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整个单元幕墙竖向龙骨需全部承担竖向大线条的侧风荷载

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整个单元幕墙竖向龙骨需全部承担竖向大线条的侧风荷载

发布日期:2019-05-18 作者: 点击:

 采用此体系设计,整个单元幕墙竖向龙骨需全部承担竖向大线条的侧风荷载,其侧风荷载对于单元幕墙竖向龙骨为弱轴方向受力,受力状态不合理,对于竖向龙骨本身影响最大,此外在单元幕墙竖向龙骨的底部传力构造方式非常复杂。

 

 顶部和底部各一连接板设计

  此体系设计方式通过在竖向大线条的顶部和底部各设置一个连接板,将大线条固定在单元幕墙竖向龙骨上,从而实现大线条的连接固定。其传力路径比连续或间隔均匀且密集的连接板设计略简单,大线条的侧向风荷载首先向其自身的顶部和底部传递,然后通过大线条顶部和底部的连接板直接传递给单元幕墙竖向龙骨。在单元幕墙竖向龙骨顶部和底部,其构造方式与连续或间隔均匀且密集的连接板设计一致,后续的传力路径也一致,本文不再赘述。其节点构造及传力路径如图四所示,单元幕墙竖向龙骨的底部传力构造方式所示。


  采用此体系设计,单元幕墙竖向龙骨仅需在顶部和底部承担竖向大线条的侧风荷载,且主要为传导作用,竖向龙骨本身受影响不大,但其单元幕墙竖向龙骨的底部传力构造方式依然非常复杂。

 

 仅顶部一连接板设计

  此体系设计方式通过在大线条的顶部设置一个连接板,将竖向大线条固定在单元幕墙竖向龙骨上,同时在大线条底部设置一个铝合金插芯,大线条底部通过铝合金插芯与下一层板块的大线条插接固定,从而实现大线条的连接固定。其传力路径比较简单,竖向大线条的侧向风荷载首先向其自身的顶部和底部传递,顶部由大装饰条的连接板传递至单元幕墙竖向龙骨,再传递给单元幕墙挂件,由单元幕墙挂件传递给支座,再由支座传递给主体结构。底部由大装饰条通过铝合金插芯直接传递给下一层板块的大线条,再由下一层板块的大线条通过连接板传递给下一层板块的单元幕墙竖向龙骨,再传递给下一层板块的单元幕墙挂件,由下一层板块的单元幕墙挂件传递给支座,再由支座传递给主体结构。其节点构造及传力路径如图五所示。

 

  采用此体系设计,单元幕墙竖向龙骨仅需在顶部承担大线条的侧风荷载,主要为传导作用,单元幕墙竖向龙骨本身受影响不大,单元板块之间不需要传递竖向大线条的侧风荷载,单元幕墙竖向龙骨的底部不需要特殊处理,按传统单元幕墙的插接方式设计即可。

 

对比分析

  现通过计算进行对比分析,取广东珠海市地面粗糙度C类地区工程为例,建筑高度100m高,幕墙水平分格为1500mm,层高为4200mm,根据广东省标准《建筑结构荷载规范》(DBJ 15-101-2014),立面风荷载标准值Wk1计算后取值-3。38 kN/m2,装饰条风荷载标准值Wk2计算后取值-4。61kN/m2,此处主要考虑装饰条与立柱间不同的连接方式对立柱受力的影响,在保证装饰条连接件强度满足要求的情况下,分以下三种连接体系进行考虑:

  ①第一种情况:装饰条与立柱间隔均匀且密集的连接板设计,连接板间距550mm均布;

  ②第二种情况:装饰条与立柱在顶部和底部各一连接板设计;

  ③第三种情况:装饰条与立柱在仅顶部一连接板设计,装饰条底部插芯连接。

  根据实际情况,铝立柱与装饰条整体建模计算,建立三跨模型,取中间跨结果作为幕墙立柱校核的依据。立柱按多跨简支连续梁模型计算,荷载及组合按广东省标准《建筑结构荷载规范》(DBJ 15-101-2014)设计,各种情况受力模型及SAP2000模型施加荷载如下图六所示:


  各种情况杆件应力及挠度对比如下表二示意:

  表二 各种情况杆件应力及挠度对比表

  上述表中可以看出,采用第一种情况设计时,装饰条参与幕墙竖向龙骨整体受力,杆件组合应力值较小,但杆件侧向挠度最大,且为控制作用,杆件组合挠度值也最大。采用第三种情况设计时,其杆件侧向挠度最小,说明幕墙竖向龙骨受大线条的侧风影响最小。

  6.结语

  竖向大线条在建筑中被广泛运用,插接型单元幕墙也越来越普及,对于竖向大线条插接型单元幕墙,其体系设计有多种方式,各种体系各有特点。根据上述体系设计及计算对比分析,总结以下几点体会:

  6.1竖向大线条侧向风荷载非常大,仅仅是受风面积小而已,但设计中绝对不容忽视;

  6。2 竖向大线条侧向风荷载局部体型系数取值可参考广东省标准《建筑结构荷载规范》(DBJ 15-101-2014)取用;

  6.3竖向大线条插接型单元幕墙采用连续或间隔均匀且密集的连接板设计、顶部和底部各一连接板设计,需重点考虑单元板块之间的侧向荷载传力构件设计,不能仅仅是想当然依靠单元板块之间的摩擦力传递大线条的侧向风荷载;

  6。4竖向大线条插接型单元幕墙采用仅顶部一连接板设计时,其装饰条和幕墙竖向龙骨受力各自相对独立受力,传力路径简单直接,大线条的侧风荷载对于幕墙竖向龙骨影响最小,整个体系设计也比较合理。


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