2.計算工況
風荷載在幕墻結構的計算中起主要控制作用,故以此為基礎進行荷載工況的組合,D代表恒載(整體結構自重)標準值;SD代表不含玻璃面板的結構自重標準值;W代表風荷載標準值;T(+)代表升溫 50℃;T(-)代表降溫 15℃;P代表預應力作用;E代表地震作用。
正常使用極限狀態計算:
a.1.0×P+1.0×D+1.0×SD+1.0×W+0.6×E;
b.1.0×P+1.0×D+1.0×SD+1.0×W+0.6×T(+)。
承載能力極限狀態計算:
a.1.0×P+1.2×D+1.2×SD+1.4×W+0.6×1.3×E;
b.1.0×P+1.2×D+1.2×SD+1.4×E+0.6×1.3×T(-)。
3.有限元計算模型的建立
3.1拉索參數
拉索材料:拉索材質為316不銹鋼,彈性模量1.4E5Mpa,泊松比為0.3;
拉索截面及破斷力:采用公稱直徑為24mm、28mm、32mm、36mm拉索,其相應的破斷力分別為:363.55kN、484.0 kN、628.98 kN、821.53 kN;
拉索的線膨脹系數:1.2 ×10-5(1/℃);
索端為鉸接。
3.2玻璃參數
玻璃配置為:12(LOW-E)+12A+10+2.28PVB+10中空鋼化夾膠玻璃,重力密度為25.6 KN/mm3;
玻璃彈性模量 0.72E5Mpa,泊松比為0.2;
玻璃的線膨脹系數:1.0 ×10-5(1/℃)。
3.3鋼材參數
本工程所用鋼材主要采用Q235B牌號鋼材,部分鋼材根據設計需要采用Q345B牌號鋼材。
鋼材機械性能Q235B(d≤16):
抗拉抗壓和抗彎強度f=215N/mm2;
抗剪強度fv=125N/mm2;
延伸率δ≥26%。
鋼材機械性能 (d≤16):
抗拉抗壓和抗彎強度f=310N/mm2;
抗剪強度fv=180N/mm2;
延伸率δ≥26%。
3.4荷載計算
a.恒載(整體結構自重)
在ANSYS11.0模型中,拉索及鋼結構的自重由程序自動計算,玻璃面板自重按點荷載進行施加,具體計算如下所示:
玻璃采用12(LOW-E)+12A+10+2.28PVB+10中空鋼化夾膠玻璃,每平米自重:標準值25.6×0.032 =0.8192 KN/m2(豎向),考慮附屬結構的自重, 取0.85KN/m2(豎向)。
b.地震作用
地震作用按點荷載進行施加,幕墻自重約0.85 KN/m2,抗震等級6度,水平地震影響系數最大值0.04,標準值: EY=5×0.04×0.85=0.17 KN/m2(垂直玻璃板面),EZ=5×0.04×0.85=0.17 KN/m2(平行玻璃板面)。
c.風荷載
風荷載的取值以《建筑結構荷載規范》 GB50009-2001(2006年版)、《玻璃幕墻工程技術規范》(JGJ102-2003)、風洞試驗報告三者中較嚴格者控制。根據荷載規范基本風壓W0取為0.40KN/m2,根據結構物表面的風壓基本上是以風吸力為主,在設計時,考慮對結構不利的工況,適當取內部風壓體型系數為-0.2,正壓區μsl =1.3,負壓區對墻面μsl = -1.0,對墻角邊μsl = -1.8,考慮到封閉結構內表面的影響,實際取對墻面μsl = -1.2,對墻角邊μsl = -2.0。
d.溫度荷載
拉索幕墻結構溫度作用按降溫-15℃,升溫+50℃考慮,程序設定參考溫度為0℃。
e.預應力作用
拉索的預應力作用以施加初應變的方式在模型中實現。
f.鋼筋混凝土層間位移作用
鋼筋混凝土層間位移對拉索的作用以施加應變的方式在模型中實現。
3.5計算模型圖
整體計算模型示意如圖15。

圖15整體計算模型示意圖
4.計算結果
4.1幕墻支撐鋼結構計算結果
幕墻支撐鋼結構計算結果如下表所示。
表一

4.2幕墻索網體系計算結果
幕墻索網體系計算結果如下表所示。
表二

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