幕墙立柱双跨梁力学计算模型的探讨
不同力学模型在幕墙立柱计算中的比较
不同力学模型在幕墙立柱计算中的比较中图分类号：O3 文献标识码：A 文章编号：摘要：幕墙立柱计算采用简支梁、双跨梁、多跨静定梁、多跨铰接一次超静定梁的计算比较，从而选取最优的受力方式。
关键词：立柱抗弯和抗剪强度计算、立柱刚度挠度的计算。
绪论：幕墙是建筑的外围护结构，目前外墙采用建筑幕墙形式非常普及，本文通过对不同受力力学模型的比较就会发现受力形式不同，对幕墙立柱的选取是不同的，如果在进行设计时，选取相应不同受力力学模型的计算，幕墙立柱将会充分合理使用，这将降低成本，取得较好经济的效益。
设计人员不应简单以简支梁或双跨梁进行幕墙立柱的计算，实际建筑中应是多跨静定梁或多跨铰接一次超静定梁的受力计算，避免计算中材料的无为浪费。
为使比较方便统一，我们选取同一位置分格的幕墙立柱进行比较。
论文主体基本参数取北京新建口腔医学院综合楼计算；本工程按C类地形考虑，地震基本烈度为：8度，地震动峰值加速度为0.2g，取：αmax=0.16。
计算点基本参数：计算点标高：100m；立柱跨度：L=4000mm；立柱左分格宽：1100mm；立柱右分格宽：1100mm；立柱计算间距：B=1100mm；板块配置：中空玻璃6+12A+6 mm；立柱材质：6063-T5；选用立柱型材的截面特性选用立柱型材号：60/150系列型材的抗弯强度设计值：fa=90MPa型材的抗剪强度设计值：τa=55MPa型材弹性模量：E=70000MPa绕X轴惯性矩：Ix=4173330mm4绕Y轴惯性矩：Iy=842340mm4绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=53583mm3绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=57857mm3型材净截面面积：An=1411.5mm2型材线密度：γg=0.03811N/mm型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：t=6mm型材受力面对中性轴的面积矩：Sx=34589mm3塑性发展系数：γ=1.00幕墙承受荷载计算风荷载标准值的计算方法按建筑结构荷载规范计算：wk=βgzμzμs1w0上式中：βgz：瞬时风压的阵风系数；βgz=1.6019μz：风压高度变化系数；μz=1.6966μs1：局部风压体型系数；μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA w0：基本风压值(MPa)，取0.00045MPa；计算支撑结构时的风荷载标准值A=1.1×4=4.4m2wk=βgzμzμs1w0=0.00131MPa计算面板材料时的风荷载标准值A=1.1×1.38=1.518m2wk=βgzμzμs1w0 =0.001424MPa垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值qEAk=βEαmaxGk/A作用效应组合S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk幕墙立柱按简支梁计算简支梁：幕墙立柱单跨用一处连接件与主体结构连接，单跨立柱在连接处向上悬挑一段，上一层立柱下端用插芯连接支承在此悬挑端上，计算时取简支梁，计算简图对结构作了简化。
关于建筑幕墙结构计算的探讨
关于建筑幕墙结构计算的探讨摘要：介绍了幕墙结构计算需要研究的大体内容及方法，并分析了幕墙结构计算过程中应该注意的一些问题，以使结构工程师对整体幕墙的结构体系与各基本分体系之间的力学体系有透彻的认识和掌握，从而使幕墙结构设计的思路更宽。
