[摘 要] 本文從理論上分析了幕墻
立柱雙跨梁力學(xué)計算模型，引入了雙跨梁短跨與全跨比例因子 ，分析了 與雙跨梁最大
撓度、
支座反力之間的關(guān)系，提出了幕墻立柱
結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方法，并分析了在幕墻設(shè)計和施工過程中應(yīng)注意的問題。
[關(guān)鍵詞] 幕墻立柱，雙跨梁，結(jié)構(gòu)計算，結(jié)構(gòu)優(yōu)化
1 引言
建筑幕墻不僅是一個建筑產(chǎn)品，也是建筑藝術(shù)的重要組成部分，是現(xiàn)代建筑科技發(fā)展過程中所取得的重要成果。建筑
幕墻技術(shù)之所以發(fā)展如此迅速，是因?yàn)樗m應(yīng)了時代發(fā)展的需求。有了建筑幕墻，建筑物從此披上了美麗的“霓裳”，使建筑更加生動，更富有表現(xiàn)力。所以從某種意義上說，建筑幕墻技術(shù)也是
建筑設(shè)計師表達(dá)建筑個性、充分表現(xiàn)建筑藝術(shù)思想的重要手段。
在幕墻設(shè)計中，人們會根據(jù)建筑幕墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，采用與之相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)計算與分析方法。幕墻的立柱，是幕墻的“骨架”，如何設(shè)計幕墻立柱，選擇合理的計算分析方法，是保證幕墻結(jié)構(gòu)安全和提高經(jīng)濟(jì)性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。JGJ102－2003《
玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》的6.3.6條明確規(guī)定：“應(yīng)根據(jù)立柱的實(shí)際支承條件，分別按單跨梁、雙跨梁或多跨
鉸接梁計算由
風(fēng)荷載或
地震作用產(chǎn)生的
彎矩，并按其支承條件計算軸向力。”因此，在實(shí)際工程實(shí)踐中，人們總會根據(jù)幕墻立柱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將實(shí)際的立柱結(jié)構(gòu)，簡化為與之相適應(yīng)的“物理模型”（力學(xué)模型），繪制出結(jié)構(gòu)計算簡圖，生成“數(shù)學(xué)模型”，并利用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行分析求解。在實(shí)際結(jié)構(gòu)分析計算中，幕墻立柱的計算常采用
簡支梁、雙跨梁、多跨鉸接
連續(xù)梁和連續(xù)梁等力學(xué)模型，當(dāng)然還可以采用
有限元分析方法。
在工程實(shí)踐中，當(dāng)主體建筑的樓層跨度較大時，為了提高幕墻立柱的安全性和提高幕墻設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性能，我們通常會將立柱設(shè)計為雙跨梁的結(jié)構(gòu)型式，并采用雙跨梁力學(xué)模型進(jìn)行分析計算。本文將探討幕墻立柱雙跨梁力學(xué)計算模型，分析在幕墻設(shè)計中應(yīng)考慮的主要結(jié)構(gòu)因素，提出結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的方法。
2 立柱雙跨梁力學(xué)模型
2.1 立柱
荷載簡化
建筑幕墻的立柱是幕墻結(jié)構(gòu)體系的主體，它懸掛于
主體結(jié)構(gòu)之上，上、下立柱之間留有15mm以上的縫隙。在一般情況下，立柱所受荷載可以簡化為呈線性分布的矩形荷載，其受力簡圖可以表示為如圖1所示。圖1為立柱為受
均布荷載的簡支梁計算簡圖，其荷載
集度為 ，立柱的
計算長度為 。因此立柱的計算分析，可以簡化為一個典型
平面桿系問題。
該問題可以認(rèn)為是一個 平面內(nèi)的問題。
對幕墻立柱來說，我們認(rèn)為：①它是細(xì)長
桿件，因此可以用 坐標(biāo)來描述；②主要
變形為垂直于 軸的撓度，可以用撓度來描述位移場。所以可以進(jìn)行如下假設(shè)：
● 直法線假定；
● 小變形與平面假設(shè)。
圖1 立柱為受均布荷載的簡支梁計算簡圖
2.2 雙跨梁計算模型解析
2.2.1 雙跨梁的計算簡圖
由于幕墻立柱所受荷載可以簡化為呈線性分布的矩形荷載，假設(shè)其荷載集度為 ，立柱的計算長度為 ，則立柱雙跨梁力學(xué)計算模型的計算簡圖如圖2所示。
圖2 立柱雙跨梁力學(xué)計算模型計算簡圖
該力學(xué)模型邊界條件為：在 平面內(nèi)，立柱共有三個支座，分別是支座A、支座B和支座C。立柱為細(xì)長桿件，主要變形為垂直于 軸的撓度。三個支座處的支座反力只有平行于 軸方向的反力，沒有水平支座反力，即立柱無軸向力。
立柱幾何參數(shù)：長度 、長跨 、短跨 和比例因子 。
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