點支式玻璃幕墻格構(gòu)式鋼結(jié)構(gòu)支承構(gòu)件的設(shè)計

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1、點支式玻璃幕墻格構(gòu)式鋼結(jié)構(gòu)支承構(gòu)件的設(shè)計第1樓：點支式玻璃幕墻格構(gòu)式鋼結(jié)構(gòu)支承構(gòu)件的設(shè)計點支式玻璃幕墻的特點是通透性極高，因而其支承結(jié)構(gòu)也必須簡潔明快，格構(gòu)式鋼結(jié)構(gòu)能很好地滿足上述要求，因此在點支式玻璃幕墻支承結(jié)構(gòu)中得到了廣泛的應(yīng)用。下面，僅對其中應(yīng)用較多的平行弦空腹桁架和拱架的設(shè)計，作些簡單介紹。一、作用荷載：作用于點式幕墻支承結(jié)構(gòu)上的荷載，按“點支式玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)程”(CECS127:2004)的規(guī)定計算。二、構(gòu)件的內(nèi)力分析：１、永久荷載作用下的內(nèi)力一般假定永久荷載僅由近玻璃側(cè)弦單獨承擔，且不計構(gòu)造偏心所產(chǎn)生的彎矩（永久荷載對于按水平承力布置的構(gòu)件產(chǎn)生垂直彎矩對于按垂直承力布

2、置的構(gòu)件產(chǎn)生軸力）。２、水平荷載作用下的內(nèi)力（１）平行弦空腹桁架：這類構(gòu)件，在橫向力作用下，首先將其視為一相當?shù)暮喼Я海嬎闫湔w彎矩Ｍｄ，再將其視為一相當?shù)亩鄬觿偧芙朴嬎阌杉袅Ξa(chǎn)生的附加彎矩。如圖２所示：最大整體彎矩：Ｍｄ＝ｋＮ·ｍ當玻璃分格數(shù)ｎ為奇數(shù)時Ｍｄ＝ｋＮ·ｍ（當玻璃分格數(shù)ｎ為偶數(shù)時）其中：Ｆ－－集中力（ｋＮ）；Ｌ－－構(gòu)架全長（ｍ）各節(jié)間弦桿軸力：Ｎｄｉ＝其中：Ｍｄｉ－－各節(jié)間的整體彎矩：各節(jié)間的附加彎矩：Ｍｆｉ＝Ｖｉ·α／２其中：Ｖｉ－－第ｉ節(jié)間處當梁的剪力；ａ－－第ｉ節(jié)間處的節(jié)距。腹桿軸力：Ｎｉ＝Ｖｉ；腹桿彎矩：Ｍｉ＝Ｍｆｉ＋Ｍｆｉ＋１；腹桿剪力：Ｖｆｉ

3、＝２Ｍｉ／ｈ０（２）拱式格構(gòu)式桁架：這類構(gòu)件，包括折弦空腹格構(gòu)式桁架（或稱折弦拱），在橫向力作用下，可近似按如圖３所示計算簡圖進行計算。與平行弦情況類似，首先按相當梁計算整體彎矩Ｍｄ，此彎矩由拱弦軸力的水平分力和直弦的軸力所產(chǎn)生的力偶平衡，在跨中：拱弦軸力：Ｎ＝±Ｍｄ／ｆ最大腹桿軸力：Ｎｄ＝Ｒ－Ｆ其中：Ｒ－支座反力三、截面驗算：１、強度驗算：在上述各類構(gòu)件中的所有桿件，均€屬于偏心受力構(gòu)件，且當采用水平承力布置時，近玻璃側(cè)的弦桿尚屬于雙向彎曲的偏心受力構(gòu)件，因此應(yīng)按下述驗算強度：（１）正應(yīng)力：±±≤ｆ非園截面其中：Ｎ—所計算桿件段的軸力，或拉或壓（ｋＮ）；Ａｎ－－桿件凈截面積（ｍ

