点支撑玻璃幕墙风荷载受力分析

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1、点支撑玻璃幕墙风荷载受力分析　　【摘要】点支撑式玻璃幕墙主要受风荷载，本文利用大型有限元分析软件ANSYS分析玻璃幕墙在风荷载下的响应，通过非线性分析并考虑大变形，模拟玻璃幕墙的顺风向位移和结构应力，通过位移云图和应力云图，玻璃幕墙在风荷载作用下能够保持足够的强度和稳定性，由此说明了点支撑玻璃幕墙是一种结构稳定、造型美观、经济适用的结构，广泛适用于高层及及超高层建筑。　　【关键词】点支撑玻璃幕墙；风荷载；非线性分析；大变形；位移云图　　随着我国建筑业的迅速发展，玻璃幕墙已经广泛适用于高层及超高层已经成为现代化建筑的一个重要的

2、组成部分。玻璃幕墙是一种常见的维护结构，对该结构来说，风荷载是其主要承受的荷载，也是其最主要的破坏荷载，特别是由于较大的局部风压对玻璃幕墙的破坏更为严重。　　一、风荷载概述　　对于建筑外墙体风荷载起主要作用，其数值可达2.0～5.0kN/m2，使墙体产生很大的应力，玻璃幕墙本身必须具有足够的承载力，避免在风压下破碎。对于主要承重结构，风荷载标准值的表达形式可有两种形式，其一为平均风压加上由脉动风引起导致结构风振的等效风压，另一种为平均风压乘以风振系数。由于在结构的风振计算中，一般往往是第一振型起主要作用，因而我国与大多数国家

3、一样，采用后一种表达形式，即采用风振系数βz。它综合考虑了结构在风荷载作用下的动力响应，其中包括风速随时间、空间的变异性和结构的阻尼特性等因素。根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2001，垂直于建筑物表面的风荷载标准值，应按下述公式计算：当计算主要承重结构时：2，恒载主要为结构构件的装饰件自重。管桁架主管采用Φ189×4.5钢管，支管采用Φ48×3钢管，拉索为Φ20钢芯拉索，墙面维护为钢化点支撑玻璃幕墙。计算假定：以拉索采用LINK10单元，桁架采用BEAM4单元，玻璃幕墙采用SHELL63单元。考虑玻璃对钢索桁架协同

4、作用有利贡献。（2）非线性分析。对于复杂的非线性问题，ANSYS便体现出其卓越的性能，非线性最大的特征就是变结构刚度，ANSYS程序可求解静态和瞬态非线性问题，包括几何非线性、材料非线性、接触非线性。目前主要有三种发法：增量法、迭代法、最小化法。本分析用迭代法。迭代法：把全部荷载都作用在结构上，然后进行一系列的迭代计算，由于在每次迭代中，都取刚度的某个近似的常数值，基本方程得不到满足。于是算得的不平衡部分又作为下次迭代的荷载，以此计算出附加的位移增量，过程重复进行，直到基本方程得到精度容许的近似满足为止。（3）求解结果。顺风

5、向位移和应力求解结果如下图：　　三、结语　　（1）通过模拟索桁架玻璃幕墙在风荷载作用下的顺风向位移和应力，说明了索桁架玻璃幕墙在风荷载作用下其变形不至于过大，从而保证结构的整体稳定性。（2）索桁架玻璃幕墙是一种比较理想的结构体系，造型美观，通过拉索的拉力来平衡风荷载，结构受力合理，能够最大限度的满足使用功能要求。　　参考文献　　[1]陈建涛，姜丽丽，张彦娇.索桁架玻璃幕墙结构的承载性能研究[J].煤炭工程.2012（3）：24～28　　[2]王莺歌，李正农.索桁式玻璃幕墙风荷载时程模拟及风振响应[J].昆明理工大学学报.20

6、11（2）：26～37