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幕墙受力杆件采用优化支撑力学模型最佳经济合理性分析

来源:建筑门窗幕墙与设备资讯网  作者:莫英光、候利军  日期:2010-2-24
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关键词:建筑 幕墙 跨梁 设计 框架式
 

  从定性方面来看,在相同的外界条件下,这三种力学模型中简支梁力学模型立柱最为费料,多跨铰接静定梁力学模型立柱最为省料,但多跨铰接静定梁力学模型由于增加了一个支点,导致了预埋件的费用的增加,人工费的发生,成本也有所增加。在幕墙结构设计中,相对来说连续(双跨)梁力学模型最能达到既节省材料成本,也能达到降低人工费用的目的。
  上述三种力学模型在达到某种特定的边界条件时,其中一种模型会近似另一种模型,其并没有一个明确的分界值,完全取决于其构造特点。
  下面我们一定量的方式加以说明,以数字的方式阐述:
  又例如北京地区,C类,8度抗震,计算高度120米,中空玻璃(取500N/m2),楼层高度3.6米,横向分格1.48米,试按  三种力学模型进行铝立柱(6063T5、GB5237-2004)分析,对计算结果进行比较。
  由《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ102-2003)和《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001(2006年版)):
  阵风系数1.640;高度变化系数1.538;风压组合值1.362K N/m2
  地震力组合值0.400K N/m2
  风荷载与地震力组合标准值1.362K N/m2;风荷载与地震力组合设计值2.167K N/m2
  则,铝立柱所受设计线荷载q设计=2.167x1.480=3.20716N/mm
  铝立柱所受标准线荷载q设计=1.362x1.480=2.01576N/mm
  轴力N=500x3.6x1.48=2664(N)
  (一)按简支梁力学模型分析:
  弯矩: =5195599.2 Nmm --------(A)
  挠度: =12.1mm<20mm≤1/180-----(B)
  由不等式(B)得: I >3148905.086 mm4
  =83.68<124N/mm2-----(C)
  由不等式(C)得Wmin >59132.05457 mm3
   可见,幕墙铝立柱的截面特性Imin >3148905.086 mm4; Wmin >59132.05457 mm3,在CAD中可以发现矩形界面70x180x3满足要求,I= 5923872mm4;W=65820.8 mm3,A= 1464 mm2可见是应力控制的截面。

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