关键词：建筑幕墙；结构计算；分析引言《玻璃幕墙工程技术规范》对建筑幕墙的设计计算有一些具体的规定，随着幕墙技术的发展，幕墙品种多样化和其应用范围不断扩大，经过多年实践，有些规定需要重新思考。
在建筑物建设“安全、适用、经济”的前提下，明确幕墙材性要求和幕墙设计计算刻不容缓。
1幕墙的结构理论建筑幕墙应按围护结构进行设计和计算。
幕墙主要构件应悬挂在主体结构上,小震下保持弹性,不产生损害。
在这种情况下,幕墙也应处于弹性状态。
因此,与幕墙有关的内力计算均采用弹性计算方法进行。
以概率理论为基础的极限状态最大应力法在我国己逐渐取代以经验为主的定值表达的允许应力设计法。
由于幕墙同时承受多种荷载和作用,所产生的内力十分复杂。
幕墙的结构设计标准是在正常荷载和作用产生的效应下不产生损害,并且幕墙结构完全处于弹性状态中。
因此,采用以概率理论为基础的极限状态最大应力方法作为幕墙结构的设计理论,同时采用弹性计算方法进行构件的内力计算,这对提高幕墙的结构理论水平有着重要的意义。
2幕墙的特点和传统的建筑外墙相比，幕墙具有很多优点：和传统外墙相比，幕墙的视野更开阔，釆光度更好，同时幕墙的形式多种多样，可根据用户的需求进行专门设计，更能满足人们现代生活的要求；幕墙大部分附件在工厂内加工制作完成，易实现工业化生产，降低人工费用，从而缩短现场施工周期和工程施工周期，为业主带来较大的经济效益和社会效益；幕墙包封主体结构，减少了主体结构受温度变化的影响，有效地解决了大面积建筑和高层建筑的温度应力问题；单元幕墙板块之间多采用对插的方式连接，现场施工方便，并且在室内安装，后期维护保养相对于传统外墙也更加方便；幕墙通常与主体结构釆用可动连接，竖向幕墙通常悬挂在主体结构上。
玻璃幕墙立柱双跨梁力学模型
玻璃幕墙立柱双跨梁力学模型玻双学璃幕墙立柱跨梁力模型1.1 立柱荷墙墙化建筑幕墙的立柱是幕墙墙系的主～墙于主墙墙之上～上、下立柱之墙留有构体体它挂体构15mm以上的墙隙。
在一般情下～立柱所受荷墙可以墙化墙呈墙性分布的矩形荷墙～其受力墙墙况可以表示墙如墙1所示。
墙1墙立柱墙受均布荷墙的墙支梁墙算墙墙～其荷墙集度墙～立柱的墙算墙度墙。
因此立柱的墙算分析～可以墙化墙一典型平面杆系墙墙。
个墙墙墙可以墙墙是一平面的墙墙。
个内墙幕墙立柱墙～我墙墙墙,?是墙墙杆件～因此可以用坐墙描述～?主要墙形墙垂直于墙的墙度来它来～可以用墙度描述位移墙。
所以可以墙行如下假墙,来? 直法墙假定～? 小墙形平面假墙。
与墙1 立柱墙受均布荷墙的墙支梁墙算墙墙1.2 跨梁墙算模型解析双1.2.1 跨梁的墙算墙墙双由于幕墙立柱所受荷墙可以墙化墙呈墙性分布的矩形荷墙～假墙其荷墙集度墙～立柱的墙算墙度墙～墙立柱跨梁力墙算模型的墙算墙墙如墙双学2所示。
墙2 立柱跨梁力墙算模型墙算墙墙双学墙力模型墙界件墙,在平面～立柱共有三支座～分墙是支座学条内个A、支座B和支座C。
立柱墙墙墙杆件～主要墙形墙垂直于墙的墙度。
三支座墙的支座反力只有平行于墙方向的反个力～有水平支座反力～立柱无墙向力。
没即立柱何,墙度、墙跨、短跨和比例因子。
几参数1.2.2 跨梁力的求解双学参数墙幕墙立柱墙行墙分析墙算墙～需要墙算的力主要有,各支座反力、垂直于墙方向的构学参数墙度、立柱力矩和剪力等。
下面墙出其求解墙程～假墙立柱材料的墙性模量墙～其截面墙内即弯中性墙的墙性矩墙。
我墙知道～跨梁的墙算墙墙～墙墙上是一超定墙墙～因此必墙要用到力平衡件和墙形墙双个静静条墙件。
墙墙墙的墙形墙墙件就是在条条C支座墙～垂直于墙方向的墙度墙0。
