浅析幕墙铝合金型材截面的最优性

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1、间州浅析幕墙铝合金型材截面的最优性王静曹雪松山东职业学院土木工程系山东省鸿鑫工程有限公司摘要：玻璃幕墙中铝合金立柱是主要受力构件，其截面的合理设计对结构的受力、工程造价方面有着直接的影响。本文从幕墙立柱铝合金型材的受力计算出发，分析了在型材截面积相同，即线密度相同的情况下，型材截面壁厚和外形尺寸的变化对承载力和挠度的影响，并就幕墙铝合金型材截面的最优性进行了分析。关键词：幕墙；铝合金型材；立柱Abstract：ThealuminumaUoycolumnisthemainstressedcomponenti

2、ntheglasscurtainwall，therationaldesignofthesectionhasadirectimpactonthestructurestressandthecosteconomy．Fromthestressofcurtainwallaluminumalloyprofilecalculating，thisarticleanalyzedtheeffectionofvariationofthicknessandsizechangesectionofaluminumalloyonthe

3、bearingcapacityanddeflectionunderthesameconditionswithsameprofilesectionarea，atlastanalyzedtheoptimalityofaluminumalloyprofilesectioninthecurtainwall．Keywords：curtainwall，aluminumalloy，column1前言玻璃幕墙是现代公共建筑广泛采用的一种外嗣护系统。它以现代、明快的造型。为广大建筑师所青睐。一般来说，玻璃幕墙分为框支承玻璃

4、幕墙、全玻幕墙及点支承玻璃幕墙等几类，其中框支承玻璃幕墙应用最为广泛，它悬挂在主体结构之外。由支承结构体系与玻璃面板组成。玻璃幕墙不承担主体结构所受的荷载，只承受作用在其上的风荷载、地震荷载和自重。它的荷载传递路线为：水平风荷载、水平地震荷载等一玻璃面板一横梁一立柱一主体建筑结构。由此可见，框支承玻璃幕墙的支承结构横梁和立柱是其主要受力构件。横梁和立柱一般采用铝合金型材。铝型材具有重量轻、强度高、耐腐蚀、使用寿命长、装饰性好等优点，因此广泛应用在框支承玻璃幕墙的支承结构中。作为幕墙的主要受力构件．铝型材截

5、面的合理设计对结构的受力、工程造价经济

6、生有着直接的影响。本文就铝合金幕墙型材截面的最优性进行分析。探讨其对幕墙结构受力及造价的影响。2规范对铝合金型材受力的要求设计铝合金型材需满足国家规范、加工工艺以及各项性能指标的要求．计算方式及取值按照相关国家规范及标准要求进行。下面以铝合金明框玻璃幕墙立柱的计算为例，探讨其受力与型材截面特性的关系。根据国家相关规范与标准，铝合金幕墙立柱需进行三个方面的计算校核：立柱的强度、刚度和抗剪计算。2．1幕墙立柱的强度计算根据GB50429--2007《铝合金结构设计规范》

7、8．1．1，对拉弯构件，校核依据见公式(1)。N／Am+M／一。xWJ+坂／(y,xW。j≤工(1)式中：Ⅳ_轴向拉力，此处为幕墙自重；．弘，Mx_一绕截面x轴和Y轴的弯矩；A。——型材有效净截面面积；彤⋯肜。v_一型材截面对x轴和Y轴的有效净截面模量；M，y、——截面塑性发展系数；卜铝型材的抗拉强度，以6063一T5来说，铝合金型材抗拉强度f。=90N／mm2。2．2立柱的刚度计算根据JGJ102--2003(玻璃幕墙工程技术规范》，校核依据见公式(2)。df≤L／180(2)式中：卜立柱最大挠度；￡—

8、—立柱计算跨度。20]3．0345圃删2．3立柱的抗剪计算根据GB50429--2007《铝合金结构设计规范》6．1．2，校核依据见公式(3)。仁y一×酬取U≤鼻(3)式中：7——立柱剪应力：S——计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩：，卜—一立柱毛截面对x轴惯性矩；≠，一腹板厚度：y。*_一计算截面的最大剪切力；‘——铝型材的抗剪强度，以6063一T5来说，铝合金型材抗剪强度工=55N／mm2。由以上公式可知。在幕墙立柱所受的轴力Ⅳ、弯矩M、剪力y及铝型材牌号种类一定的情况下，强度、抗剪能否满足要求，

9、与型材的截面特性有着直接的关系，包括有效净截面面积A一有效净截面模量形一W一面积矩S、惯性矩L、腹板厚度“等参数。在幕墙立柱的计算过程中。一般立柱剪应力下校核没有太大问题，比较容易满足要求，而立柱的强度和刚度如果设计不当，则不容易满足规范要求。下面就幕墙立柱铝合金型材截面面积一定(即线密度相同)，即立柱造价相同的情况下．分析型材的不同截面形式及壁厚对幕墙立柱受力的影响．进行铝合金幕墙型材截面的最优性分析。3不同截面型材的幕墙立