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建筑幕墻結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)及其要點(diǎn)

來(lái)源:深圳市三鑫特種玻璃技術(shù)股份有限公司  作者:花定興  日期:2006-3-29
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    [摘  要]:本文強(qiáng)調(diào)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在幕墻設(shè)計(jì)中的重要性,并著重闡述了幕墻結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的意義及其要點(diǎn)。
    [關(guān)鍵詞]:建筑幕墻  結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)

    近年來(lái),隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)和人民生活水平的
    2)、選用恰當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖
       結(jié)構(gòu)計(jì)算是在計(jì)算簡(jiǎn)圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,計(jì)算簡(jiǎn)圖選用不當(dāng)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的事故屢有發(fā)生,因此選擇恰當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖是保證結(jié)構(gòu)安全的重要條件。計(jì)算簡(jiǎn)圖還應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來(lái)保證。實(shí)際結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)不可能是純粹的剛結(jié)或鉸結(jié)點(diǎn),但與計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差應(yīng)在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。


    3)、正確分析計(jì)算結(jié)果
    在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中普遍采用計(jì)算機(jī)技術(shù),但由于目前軟件種類繁多,不同軟件往往會(huì)導(dǎo)致不同的計(jì)算結(jié)果。因此設(shè)計(jì)師應(yīng)對(duì)程序的適用范圍、技術(shù)條件等全面了解。軟件本身有缺陷均會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果,此外要正確輸入合理的計(jì)算參數(shù),因而要求結(jié)構(gòu)工程師在拿到電算結(jié)果時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析,慎重校核,做出合理判斷。設(shè)計(jì)師的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)還是不可缺少的。


    4)、采取相應(yīng)的構(gòu)造措施
    加強(qiáng)薄弱部位設(shè)計(jì),特別注意結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)是否設(shè)計(jì)可靠,尤其是不要遺漏鋼結(jié)構(gòu)焊縫、耳板、銷軸連接板的設(shè)計(jì)計(jì)算。必要時(shí)需考慮溫度應(yīng)力的影響。除此之外,還應(yīng)注意綜合考慮多道防線設(shè)計(jì),盡量避免薄弱點(diǎn)的出現(xiàn),以及正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算等等。


    三、幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮因素及一般步驟:

    1、首先必須了解幕墻面板布置及其分格(一般由建筑師提出并全面熟悉設(shè)計(jì)院圖紙)。


    2、熟悉幕墻后面主體結(jié)構(gòu)支承情況(樓層及梁柱、屋面結(jié)構(gòu)等)。


    3、了解主體結(jié)構(gòu)對(duì)幕墻的邊界條件(特別對(duì)索結(jié)構(gòu))。


    4、建筑師及業(yè)主對(duì)幕墻結(jié)構(gòu)型式的要求。


    5、根據(jù)以下因素確定結(jié)構(gòu)型式(鋼結(jié)構(gòu)、索結(jié)構(gòu)、玻璃結(jié)構(gòu)、單桿結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)構(gòu)、或組合結(jié)構(gòu)等):

    1)、各種結(jié)構(gòu)型式的受力特點(diǎn);

    2)、各種結(jié)構(gòu)型式適用條件;

    3)、各種結(jié)構(gòu)型式經(jīng)濟(jì)合理性;

    4)、各種結(jié)構(gòu)型式與幕墻的匹配性;


    6、值得重視的幾個(gè)幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題
    1) 幕墻是懸掛在主體建筑上的外圍護(hù)結(jié)構(gòu),幕墻結(jié)構(gòu)僅承受幕墻本身受到的荷載,不能承受主體建筑傳來(lái)的荷載。而幕墻結(jié)構(gòu)所承受的荷載必須通過(guò)連接傳給主體建筑,并且應(yīng)該適應(yīng)主體建筑的變形


    2) 根據(jù)規(guī)范規(guī)定及各種結(jié)構(gòu)型式特點(diǎn)合理確定結(jié)構(gòu)型式,不要一味迎合外部需要,當(dāng)然在條件許可時(shí)盡量滿足業(yè)主及建筑師的要求;


    3) 不要盲目追求使用索結(jié)構(gòu),特別是單索,使用索結(jié)構(gòu)對(duì)邊界條件要求高,設(shè)計(jì)院往往未考慮予拉力荷載。


