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      玻璃幕墻采用連續結構立柱折斷一跨時的影響

      2014-02-27 16:19:10 作者: 來源:第一幕墻網 我要評論1

      第一幕墻網

      70米~113米間正常情況下彎矩圖(600

      幕墻結構:

      1.jpg

      荷載:q=3.08kn/m

      2.jpg

      彎矩:

      MA     MB     MC     MD     ME     MF     MG     MH     MJ     MK     ML     MP

      M1     M2     M3     M4     M5     M6     M7     M8     M9     M10    M11    

      3.42   2.22    2.22    2.22   2.22    2.22    2.22    2.22   2.22    2.24    2.00   4.14

         2.16    3.88    3.88   3.88    3.88   3.88    3.88   3.88    3.88    3.99    3.12

      3.jpg

       

      荷載:qK=2.15 kn/m                       605

      4.jpg

      撓度:(mm

      U1      U2     U3      U4     U5     U6     U7     U8     U9    U10    U11

      5.81     13.0    11.9    12.0    12.0    12.0   12.0    12.0   12.0   12.5    7.53

      5.jpg

       

      70米~113米間偶然折斷一跨情況下彎矩圖(610

       

      6.jpg

      在正常工作狀態下。插芯連接靠間隙形成轉角非常小,可視為伸縮餃,但在立柱長跨折斷時,連接挑出端的插芯段,有可能轉角非常大,這是插芯連接靠間隙所不可能做到的,而其下面400處的餃支座,是實體餃,正好可以做到。于是我們在結構分析圖中將長跨挑出端完好保留,而將折損跨的長跨折損部分廢棄,將其剩余的挑出端與插芯及鄰跨伸來的長段合為一段,餃支于折損跨的固定支座上。我們所以說“偶然”,是因為在風力作用下,按設計,不可能有一跨折斷。即折斷是其它原因,非風力。

      模型:

      7.jpg

      荷載:q=3.08 /m

      8.jpg

      彎矩:

      MA     MB     MC     MD     ME     MF     MG     MH     MJ     MK     ML     MP

      M1     M2     M3     M4     M5     M6     M7     M8     M9     M10    M11    

      3.42   2.22    2.22   2.19   2.44    0.00    0.00   2.22   2.22    2.24    2.00   4.14

         2.17    3.88    3.89   3.77    4.87          5.09   3.88    3.87    3.99    3.12

      9.jpg

      彎矩的變化發生在破壞跨的相鄰兩側,增量最大為1.21kn.m,

      31%,從選料看,所選立柱W= 44626,一跨立柱折斷后最大彎矩在其上一跨,為  5.09 kn.m。承載力驗算:

      σ=N en/A0+Mx/γxW enx

                   =2032/1393+5090000/1×44626

      =1.5+114.1 N/mm2=115.6 N/mm2

                                            <150.0 N/mm2

      立柱強度驗算合格,且有23 %的強度儲備。

      荷載:qk=2.149kn/m

      10.jpg

      撓度:(mm

      U1      U2      U3      U4     U5     U6     U7     U8     U9    U10    U11

      5.81     13.0    12.0     11.5    16.7          22.1    10.8    12.1   12.5    7.53

      5.81     13.0    11.9    12.0    12.0    12.0   12.0    12.0    12.0   12.5    7.53(未折斷之撓度)

      11.jpg

       

      撓度的變化僅發生在相鄰的兩跨,撓度最大增加10.1mm,達84%

      但仍然有4000/180-22.1=22.20-22.1=0.1 mm,合格。

      綜上所述,中間一跨偶然折斷情況下,并不影響其它各跨承載力。

      在靠近113米處彎矩圖620

      12.jpg

      荷載:q=3.083.15/m

      13.jpg

      彎矩:

      MA      MB      MC      MD      ME      MF      MG           MH          MK      

      M1      M2      M3      M4      M5      M6      M7     M8     M9     M10       

      2.70    3.87    4.17    4.07     4.07     3.89     4.92        4.84/6.04       6.22/0.00   

          1.70    2.06    1.97    1.97     2.08       1.72    3.07   3.71   

      14.jpg

       

      荷載:qk=2.149 ~2.202 kN/m

      撓度:(mm

      U1        U2       U3        U4       U5       U6       U7       U8    

      1.29       2.05      1.85       1.85     2.04     1.34      3.58      6.00   

      15.jpg

       

      在靠近113米偶然折斷一跨情況下結構圖620

      16.jpg

      荷載:q=3.083.15/m

      17.jpg

      彎矩:

      MA      MB      MC      MD      ME      MF             ML        MH         MK      

      M1      M2      M3      M4      M5                     M7            M8          

      2.71    3.85    4.24    3.82     5.14     0.25           0.00     4.84/6.04   6.22 /0.00  

      1.70    2.05    2.09    1.66      3.65                     4.77         3.66      

      2.70    3.87    4.17    4.07     4.07     3.89            4.92     4.84/6.04   6.22/0.00   

          1.70    2.06    1.97    1.97      2.08                     3.07          3.71   

      18.jpg

      上式第1,2行為靠近113米的一跨折斷后的彎矩,第3,4行為該跨未折斷時的彎矩。相比可知:一跨折斷破壞僅該跨兩側的支座彎矩降到零或接近零,相鄰兩跨跨中彎矩最多增長1.7kn。m,達55 %,對遠端影響很小。就本例配置而言,相鄰跨中彎矩最多增長到4.77 kn.m。驗算如下:

       

      σ=N en/A0+Mx/γxW enx

                   =2032/1393+4770000/1×44626

      =1.5+107 N/mm2=108.5 N/mm2

                                            <150.0 N/mm2

      立柱強度驗算合格,且有27 %的強度儲備。

      在靠近113米折斷一跨后,對其余各跨剛度的影響635

      荷載:qk=2.152.20 kn/m

      19.jpg

      撓度:(mm

      U1        U2       U3        U4       U5       U6       U7       U8    

      1.30       2.00      2.04       1.21     4.76    (折斷 )  7.67      5.95

      1.29       2.05      1.85       1.85     2.04     1.34      3.58      6.00 (未有折斷之撓度)

      20.jpg

      由于失去折斷跨的平衡作用,相鄰兩跨跨中撓度有較大的增長,最多為7.67 mm,達114 %,盡管如此,任然在容許范圍內,撓度不超標。

      結論:幕墻立柱采用連續結構,其一跨偶然折損后,將引起相鄰兩跨彎矩和撓度的較大增長,但仍在安全范圍內,并不會引起連鎖破壞。

      從已建成的幕墻工程看,鮮有在風力或地震災害中將幕墻主龍骨折斷的,這也是幕墻設計規范要求“在設防烈度地震下經修理后應仍可使用,在罕遇地震作用下幕墻骨架不得脫落!钡囊x所在。從汶川地震、玉樹地震看,都沒有折斷幕墻主龍骨的。所以,我們不必過慮一跨主龍骨折斷造成的危險。何況,上文分兩種情況論述了即使有一跨主龍骨折斷,也不會引起其他跨龍骨的破壞。我們應放心大膽地使用連續結構做幕墻的主龍骨。

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