根据加原理～在小墙形的前提下～在墙性范墙～作用在立柱上的力是各自立的～不相叠内独并互影～各荷墙所引起的力成墙性墙系～加各荷墙墙作用的力～就可以得到共响个与它内叠个独内同作用墙的力。
双跨简支梁技术应用在建筑幕墙工程中实例分析
双跨简支梁技术应用在建筑幕墙工程中的实例分析摘要：建筑幕墙不仅是一个建筑产品，也是建筑艺术的重要组成部分，是现代建筑科技发展过程中所取得的重要成果。
建筑幕墙技术之所以发展如此迅速，是因为它适应了时代发展的需求。
有了建筑幕墙，建筑物从此披上了美丽的“霓裳”，使建筑更加生动，更富有表现力。
所以从某种意义上说，建筑幕墙技术也是建筑设计师表达建筑个性、充分表现建筑艺术思想的重要手段。
本文从现代建筑幕墙设计时必须要考虑节约材料出发，对双跨简支梁技术应用在幕墙工程中的实例进行分析。
关键词：建筑幕墙工程：双跨简支梁；结构计算前言随着我国经济的飞速发展，建筑幕墙在我国现代建筑上的应用也越来越多。
从2008年开始，我国每年的建筑幕墙生产面积要比世界上其他国家生产面积总和还要多由于幕墙中所使用的很多材料为不可再生的，因此，我们在进行现代建筑幕墙设计时必须要考虑节约材料，而幕墙龙骨采用双跨简支梁技术就能很好的解决这个问题。
当幕墙的跨度较大时，采用双跨梁要比单跨梁节约10％～40％铝合金型材用量。
我们国家在2003年颁布实施的《玻璃幕墙工程技术规范》中，对幕墙龙骨的计算方法给出了详细的描述，但是，遗憾的是，该规范中并没有给出双跨梁模型的计算方法。
网此，很多幕墙设计人员遇到这种受力模型时．会非常困惑，不知如何解决。
笔者想通过理论公式和实例分析的方式对幕墙中的双跨简支梁进行一次详细的介绍，希望本文章能成为幕墙设计人员解决双跨梁幕墙的一个工具性资料。
1、双跨梁模型的涵义在介绍双跨梁模型之前．笔者先介绍一下幕墙竖龙骨的结构体系，在一般情况下，幕墙竖龙骨所受荷载可以简化为呈线性分布的矩形荷载，其受力简图可以用图1表示。
单跨梁的特点是：每层楼板边梁位置设置一个支座(即设置一个埋件)，竖龙骨是悬挂于主体结构之上。
上、下竖龙骨之间留有15mm～20mm的缝隙，上下层的幕墙竖龙骨之间通过一个铝合金插芯相连接。
这种情况下，在受外荷载时，竖龙骨的跨巾承受最大的弯矩和最大的挠度。
浅谈玻璃幕墙的力学模型计算
一
层（ 层） 三
３ 幕墙结构 自重。按规 范要求 ， ） 幕墙结构 自重的分项系数 取
＝ １． ２。
４ 荷载组合。按 要求对 作用 于幕墙 同一方 向上 的各 种荷 载 ）
图 １ 幕墙与框 架连接
闰 ２ 简化模型
作最不利组合 。对垂直立面上的幕墙 ， 其平面外 的荷载最不利荷 ３ １ １ 基本要素 ． ． 载组合为 ： 该处玻璃幕墙位于 主楼 ， 最大计算标 高按 １． ４ ４ｍ计 ， 幕墙结
１风荷载 。按规 范要求 ， ） 进行 建筑幕 墙构件 、 连接 件 和锚 固
件承载力计算 时 ， 荷载分项 系数应取 ｙ 风 叫＝１４ 即风荷 载设计 ．，
值为 ：
Ｗ ＝ Ｗ ：１ ４ ． （） １
二层 （ 层 ） 四
２地震作用 。按规范要求 ， ） 地震作用 的分项系数取 －１３ 二 ．， 即地震作用设计值为 ：
钧， 刘永健 ． 虚拟现 实技术在 土木 建筑工程 中的应 用研
究［］长 沙交通学 院报 ，０ ３ １ （） ５ —２ Ｊ． ２ ０ ，９ １ ：８６ ． 析前 处理 开发 ［］ 焊接 学报 ，０ ８ ２ （ ）９ —６ Ｊ． ２ ０ ，９ ４ ：３９ ．
欣． 虚拟现 实 ＶＲ ＭＬ程序 设计 ［ ． Ｍ］ 天 ［ ］ 高嘉爽， ７ 杨建 国， 方洪 渊， ． 于 Ｖ ＭＬ的焊接 有 限元分 等 基 Ｒ
