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建筑幕墻結(jié)構(gòu)概念設(shè)計及其要點

來源:深圳市三鑫特種玻璃技術(shù)股份有限公司  作者:花定興  日期:2006-3-29
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    [摘  要]:本文強調(diào)了結(jié)構(gòu)設(shè)計在幕墻設(shè)計中的重要性,并著重闡述了幕墻結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的意義及其要點。
    [關(guān)鍵詞]:建筑幕墻  結(jié)構(gòu)概念設(shè)計

    近年來,隨著我國國民經(jīng)濟的快速增長和人民生活水平的
    2)、選用恰當(dāng)?shù)挠嬎愫唸D
       結(jié)構(gòu)計算是在計算簡圖的基礎(chǔ)上進行的,計算簡圖選用不當(dāng)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的事故屢有發(fā)生,因此選擇恰當(dāng)?shù)挠嬎愫唸D是保證結(jié)構(gòu)安全的重要條件。計算簡圖還應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來保證。實際結(jié)構(gòu)的節(jié)點不可能是純粹的剛結(jié)或鉸結(jié)點,但與計算簡圖的誤差應(yīng)在設(shè)計允許范圍之內(nèi)。


    3)、正確分析計算結(jié)果
    在結(jié)構(gòu)設(shè)計中普遍采用計算機技術(shù),但由于目前軟件種類繁多,不同軟件往往會導(dǎo)致不同的計算結(jié)果。因此設(shè)計師應(yīng)對程序的適用范圍、技術(shù)條件等全面了解。軟件本身有缺陷均會導(dǎo)致錯誤的計算結(jié)果,此外要正確輸入合理的計算參數(shù),因而要求結(jié)構(gòu)工程師在拿到電算結(jié)果時應(yīng)認真分析,慎重校核,做出合理判斷。設(shè)計師的知識、經(jīng)驗還是不可缺少的。


    4)、采取相應(yīng)的構(gòu)造措施
    加強薄弱部位設(shè)計,特別注意結(jié)構(gòu)連接節(jié)點是否設(shè)計可靠,尤其是不要遺漏鋼結(jié)構(gòu)焊縫、耳板、銷軸、連接板的設(shè)計計算。必要時需考慮溫度應(yīng)力的影響。除此之外,還應(yīng)注意綜合考慮多道防線設(shè)計,盡量避免薄弱點的出現(xiàn),以及正常使用極限狀態(tài)的驗算等等。


    三、幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮因素及一般步驟:

    1、首先必須了解幕墻面板布置及其分格(一般由建筑師提出并全面熟悉設(shè)計院圖紙)。


    2、熟悉幕墻后面主體結(jié)構(gòu)支承情況(樓層及梁柱、屋面結(jié)構(gòu)等)。


    3、了解主體結(jié)構(gòu)對幕墻的邊界條件(特別對索結(jié)構(gòu))。


    4、建筑師及業(yè)主對幕墻結(jié)構(gòu)型式的要求。


    5、根據(jù)以下因素確定結(jié)構(gòu)型式(鋼結(jié)構(gòu)、索結(jié)構(gòu)、玻璃結(jié)構(gòu)、單桿結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)構(gòu)、或組合結(jié)構(gòu)等):

    1)、各種結(jié)構(gòu)型式的受力特點;

    2)、各種結(jié)構(gòu)型式適用條件;

    3)、各種結(jié)構(gòu)型式經(jīng)濟合理性;

    4)、各種結(jié)構(gòu)型式與幕墻的匹配性;


    6、值得重視的幾個幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計問題
    1) 幕墻是懸掛在主體建筑上的外圍護結(jié)構(gòu),幕墻結(jié)構(gòu)僅承受幕墻本身受到的荷載,不能承受主體建筑傳來的荷載。而幕墻結(jié)構(gòu)所承受的荷載必須通過連接傳給主體建筑,并且應(yīng)該適應(yīng)主體建筑的變形。


