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我國采光頂發(fā)展的綜述

來源:中國幕墻網(wǎng)收集整理  作者:趙西安  日期:2005-12-19
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    1 概 述
    采光頂是由透光面板和支承結(jié)構(gòu)組成的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。它與垂直面的夾角大于15º,許多工程采光頂接近水平位置或處與水平面。

    許多采光頂由于建筑功能的要求,與不透光的金屬屋面共同組成同一個平面或曲面,如國家大
    3.風(fēng)荷載

    根據(jù)荷載規(guī)范的基本原則,作用于采光頂?shù)娘L(fēng)荷載可按下式計算:


    Wk=βμzμsWo

    其中,Wo為50年一遇的基本風(fēng)壓:μz為高度系數(shù),均可按荷載規(guī)范采用。


    μs為體型系數(shù),可按規(guī)范采用。由于采光頂形狀復(fù)雜,受周圍環(huán)境影響顯著,宜進(jìn)行風(fēng)洞試驗來決定其數(shù)值。


    β為風(fēng)的動力作用系數(shù)。對于面板和與面板直接相連的支承結(jié)構(gòu),β取陣風(fēng)系數(shù)的βgz,其值按荷載規(guī)范取用;對于間接支承面板的支承結(jié)構(gòu),β取風(fēng)振系數(shù)βz,宜采用動力分析方法決定。對于剛性支承結(jié)構(gòu),βz可近似取1.2~1.6;柔性支承結(jié)構(gòu),βz可近似取1.5~2.0。


    5.2 荷載和作用效應(yīng)組合

    我國目前結(jié)構(gòu)設(shè)計采用多系數(shù)的設(shè)計方法。荷載和作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按荷載規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行組合,得出其設(shè)計值:


S=γGSGKQγQSQkwγwSwkEγESEk

    式中,γG、γQ、γw、γE分別有自重、活荷載、風(fēng)荷載和地震作用效應(yīng)的分項系數(shù),γ>1.0,Φ分別為組合值系數(shù),Φ≤1.0,SK為效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值。


    5.3 結(jié)構(gòu)分析方法

    結(jié)構(gòu)分析目前已廣泛采用計算機(jī)軟件進(jìn)行。基本分析方法為有限元。對柔性結(jié)構(gòu)還考慮幾何非線性。常用的國內(nèi)軟件有3D3S、MSGS、MSTCAD等;還廣泛采用國際通用的軟件SAP、ANSYS、ETABS、MIDAS等。


    5.4 構(gòu)件設(shè)計

    鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計按國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017和《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50018進(jìn)行。


    6 試驗研究
    6.1 結(jié)構(gòu)試驗

    采光頂?shù)恼w試驗常用縮小比例模型進(jìn)行,重要的工程或采用新結(jié)構(gòu)、新材料的采光頂,需進(jìn)行這種試驗。


    局部構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)的試驗采用同材料、同工藝的1:1試件。目前廣泛采用的鑄鋼節(jié)點(diǎn),都進(jìn)行過實(shí)際大小的試驗并與有限元分析結(jié)果進(jìn)行比較。廣洲機(jī)場的9m自平衡結(jié)構(gòu)、北京長安大廈的球面索網(wǎng)24m跨支承結(jié)構(gòu)、深圳市民中心采光頂24m索桁架單元都進(jìn)行過1:1實(shí)際大小結(jié)構(gòu)試驗。


    6.2 振動臺試驗

    國內(nèi)有許多地震模擬振動臺,最大臺面尺寸已達(dá)6.2mX6.2m,可以進(jìn)行輸入地震波的振動試驗。由于臺面尺寸和載重量的限制,一般采用縮小比例的試件。


    6.3 風(fēng)洞試驗

    當(dāng)采光頂體型復(fù)雜或周圍風(fēng)環(huán)境復(fù)雜時,風(fēng)洞試驗是決定風(fēng)荷載的有效方法。幾乎所有的大型公共建筑都進(jìn)行過風(fēng)洞試驗,比例一般為1/100~1/150(單體)、1/1000~1/1500(風(fēng)環(huán)境)

    7 小結(jié)
    最近十年,中國內(nèi)地采光頂工程數(shù)量多、面積大、體型復(fù)雜、支承結(jié)構(gòu)新穎,總體技術(shù)水平不斷提高。最近北京的奧運(yùn)工程,也采用了不少的采光頂項目。上海為迎接2010年世博會、廣州為迎接2010年亞運(yùn)會,許多前所未見的采光頂項目正在設(shè)計中。這將為采光頂?shù)脑O(shè)計與施工提供了廣闊的舞臺,將進(jìn)一步促進(jìn)其發(fā)展。

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