其 中， 合 ｗ 为组合荷载的标准值 ， ／ ； 为 组合荷载 的 ｋ ｍ２ ｗ合
．
３ １ 立柱计 算 ．
根据现场检测情 况 ， 幕墙立柱悬挂在建筑 主体结构上 ， 如图 １ 所示。综合 考虑幕墙标高 、 幕墙 的横 向分格宽度 、 所选立柱型材 、
建筑幕墙双跨连续梁立柱的算法研究
0 引言目前的建筑幕墙（包括玻璃、石材、铝合金、瓷板等各种面板型式）承重结构主要是以铝合金型材和钢材为主的金属结构。
其承重结构仅承受建筑幕墙本身自重和水平风荷载或水平地震作用，并不承担建筑荷载，建筑幕墙起主要支承作用的就是与主体结构相铰接的立柱，幕墙本身的自重和水平荷载作用都是通过立柱传递给主体结构的，所以立柱是幕墙中最重要也最难计算的构件，必须通过精确计算确定而不能依靠经验。
根据文献[1] 《建筑幕墙工程技术规范》的6.3.6条的要求：应根据立柱的实际支承条件，分别按单跨梁、双跨梁或多跨铰接梁计算由风荷载或地震作用产生的弯矩，并按其支承条件计算轴向力。
其中的单跨梁应用最广泛，属于典型的简支梁，目前多数设计人员基本能用静力平衡条件计算，比较容易，不用赘述；而应用较多的难以精确计算的是双跨连续梁（并且大多数情况下为不等跨），属于一次超静定结构，竖直方向承受幕墙自重，水平方向承受风荷载或水平地震作用的线性均布荷载。
查阅了目前最新的技术研究资料，只有文献[2] 姚谏主编的《建筑结构静力计算实用手册》（第三版）中有等截面两跨连续梁的弯矩与支座反力（P82-83表3.4-1a）计算，但是，也只有等跨的计算，而幕墙双跨连续梁立柱大部分都是不等跨的，所以应该从力学原理这个源头出发彻底解决这个问题，参考文献[3] 刘鸿文的《材料力学》、文献[4] 包世华的《结构力学》，按照《结构力学》中的力矩分配法计算较麻烦，对设计人员要求较高，并且每次都要重新计算；按照《材料力学》中的力法中的莫尔积分法，并参考文献[5] 周国良的《浅析高层玻璃幕墙施工工程质量管理》，虽然十分复杂，但物理概念清晰、明确，能推导出双跨连续梁在线性均布荷载作用下的三个支座的支反力的通用代数计算公式，进而求出立柱截面的弯矩，实现文献[1]的要求。
对于推导出双跨连续梁在线性均布荷载作用下的三个支座的支反力的通用代数计算公式；还要通过一个计算实例进行验证；并与其他软件进行比对，以保证推导的计算结果的正确性，以后直接使用即可，不用每次都进行推导；并且通过编写程序使计算自动化。
建筑幕墙双跨立柱挠度理论计算结果与试验结果对比分析
ｆ￣＝Ｓ２一学
４ 理 论计 算 结果 与试 验 结果对 比分 析
本文 随机挑 选 了 ２０１４至 ２０１５年间进行幕墙物理性 能检 测的 ６０个 工程的抗 风压性 能试验数 据 ，其 中包括 明框玻璃幕
’ｎ１ Ｒ ｎ７
５
２ 立 柱挠 度 理论 计算 方 法
作 用在 幕墙立 柱 上 的荷 载在 理论 计 算模 型 中为 均布 荷 载 ，幕 墙双跨立柱 的计算 模型通 常采取双跨 连续梁 的力 学模 型进行计算 。可 以将双跨 连续梁 的第 二支座看 成一个反作 用 力 。而根据叠加原理 ，双跨连续梁受均 布荷 载作用所 产生的挠 度值 ．厂就 等效 于单跨梁受 均布荷 载 ｑ产生 的挠度值 与单跨
．
梁 受 到 这个 反 作 用 力 所 产 生 的挠 度 值 之 和 。根 据 ＧＢ／Ｔ １５２２７－ ２００７（｛建 筑 幕墙气 密 、水 密 、抗 风压性 能检测 方法 》中 的幕墙挠度检测方 法 ，对 于主受力构 件 ，选 取跨 中挠 度来 进行 判别。所 以本文 的理论 计算模 型只针对幕墙 双跨长跨跨 中的 挠度计 算。
