1、點支式玻璃幕墻格構式鋼結構支承構件的設計第1樓：點支式玻璃幕墻格構式鋼結構支承構件的設計點支式玻璃幕墻的特點是通透性極高，因而其支承結構也必須簡潔明快，格構式鋼結構能很好地滿足上述要求，因此在點支式玻璃幕墻支承結構中得到了廣泛的應用。下面，僅對其中應用較多的平行弦空腹桁架和拱架的設計，作些簡單介紹。一、作用荷載：作用于點式幕墻支承結構上的荷載，按“點支式玻璃幕墻工程技術規程”（CECS127:2004）的規定計算。二、構件的內力分析：1、永久荷載作用下的內力一般假定永久荷載僅由近玻璃側弦單獨承擔，且不計構造偏心所產生的彎矩（永久荷載對于按水平承力布置的構件產生垂直彎矩對于按垂直承力布置的構件產

2、生軸力）。2、水平荷載作用下的內力（1）平行弦空腹桁架：這類構件，在橫向力作用下，首先將其視為一相當的簡支梁，計算其整體彎矩Md,再將其視為一相當的多層剛架近似 計算由剪力產生的附加彎矩。如圖2所示：最大整體彎矩：Md= kNm當玻璃分格數n為奇數時Md= kNm（當玻璃分格數n為偶數時）其中：F集中力（kN） ; L-構架全長（m）各節間弦桿軸力：Ndi =其中：Mdi各節間的整體彎矩：各節間的附加彎矩：Mfi=Via/2其中：Vi第1節間處當梁的剪力；a第1節間處的節距1 + 1;腹桿剪力：Vfi=2Mi/hO腹桿軸力：Ni=Vi ;腹桿彎矩：Mi=Mf i+Mf（2）拱式格構式桁架：這類

3、構件，包括折弦空腹格構式桁架（或稱折弦拱），在橫向力作用下，可近似按如圖3所示計算簡圖進行計算。與平行弦情況類似，首先按相當梁計算整體彎矩Md,此彎矩由拱弦軸力的水平分力和直弦的軸力所產生的力偶平衡,在跨中: 拱弦軸力：N=±Md/f 最大腹桿軸力：Nd=RF其中：R支座反力三、截面驗算：1、強度驗算：在上述各類構件中的所有桿件，均?屬于偏心受力構件，且當采用水平承力布置時，近玻璃側的弦桿 尚屬于雙向彎曲的偏心受力構件，因此應按下述驗算強度:（1）正應力：土 土 wf非園截面 其中：N所計算桿件段的軸力，或拉或壓（kN） ; An-桿件凈截面積（mm2）Mx>My 所計算桿件段

4、的對截面X、Y軸的彎矩（N.mm）Tx>Ty -對截面X、Y軸的塑性發展系數Wnx、Wny凈截面對X、Y軸的抵抗矩（mm3）f 強度設計值（N/mm2）+ <f 園截面其中M =（2）剪應力：截面的抗剪強度應按下式驗算T=1.5V/A«<fu 非園管截面其中：V所計算桿件段的剪力（N） ;Aw 桿件截面腹板的凈面積（mm2）;fu 抗剪強度設計值（N/mm2）;r=2V/Ag<fu園管截面3其中：Ag 桿件截面的凈面積mm2（3）折算應力：Wf2、穩定驗算：由于作用在幕墻上的風荷載等水平荷載可正可負，因此，上述各類構件中的所有桿件，均應按壓彎桿件驗算平面內及平

