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玻璃幕墙采用连续结构立柱折断一跨时的影响

2014-02-27 16:19:10 作者: 来源:第一幕墙网 我要评论1

第一幕墙网

70米~113米间正常情况下弯矩图(600

幕墙结构:

1.jpg

荷载:q=3。08kn/m

2.jpg

弯矩:

MA     MB     MC     MD     ME     MF     MG     MH     MJ     MK     ML     MP

M1     M2     M3     M4     M5     M6     M7     M8     M9     M10    M11    

3.42   2.22    2.22    2.22   2.22    2.22    2.22    2.22   2.22    2.24    2.00   4.14

   2。16    3。88    3。88   3。88    3。88   3。88    3。88   3。88    3。88    3。99    3。12

3.jpg

 

荷载:qK=2.15 kn/m                       605

4.jpg

挠度:(mm

U1      U2     U3      U4     U5     U6     U7     U8     U9    U10    U11

5。81     13。0    11。9    12。0    12。0    12。0   12。0    12。0   12。0   12。5    7。53

5.jpg

 

70米~113米间偶然折断一跨情况下弯矩图(610

 

6.jpg

在正常工作状态下。插芯连接靠间隙形成转角非常小,可视为伸缩饺,但在立柱长跨折断时,连接挑出端的插芯段,有可能转角非常大,这是插芯连接靠间隙所不可能做到的,而其下面400处的饺支座,是实体饺,正好可以做到。于是我们在结构分析图中将长跨挑出端完好保留,而将折损跨的长跨折损部分废弃,将其剩余的挑出端与插芯及邻跨伸来的长段合为一段,饺支于折损跨的固定支座上。我们所以说“偶然”,是因为在风力作用下,按设计,不可能有一跨折断。即折断是其它原因,非风力。

模型:

7.jpg

荷载:q=3.08 /m

8.jpg

弯矩:

MA     MB     MC     MD     ME     MF     MG     MH     MJ     MK     ML     MP

M1     M2     M3     M4     M5     M6     M7     M8     M9     M10    M11    

3。42   2。22    2。22   2。19   2。44    0。00    0。00   2。22   2。22    2。24    2。00   4。14

   2.17    3.88    3.89   3.77    4.87          5.09   3.88    3.87    3.99    3.12

9.jpg

弯矩的变化发生在破坏跨的相邻两侧,增量最大为1.21kn.m,

31%,从选料看,所选立柱W= 44626,一跨立柱折断后最大弯矩在其上一跨,为  5.09 kn.m。承载力验算:

σ=N en/A0+Mx/γxW enx

             =2032/1393+5090000/1×44626

=1.5+114.1 N/mm2=115.6 N/mm2

                                      <150.0 N/mm2

立柱强度验算合格,且有23 %的强度储备。

荷载:qk=2.149kn/m

10.jpg

挠度:(mm

U1      U2      U3      U4     U5     U6     U7     U8     U9    U10    U11

5。81     13。0    12。0     11。5    16。7          22。1    10。8    12。1   12。5    7。53

5.81     13.0    11.9    12.0    12.0    12.0   12.0    12.0    12.0   12.5    7.53(未折断之挠度)

11.jpg

 

挠度的变化仅发生在相邻的两跨,挠度最大增加10。1mm,达84%

但仍然有4000/180-22.1=22.20-22.1=0.1 mm,合格。

综上所述,中间一跨偶然折断情况下,并不影响其它各跨承载力。

在靠近113米处弯矩图620

12.jpg

荷载:q=3.083。15/m

13.jpg

弯矩:

MA      MB      MC      MD      ME      MF      MG           MH          MK      

M1      M2      M3      M4      M5      M6      M7     M8     M9     M10       

2.70    3.87    4.17    4.07     4.07     3.89     4.92        4.84/6.04       6.22/0.00   

    1.70    2.06    1.97    1.97     2.08       1.72    3.07   3.71   

14.jpg

 

荷载:qk=2。149 ~2。202 kN/m

挠度:(mm

U1        U2       U3        U4       U5       U6       U7       U8    

1。29       2。05      1。85       1。85     2。04     1。34      3。58      6。00   

15.jpg

 

在靠近113米偶然折断一跨情况下结构图620

16.jpg

荷载:q=3.083.15/m

17.jpg

弯矩:

MA      MB      MC      MD      ME      MF             ML        MH         MK      

M1      M2      M3      M4      M5                     M7            M8          

2.71    3.85    4.24    3.82     5.14     0.25           0.00     4.84/6.04   6.22 /0.00  

1.70    2.05    2.09    1.66      3.65                     4.77         3.66      

2.70    3.87    4.17    4.07     4.07     3.89            4.92     4.84/6.04   6.22/0.00   

    1。70    2。06    1。97    1。97      2。08                     3。07          3。71   

18.jpg

上式第12行为靠近113米的一跨折断后的弯矩,第34行为该跨未折断时的弯矩。相比可知:一跨折断破坏仅该跨两侧的支座弯矩降到零或接近零,相邻两跨跨中弯矩最多增长1。7knm,达55 %,对远端影响很小。就本例配置而言,相邻跨中弯矩最多增长到4.77 kn.m。验算如下:

 

σ=N en/A0+Mx/γxW enx

             =2032/1393+4770000/1×44626

=1.5+107 N/mm2=108.5 N/mm2

                                      <150.0 N/mm2

立柱强度验算合格,且有27 %的强度储备。

在靠近113米折断一跨后,对其余各跨刚度的影响635

荷载:qk=2.152。20 kn/m

19.jpg

挠度:(mm

U1        U2       U3        U4       U5       U6       U7       U8    

1.30       2.00      2.04       1.21     4.76    (折断 )  7。67      5。95

1.29       2.05      1.85       1.85     2.04     1.34      3.58      6.00 (未有折断之挠度)

20.jpg

由于失去折断跨的平衡作用,相邻两跨跨中挠度有较大的增长,最多为7.67 mm,达114 %,尽管如此,任然在容许范围内,挠度不超标。

结论:幕墙立柱采用连续结构,其一跨偶然折损后,将引起相邻两跨弯矩和挠度的较大增长,但仍在安全范围内,并不会引起连锁破坏。

从已建成的幕墙工程看,鲜有在风力或地震灾害中将幕墙主龙骨折断的,这也是规范要求“在设防烈度地震下经修理后应仍可使用,在罕遇地震作用下幕墙骨架不得脱落。”的要义所在。从汶川地震、玉树地震看,都没有折断幕墙主龙骨的。所以,我们不必过虑一跨主龙骨折断造成的危险。何况,上文分两种情况论述了即使有一跨主龙骨折断,也不会引起其他跨龙骨的破坏。我们应放心大胆地使用连续结构做幕墙的主龙骨。

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