墙 双跨铝合金立柱 、隐框玻璃幕 墙双跨铝合金 立柱 、石材幕墙 双跨钢立柱挠度 的试 验数据 ，运用本文第二节 中所提到 的理 论计算方法计算 出立柱长跨跨 中挠度值．厂，与其 试验测试 结果
进行 对 比，发 现立柱理论计算挠 度值 厂与其试 验测试挠 度值 之间存 在着一定 的偏差 ，并与其立柱 长跨 长度 ａ与短跨 长度 ６的 比值存在着一定的联系 。
关 键词 ：建筑幕墙 ：双跨 立柱 ：长短跨度 比
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｓ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｉｓ ａ ｌａｒｇｅｒ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｏｕｂｌｅ ｓｐａｎ ｃｏｌｕｍｎ ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｒｔａｉｎ ｗａｌｌ ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｆ ｌｅｃｔｉｏｎ ｒｅｓｕｈｓ ｏｆ ｔ ｈｅ ｄｏｕｂｌｅ ｓｐａｎ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｌｕｍｎ ｗａｌ１．Ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｅ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔ ｈｅ ｄｏｕｂｌｅ ｓｐａｎ ｃｏｌｕｍｎ ｄｅｆ ｌｅｃｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｐｏｓｅｄ ｆｒａｍｉｎｇ ｇｌａｓｓ ｃｕｒｔａｉｎ ｗａｌｌ，ｔｈｅ ｈｉｄｄｅｎ ｆｒａｍｉｎｇ ｇｌａｓｓ ｃｕｒｔａｉｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｏｎｅ ｃｕｒｔａｉｎ ｗａｌ１．Ｔｈｅｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｌｅｎｇｔｈ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｌｏｎｇ ｓｐａｎ ａｎｄ ｓｈｏｒｔ ｓｐａｎ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｌｕｍｎ．
基于ANSYS分析的幕墙立柱双跨梁模型的研究
．
幕 墙结 构设 计 主要 包括 构件 设计 及 连接设 计 ，
构 件设 计 中的立 柱设 计 计 算 通 常 是 幕 墙 结 构设 计
的重要环节 ， 《 玻璃幕墙 工程技术 规范》 Ｊ Ｇ Ｊ １ ０ ２— ２ ０ ０ ３的 ６ ． ３ ． ６条 明确 规 定 ：“ 应 根 据 立 柱 的实 际
积， 在按 拉弯 构件 进行 校核 ， 因此 ， 计 算 中可 以简化 为呈 线性 分布 的矩 形 荷 载 ，设水 平荷 载 集 度 为 ｑ ，
对 于立柱 设计 计算 ， 主 要 有 以 下几 种 模 型 ： 简支 梁
模型 、 连续 梁模 型 、 双跨 梁 （ 一次超静定 ） 模 型 。简 支梁模 型是 目前 我 国幕 墙 行 业 使 用 的 较 广泛 的形
支承 条件 ， 分 别按 单跨 梁 、 双跨 梁 或 多跨 铰 接 梁计 算 由风荷 载 或地 震作 用 产 生 的 弯矩 ，并 按 其 支 承
