限位装置的零件均由金属材料开模铸造加工制成或者选用满足功能以及现行国家标准要求的成品。

整个装置的构造为两侧带压缩弹簧的弹性钢爪组件，通过一系列转换零件分别与建筑主体结构和玻璃连接。这样，在单向拉索由于荷载作用产生平面外挠度变形时，弹簧装置开始起作用，钢爪组件会随之产生与拉索挠度变形同方向的平面外变形，减小由于拉索变形导致玻璃产生的转角和应力集中。对玻璃面板而言采用弹性钢爪组件支承会大大缓解玻璃面板在变形过程中的应力集中问题，大大提高玻璃的安全度。变形限位装置工作原理图2所示，由图2中可以看出，由于限位装置在荷载作用下产生了一定的位移值，使面板玻璃的转角由A1变为A2，从而将玻璃角度控制在球头扣件可以实现的转角范围内。

弹簧保护装置中的压缩弹簧选用圆形截面圆柱螺旋压缩弹簧，压缩弹簧变形与拉索的平面外变形相一致，安装时预留足够的压缩空间，以保证整个弹簧装置在正常使用极限状态和承载能力极限状态下有足够的行程。活动钢爪通过弹簧导杆和压缩弹簧共同成为本保护装置的传力构件，弹簧保护套让压缩弹簧保持工作位置和工作状态。正确计算幕墙在荷载作用下拉索所承受的应力与平面外变形值的关系，进而选定合适的压缩弹簧刚度，确定在最大荷载作用下压缩弹簧的变形量使变形限位装置按照预期发挥作用是本发明的关键所在。压缩弹簧应采用圆形截面圆柱螺旋压缩弹簧，压缩弹簧受力压缩成线性，刚度稳定，结构简单，制作方便，达到储存能量、减振和控制运动的目的；对于单索结构点支式玻璃幕墙平面外变形限位装置A弹簧的变形值应与拉索的平面外挠度值相同或相近。

单索结构点支式玻璃幕墙平面外变形限位装置的零件均由金属材料开模铸造加工制成或者选用满足功能以及现行国家标准要求的成品。