工程案例分析：廈門杏林灣營(yíng)運(yùn)中心幕墻設(shè)計(jì)解析

　　本項(xiàng)目在汕頭大學(xué)剛性模型風(fēng)洞測(cè)壓試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用剛性模型風(fēng)洞測(cè)壓試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行“風(fēng)致響應(yīng)及等效靜力風(fēng)荷載計(jì)算”。

　　在高層建筑結(jié)構(gòu)（詞條“高層建筑結(jié)構(gòu)”由行業(yè)大百科提供）的風(fēng)致響應(yīng)分析中，其力學(xué)模型大致分為三類：分別為串聯(lián)質(zhì)點(diǎn)模型、層剛片模型和精細(xì)的空間有限元模型，本項(xiàng)目采用了精細(xì)的空間有限元模型，見圖1-2。圖1-2是由北京市建筑設(shè)計(jì)研究院提供的ETABS高層軟件模型轉(zhuǎn)換為SAP2000軟件的模型。

　　采用汕頭大學(xué)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室測(cè)量的脈動(dòng)風(fēng)壓時(shí)程數(shù)據(jù)，首先分析得到測(cè)點(diǎn)上的脈動(dòng)風(fēng)壓均方根、脈動(dòng)風(fēng)壓功率譜，再按空間結(jié)構(gòu)隨機(jī)風(fēng)振分析方法對(duì)該高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行風(fēng)振動(dòng)力分析，包括順風(fēng)向、橫風(fēng)向和繞豎軸的扭轉(zhuǎn)空間風(fēng)致振動(dòng)，連同平均風(fēng)荷載一起，給出每一樓層的三分力(水平X、Y 向合力和繞Z軸扭矩)等效靜力風(fēng)荷載;同時(shí)給出脈動(dòng)風(fēng)荷載作用下每一塔樓頂部樓層的峰值加速度值，以判斷人體舒適度用。

　　圖18 風(fēng)振分析分析結(jié)果

　　表2 頂部樓層中心最大加速度(m/s2)

　　4.2.1 設(shè)計(jì)原理及方法

　　(1)有關(guān)內(nèi)力和變形（詞條“變形”由行業(yè)大百科提供）的計(jì)算均采用彈性方法進(jìn)行，對(duì)部分變形較大的場(chǎng)合，如索結(jié)構(gòu)，考慮幾何非線性的影響。

　　(2)進(jìn)行構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，對(duì)于靜定結(jié)構(gòu)，采用材料力學(xué)、彈性力學(xué)的相關(guān)假設(shè)、公式、原理及方法進(jìn)行計(jì)算;對(duì)超靜定結(jié)構(gòu)，一般利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行計(jì)算。

　　(3)進(jìn)行面板的設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，一般是基于撓度不大于厚度條件下的彈性小變形理論，采用彈性小撓度計(jì)算公式，并考慮與大撓度分析方法計(jì)算結(jié)果的差異，將應(yīng)力與撓度計(jì)算值進(jìn)行折減;對(duì)支撐條件比較特殊的面板，一般采用有限元方法進(jìn)行計(jì)算。

　　(4)除按上述原理及方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算外，還需遵守現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范的規(guī)定。

　　4.2.2 設(shè)計(jì)荷載分析與組合原則

　　在作用于幕墻上的各種荷載中，主要有風(fēng)荷載、地震作用、幕墻結(jié)構(gòu)自重和由環(huán)境溫度變化引起的作用效應(yīng)等等。其中，風(fēng)荷載、地震作用為作用在幕墻上的動(dòng)荷載;結(jié)構(gòu)自重和由環(huán)境溫度變化引起的作用效應(yīng)為作用在幕墻上的靜荷載。

　　在幕墻的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中通過預(yù)留一定的間隙，消除了由各種構(gòu)件和飾面材料熱脹冷縮（詞條“熱脹冷縮”由行業(yè)大百科提供）引起的作用效應(yīng)。所以，作用于幕墻立面的平面外荷載、地震作用，幕墻平面內(nèi)主要是幕墻結(jié)構(gòu)自重，其中風(fēng)荷載引起的效應(yīng)最大。

　　在進(jìn)行幕墻構(gòu)件、連接件和預(yù)埋件承載力計(jì)算時(shí)，采用荷載設(shè)計(jì)值;進(jìn)行位移和撓度計(jì)算時(shí)，采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值。

　　(1)風(fēng)荷載

　　按規(guī)范要求，風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取=1.4，即風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值為：

　　W =γ/W·Wk…………………………… (4.2.2-1)

　　(2)地震作用

　　幕墻平面外水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式如下：

　　qEK =βEαmax·Gk/A………………… (4.2.2-2)

　　式中：

　　qEK為垂直幕墻平面的分布水平地震作用(kN/㎡) ;

　　βE=γηζ1ζ2≈5.0(按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011-2010)，其中，γ=1.4，η=0.9;ζ1 =2.0;ζ2=2.0;

　　αmax為水平地震影響系數(shù)最大值;Gk/A為單位面積的幕墻結(jié)構(gòu)自重(kN/㎡)。

　　按規(guī)范要求，地震作用的分項(xiàng)系數(shù)取γE = 1.3，即地震作用設(shè)計(jì)值為：

　　qE =γE·qEK=1.3 qEK…………………… (4.2.2-3)

　　(3)幕墻結(jié)構(gòu)自重

　　按規(guī)范要求，幕墻結(jié)構(gòu)自重的分項(xiàng)系數(shù)取γG=1.2(自重起主要控制作用時(shí)為1.35)。

　　(4)雪荷載

　　按規(guī)范要求，雪荷載的分項(xiàng)系數(shù)取γG=1.4。

　　(5)施工荷載、清洗荷載等：按規(guī)范取值。

　　(6)荷載組合

上一頁123456下一頁