2.計算工況
風(fēng)荷載在幕墻結(jié)構(gòu)的計算中起主要控制作用，故以此為基礎(chǔ)進(jìn)行荷載工況的組合，D代表恒載(整體結(jié)構(gòu)自重)標(biāo)準(zhǔn)值；SD代表不含玻璃面板的結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值；W代表風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值；T(+)代表升溫 50℃；T(-)代表降溫 15℃；P代表預(yù)應(yīng)力作用；E代表地震作用。
正常使用極限狀態(tài)計算：
a.1.0×P+1.0×D+1.0×SD+1.0×W+0.6×E；
b.1.0×P+1.0×D+1.0×SD+1.0×W+0.6×T(+)。
承載能力極限狀態(tài)計算:
a.1.0×P+1.2×D+1.2×SD+1.4×W+0.6×1.3×E；
b.1.0×P+1.2×D+1.2×SD+1.4×E+0.6×1.3×T(-)。
3.有限元計算模型的建立
3.1拉索參數(shù)
拉索材料：拉索材質(zhì)為316不銹鋼，彈性模量1.4E5Mpa，泊松比為0.3；
拉索截面及破斷力：采用公稱直徑為24mm、28mm、32mm、36mm拉索，其相應(yīng)的破斷力分別為：363.55kN、484.0 kN、628.98 kN、821.53 kN；
拉索的線膨脹系數(shù)：1.2 ×10-5(1/℃)；
索端為鉸接。
3.2玻璃參數(shù)
玻璃配置為：12(LOW-E)+12A+10+2.28PVB+10中空鋼化夾膠玻璃，重力密度為25.6 KN/mm3；
玻璃彈性模量 0.72E5Mpa，泊松比為0.2；
玻璃的線膨脹系數(shù)：1.0 ×10-5(1/℃)。
3.3鋼材參數(shù)
本工程所用鋼材主要采用Q235B牌號鋼材，部分鋼材根據(jù)設(shè)計需要采用Q345B牌號鋼材。
鋼材機(jī)械性能Q235B(d≤16)：
抗拉抗壓和抗彎強度f=215N/mm2；
抗剪強度fv=125N/mm2；
延伸率δ≥26%。
鋼材機(jī)械性能 (d≤16)：
抗拉抗壓和抗彎強度f=310N/mm2；
抗剪強度fv=180N/mm2；
延伸率δ≥26%。
3.4荷載計算
a.恒載(整體結(jié)構(gòu)自重)
在ANSYS11.0模型中，拉索及鋼結(jié)構(gòu)的自重由程序自動計算，玻璃面板自重按點荷載進(jìn)行施加，具體計算如下所示：
玻璃采用12(LOW-E)+12A+10+2.28PVB+10中空鋼化夾膠玻璃，每平米自重：標(biāo)準(zhǔn)值25.6×0.032 =0.8192 KN/m2(豎向)，考慮附屬結(jié)構(gòu)的自重, 取0.85KN/m2(豎向)。
b.地震作用
地震作用按點荷載進(jìn)行施加，幕墻自重約0.85 KN/m2，抗震等級6度，水平地震影響系數(shù)最大值0.04，標(biāo)準(zhǔn)值： EY=5×0.04×0.85=0.17 KN/m2(垂直玻璃板面)，EZ=5×0.04×0.85=0.17 KN/m2(平行玻璃板面)。
c.風(fēng)荷載
風(fēng)荷載的取值以《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 GB50009-2001(2006年版)、《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ102-2003)、風(fēng)洞試驗報告三者中較嚴(yán)格者控制。根據(jù)荷載規(guī)范基本風(fēng)壓W0取為0.40KN/m2，根據(jù)結(jié)構(gòu)物表面的風(fēng)壓基本上是以風(fēng)吸力為主，在設(shè)計時，考慮對結(jié)構(gòu)不利的工況，適當(dāng)取內(nèi)部風(fēng)壓體型系數(shù)為-0.2，正壓區(qū)μsl =1.3，負(fù)壓區(qū)對墻面μsl = -1.0，對墻角邊μsl = -1.8，考慮到封閉結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的影響，實際取對墻面μsl = -1.2，對墻角邊μsl = -2.0。
d.溫度荷載
拉索幕墻結(jié)構(gòu)溫度作用按降溫-15℃，升溫+50℃考慮，程序設(shè)定參考溫度為0℃。
e.預(yù)應(yīng)力作用
拉索的預(yù)應(yīng)力作用以施加初應(yīng)變的方式在模型中實現(xiàn)。
f.鋼筋混凝土層間位移作用
鋼筋混凝土層間位移對拉索的作用以施加應(yīng)變的方式在模型中實現(xiàn)。
3.5計算模型圖
整體計算模型示意如圖15。
圖15整體計算模型示意圖
4.計算結(jié)果
4.1幕墻支撐鋼結(jié)構(gòu)計算結(jié)果
幕墻支撐鋼結(jié)構(gòu)計算結(jié)果如下表所示。
表一
4.2幕墻索網(wǎng)體系計算結(jié)果
幕墻索網(wǎng)體系計算結(jié)果如下表所示。
表二
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