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幕墻受力桿件采用優(yōu)化支撐力學(xué)模型最佳經(jīng)濟(jì)合理性分析

來源:建筑門窗幕墻與設(shè)備資訊網(wǎng)  作者:莫英光、候利軍  日期:2010-2-24
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關(guān)鍵詞:建筑 幕墻 跨梁 設(shè)計 框架式
 

  從上面的多跨鉸接靜定梁力學(xué)模型有限元分析(圖六)的結(jié)果可以看出:

  第三種支撐的多跨靜定梁應(yīng)力58.9Mpa撓度為3.9mm,它又比雙跨梁在應(yīng)力83.7和撓度9.56mm都低很多。
以上三種力學(xué)模型的受力分析后,從數(shù)據(jù)上定量的看出,在同等外界荷載下當(dāng)簡支梁力學(xué)模型安全性幾乎到到極限時,連續(xù)(雙跨)梁力學(xué)模型卻有很大的余量,而多跨鉸接靜定梁力學(xué)模型擁有更多的余量,從而證明了在“等強(qiáng)度“設(shè)計時簡支梁力學(xué)模型最費料,多跨鉸接靜定梁力學(xué)模型最省料,但從經(jīng)濟(jì)方面考慮連續(xù)(雙跨)梁力學(xué)模型,也許是我們最好的選擇。
  我們也可以發(fā)現(xiàn)插芯連接處的彎矩均為零,這時插芯只承受剪切力可以不必做得很大了,降低了成本,也使得傳力清晰合理。
  有一個問題:這三種力學(xué)模型之間有什么關(guān)系嗎?在什么情況下能夠發(fā)生相互轉(zhuǎn)化呢?經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)層高H值小到一定的程度時由連續(xù)(雙跨)梁力學(xué)模型所計算的結(jié)果,非常接近簡支梁力學(xué)模型計算的結(jié)果,另多跨鉸接靜定梁力學(xué)模型的兩個支點間距小到一定程度時由多跨鉸接靜定梁力學(xué)模型所計算的結(jié)果,非常接近連續(xù)(雙跨)梁力學(xué)模型計算的結(jié)果,也就是說三種力學(xué)模型存在著某種內(nèi)在關(guān)系,筆者試圖能夠把他們在更基本的情況下進(jìn)行統(tǒng)一。
  還有一點需要指出的是,連續(xù)(雙跨)梁力學(xué)模型的層高H值是一個變量,當(dāng)H值增大到一定程度時,柱型材本身的應(yīng)力,及撓度都會增大,而當(dāng)H值減小到一定程度時,梁本身的應(yīng)力,及撓度也會增大,也就是說在某種情況下,連續(xù)(雙跨)梁力學(xué)模型總會有一個最合適的層高H值使梁的截面達(dá)到最小,可是有時候由于室內(nèi)效果的要求,不能保證最合適的層高H值,那樣我們等強(qiáng)度設(shè)計也能求得一個平衡值。一個優(yōu)秀的幕墻設(shè)計師對幕墻結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)分析應(yīng)該有所認(rèn)識,這樣我們才能設(shè)計出更優(yōu)秀的產(chǎn)品。

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