浅谈玻璃幕墙中大跨度立柱的设计

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1、2014年第2期·91·第40卷总第178期SichuanBuildingMaterials2014年4月DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2014.02.041浅谈玻璃幕墙中大跨度立柱的设计赵鑫(中国建筑西南设计研究院有限公司,四川成都610042)摘要:针对玻璃幕墙设计中的立柱跨度大的位置,W=β×μ×μ×W=1．7×1．05237×1×0．3=kvpgzsvp1z0简单地介绍了几种可行的立柱设计方法及验算过程。通过20．536708kN/m对立柱的安装、生产、运输等成本、强度、刚度等计算的22W<1kN

2、/m,取W=1kN/mkvpkvp分析,总结出在何种条件下采用相应的立柱形式满足不同立柱负风压风荷载标准值计算如下:装饰效果,为今后类似工程的设计提供有益的借鉴。W=β×μ×μ×W=kvngzsvn1z0关键词:玻璃幕墙;大跨度;立柱;设计-0．536708kN/m2中图分类号:TU382文献标志码:BW>-1kN/m2,取=-1kN/m2kvn文章编号:1672-4011(2014)02-0091-032．2风荷载设计值计算2W:风荷载设计值:kN/m0前言γ:风荷载作用效应的分项系数:1．4w本文中的玻璃幕墙指的是框架式玻璃幕墙(非点式、拉

3、按JGJ102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》中5．1．6条索、单元玻璃幕墙)。随着玻璃幕墙的广泛应用,建筑师为规定采用立柱风荷载作用计算2了使建筑有足够的通透性及外视效果,门厅位置、展厅等W=γ×W=1．4×1=1．4kN/mvpwkvp二层层间都没有设计土建结构梁,该部位土建结构梁的取2W=γ×W=1．4×(-1)=-1．4kN/mvnwkvn消对于玻璃幕墙的立柱设计就有了更高的要求。3立柱计算1立柱设计及验算3．1立柱荷载计算本文以成都地区某立柱跨度为9m、立柱左右分格均为1．2m的玻璃幕墙为例进行设计,如果采用传统的铝合金立柱,势必会

4、加大立柱的截面尺寸和厚度,而一般玻璃幕墙完成面距结构完成面为250~300mm,加大立柱的截面尺寸很可能不能满足玻璃幕墙的安装尺寸;铝合金立柱的一般生产长度为6m,9m的长度在材料的生产上提高了难度,运输成本也相应增加,整个幕墙的成本会大大增加,因此传统的铝合金立柱不适合大跨度玻璃幕墙。根据具体的工程可以采用不同立柱形式:钢铝叠合立柱(见图1)、型钢立柱(见图2)等,以上述立柱9m跨度情况对两种立柱图3立柱计算简图图4立柱受力简图的强度、刚度进行验算。通过有限元分析计算得到立柱的弯矩图如图5。图1钢铝叠合截面图2型钢截面2荷载计算图5立柱弯矩图

5、图6立柱轴力图2．1风荷载标准值计算立柱正风压风荷载标准值计算如下:立柱弯矩分布如表1。作者简介:赵鑫(1979-),男,主要从事建筑幕墙设计及施工相关工作。·92·2014年第2期2014年4月SichuanBuildingMaterials第40卷总第178期表1立柱弯矩分布表表4立柱挠度分布表列表条目12345列表条目12345偏移/m0．0000．9231．8452．7683．690偏移/m0．0000．9231．8452．7683．690弯矩/(kN·m)0．0004．5807．5979．0528．944挠度/mm0．00

6、010．92319．82525．33526．792偏移/m8．2008．2908．3808．4708．560偏移/m8．2008．2908．3808．4708．560弯矩/(kN·m)-14．073-12．431-10．804-9．192-7．595挠度/mm0．000-0．149-0．245-0．293-0．302列表条目678910列表条目678910偏移/m4．5105．4336．3557．2788．200偏移/m4．5105．4336．3557．2788．200弯矩/(kN·m)7．5374．478-0．143-6．327-14．073

7、挠度/mm24．70919．21711．7514．4090．000偏移/m8．6408．7308．8208．9109．000偏移/m8．6408．7308．8208．9109．000弯矩/(kN·m)-6．187-4．618-3．064-1．5250．000挠度/mm-0．282-0．235-0．168-0．0870．000最大弯矩发生在8．2m处,M:幕墙立柱在风荷载和地最大挠度发生在3．5875m处,最大挠度为26．835mm震作用下产生弯矩(kN·m);M=14．0729kN·m。立柱在荷≤30mm。载作用下的轴力图如图6。Hvmax8．

8、2D=×1000=×1000=45．5556mmfmax180180立柱在荷载作用下的支座反力信息见表2。表2支座反力信息表立柱主截面最大挠度Umax