1、 前言 在建筑幕墻中,受建筑結(jié)構(gòu)和建筑風(fēng)格的影響,經(jīng)常遇到轉(zhuǎn)角幕墻的建筑形式,轉(zhuǎn)角幕墻內(nèi)角一般為900直角和1350 角居多。在轉(zhuǎn)角幕墻中轉(zhuǎn)角立柱承擔(dān)著不同墻面的轉(zhuǎn)接過(guò)渡,同時(shí)也承擔(dān)著來(lái)自不同方向的荷載(主要為風(fēng)荷載)。 建筑幕墻邊緣風(fēng)壓體形系數(shù)在《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中規(guī)定:負(fù)壓區(qū),墻面系數(shù)取-1.0,墻邊角取-1.8;加上人們往往誤解為墻角來(lái)自多方向的受力,從而加大了立柱截面尺寸。有的采用立柱接近其它平面立柱截面,沿著轉(zhuǎn)角對(duì)角線(xiàn)方向偏斜布置,這樣立柱偏斜后,影響了室內(nèi)視覺(jué)效果及光線(xiàn)效果。 2、 轉(zhuǎn)角立柱計(jì)算荷載的方向 建筑幕墻荷載主要是風(fēng)荷載與地震作用,而風(fēng)荷載與地震作用的方向是不確定的,既不會(huì)固定一個(gè)方向,也不是交變具有規(guī)律性的變化。我們知道,外力大小不同對(duì)幕墻影響不同,外力的方向不同,也會(huì)使幕墻的受到影響不同,因此,是幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)要采用對(duì)建筑幕墻最大破壞狀況下的外部荷載來(lái)進(jìn)行計(jì)算,也就是按外部荷載垂直于所要計(jì)算的建筑幕墻或其構(gòu)件的方向來(lái)進(jìn)行計(jì)算。那么,建筑幕墻轉(zhuǎn)角處的外力狀況與幕墻墻面是不同的,下面對(duì)幕墻轉(zhuǎn)角立柱所受最大外力方向選擇進(jìn)行分析介紹。見(jiàn)下圖。
我們知道,幕墻轉(zhuǎn)角立柱計(jì)算主要復(fù)核幕墻的強(qiáng)度與撓度。而外力影響轉(zhuǎn)角立柱的強(qiáng)度與撓度主要是線(xiàn)荷載。由上圖可以看出,不同方向的外荷載,對(duì)于轉(zhuǎn)角立柱C影響是不同的。當(dāng)外荷載作用組合為S(Pa),其線(xiàn)荷載分別為 (1) 垂直于CA面的線(xiàn)荷載 qb=S×b/2 (N/m) (2) 垂直于CB面的線(xiàn)荷載 qa=S×a/2 (N/m) (3) 轉(zhuǎn)角立柱任意方向的外力產(chǎn)生的線(xiàn)荷載(qc最大值為垂直于A、B立柱連線(xiàn)方向) qc1=S×(a×cosα+b×cosβ)/2 (N/m) qc1最大值qc為垂直于A、B立柱連線(xiàn)方向,那么 qc=S×c/2 (N/m)(qc的最大值) 根據(jù)上述線(xiàn)荷載的三種情況,在計(jì)算時(shí),我們就要進(jìn)行比較,看看哪種情況轉(zhuǎn)角立柱的線(xiàn)荷載為最大。我們可以直接對(duì)比尺寸a、b、c三種大小就可以了,選擇垂直于三角形ABC最大邊作為外荷載的受力方向。 3、 轉(zhuǎn)角立柱計(jì)算荷載的大小 盡管荷載組合值在幕墻的同一處是一致的,按方向不同,其大小也是不同。從上述線(xiàn)荷載qa、qb、qc三種情況來(lái)看,。對(duì)于900直角和1350 角轉(zhuǎn)角幕墻來(lái)說(shuō),qc為最大值。主要看θ的大小來(lái)確定取值。 4、 轉(zhuǎn)角立柱計(jì)算跨度 幕墻立柱計(jì)算跨度,一般都是由建筑層高決定的跨度的,跨度按層高計(jì)算(雙支點(diǎn),按最大支點(diǎn)距離)。而轉(zhuǎn)角幕墻的跨度雖說(shuō)支點(diǎn)與其它幕墻立柱一致,但是在計(jì)算轉(zhuǎn)角立柱跨度的時(shí)候,其受力最大跨度不是層高,而是其高度的最大分格尺寸。 盡管橫梁與立柱是柔性連接,但是當(dāng)轉(zhuǎn)角幕墻立柱受力時(shí),橫梁正好在其受力方向的水平面上起到支撐作用。我們這里不考慮橫梁受壓穩(wěn)定性計(jì)算與傳遞相鄰立柱的側(cè)向力計(jì)算,轉(zhuǎn)角幕墻立柱的計(jì)算跨度按桿件近似計(jì)算,就是橫梁的間距,也就是幕墻的高度分格尺寸,通常標(biāo)記H。 5、 結(jié)論 (1) 幕墻轉(zhuǎn)角立柱線(xiàn)荷載相對(duì)于分格尺寸,數(shù)值小了。因?yàn)槲覀兙(xiàn)荷載取qa、qb、qc最大值,三角形最大邊小于兩邊之和。 (2) 立柱計(jì)算跨度變小了,幕墻高度分格尺寸會(huì)小于層間連接尺寸,跨度小了,幕墻彎矩、撓度都變小了。 (3) 立柱型材沒(méi)有必要采用其它相同截面的尺寸了,可以根據(jù)室內(nèi)空間美化布置,一般采用其它立柱小面相同的尺寸,比如,幕墻立柱150×65,轉(zhuǎn)角立柱選擇65×65,根據(jù)計(jì)算確定。
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