2.计算工况
风荷载在幕墙结构的计算中起主要控制作用,故以此为基础进行荷载工况的组合,D代表恒载(整体结构自重)标准值;SD代表不含玻璃面板的结构自重标准值;W代表风荷载标准值;T(+)代表升温 50℃;T(-)代表降温 15℃;P代表预应力作用;E代表地震作用。
正常使用极限状态计算:
a.1.0×P+1.0×D+1.0×SD+1.0×W+0.6×E;
b.1.0×P+1.0×D+1.0×SD+1.0×W+0.6×T(+)。
承载能力极限状态计算:
a.1.0×P+1.2×D+1.2×SD+1.4×W+0.6×1.3×E;
b.1.0×P+1.2×D+1.2×SD+1.4×E+0.6×1.3×T(-)。
3.有限元计算模型的建立
3.1拉索参数
拉索材料:拉索材质为316不锈钢,弹性模量1.4E5Mpa,泊松比为0.3;
拉索截面及破断力:采用公称直径为24mm、28mm、32mm、36mm拉索,其相应的破断力分别为:363.55kN、484.0 kN、628.98 kN、821.53 kN;
拉索的线膨胀系数:1.2 ×10-5(1/℃);
索端为铰接。
3.2玻璃参数
玻璃配置为:12(LOW-E)+12A+10+2.28PVB+10中空钢化夹胶玻璃,重力密度为25.6 KN/mm3;
玻璃弹性模量 0.72E5Mpa,泊松比为0.2;
玻璃的线膨胀系数:1.0 ×10-5(1/℃)。
3.3钢材参数
本工程所用钢材主要采用Q235B牌号钢材,部分钢材根据设计需要采用Q345B牌号钢材。
钢材机械性能Q235B(d≤16):
抗拉抗压和抗弯强度f=215N/mm2;
抗剪强度fv=125N/mm2;
延伸率δ≥26%。
钢材机械性能 (d≤16):
抗拉抗压和抗弯强度f=310N/mm2;
抗剪强度fv=180N/mm2;
延伸率δ≥26%。
3.4荷载计算
a.恒载(整体结构自重)
在ANSYS11.0模型中,拉索及钢结构的自重由程序自动计算,玻璃面板自重按点荷载进行施加,具体计算如下所示:
玻璃采用12(LOW-E)+12A+10+2.28PVB+10中空钢化夹胶玻璃,每平米自重:标准值25.6×0.032 =0.8192 KN/m2(竖向),考虑附属结构的自重, 取0.85KN/m2(竖向)。
b.地震作用
地震作用按点荷载进行施加,幕墙自重约0.85 KN/m2,抗震等级6度,水平地震影响系数最大值0.04,标准值: EY=5×0.04×0.85=0.17 KN/m2(垂直玻璃板面),EZ=5×0.04×0.85=0.17 KN/m2(平行玻璃板面)。
c.风荷载
风荷载的取值以《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001(2006年版)、《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ102-2003)、风洞试验报告三者中较严格者控制。根据荷载规范基本风压W0取为0.40KN/m2,根据结构物表面的风压基本上是以风吸力为主,在设计时,考虑对结构不利的工况,适当取内部风压体型系数为-0.2,正压区μsl =1.3,负压区对墙面μsl = -1.0,对墙角边μsl = -1.8,考虑到封闭结构内表面的影响,实际取对墙面μsl = -1.2,对墙角边μsl = -2.0。
d.温度荷载
拉索幕墙结构温度作用按降温-15℃,升温+50℃考虑,程序设定参考温度为0℃。
e.预应力作用
拉索的预应力作用以施加初应变的方式在模型中实现。
f.钢筋混凝土层间位移作用
钢筋混凝土层间位移对拉索的作用以施加应变的方式在模型中实现。
3.5计算模型图
整体计算模型示意如图15。
图15整体计算模型示意图
4.计算结果
4.1幕墙支撑钢结构计算结果
幕墙支撑钢结构计算结果如下表所示。
表一
4.2幕墙索网体系计算结果
幕墙索网体系计算结果如下表所示。
表二
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重庆江北国际机场简称江北机场,位于重庆市郊东北方向21公里渝北区两路镇。江北机场是西南地区三大航空枢纽之一,率先在西部地区开通直飞欧洲的航线。机场发展目标为成为世界一流、亚洲领先的大型商业门户枢纽