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點式玻璃幕墻鋼爪結構設計

來源:中國幕墻網收集整理  作者:高 杰  日期:2004-12-23
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第一節 鋼爪型式
  1.鋼爪型式:
  有X型鋼爪、H型鋼爪、空間可調鋼爪、異型可調鋼爪,鋼板型鋼爪。
  按鋼爪臂分有:梅花型、橢圓型、圓型、V字型。
  選用型式:根據具體工程選用鋼爪型式,即根據主結構、玻璃分片的大小、荷載的大小,另外,還要根據美觀、經濟、實用為原則選用。
  梅花型X鋼爪
橢園型X型鋼爪
  V型X鋼爪
第二節 鋼爪的荷載計算。
  一、鋼爪的荷載計算
  1.作用在玻璃上的各種荷載轉換到鋼爪的情況如下:
  a.玻璃的自重轉換為鋼爪的y軸方向集中力。
  b.作用在玻璃上的風荷載可轉換為鋼爪的x軸方向集中力。
   c.幕墻玻璃平面外地震作用轉換為鋼爪的x軸方向集中力。
  d.接駁件的自重可轉換為鋼爪的y軸方向集中力,一般取0.02~0.03KN。
  e.鋼爪臂的自重可轉換為鋼爪y軸方向集中力。
   f.作用在玻璃的各種荷載(KN/m2)轉換為鋼爪的集中力計算公式為:
  P=q×A/n (式2.4.1)
  P—作用在鋼爪單臂上的各種集中荷載,即有上面所講a.b.c.d四種情況。
  q—作用在玻璃上的各種面荷載和接駁件自重(KN/m2)即有上面所講的a.b.c.d四種情況。
  n—塊玻璃上所用接駁件的系數。
  A—玻璃面積
  注:當點式玻璃幕墻用于采光頂或雨逢時,雪荷載(不上人荷載)轉換為鋼爪的y方向集中力。同時,a、b、c、d的力的方向有所改變。
  2.活荷載組合,應根據力的同方向組合。組合的分項系數分二種情況:
  a.鋼爪承載力計算。
  重力荷載ΥG:1.2
  風荷載 Υω:1.4
  地震作用:ΥE:1.3
  b.鋼爪撓度計算。
  重力荷載ΥG:1.0
  風荷載 Υω:1.0
  地震作用ΥE:1.0
  c.當風荷載和幕墻平面外水平地震作用效應參加組合時,第一個可變荷載或作用效應的組合系數可按1.0采用,第二個可變荷載作用效應的組合系數可按0.6采用,而風荷載和地震作用組合后卻成為鋼爪的水平集中力、重力作用而成為鋼爪的垂直集中,重力作用不組合,因力的方向不同。
  風荷載和地震作用效應組合時計算公式如下:
  S=ψωΥωSω+ψEΥESE   (式2.4.2)
  S-風荷載和地震作用組合后的設計值 。
  SE,Sω-分別是風荷載、地震作用的設計值。
  Υω,ΥE-分別是風荷載、地震作用的分項系數。
  ψE,ψω-分別是風荷載、地震作用的組合系數。取決于各效應分別作為第一、第二可變荷載的作用的效應。
  f.鋼爪的斷面確定按最不利組合進行設計。
第三節 鋼爪臂的計算
  鋼爪的主要受力是鋼爪臂,如果臂根部的承載力和撓度達到設計要求,其余部份也都能達到。
  一、鋼爪的計算簡圖分為X型鋼爪和H型鋼爪兩種情況。
  H型鋼爪要計算兩段爪臂,即AD段和AB段
  二、鋼爪臂斷面計算
  1.鋼爪臂的內力計算。
  RB—爪臂根部反力
  MB—爪臂根部最大彎矩
  FA—撓度
  2.斷面確定  
  Mx,My—對x軸和y軸構件段范圍內的最大彎矩。
   N-mm
  ωnx,ωny—對x軸y軸的凈截面抵抗矩
  Υx,Υy—截面塑性發展系數,取1.2
  σ—在最大彎矩作用下產生的應力。(N/mm2)
  [σ]—在彎矩作用下產生的最大應力即〖σ]=192N/mm2對于圓柱:  
  3.撓度計算
  f/L≤1/300 同時滿足f≤3mm
  f—鋼爪臂產生撓度。
  l—鋼爪臂的長度,取值應按玻璃設計要求確定。   
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