按规范要求对作用于幕墙同一方向上的各种荷载应作最不利组合。对垂直立面上的幕墙,其平面外的荷载最不利荷载组合为:
W合 =1.0 W + 0.5qE……………………… (4.2.2-4)
其中, W合为组合荷载的设计值(kN/㎡)。
4.3 塔楼单元式幕墙结构分析与核算
塔楼标准层高度为4.3米,49F以上层高4.6米(4.7米),避难层高5.7米。标准横向分格为B=1550mm;单元玻璃透光部位玻璃采用8+1.52PVB+8+12A+10mm钢化夹胶玻璃。标准层玻璃最大分格为1550×2650mm,避难层玻璃最大分格为1550×3660mm,层间梁位玻璃采用6+1.14PVB+6mm厚钢化夹胶玻璃,玻璃最大分格为1550×600mm;幕墙横向为明框形式,竖向为明隐结合形式。楼层跨度较大位置设钢架支撑,使单元跨度为标准层跨度。最大计算标高为261.9米,标准大样图如右页图19所示:
(1)幕墙传力路径分析
玻璃→结构胶(压码)→横梁或立柱→立柱与支座连接系统→支座→主体结构
(2)幕墙荷载说明
1)幕墙自重
a) 8+1.52PVB+8mm+12A+10mm钢化中空夹胶玻璃,自重gK1=0.67kPa
b) 6+1.14PVB+6mm钢化夹胶玻璃,自重gK2= 0.31kPa
c)考虑幕墙支撑杆件,配件等重量,考虑幕墙自重为gK=0.9kPa
2)风荷载
结合GB50009-2012《建筑结构荷载规范》及本项目风洞试验报告进行取值。本系统风荷载取值为:a)标准层:+3.81/-6.86(kN/㎡) ; b) 4.7米层高:+5.87/-6.48(kN/㎡) ; c) 5.7米层高:+3.56/-6.16(kN/㎡)。
3)地震荷载
水平地震荷载:
qEk=5αmax GK/A=5×0.12 GK/A ,qE=1.3qEK。
(3)铝合金板有限元分析计算
采用结构计算软件STAAD对铝板进行分析计算,模型和计算结果如右页图20-21所示,经计算分析铝合金板强度和挠度均符合设计要求。
图19 塔楼单元式幕墙标准大样图
图20 铝合金(词条“合金”由行业大百科提供)板有限元分析计算模型
图21 铝合金板有限元分析计算结果
4.4 主入口球形体玻璃幕墙结构分析与核算
本建筑西立面裙楼位置设置钢结构(词条“钢结构”由行业大百科提供)椭圆形玻璃盒幕墙,玻璃呈三角形状,为三边支撑,采8+12A+8+1.52PVB+8mm钢化中空夹胶玻璃,三角形玻璃边长约为3100mm。最大计算标高为28.1米。幕墙大样见图22。
图22 主入口球形体玻璃幕墙标准大样图
(1)受力路径分析
1)垂直于玻璃面板(词条“玻璃面板”由行业大百科提供)的水平荷载:
面板→铝压码(结构胶)→铝合金副框→支承骨架→主体钢结构
2)平行于玻璃面板的竖向荷载:
面板→铝压码(结构胶)→铝合金副框→支承骨架→主体钢结构
(2)荷载说明
1)幕墙自重
8+1.52PVB+8mm+12A+8mm钢化中空夹胶玻璃,自重gK1=0.614kPa;考虑幕墙支撑杆件,配件等重量,考虑幕墙自重为gK=0.9kPa。
2)风荷载
结合GB50009-2012《建筑结构荷载规范》及本工程风洞试验报告进行取值。本系统风荷载取值为:+2.42/-2.58(kN/㎡)
3)地震荷载:
水平地震荷载:
qEk=5αmax GK/A=5×0.12 GK/A ,qE=1.3qEK。
(3)夹胶玻璃有限元分析
主入口球形体玻璃幕墙采用8+12A+8+1.52PVB+8mm钢化中空夹层玻璃,玻璃为三角形,边长尺寸约为3100mm由于外片玻璃受力不利,采用结构计算软件STAAD对外片玻璃板块进行建模计算,经分析计算大面玻璃的强度和刚度均满足设计要求。
图23 大玻璃有限元应力分析
图24 大玻璃有限元变形分析
(4)钢结构有限元分析
对主入口球形体玻璃幕墙钢架计算模型进行整体建模,将各种荷载作用到杆件上,采用经“中国建筑金属结构协会建筑钢结构(词条“建筑钢结构”由行业大百科提供)委员会”鉴定认可的设计软件STAAD/CHINA 2005进行分析计算,如计算模型和计算结果如图所示。
图25 受力模型及加载情况
图26 钢架支座节点
4.5 裙楼构件式幕墙结构分析与核算
本工程裙楼位置为构件式玻璃幕墙,首层层高为5.7米,2至4层层高为5.1米,5层层高5.2米。幕墙系统见光位采用(8+1.52PVB+8)+12A+10中空夹胶钢化Low-e玻璃,层间采用6+1.14PVB+6夹胶钢化玻璃,首层玻璃最大分格为1600mm(宽)×3750mm(高),二层以上玻璃最大分格为1500mm(宽)×2350mm(高),最大计算标高取为70米。立柱形式:低风压区采用普通闭腔型立柱,高风压区铝包钢形式。局部大样如下图:
图28 裙楼构件式幕墙标准大样图
(1)幕墙受力路径分析
1)垂直于幕墙的水平荷载:
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