4.3 檩条之间的连接设计:
檩条之间的连接设计包括:主檩和次檩、主檩和边檩、次檩和边檩及边檩和边檩之间的连接设计。各檩条间均采用焊接连接。每个大三角形板块单元通过檩条间
刚性连接,组成一个完整的平面网格体系。该钢结构体系与幕墙面板平行,结构
稳定性好,幕墙表面
平整度容易得到保证。平面内的荷载通过檩条间的相互支承传至边部固定铰支座和单向滑动铰支座处;平面外的荷载则由边部的所有支座和中间的双向铰接支撑共同承受。
5 屋面幕墙钢结构支撑体系静力计算分析
5.1 设计基本参数:
深圳大运中心项目外围护结构工程
设计基准期为50年;
基本风压为0.75kn/m
2
,由于建筑体型复杂,风荷载通过
风洞试验获得;该项目所处地区
地面粗糙度类别为B类,场地类别为Ⅱ类;该地区地震
设防烈度为7度,
设计基本地震加速度值为0.10g,设计地震分组为第一组;屋面系统面板及铝龙骨荷载取0.20kN/m
2
;屋面活荷载取0.30kN/m2;屋面检修荷载取1.0kN(
集中荷载);考虑安装时温度为20℃,设计年温差按+45℃和-25℃考虑。
5.2计算模型:
在屋面幕墙钢结构支撑体系的计算中,选取具有代表性的部分进行空间
有限元的分析计算模型如图5.1所示:
在计算中,每个大三角形板块单元边部支撑连接件的边界条件都为刚接,约束了三个方向的线位移和角位移;中间部位支撑连接件的边界条件都为铰接,只约束三个方向的线位移。且边檩与边部支撑连接件的连接释放所有的转动约束,其中一个连接不释放线性约束,如图5,2所示支座ZAO1;与其在一条边檩上的其它连接释放了沿边檩轴线方向的约束,如图5.2所示支座ZA202;另外两条边檩与边部支撑连接件的连接只约束垂直于幕墙面板方向的线位移,其所释放的线性约束如图5.2所示支座ZB01、ZC01。中间部分主次檩条与撑杆连接件的连接释放所有的转动约束。计算模型与图纸中设计的节点连接构造一致。
5.3 计算结果:
在同济大学开发的3D3s钢结构计算软件中,首先建好计算模型,再导入荷载信息——包括面板和转接件的重力(钢结构自身的重力由软件自动计算)、风荷载、活荷载、地震作用、温度作用。通过详细的计算分析,在各种不利组合工况下,结构的
强度、稳定和变形都控制在现行规范允许的范围之内。
6 游泳馆屋面幕墙钢结构支撑体系的特点及注意事项
游泳馆外围护结构工程屋面幕墙钢结构支撑体系的特点在于:每个三角形
单元板块的钢结构檩条组成为一个稳定的结构,檩条间共同承受自重及外荷载,通过合理布置各种类型的支座,将温度应力释放掉,代之以温度变形。此支撑系统,主檩、次檩、边檩
截面高度一致,外观平整,与维护结构装
饰面板协调统一,可视性好,既可用于幕墙,也可用于
采光顶。在实际工程设计中,需要注意下列事项:
首先,该支撑系统适合于各种角度幕墙、采光顶的设计和安装。不管是平面幕墙还是
曲面幕墙,其龙骨或檩条必须能织成一个稳定的网。铝合金型材由于其不利于焊接和承压,很难确保连接节点的刚性,因此不适合采用。
钢型材在节点连接设计中也必须确保整个结构平面内外的稳定性。
第二,幕墙在主平面内的荷载和作用不宜太大,以便于能利用其中一个支座传递平面外的荷载和平面内一个方向的全部荷载。
第三,幕墙表面与主体结构之间应有足够的空间,便于连接件的设计和安装。
第四,起约柬作用的支座位置尽量选在离重心比较近的地方,且所需承担幕墙平面内荷载分量尽量小一些。
第五,在进行节点设计时,伸缩缝及长圆孔尺寸的设计除考虑结构受温度作用的变形外,还应考虑构件的加工和安装误差。以确保该功能的实现。
第六,在作支撑结构连接节点设计时,注意考虑节点构造方便施工,具有可行的三维调节功能。
参考文献
[1] 孙训方等主编《材料力学》第二版,高等教育出版社1991年7月
[2] 《
建筑结构荷载规范》,
GB50009-2001(2000年版)
[3] 《
钢结构设计规范》,
GB50017-2000
[4] 《铝合金
结构设计规范》,
GB50429-2007
[5] 《
玻璃幕墙工程技术规范》,
JGJI02-2003
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工程位置: 广东深圳
建筑高度: 36米
幕墙设计: 德国gmp建筑设计事务所
幕墙材料: 玻璃及PC板屋面系统