4、ｍ２）Ｍｘ、Ｍｙ—所計算桿件段的對截面Ｘ、Ｙ軸的彎矩（Ｎ．ｍｍ）γｘ、γｙ－－對截面Ｘ、Ｙ軸的塑性發(fā)展系數(shù)Ｗｎｘ、Ｗｎｙ－－凈截面對Ｘ、Ｙ軸的抵抗矩（ｍｍ３）ｆ—強度設(shè)計值（Ｎ／ｍｍ２）±≤ｆ園截面其中Ｍ＝（２）剪應(yīng)力：截面的抗剪強度應(yīng)按下式驗算τ＝１．５Ｖ／Ａω≤ｆυ非園管截面其中：Ｖ—所計算桿件段的剪力（Ｎ）；Ａｗ－－桿件截面腹板的凈面積（ｍｍ２）；ｆυ—抗剪強度設(shè)計值（Ｎ／ｍｍ２）；τ＝２Ｖ／Ａｇ≤ｆυ園管截面３其中：Ａｇ—桿件截面的凈面積ｍｍ２（３）折算應(yīng)力：≤ｆ２、穩(wěn)定驗算：由于作用在幕墻上的風荷載等水平荷載可正可負，因此，上述各類構(gòu)件中的所有桿件，均應(yīng)按

5、壓彎桿件驗算平面內(nèi)及平面外的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定。對于平行弦空腹桁架式格構(gòu)架的桿件，可參照多層剛架的梁、柱進行計算。下面僅就拱式格構(gòu)架桿件的整體穩(wěn)定的驗算方法稍事討論。如圖３所示的拱架，一般是將玻璃通過接駁件安裝在直弦的外側(cè)。當拱架間距跨越兩個以上玻璃分格時，在拱架的直弦間尚需架設(shè)與其垂直的承力構(gòu)件，這一方面與拱架的直弦形成剛強的平面體系，同時亦為直弦提供了可靠的側(cè)向支撐。在正風壓作用下，拱式格構(gòu)架的直弦，可按一般壓彎桿驗算其平面內(nèi)及平面外的整體穩(wěn)定性，假設(shè)拱式格構(gòu)架的撐桿兩端為較接，可近似看成直弦平面內(nèi)的支撐點，而撐桿的計算長度，即可近似取其支撐點之間的幾何長度。至于拱式格構(gòu)架的拱弦，

6、在負風作用下是壓彎桿，其工作狀態(tài)，與“有系桿的下承式拱橋”很相象。一般建筑師都希望點支式玻璃幕墻的支承構(gòu)件，盡量少設(shè)支撐，最好不設(shè)支撐，“有系桿的下承式拱橋”的穩(wěn)定理論，為我們達到這一目的提供了很好的理論借鑒。簡單拱，在均布荷載作用下其平面內(nèi)失穩(wěn)時的臨界軸壓力，寫成軸壓直桿的歐拉公式的標準形式為：其平面外失穩(wěn)時的臨辦軸壓力，寫成軸壓直桿的歐拉公式的標準形式為：Ｎｃｒｘ＝π２ＥＩｘ／Ｓ２０ｘＮ其中：Ｅ—彈性模量（Ｎ／ｍｍ２）；Ｉｘ－－截面對Ｘ軸的慣性矩（ｍｍ４）ＳＯｘ＝ξｘＳ／２ｍｍ平面內(nèi)計算長度ξｘ—平面內(nèi)拱度影響系數(shù)ξｘＳ—拱弧展開長度（ｍｍ）；當矢跨比？＝ｆ／Ｌ≤０．１時

7、，ξ≈１其平面外失穩(wěn)時的臨界軸壓力，寫成軸壓直桿的歐拉公式的標準形式為：Ｎｃｒｙ＝πＥＩｙ／Ｓ２０ｙＮ其中：Ｉｘ—截面對Ｙ軸的慣性矩（ｍｍ４）Ｓ０ｙ＝ξｙＳｍｍ平面處計算長度ξｙ—平面外拱度影響系數(shù)ξｙ＝Ｓ—拱弧展開長度（ｍｍ）；λ—彎扭剛度比例系數(shù)λ＝Ｇ—剪切模量（Ｎ／ｍｍ２）；Ｉｔ—截面扭轉(zhuǎn)慣性矩（ｍｍ４）對于園鋼管，當矢跨比？＝ｆ／ι≤０．１時，ξｙ＝１．０５７≈１。如圖４所示的由拱弦、直弦和絞接于其間的撐桿組成的拱式格構(gòu)式鋼架，