实际上, 钢材和混凝土的膨胀系数相近:
钢 材:1.2 X 10-5 / oC
混凝土:1.0 X 10-5 /o C
对杭州东站25m巨柱的温度应力进行过两次实测,幕墙支承钢结构最大温度应力发生于70mm竖向钢管,数值仅为45N/mm2,远小于钢管的强度设计值215N/mm2(图25、图26)。
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所以,钢筋混凝土结构才有可能应用。幕墙钢结构和主体钢结构或主体混凝土结构膨胀系数相同或相近,温度变化时幕墙钢结构的温度应力接近于零。实际工程钢结构往往不分段,或者不会分段太密。
铝合金结构则不同,其温度变形远大于混凝土和钢材,连接到主体结构上时,无法变形协调。铝结构连接到钢结构、混凝土结构时,应该适当分段。
韩国首尔仁川机场幕墙就是一个最典型的例子,幕墙玻璃由铝立柱和钢立柱共同支承,钢立柱与主体钢结构直接连接。由于铝材变形远远大于钢材,与钢立柱无法协调,所以铝立柱分段;而钢立柱与主体钢结构变形相同,所以钢立柱不必分段(图27)。
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三、大量幕墙钢结构不分段
如国家大剧院,215mX145m,全部焊成一个刚性的“大碗”,无分缝;鸟巢,296mX310m,钢构件全部刚性连接成为整体,没有缝;深圳湾体育馆,两馆一场由连续曲面覆盖,屋面支承结构为双向单层网壳,长 530 m,连续不分缝(图22~图24)。
高层建筑同样如此,世界最高的哈里法塔,高度度828米;上海三座高楼:金茂大厦 420 米,环球金融 495 米,上海中心 635m 。总不能把它们统统切成三米一段吧?
主体钢结构不分段,幕墙钢结构同样可以不分段(图28~图31)。
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北京凤凰传媒中心玻璃幕墙的支承钢结构长度达200m,连续焊接不分段(图32)。中国建筑科学研究院办公楼的室外电梯,夹层玻璃方钢管框架(词条“框架”由行业大百科提供)支承,立柱90m高,连续焊接不分段,无接头,多年使用没有问题(图33)。
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四、 幕墙钢结构是否分段由设计者自己决定
幕墙钢结构与主体钢结构或主体混凝土结构相连接,两者温度变形相同或相近,温度应力很小;钢材强度很高,完全可以承受温度应力。所以断与不断都不成问题,怎么做都可以,断与不断,由设计者自行决定:
全部砍断,传统做法,肯定可行,但是增加许多连接节点,费工费料。
加长杆件,减少断口,可以节省工料,但温度问题要从计算和构造上加以考虑。
全部不断,必须计算温度和位移产生的应力,分析结构的变形耐受能力,采取措施确保结构安全。【完】
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姓 名: 杨江华
职 称 : 高级工程师、壹级注册建造师
公司名称: 深圳金粤幕墙装饰工程有限公司
1983年至1987年就读于湖北工学院机械系,获工学学士学位;
1996年12月至今,于深圳金粤幕墙装饰工程有限
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构件式幕墙属于常规幕墙,在我国也是最早开始起步发展的专业幕墙,由此推算已经有30多年的发展历史,《建筑幕墙》《玻璃幕墙工程技术规范》《金属与石材幕墙工程技术规范》等都是从初期的构件式幕墙开始编制要求的,应该说是一个比较成熟的技术,但不知