成都东站索网幕墙计算3d3s.doc

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1、索网幕墙计算分析一.工程概况说明计算工程背景：成都东客站索网幕墙n工程所在城市：成都n工程所属建筑物地区类别：C类n工程所在地区抗震设防烈度：7度（0.10g）n工程基本风压：0.3kN/m2二.荷载计算n1.风荷载n2.地震荷载n3.温度荷载n4.荷载组合1.风荷载n标高为31.2m处风荷载计算nW0:基本风压W0=0.30kN/m2nβz:31.2m高处风振系数对15m以下取2；15m以上25m以下取2.25；25m以上40m以下取2.45；40m以上取2.7。nμz:31.2m高处风压高度变化系数(按Ｃ类区计算):(GB50009-2001)(2006年版)μz

2、=0.616×(Z/10)0.44=0.616×(31.2/10)0.44=1.016nμs:风压体型系数(墙面区)取μs=1.2n风荷载标准值:WkWk=βz×μz×μs×W0(GB50009-2001)（2006年版）=2.45×1.016×1.2×0.300=0.896kN/m2n因为Wk≤1.0kN/m2，取Wk=1.0kN/m2，按JGJ102—2003第5.3.2条采用。2.地震荷载nqEAk:地震作用设计值(KN/m2)nGAk:玻璃幕墙构件(包括玻璃和框)的平均自重:500N/m2n垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值:qEAk=5×αmax×GAk

3、=5×0.080×500.000/1000=0.200kN/m23.温度荷载计算中温差极限值为-15℃～40℃拉索的线膨胀系数为1.6×10-54.荷载组合n单层索网结构是典型的几何非线性结构，《建筑结构荷载规范》（2006版）规定的基本组合表达式不适用于这种结构承载能力极限状态的计算，否则会使其安全系数降低，因此，在单层索网结构计算时，承载能力极限状态的荷载也采用荷载标准值，拉索总安全系数取值为2.5。n（1）正常使用极限状态①1.0×恒载+1.0×预拉力＋1.0×风荷载②1.0×恒载+1.0×预拉力＋1.0×风荷载＋0.7×(+40℃)③1.0×恒载+1.0×预拉

4、力＋1.0×风荷载＋0.7×(-15℃)n（2）承载能力极限状态①1.0×恒载+1.0×预拉力＋1.0×风荷载＋0.5×地震荷载②1.0×恒载＋1.0×预拉力＋1.0×风荷载＋0.7×(+40℃)③1.0×恒载＋1.0×预拉力＋1.0×风荷载＋0.7×(-15℃)三.拉索计算n1.说明n2.计算模型n3.计算结果1.说明n1）面板：玻璃面板采用10Low-E+12A+10中空钢化玻璃。n2）钢型材：横向钢梁采用材质Q235B的1100×600×26×26箱型钢梁，表面氟碳喷涂处理；顶部钢桁架采用材质Q345钢，表面氟碳喷涂处理。n3）拉索：本系统只设有竖向索，不设横向

5、索，竖索选用Φ22mm的不锈钢钢绞线，具体参数如下表所示：表1拉索材料性能的参数规格（mm）结构金属断面积（mm2）钢丝直径（mm）最小破断力（kN)弹性模量（105N/mm2）线膨胀系数φ221×61286.272.44325.021.291.66×10-52.计算模型n采用3D3S软件对单层索网幕墙结构进行数值模拟分析，拉索的预拉力经过反复验算后确定。对结构在3D3S软件中，采用如下考虑：n1)分析类型：非线性结构、静态；n2)边界条件：竖向索与顶部钢梁均为铰接；n3)荷载以集中力形式施加在模型上。计算见下图：最大拉力最大挠度3.计算结果n初始预拉力：预估预拉力=

6、最小破断力×（0.15～0.25）=325.02×（0.15～0.25）=48.75～81.26kN取预拉力=50kNn拉力值N=113.121KN<最小破断力／2.5＝130.008KNn最大扰度df=376.609mm

7、，定义后结果如下图所示。5.点击构件属性→定义只拉单元→选择预定义单元6.点击构件属性中的节点边界，给索施加节点约束。7.节点约束定义后的图形如下8.点击内力分析→计算内容选择及执行→初始状态确定→计算参数→非线性初始态9.建筑用索定义→定义主动索→定义→选中所有索单元→计算10.点击施加节点荷载，给所有节点施加Z向-0.6KN的恒荷载。11.内力分析→初始态计算结果显示查询→内力显示12.施加节点荷载→施加X向1KN风荷载施加活荷载→施加X向0.2KN活荷载施加温度增量→（-15℃—40℃）13.内力分析→计算内容选择及执行→非线性分析→非线性荷载