    2) 根據(jù)規(guī)范規(guī)定及各種結(jié)構(gòu)型式特點合理確定結(jié)構(gòu)型式,不要一味迎合外部需要,當(dāng)然在條件許可時盡量滿足業(yè)主及建筑師的要求;


    3) 不要盲目追求使用索結(jié)構(gòu),特別是單索,使用索結(jié)構(gòu)對邊界條件要求高,設(shè)計院往往未考慮予拉力荷載。


    4) 應(yīng)多和設(shè)計院結(jié)構(gòu)設(shè)計人員溝通,征求意見,否則會造成很大返工浪費。


    5) 應(yīng)重視鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點可靠性(耳板、銷軸、焊縫的計算等);有框幕墻及石材是掛在主體結(jié)構(gòu)上,其連接非常重要(預(yù)埋件、螺栓、角碼);


    6) 隱框幕墻設(shè)計要謹慎,玻璃下設(shè)托條,結(jié)構(gòu)膠設(shè)計計算及質(zhì)量要有可靠保證。


    7) 鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定計算要考慮φ值、長細比及平面外穩(wěn)定。截面穩(wěn)定計算需人工校核。


    8) 應(yīng)明確各種荷載傳遞路徑與結(jié)構(gòu)體系中各桿件所擔(dān)負功能。盡量使荷載傳遞路徑簡捷。


    三、結(jié)語

    我國工程師在長期的幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計實踐中,積累了大量有益的經(jīng)驗,并主要體現(xiàn)在設(shè)計規(guī)范、設(shè)計手冊、標(biāo)準(zhǔn)圖集等等。隨著計算機技術(shù)和計算方法的發(fā)展,計算機及其結(jié)構(gòu)計算程序在幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中得到大量地應(yīng)用。為結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了快速、準(zhǔn)確的設(shè)計計算工具。但千萬不可迷信電腦,不能做電腦的奴隸,應(yīng)做電腦的主人。而人的設(shè)計,就是概念設(shè)計。有很多幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計存在諸多缺陷,主要原因就是在總體方案和構(gòu)造措施上未采用正確的構(gòu)思,即未進行概念設(shè)計所致。另外還有部分幕墻設(shè)計人員,覺得幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計很簡單,只需遵循規(guī)范、手冊、圖集,等待建筑師給出一個空間形成的示意方案(非結(jié)構(gòu)的),然后設(shè)法使用計算機去完成它,自己只不過是一個復(fù)制拷貝的畫圖匠而已。這不僅不能有效地運用他們所學(xué)的知識、精力和時間,而且還容易發(fā)生重大事故。盲目相信計算機造成危害是不容忽視的。美國一些著名學(xué)者和專家曾警告工程界:“誤用計算機造成結(jié)構(gòu)破壞而引起災(zāi)難只是一個時間的問題!蹦壳,人們在具體的空間結(jié)構(gòu)體系整體研究上還有一定的局限性,在設(shè)計過程中采用了許多假定與簡化。作為結(jié)構(gòu)工程師不應(yīng)盲目的照搬照抄規(guī)范,應(yīng)該把它作為一種指南、參考,并在實際設(shè)計項目中作出正確的選擇。這就要求結(jié)構(gòu)工程師對整體結(jié)構(gòu)體系與各基本分體系之間的力學(xué)關(guān)系有透徹的認識,把概念設(shè)計思想應(yīng)用到實際工作中去。使幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的思路得到更加拓寬。總之,結(jié)構(gòu)概念設(shè)計必然會成為今后建筑幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的主流趨勢,這就要求我們來共同學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計,為建筑幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻。


    參考文獻
    1、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GBJ9-2001
    2、玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范(JGJ102-2003)
    3、金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范(JGJ133-2001
    4、建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程(JGJ113-2003

  作者簡介:

  花定興,男,49歲,深圳市三鑫特種玻璃技術(shù)股份有限公司工程公司總工程師,教授級高級工程師,全國一級注冊結(jié)構(gòu)工程師,從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作22年。具體主持過廣州新白云國際機場旅客航站樓幕墻工程設(shè)計。主持和參與過國內(nèi)十余項機場、會展中心等大型空間建筑幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計。
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