2014幕墻規(guī)范的新解讀6

1、 幕墻規(guī)范的新解讀 幕墻規(guī)范的新解讀 （ 6 ）幕墻鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一些問題 幕墻鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一些問題趙西安 趙西安（中國(guó)建筑科學(xué)研究院 北京 100013） 一、 一、 鋼結(jié)構(gòu)的分段問題 鋼結(jié)構(gòu)的分段問題1 鋁型材骨架應(yīng)當(dāng)分段 鋁型材骨架應(yīng)當(dāng)分段鋁型材立柱層層分段，橫梁與立柱通過螺栓鉸接，這是常規(guī)的做法。鋁型材骨架這種做法，是為了減少溫度變化時(shí)在骨架中產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，這對(duì)鋁合金型材是必要的，因?yàn)椋?） 鋁的

2、溫度線脹系數(shù)為 2.35X10-5/oC，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋼材的線賬系數(shù) 1.2X10-5/oC ， 更遠(yuǎn)大于混凝土的線脹系數(shù) 1.0X10-5./oC。無論鋁型材骨架固定在鋼結(jié)構(gòu)上還是固定在混凝土結(jié)構(gòu)上，溫度變化時(shí)都要產(chǎn)生很大的變形差，從而出現(xiàn)很大的溫度應(yīng)力。2） 鋁合金的彈性模量為 0.7X105MPa，在端部不可位移時(shí)，溫度變化 1oC 將在鋁型材中產(chǎn)生 1.6MPa 的應(yīng)力；溫度變化 50OC，溫度應(yīng)力將達(dá)到 80MPa。而鋁合金的強(qiáng)

3、度較低，難以承受如此大的溫度應(yīng)力。因此，鋁合金骨架采用分段的方式來減少溫度變化的影響是合理的。JGJ 102 和 JGJ 133新版本規(guī)定了鋁合金橫梁的長(zhǎng)度每段不超過 9m；立柱每段長(zhǎng)度不超過 12m。2 分段不是解決溫度問題的唯一 分段不是解決溫度問題的唯一`方法 方法2.1 解決溫度問題的兩種方法 解決溫度問題的兩種方法鋼骨架是不是也要按照鋁合金骨架的方式來做呢，是不是一定要豎向分段，水平也分段？我們的回答是：不一定要切得這么碎。

4、切碎是設(shè)計(jì)最省事的辦法，尺寸越小，溫度的影響就小，這是盡人皆知的常識(shí)。把構(gòu)件切碎，弄成短短的，當(dāng)然就不用費(fèi)心去做溫度應(yīng)力計(jì)算，不用專門考慮抗溫度變化措施。由于最初做幕墻的不是建筑結(jié)構(gòu)行業(yè)，而是飛機(jī)制造行業(yè)，所以歷史地形成了通通切斷的行業(yè)習(xí)慣。對(duì)付溫度影響不一定要斷開，斷開是一種方法，但不是唯一方法。解決溫度的影響可以有兩條途徑：1） 構(gòu)件斷開，支點(diǎn)自由，結(jié)構(gòu)隨溫度變形，減少或消除溫度應(yīng)力這。稱為“有變形，無應(yīng)力”；2） 構(gòu)件連續(xù)，支點(diǎn)

5、約束，結(jié)構(gòu)溫度變形受到限制，甚至不準(zhǔn)變形，溫度應(yīng)力由鋼結(jié)構(gòu)自己的強(qiáng)度承受。稱為“有應(yīng)力，無變形”。解決溫度變化問題的兩種辦法在實(shí)際中都有應(yīng)用：1） 有溫度變形，無溫度應(yīng)力：常規(guī)幕墻的骨架；老式低速鐵路的鐵軌（長(zhǎng)度 13.2m） ；用許多溫度縫分 開的廠房；帶活動(dòng)接頭的管道；圖 2 中國(guó)建研院辦公樓外部電梯，鋼管立柱高 90m 連續(xù)不分段2.3 幕墻鋼結(jié)構(gòu)是否分段由設(shè)計(jì)者自己決定 幕墻鋼結(jié)構(gòu)是否分段由設(shè)計(jì)者自己決定幕墻鋼結(jié)構(gòu)

6、與主體鋼結(jié)構(gòu)或主體混凝土結(jié)構(gòu)相連接，兩者溫度變形相同或相近，溫度應(yīng)力很??；鋼材強(qiáng)度很高，完全可以承受溫度應(yīng)力。所以斷與不斷都不成問題，怎么做都可以，斷與不斷，由設(shè)計(jì)者自行決定：全部砍斷，傳統(tǒng)做法，肯定可行，但是增加許多連接節(jié)點(diǎn)，費(fèi)工費(fèi)料。加長(zhǎng)桿件，減少斷口，可以節(jié)省工料，但溫度問題要從計(jì)算和構(gòu)造上加以考慮。全部不斷，必須計(jì)算溫度和位移產(chǎn)生的應(yīng)力，分析結(jié)構(gòu)的變形耐受能力，采取措施確保結(jié)構(gòu)安全。二、 二、 鋼立柱分段后上下柱的連接 鋼立柱分

7、段后上下柱的連接1 上下柱是否連接取決于立柱計(jì)算圖形 上下柱是否連接取決于立柱計(jì)算圖形1.1 按鉸接多跨梁設(shè)計(jì)的立柱應(yīng)加以連接 按鉸接多跨梁設(shè)計(jì)的立柱應(yīng)加以連接立柱如果上下連通不分段，那就不存在上下柱連接的問題。上下柱的連接是因?yàn)榉侄味a(chǎn)生。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)如果將立柱作為鉸接多跨梁設(shè)計(jì)，接頭部位就是一個(gè)鉸節(jié)點(diǎn)，鉸節(jié)點(diǎn)應(yīng)滿足兩個(gè)條件：接頭處上下柱的水平位移相等；接頭應(yīng)能傳遞水平剪力。這就要求：1） 連接部件應(yīng)與上下柱緊密接觸，連接可靠，沒有