1.工程概況
新建的重慶江北國際機場位于重慶市渝北區兩路鎮，建筑面積8萬余平方米,由航站樓主樓、連廊、指廊三部分組成(如圖1)。主樓為混凝土框架結構,三層,標高7.5米以上為大跨度無柱空間鋼結構支撐的金屬屋面;連廊與指廊二層,一層為混凝土框架結構,二層以上為圓弧形鋼結構支撐屋面，建筑幕墻面積約53000平方米,由索結構點式玻璃幕墻、開放背栓式石材幕墻、鋁板幕墻、鋁合金玻璃幕墻、扣條式蜂窩鋁板幕墻、全玻幕墻等組成。其中在航站樓左右兩側四個指廊端頭采用了豎向單層索網點支式玻璃幕墻, 幕墻面積約1500平方米,是國內第一個圓弧形幕墻采用單層索網結構作為支撐體系的工程項目。
2.幕墻簡介
單層索網玻璃幕墻位于指廊端頭建筑標高7.5米以上，建筑標高16.200米以下，幕墻高度約9米,建筑設計為曲面玻璃幕墻，幕墻玻璃平面圓弧半徑為38.735米(如圖2)。玻璃分格尺寸為1503mm×2000mm和1546mm×2000mm兩種規格，玻 圖2.幕墻正立面效果
璃配置為8+1.14PVB+8鋼化夾膠玻璃;拉索直徑φ22mm，采用1×37不銹鋼鉸線，僅在玻璃豎向分格縫處設置，不設置水平索。
2.1幕墻結構體系
由于主體土建結構及屋面鋼結構不承受單索的拉力，在整個幕墻周圍采用了曲面鋼箱梁周邊結構，曲面鋼箱梁與主體建筑的連接采用鉸接，使其將水平荷載傳遞給主體土建結構及屋面鋼結構，自身重量由主體土建結構承擔，拉索的拉力由曲面鋼箱梁結構自身承擔，不傳遞給主體結構。同時為減少幕墻頂部箱形鋼梁的變形,在結構體系中間設置四根箱形鋼立柱(如圖3)。
為保證幕墻玻璃的安全，應控制單層索網結構體系的變形，變形過大，會對幕墻玻璃造成不利影響;反之，單層索網變形控制過嚴，索的拉力亦隨之增大，對單層索網邊界的剛度要求就越高。單層索網本身不變形時，不能抵抗法向荷載，只有產生變形后才有法向承載力，因而索網的撓度和結構受力密切相關。隨著荷載的增加，結構的位移在增加，隨之結構承載力也在增加。因而在相同荷載增量下，結構的位移增量隨之減小，相應索的伸長量減小和索拉力增加的減少。為達到理想的設計效果，以L/50撓度限值來進行設計，索的拉應力合理取值范圍界定在387-464.4Mpa。為增加單層索網結構體系安全儲備，豎向拉索采用φ22不銹鋼絞線。
2.2幕墻結構傳力途徑
水平風荷載由玻璃面板及駁接爪通過豎向不銹鋼拉索傳給頂部及底部 700*300*12箱形鋼梁，最后傳遞給頂部屋面鋼結構及底部混凝土梁;幕墻自重由豎向拉索通過頂部箱形鋼結構和鋼立柱傳遞給混凝土梁。
2.3豎向單索標準節點設計
指廊端頭的單層索網玻璃幕墻標準節點，采用了駁接爪連接的構造措施(如圖4)，駁接爪根部開凹槽，豎向不銹鋼拉索采用2根φ18不銹鋼螺栓將其與不銹鋼壓塊相連。利用鋼索與內壓塊及駁接爪間的摩擦力來承擔幕墻玻璃的自重(如圖5)。
在施工中，采用內六角扭矩扳手將2根φ18不銹鋼螺栓擰緊，扭矩扳手的扭矩值的設定按下式進行計算：
M=k×d×p
式中：
d---高強螺栓公稱直徑;對于拉桿，D是拉桿端部螺紋公稱直徑;
p---螺栓軸力，p=G/u;
M---施加在高強螺母上的扭矩;對于拉桿，M是施加在扭力扳手上的扭矩;
k---扭矩系數;
G---玻璃及駁接爪件等自重設計值;
u---不銹鋼拉索與不銹鋼壓塊及駁接爪件間摩擦系數;
2.4豎向單索頂部節點設計
因為屋面鋼結構不承受拉索的拉力,單索幕墻頂部箱形鋼梁采用腰形長孔鉸接形式，使屋面鋼結構只承擔水平荷載。豎向單索頂部錨固端頭通過螺桿穿過矩形方管雙螺帽緊固，幕墻玻璃通過駁接頭由星形鋼板爪連接在矩形方管上。幕墻玻璃頂部通過“U”型鋼槽收口，玻璃邊緣距“U”型鋼槽有40mm空隙，適應主體鋼結構屋面的變形，用以防止屋面鋼結構和單層索網變形導致玻璃破損的現象發生。“U”形鋼槽采用角碼連接在屋面鋼結構檁條上，頂部采用鋁單板內襯100mm厚保溫棉與屋面收口(如圖6)。
為防止豎向單索在承受水平荷載變形時使頂部 ①-屋面鋼結構②-箱形鋼梁③-幕墻玻璃錨固端頭螺桿與矩形方管產生扭曲，單拉索端頭調 ④-拉索錨固端⑤-星形鋼板爪⑥-鋁單板節張拉裝置采用半球鉸機構，拉索固定錨固端螺桿 半球形夾具②-矩形方管通過半球鉸機構在矩形方管內內沿垂直幕墻玻璃面有±5°的萬向旋轉自由度(如③-箱形鋼梁④-拉索錨固端圖7)，來適應單索幕墻的比較大的柔性變形。為防止半球鉸機構在轉動時產生金屬噪音，安裝半球鉸機構時涂抹潤滑油。
2.5豎向單索底部節點設計
因為主體土建結構承受不了豎向荷載,在單索幕墻的底部設置曲形箱梁(如圖8)，與頂部頂部箱形鋼梁連成一體，拉索底部采用錨固調節端，通過連接鉸板連接在曲形箱梁外側懸調“T”形牛腿上。底部曲形箱梁通過加勁板固定在主體土建結構預埋件上，加勁板與曲形箱梁非焊接，而是用加勁板卡住，使其只能承受豎向荷載，水平荷載通過曲形箱梁傳遞給主體土建結構。加勁板沿每塊玻璃 ①-加勁板②-箱形鋼梁③-幕墻玻璃1/4跨度處設置，使曲形箱 ④-拉索調節端⑤-鉸板⑥-鋁單板梁的受力性能得到良好的發揮。曲形箱梁外側至混凝土梁底采用鋁單板外包，內襯100mm厚保溫棉(如圖9)。
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重慶江北國際機場簡稱江北機場，位于重慶市郊東北方向21公里渝北區兩路鎮。江北機場是西南地區三大航空樞紐之一，也是國
家大型樞紐機場，中國十大機場，世界百強機場。率先在西部地區開通直飛歐洲的航線。
