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此時單元上橫梁受力模型變成超靜定體系,受力分析較復雜,以下根據《機械設計手冊》中雙跨梁受力公式(圖5、圖6、圖7、圖8)及按同等條件下的幾組有限元模型計算結果進行對比印證。
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根據幾組計算數據分析(圖9),簡化公式計算值比有限元模型反力值偏大+1.7%~+6.4%左右,兩者偏差較小,可以認為兩者計算的上橫梁連接反力是可相互印證的,設計過程中可按計算出的節點反力對連接節點O、節點B、節點D位置采取不同的連接措施。
2.3 帶中立柱形式二錯縫分析
板塊錯縫樣式(圖10),單元板塊A、板塊B的單元陰陽料及中立柱兩者通過水槽料分別插接在標準下單元板塊C、板塊D、板塊E的上橫梁上,上單元的插接受力點落在下單元上橫梁位置(形式二),板塊傳力清晰,對力學模型進行簡化分析如下。
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帶中立柱形式二錯縫上橫梁受力簡圖(圖11),荷載作用點距支座距離可變,且a1>L1;
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單元上橫梁受力模型也是超靜定體系,根據《機械設計手冊》中雙跨梁受力公式計算出的反力結果,與同等條件下的幾組有限元模型計算結果對比印證(圖12)發現,兩者計算結果偏差較大,可知當a1>L1后,不能直接套用公式。
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此時我們可以根據疊加原理將形式二錯縫受力簡圖拆分計算(圖13),將P1、P2分別進行計算并疊加求出雙跨梁連接位置反力,并與同等條件下有限元模型結果進行對比驗證,如下分析:
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據圖5、圖6、圖7、圖8中公式,令其中一個荷載自變量為0,可對公式進行簡化,
對圖13中(a)有:
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分別與同等條件下的有限元模型計算結果對比印證,簡化后(圖14、圖15)及疊加后(圖16)。
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經過計算數據對比,發現簡化公式計算值相較于有限元模型反力值偏大+1.7%~+9.3%左右,兩者偏差較小,設計過程中可按疊加法公式①、②、③、④計算出形式二錯縫的節點反力,并對連接位置采取不同的連接措施。
3、錯縫式單元幕墻橫梁連接受力不均勻性方案選擇
錯縫式單元幕墻荷載受偏心影響連接節點集中力變化區間較大,以下列出幾種橫梁連接方案供參考(圖17、圖18):
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4、結語
現今建筑的外立面效果豐富多樣,幕墻結構的受力也顯現復雜化,本文通過對錯縫式單元幕墻橫梁連接設計剖析,總結一些體會與大家分享,希望給大家帶來參考價值:
1、在錯縫式幕墻設計初期應,整體性考慮錯縫式效果,合理的布置錯縫位置。
2、復雜受力體系分析時,盡量簡化受力體系,并對計算數據結果進行驗證。
參考文獻
[1] 姚諫,董石麟.建筑結構靜力計算實用手冊.中國建筑工業出版社.2014
[2] 數字化手冊編委會.機械設計手冊.化學工業出版社.2008
作者單位:深圳市方大建科集團有限公司
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