    4) 應(yīng)多和設(shè)計(jì)院結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員溝通,征求意見,否則會(huì)造成很大返工浪費(fèi)。


    5) 應(yīng)重視鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)可靠性(耳板、銷軸、焊縫的計(jì)算等);有框幕墻及石材是掛在主體結(jié)構(gòu)上,其連接非常重要(預(yù)埋件螺栓角碼);


    6) 隱框幕墻設(shè)計(jì)要謹(jǐn)慎,玻璃下設(shè)托條,結(jié)構(gòu)膠設(shè)計(jì)計(jì)算及質(zhì)量要有可靠保證。


    7) 鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定計(jì)算要考慮φ值、長(zhǎng)細(xì)比及平面外穩(wěn)定。截面穩(wěn)定計(jì)算需人工校核。


    8) 應(yīng)明確各種荷載傳遞路徑與結(jié)構(gòu)體系中各桿件所擔(dān)負(fù)功能。盡量使荷載傳遞路徑簡(jiǎn)捷。


    三、結(jié)語(yǔ)

    我國(guó)工程師在長(zhǎng)期的幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐中,積累了大量有益的經(jīng)驗(yàn),并主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)圖集等等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算方法的發(fā)展,計(jì)算機(jī)及其結(jié)構(gòu)計(jì)算程序在幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到大量地應(yīng)用。為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了快速、準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)計(jì)算工具。但千萬(wàn)不可迷信電腦,不能做電腦的奴隸,應(yīng)做電腦的主人。而人的設(shè)計(jì),就是概念設(shè)計(jì)。有很多幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在諸多缺陷,主要原因就是在總體方案和構(gòu)造措施上未采用正確的構(gòu)思,即未進(jìn)行概念設(shè)計(jì)所致。另外還有部分幕墻設(shè)計(jì)人員,覺得幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很簡(jiǎn)單,只需遵循規(guī)范、手冊(cè)、圖集,等待建筑師給出一個(gè)空間形成的示意方案(非結(jié)構(gòu)的),然后設(shè)法使用計(jì)算機(jī)去完成它,自己只不過(guò)是一個(gè)復(fù)制拷貝的畫圖匠而已。這不僅不能有效地運(yùn)用他們所學(xué)的知識(shí)、精力和時(shí)間,而且還容易發(fā)生重大事故。盲目相信計(jì)算機(jī)造成危害是不容忽視的。美國(guó)一些著名學(xué)者和專家曾警告工程界:“誤用計(jì)算機(jī)造成結(jié)構(gòu)破壞而引起災(zāi)難只是一個(gè)時(shí)間的問(wèn)題。”目前,人們?cè)诰唧w的空間結(jié)構(gòu)體系整體研究上還有一定的局限性,在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用了許多假定與簡(jiǎn)化。作為結(jié)構(gòu)工程師不應(yīng)盲目的照搬照抄規(guī)范,應(yīng)該把它作為一種指南、參考,并在實(shí)際設(shè)計(jì)項(xiàng)目中作出正確的選擇。這就要求結(jié)構(gòu)工程師對(duì)整體結(jié)構(gòu)體系與各基本分體系之間的力學(xué)關(guān)系有透徹的認(rèn)識(shí),把概念設(shè)計(jì)思想應(yīng)用到實(shí)際工作中去。使幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路得到更加拓寬。總之,結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)必然會(huì)成為今后建筑幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主流趨勢(shì),這就要求我們來(lái)共同學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì),為建筑幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。


    參考文獻(xiàn)
    1、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GBJ9-2001
    2、玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范(JGJ102-2003)
    3、金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范(JGJ133-2001
    4、建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程(JGJ113-2003

  作者簡(jiǎn)介:

  花定興,男,49歲,深圳市三鑫特種玻璃技術(shù)股份有限公司工程公司總工程師,教授級(jí)高級(jí)工程師,全國(guó)一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師,從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作22年。具體主持過(guò)廣州新白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)旅客航站樓幕墻工程設(shè)計(jì)。主持和參與過(guò)國(guó)內(nèi)十余項(xiàng)機(jī)場(chǎng)、會(huì)展中心等大型空間建筑幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
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