5、面外的整體穩定和局部穩定。對于平行弦空腹桁架式格構架的桿件，可參照多層剛架的梁、柱進行計算。下面僅就拱式 格構架桿件的整體穩定的驗算方法稍事討論。如圖3所示的拱架，一般是將玻璃通過接駁件安裝在直弦的外側。當拱架間距跨越兩個以上玻璃分格時，在拱架的直弦間尚需架設與其垂直的承力構件，這一方面與拱架的直弦形成剛強的平面體系，同時亦為直弦提供了可靠的側向支撐。在正風壓作用下，拱式格構架的直弦，可按一般壓彎桿驗算其平面內及平面外的整體穩定性，假設拱式格構架的撐桿兩端為較接，可近似看成直弦平面內的支撐點，而撐桿的計算長度，即可近似取其支撐點之間的幾何長度。至于拱式格構 架的拱弦，在負風作用下是壓彎桿，其工

6、作狀態，與“有系桿的下承式拱橋”很相象。一般建筑師都希望點支式玻璃幕 墻的支承構件，盡量少設支撐，最好不設支撐，“有系桿的下承式拱橋”的穩定理論，為我們達到這一目的提供了很好的理論借鑒。簡單拱，在均布荷載作用下其平面內失穩時的臨界軸壓力，寫成軸壓直桿的歐拉公式的標準形式為：其平面外失穩時的臨辦軸壓力，寫成軸壓直桿的歐拉公式的標準形式為：Ncrx=n2EIx/S20xN其中：E彈性模量（N/mm2）; Ix 截面對X軸的慣性矩（mm4）S0x=ExS/2 mm平面內計算長度Ex平面內拱度影響系數ExS拱弧展開長度（mm）;當矢跨比？=f/LW0 .1時，E1其平面外失穩時的臨界軸壓力，寫成軸壓直

7、桿的歐拉公式的標準形式為：Ncry=nEIy/S20yN其中：Ix截面對Y軸的慣性矩（mm4）S0y=EyS mm 平面處計算長度Ey 平面外拱度影響系數Ey =s拱弧展開長度(mm);入一彎扭剛度比例系數入=G剪切模量(N/mm2) ; It截面扭轉慣性矩(mm4)對于園鋼管，當矢跨比？=f/iWO .1時，Ey= 1.0 5 7 l。如圖4所示的由拱弦、直弦和絞接于其間的撐桿組成的拱式格構式鋼架， 在均布荷載作用下，其拱弦平面內失穩時的臨界軸壓力，受直弦剛度的影響，將有所提高:NGcrx = k- Ncrx 其中：Ncrx = n2EIx/S20xN為簡單拱平面內失穩的臨界軸壓力。k=1

8、+Ib為直弦截面對X軸的慣性矩(mm4)當矢跨比p=f/L=O .1且拱弦和直弦截面相同時，k = 2.0 3,此時若將其平面內失穩時的臨界軸壓力，寫成軸壓直桿的歐拉公式的標準形式，則為：NGcrx=n2EIx/SG20xN其中：SG0x=EGxS/2mm平面內計算長度EGx =其平面外失穩時的臨界軸壓力，受“非保向力效應”的影響，亦將有所提高。所謂“非保向力效應”如圖5所示，由玻璃面、直弦側向連接構件和直弦所組成的拱架直弦平面的剛度較拱弦的側向剛度要大得多，當拱弦發生側傾時，可認為直弦仍維持在原來的位置而僅僅是拱弦帶動撐桿繞直弦發生了一個轉角，同時伴隨撐桿的轉動，由撐桿傳到拱弦的力T亦隨之改變方向，由之產生了指向原來的平衡位置的分力H,撐桿轉角越大，分力H越大，使拱弦側受到阻礙，因此提 高了拱弦平面外失穩時的臨界軸壓力，若將其寫成軸壓直桿的歐拉公式的標準形式，則為：NBcry = n'Ncry 或NEcry = qN其中：SBOy = EByS mm 平面外計算長度EBy =n非保向力效應系數n=;C=3()-當矢跨比p=f/L=O .1時，可偏于安全地取n = 2.5，計算長度SB0y = By-S = 0.62S，比不計“非保向力效應”時約減小4 0%。求得計算長度后，更可進一步按壓彎桿件驗算其穩定性。3 剛度驗算：按“點