由表3可以看出雙跨梁彎矩的變化規(guī)律。在一般情況下,大約當

彎矩變化如圖8所示;當

時,彎矩變化如圖9所示。可見其變化規(guī)律與

有直接關(guān)系。
同時我們還可以得到一個重要結(jié)論,雙跨梁中間支座處的彎矩最大。因此,在進行幕墻設(shè)計時,應(yīng)取幕墻立柱中間支座處的彎矩為驗算強度的最大彎矩。
圖8 雙跨梁彎矩變化示意圖之一
圖9 雙跨梁彎矩變化示意圖之二
綜上所述,為了保證結(jié)構(gòu)安全和提高經(jīng)濟性能,在設(shè)計雙跨梁結(jié)構(gòu)型式的幕墻立柱時,選擇合適的短跨與全跨比例因子

是關(guān)鍵,結(jié)構(gòu)優(yōu)化的基礎(chǔ)就是根據(jù)實際條件選擇合適的

值。

的變化范圍是0至0.5,隨著

值從小變大,在相同的外部荷載條件下,雙跨梁的各項力學(xué)參數(shù)的最大值(如最大支座反力、最大撓度和最大彎矩)是越來越小。
2.2.4 雙跨梁的相關(guān)問題的討論
(1) 雙跨梁力學(xué)計算模型的與實驗數(shù)據(jù)差別的原因分析
通過研究,關(guān)于幕墻立柱雙跨梁力學(xué)計算模型,人們得到了不少理論研究成果和實用計算方法,同時人們也做了不少實驗,用以驗證理論計算的正確性。人們發(fā)現(xiàn),
幕墻性能試驗結(jié)果與理論計算存在一定差異,其撓度理論計算結(jié)果完全滿足規(guī)范要求,但在試驗過程中,卻發(fā)現(xiàn)幕墻立柱撓度已經(jīng)超出了設(shè)計要求。
其原因主要有:①幕墻立柱采用雙跨梁力學(xué)計算模型是有一定條件的,我們忽略了結(jié)構(gòu)的次 要因素,并將計算模型建立在一些假設(shè)的基礎(chǔ)之上。②根據(jù)目前幕墻立柱與主體結(jié)構(gòu)的連接形式,通過
不銹鋼螺栓連接立柱與主體結(jié)構(gòu)的連接件,通常這種連接形式中立柱的開孔直徑比螺栓直徑大1-2mm。當外荷載作用到幕墻立柱上時,由于孔徑相差即產(chǎn)生支座位移,對于靜定的簡支梁而言支座位移不對
構(gòu)件內(nèi)力產(chǎn)生影響、只對構(gòu)件產(chǎn)生附加變形;但對于超靜定的雙跨梁來說,支座發(fā)生位移后,構(gòu)件的內(nèi)力及變形也會相應(yīng)變化,尤其當雙跨梁短跨跨度與全跨跨度比例較小時,產(chǎn)生的附加變形將會更大。
(2) 雙跨梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化應(yīng)考慮的因素
實踐證明,如果采用雙跨梁幕墻立柱設(shè)計方法,需要對相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化,以保證設(shè)計安全和提高經(jīng)濟性能。主要考慮的因素有:首先是短跨跨度與全跨跨度的比例因子

,因為當短跨跨度與全跨跨度比例較小時,幕墻立柱的受力(特別是支座反力)會很大,所以在構(gòu)造允許的情況下,筆者建議

>0.15。其次是要綜合考慮構(gòu)造和造價的要求,立柱是否采用雙跨梁結(jié)構(gòu)型式,一方面要考慮構(gòu)造是否允許,這是不言而喻的,另一方面還要綜合考工程造價和結(jié)構(gòu)安全等因素,采用雙跨梁可以改善幕墻立柱的受力,特別是可大大降低立柱的變形,增加立柱的強度的
剛度,節(jié)約幕墻立柱的材料,但也會增加結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度和工程量。再次是要合理設(shè)計安裝
節(jié)點,因為雙跨梁力學(xué)計算模型所假定的支座與實際聯(lián)接節(jié)點無疑存在差別。只有采用合理的節(jié)點設(shè)計方案,才會使理論計算結(jié)果更加符合實際的要求。
3 結(jié)論
綜上所述,當主體建筑的樓層跨度較大時,幕墻立柱采用雙跨梁結(jié)構(gòu)體系,可以提高它的強度和剛度、節(jié)約材料,提高結(jié)構(gòu)的安全和經(jīng)濟性能,但必須注意結(jié)構(gòu)優(yōu)化,尤其要注意雙跨梁短跨跨度與全跨跨度比例因子

的合理選擇;同時,還應(yīng)該綜合考慮幕墻構(gòu)造和經(jīng)濟性的要求,合理設(shè)計幕墻節(jié)點和保證安裝質(zhì)量。當

較小時,幕墻立柱按雙跨梁力學(xué)計算模型計算的結(jié)果可能會與試驗結(jié)果存在一定偏差,所以要慎重選擇

較小的結(jié)構(gòu)型式。希望本文提到的理論計算方法和總結(jié)的規(guī)律,在采用雙跨梁結(jié)構(gòu)體系的幕墻立柱的計算分析中,能夠?qū)Υ蠹矣兴鶐椭?br>
參考文獻
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