根据图1~2详细说明《钢索预应力玻璃幕墙》的具体结构。该钢索预应力玻璃幕墙包括玻璃15做为面材,以组装式钢结构和张拉器张紧的拉索组成的预应力支撑体系。其中组装式钢结构主要由预应力钢梁1、竖向拉杆5和横向钢梁6等件组装在一起。预应力钢梁1规格、形状应根据实际需要和可能,按所设定的预应力要求确定。本实施例预应力钢梁1采用弧型钢立柱形结构,其截面形状可设计成近似箱形体(如图5所示),也可以设计成H型或I型等截面形状。如果需与LED灯配合,预应力钢梁1的前端面可以设置LED灯饰槽。横向钢梁6的横截面可以根据使用要求设计成变截面形状(如图4~6所示)。预应力钢梁1底座利用锚在地平线18以下地基的锚板20定位。预应力钢梁1的上、下端分别通过铰接在土建结构19的锚板上的纵向压杆钢梁2支撑,两压杆钢梁2之间设置纵向拉索3。拉索3的一端连接在预应力钢梁1上,拉索3的另一端分别在张拉器的作用下张紧在土建结构19的锚板上。拉索3利用张拉器不断张紧,直到使预应力钢梁1达到设定的理论变形后,测试拉索3的预应力,应与理论计算吻合。该钢索预应力玻璃幕墙通过上述组装在一起的预应力钢梁1、竖向拉杆5、横向钢梁6及张紧在土建结构19锚板上的纵向拉索3、纵向压杆钢梁2组成完整的预应力支撑体系。在此状态下,拉索3、压杆钢梁2和预应力钢梁1均存在内应力。在张紧拉索3的同时,要张紧斜拉平衡索4,经过几个循环,使斜拉平衡索4内应力达到理论值。正是这种幕墙的结构形式,实现了以下的力学原理:幕墙在正风压作用下,拉索3上的应力值会减小,而预应力钢梁1的反弯变形抵抗了风压,(相当于梁上的预应力起作用),当负风压时,拉索3的应力值增大,抵抗了风压变形。采用此种力学原理,可以大大降低钢结构的几何尺寸,增强了玻璃幕墙的美学效果。
图4、图5为预应力钢梁1与横向钢梁6连接的节点结构示意图,图5为竖向拉杆5与横向钢梁6连接的节点结构示意图。为了制造、安装方便,预应力钢梁1通过连接夹板7及沉头螺栓组件8与横向钢梁6组装在一起。做为横向联系杆件的横向钢梁6通过接头组件17与竖向拉杆5组装在一起。横向钢梁6与连接夹板7之间设置了横框调整垫片9,这样横向钢梁6的高度方向安装误差就可在此处做出调整。横向钢梁6设置调整套组件11,调整套组件11通过六角螺栓组件12与铝垫框13相连,做为面材的玻璃15通过铝合金扣压板组件14压在铝垫框13上。做为面材的玻璃15通过U型夹组件10固定在预应力钢梁1或通过圆夹组件16固定在竖向拉杆5上(如图6所示) 。