华安保险总部大厦幕墙新型转动张拉耳板的介绍

华安保险总部大厦幕墙新型转动张拉耳板的介绍

一、工程概况

华安保险总部大厦位于深圳福田中心CBD南区23-

2街坊内，用地面积0.59公顷。该工程外立面围护系统由不锈钢拉索点支式玻璃幕墙、石材幕墙、构件式玻璃幕墙、铝合金装

饰格栅等组成。华安保险总部大厦幕墙工程最大的特点是大型

的钢框架体系及位于南、北立面的单层索网玻璃幕墙。拉索幕

墙的拉索固定于两端钢结构上，每个面上单索幕墙面积约3730

平米；玻璃选用12+1.52SGP+10钢化夹胶玻璃，分格多数为2500 mm（宽）×1400mm（高），通过不锈钢夹板固定于不锈钢拉索上，横向拉索和竖向拉索均采用φ60不锈钢拉索（详见图1.1至图1.2）。

图1.1拉索及钢结构三维图

图1.2拉索&钢结构立面布置图

二、拉索张拉端设计节点及张拉工装三维图

图2.1拉索张拉端设计节点图

图2.2拉索张拉工装三维图

三拉索张拉装置的设计分析

3.1应用背景

当前不锈钢拉索的调节方式主要

是通过拉索上方的不锈钢调节器和控制

拉索的松紧程度及拉索的长短（如下图）；

图3.1普通拉索张拉端

在本工程中，拉索采用Φ60的不锈钢索

，其预张拉力在70吨以上，使用拉力在100吨以

上，因此若采用套筒调节器，其外径将达到Φ

160mm左右、长度达500mm以上，使得整条拉索并不美观；而且拉索在风荷载作用时会来回摆动，加上索头螺杆的重量，质量大、惯量大，将对索系统产生很大冲击力；我司基此重新设计

了一种新型的拉索张拉端（如图2.1），并针对该张拉耳板设计

了一套新型的张拉工装（如图2.2）；取消了连接耳板与索之间

笨重且昂贵的套筒式调节器，消除了套筒式调节器集中质量大

，转动惯量大的问题，使整个索结构简洁美观。

3.2设计方案

图3.2新型拉索端耳板三维图

如上图3.2所示，我司直接利用浇筑索头上的M110螺杆作为张拉调节螺杆，浇筑螺杆穿过与主体结构相焊接的两耳板中间的横

梁圆孔，由锁紧螺母拉住调节螺杆，从而达到张拉目的；横梁

一侧的两个半圆柱形垫块，与主体结构上的两耳板的半圆孔配合，适应了拉索在荷载作用时来回摆动的变形，起到了销轴的作用。

本装置中，除了半圆柱形垫块和调节杆上的螺母用不锈钢材质，其他均采用Q235活Q345优质碳素钢。

3.3受力分析

图3.3耳板受力分析图

根据ANSYS模型得，横索此处拉索索力为893.116KN，横索变形后的倾斜角a为5度，又；；

故。

因为该节点耳板和钢结构采用等强焊缝，故验算焊缝可转化为直接验算母材截面即可。

该处节点耳板采用Q345材质60mm厚的钢板。

截面A：；

截面抵抗矩：；

钢材抗拉强度设计值：；

钢材抗剪强度设计值：；

1）耳板抗拉校强度校核

故耳板的抗拉强度满足要求；

2）耳板抗剪强度校核

故耳板的抗剪强度满足要求

3）耳板抗弯强度计算

如上图所示，最不利截面为A-A截面，荷载偏心距e：

则耳板的抗弯强度：故耳板的抗弯强度满足要求

4）耳板强度校核

（1）正应力校核：

由于拉力和弯矩均产生正应力，故两者应该叠加

（2）按照第四强度理论：

故此耳板的强度满足设计要求

四、施工设备及张拉控制

4.1施工准备

1）索体制作及工厂预张拉

2）耳板、钢支座等的安装

3）千斤顶读表器的标定

4）张拉工装设计及生产

4.2张拉工装使用方法

图4.1张拉工装图

本工程采用图4.1所示工装来对拉索进行张拉，与工装配套的为液压联动穿心带读表器的千斤顶，

单个千斤顶的作用荷载为500kN。联动千斤

顶共4套，张拉工装共4套。

单根拉索张拉步骤如下：

将钩块放入耳板内用M16的螺栓将挡板固定安装拉杆

安装夹板，将拉索夹住空心千斤顶就位

拧紧螺帽（张拉工装安装完毕）

用液压泵向空心千斤顶中注入压力油

当索头螺杆露出平板横梁时，拧上M110的圆螺母（注意：不需拧紧）继续张拉当张拉到额定油压时，拧紧螺母

释放千斤顶油压撤除张拉工装拧上锁紧螺母

4.3索头位移量的计算方法

采用油压千斤顶控制索力误差不得大于5%。拉索张拉时，应根据索头的位移量校核张拉增加的索力。位移量计算为：ΔL――张拉端索头位移量

ΔL1――本次张拉步骤拉索增加的位移量

ΔL2―本索支座处钢结构的位移

――拉索的长度

――拉索弹性模量，Ф60的拉索弹性模量为1.55x105N/mm2――拉索截面积，Ф60拉索截面积为2122.64mm2

4.4预拉力随温度调整

1.F为各拉索预拉力设计值。

2.根据深圳市1953年有气象记录以来国家基本气象站的观测记录，深圳市的年平均气温为

22.6℃，极端最高气温38.7℃，最低气温0.3℃，可取25℃作为预拉力基准温度，施工预拉力应根据温度按上表作出调整。

3.上表实际施加预拉力与基准温度下的预拉力的差值计算公式为：

ΔF―施工预拉力与招标文件提供的预拉力值；

E―不锈钢拉索弹性模量；

α1―不锈钢拉索线膨胀系数；线膨胀系数为1.66×10-

5（1/℃）；

α2―主体钢结构线膨胀系数；线膨胀系数为1.20×10-

5（1/℃）；

ΔT―温度变化量；

A―拉索截面积；

4.拉索预张拉时误差应控制在理论值±5%之内；

4.5索力检测

施工过程中，采用液压千斤顶油表对拉索索力进行抽查复核。

最后一步张拉步骤完成后，应对所有拉索索力进行复核并记录

，当误差大于±5%时，对索力进行微调；24小时之后，再次对所有索力进行复核并记录，复核时间宜在早6点～8点。根据《