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重庆江北国际机场指廊端头单索幕墙工程设计与施工

来源:2014年会论文集  作者:刘长龙 李涛 赵西安  日期:2014-4-9
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  [摘要] 本文介绍了重庆江北国际机场指廊单索玻璃幕墙设计,分析了主要幕墙的结构计算、理论分析和施工方法,并通过有限元分析及幕墙试验进行了验证。
  [关键词] 单索幕墙、 单索结构、结构计算;

  2.6幕墙采用的主要材料

  玻璃: 8(透明)+0.76PVB(透明)+0.38PVB(淡蓝)+8(透明)钢化夹胶玻璃,上海耀皮和深圳南玻公司原片,深圳三鑫公司深加工产品;

  铝单板:3mm厚,铝合金材质5005,四道氟碳树脂涂层,采用香港益龙公司产品;

  玻璃胶:透明,杭州之江公司“金鼠牌”中性密封胶;

  点式幕墙配件:材质316L,深圳贵航公司产品。

  3.结构体系静力计算分析

  3.1设计基本参数取值

  3.1.1地区基本风压:W0=0.50KN/m2, 基本雪压:0.15 KN/m2;风压高度变化系数μZ取1.0,风荷载体形系数μS取1.2,风振系数βZ取2.0;

  3.1.2地区粗糙度类别:B类,场地类别:Ⅱ类;

  3.1.3地震基本烈度为7度,近震考虑;

  3.1.4屋面活载;0.3 KN/m2,屋面检修荷载:0.60 KN/m2;

  3.1.5悬挂荷载:主楼0.3 KN/m2;指廊0.8 KN/m2;连廊0.8 KN/m2;

  3.1.6屋面系统荷载:檩条、面板保温材料自重:0.45 KN/m2;

  3.1.7玻璃配置为钢化夹胶玻璃,8+1.14PVB+8,自重0.41Kpa,弹性模量E=1.0×105N/mm2。

  3.1.8拉索采用φ22不锈钢拉索,弹性模量E=1.25×105N/mm2,破断强度为304.80KN。

  3.1.9温差:按△T=80O考虑。

  3.2单层索网结构计算模型

  在索网体系计算中,选取整体结构进行空间有限元分析,计算模型如图10。在计算中其边界条件假定为:竖向拉索与顶部及底部箱形钢梁考虑为铰接,约束三个方向线位移;拉边界条件考虑足够刚性,索网不受主体结构及周边箱形钢梁变形的影响。每个节点承受的荷载为:PK1=4.24KN(标准值), PK2=4.36KN(标准值)。

 

  3.3钢结构计算模型

  在索网结构支撑钢结构体系计算中,选取整体结构进行空间有限元分析,在计算中其边界条件假定为:支撑钢结构与屋面钢结构及主体土建结构考虑为铰接,约束x及y两个方向线位移,结构自重在计算时导入,计算时,与索网体系考虑整体模型进行计算,支撑钢结构弯矩示意如图11。

  3.4计算结果分析

  3.4.1不锈钢φ22拉索最大拉力85.334KN,拉索最大应力295.938N/mm2,φ22不锈钢拉索预拉力40.58KN,φ22不锈钢拉索最大变形165.5mm,f/L=165.5/8950=1/54<1/50,最大应力及变形产生在中间跨三根拉索;

  3.4.2支撑钢结构体系周边箱形钢梁最大正应力及负应力发生在箱形钢立柱与顶部箱形钢梁连接处,分别为295.938N/mm2和77.86 N/mm2;最大变形产生在中间跨,f=4.79mm;

  3.4.3支撑钢结构体系箱形钢立柱最大正应力及负应力发生在中间两根处,分别为29.49N/mm2和42.22 N/mm2;最大变形产生在中间两根中点处,f=18.36mm;

  4.单索幕墙的工作原理

  玻璃幕墙中的单索结构支撑体系和双层索桁架结构支撑体系一样,是拉索结构体系中的一种,它可以由单向拉索组成的(如图12),也可以由双向拉索组成的(如图13),单索与玻璃的连接形式只要能满足和适应玻璃的变形,可以采用驳接爪点式、梅花夹式及不锈钢夹板式等多种形式、。由于幕墙玻璃与单索之间的距离比较小,单索结构支撑体系大大节省了大跨度结构支撑体系所占用的建筑空间,是一种全新的受力体系,在国内一些公共建筑及酒店大堂外幕墙装饰工程中得到了比较广泛的应用。

  4.1工作原理

  分析单索结构支撑体系的工作原理就是为了了解单索结构抵抗水平荷载作用时的工作状态,了解单索结构变形与预拉力的关系、拉索内应力的大小、单索结构在抵抗水平荷载作用时各节点的适应能力(如图14)。玻璃幕墙在承受水平荷载作用时通过单索与玻璃间连接装置将其转化为节点集中荷载P作用于单索上,只要在索网中有足够的预拉力NO和挠度F,就可以满足力学平衡条件。当P为定值时,挠度F和预拉力NO成反比。因此预拉力NO和挠度F是单索幕墙结构设计当中两个重要的参数,必须经过结构试验和有限元理论计算分析后才能确定。

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  重庆江北国际机场简称江北机场,位于重庆市郊东北方向21公里渝北区两路镇。江北机场是西南地区三大航空枢纽之一,也是国 家大型枢纽机场,中国十大机场,世界百强机场。率先在西部地区开通直飞欧洲的航线。
原文地址:http://www.52mqw.com/info/2014-4-9/36673-1.htm
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