由表3可以看出雙跨梁彎矩的變化規律。在一般情況下,大約當
彎矩變化如圖8所示;當
時,彎矩變化如圖9所示。可見其變化規律與
有直接關系。
同時我們還可以得到一個重要結論,雙跨梁中間支座處的彎矩最大。因此,在進行幕墻設計時,應取幕墻立柱中間支座處的彎矩為驗算強度的最大彎矩。
圖8 雙跨梁彎矩變化示意圖之一
圖9 雙跨梁彎矩變化示意圖之二
綜上所述,為了保證結構安全和提高經濟性能,在設計雙跨梁結構型式的幕墻立柱時,選擇合適的短跨與全跨比例因子
是關鍵,結構優化的基礎就是根據實際條件選擇合適的
值。
的變化范圍是0至0.5,隨著
值從小變大,在相同的外部荷載條件下,雙跨梁的各項力學參數的最大值(如最大支座反力、最大撓度和最大彎矩)是越來越小。
2.2.4 雙跨梁的相關問題的討論
(1) 雙跨梁力學計算模型的與實驗數據差別的原因分析
通過研究,關于幕墻立柱雙跨梁力學計算模型,人們得到了不少理論研究成果和實用計算方法,同時人們也做了不少實驗,用以驗證理論計算的正確性。人們發現,
幕墻性能試驗結果與理論計算存在一定差異,其撓度理論計算結果完全滿足規范要求,但在試驗過程中,卻發現幕墻立柱撓度已經超出了設計要求。
其原因主要有:①幕墻立柱采用雙跨梁力學計算模型是有一定條件的,我們忽略了結構的次 要因素,并將計算模型建立在一些假設的基礎之上。②根據目前幕墻立柱與主體結構的連接形式,通過
不銹鋼螺栓連接立柱與主體結構的連接件,通常這種連接形式中立柱的開孔直徑比螺栓直徑大1-2mm。當外荷載作用到幕墻立柱上時,由于孔徑相差即產生支座位移,對于靜定的簡支梁而言支座位移不對
構件內力產生影響、只對構件產生附加變形;但對于超靜定的雙跨梁來說,支座發生位移后,構件的內力及變形也會相應變化,尤其當雙跨梁短跨跨度與全跨跨度比例較小時,產生的附加變形將會更大。
(2) 雙跨梁結構優化應考慮的因素
實踐證明,如果采用雙跨梁幕墻立柱設計方法,需要對相關結構參數進行優化,以保證設計安全和提高經濟性能。主要考慮的因素有:首先是短跨跨度與全跨跨度的比例因子
,因為當短跨跨度與全跨跨度比例較小時,幕墻立柱的受力(特別是支座反力)會很大,所以在構造允許的情況下,筆者建議
>0.15。其次是要綜合考慮構造和造價的要求,立柱是否采用雙跨梁結構型式,一方面要考慮構造是否允許,這是不言而喻的,另一方面還要綜合考工程造價和結構安全等因素,采用雙跨梁可以改善幕墻立柱的受力,特別是可大大降低立柱的變形,增加立柱的強度的
剛度,節約幕墻立柱的材料,但也會增加結構的復雜度和工程量。再次是要合理設計安裝
節點,因為雙跨梁力學計算模型所假定的支座與實際聯接節點無疑存在差別。只有采用合理的節點設計方案,才會使理論計算結果更加符合實際的要求。
3 結論
綜上所述,當主體建筑的樓層跨度較大時,幕墻立柱采用雙跨梁結構體系,可以提高它的強度和剛度、節約材料,提高結構的安全和經濟性能,但必須注意結構優化,尤其要注意雙跨梁短跨跨度與全跨跨度比例因子
的合理選擇;同時,還應該綜合考慮幕墻構造和經濟性的要求,合理設計幕墻節點和保證安裝質量。當
較小時,幕墻立柱按雙跨梁力學計算模型計算的結果可能會與試驗結果存在一定偏差,所以要慎重選擇
較小的結構型式。希望本文提到的理論計算方法和總結的規律,在采用雙跨梁結構體系的幕墻立柱的計算分析中,能夠對大家有所幫助。
參考文獻
1 賈乃文編著.
非線性空間結構力學. 北京: 科學出版社, 2002. 302
2 李政等著. 工程數學. 南京: 東南大學出版社, 2005. 315
3 朱伯芳編著. 有限單元法原理與應用. 第二版. 北京: 中國水利水電出版社, 2000. 607
4 董石麟等著. 空間網格結構分析理論與計算方法. 北京: 中國建筑工業出版社, 2000. 547
5 建筑結構靜力學手冊(第二版). 北京: 中國建筑工業出版社, 2002. 607
6 劉鴻文編著. 材料力學(上、下冊). 北京: 高等教育出版社, 1983. 762
7 雷鐘和等著. 結構力學解疑. 北京: 清華大學出版社, 2001. 266
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