条件计 算轴 向力 。 ”但 是 ， 该 规 范 中并 没 有 给 出按 双跨 梁模 型计 算 方 法 ， 因此 ， 很 多 幕 墙 设 计人 员 遇 到这 种受 力模 型 时会非 常 困惑不 知 如何解 决 ， 目前
第３ ２卷 第 ４期
２ ０ １ ５年 ８月
贵州大学学报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｇ ｕ ｉ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ）
Ｖｏ １ ．３ ２ Ｎｏ ．４
力、 弯矩 、 挠度影响做 了详细的计算 ， 给 出了一般性的定量公式， 并根据施工 实际情况做 了具体分 析， 合 理 的选取 最佳 比例 。最后 通过 实际的 工程 利 用大型 通 用有 限元软件 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ对计 算结 果进
慎重计算不等双跨幕墙立柱
慎重计算不等双跨幕墙立柱
一、引言
在目前的幕墙设计中，当主体建筑的楼层跨度较大时，幕墙立柱通常会按不等双跨连续梁的力学模型进行设计。
但这种幕墙立柱与主体结构的连接形式，在当双跨梁短跨跨度与全跨跨度比例较小时，立柱的计算结果与实际状态是否一致呢?通过工程试验，笔者按短跨与全跨比例n≈0.10的情况下，按挠度分别通过计算结果及试验结果进行比较，得到一个比较直观的概念。
二、理论计算结果与试验结果的比较
(一)不等双跨连续梁短跨与全跨比例n≈0.10
1、试验参数
幕墙立柱跨度L=4.505m，短跨L1=0.45m，长跨L2=4.055m，短跨与全跨比例n≈0.10，幕墙分格宽b=1.237m。
选用铝合金型材，E=0.7 x 105N/mm2;立柱截面惯性矩I=542.248cm2。
2、立柱挠度理论计算结果
根据《建筑结构静力计算手册》表3-9以及不等双跨梁的计算方法(此处略)得:跨中最大挠度处与C支座的距离x=0.5656x4055=2293.51mm;跨中最大挠度系数μ=0.1473 ,分别按幕墙面荷载，计算幕墙立柱挠度，结果如表1所示。
3、立柱挠度试验结果
根据上海建筑门窗检测站对此幕墙结构进行风压变形性能试验，得到结果如表2所示。
幕墙结构中横粱与立柱连接的力学分析
＋ ＝ （ ２ ）
‘
２ 扭转 中心 的 力学与 几何性 质 探讨
既然要确定扭转 中心相对螺栓群 的位置 ．就需要先 了解 扭转 中心 的力学 与几何 性质。扭转 中心是抗 剪螺栓群 的几何 性质点 ， 和螺栓群所受的力是没有关 系的 ， 因此可假设抗剪螺 栓群仅受扭矩作用 ， 为 了螺栓群抵抗扭 矩的作用效力 ， 立柱 型 材壁会对每个螺栓产生一个 垂直于螺栓与扭转 中心连线 的剪 力， 且此剪力大小和螺栓与扭转中心距离成正 比。对横 梁进行 结构力学受力分析 ， 横梁 受到扭矩和数个剪 力作用 ， 列受力平 衡方程可知 ， 螺栓群 的每个 螺栓的剪力 的矢 量和为零 ， 只有满
将公式 （ １ ） 代人公式 （ ２ ） 得：
ｋ ｘＬｌ ＋ｋｘ Ｌ￣ ＝ｋｘ Ｌ３
简 化 即为 ： Ｌ ｌ ＋ ２ ＝ （ ３ ）
足这一条件才 能心应满足 以下三个条件 ：
由螺栓之间的几何关系可得 出：
Ｉ —
３ 的连线 上 ， 且 已知螺栓 １ 与螺栓 ２间距为 ｏ ， 螺栓 ２ 与螺栓 ３ 间距为 ｂ （ ｂ ＞ ａ ） ， 我们通 过扭转 中心的性质条件来 推导 出各个 螺栓到扭 转中心的距离 。
传递给立柱 ，而作用 于横 梁的竖 向力与水平 力不全部通过 螺 栓群 的扭转 中心 ， 会产生偏心扭矩 。因此 ． 横 梁与立柱连接计 算的核心计算模 型是螺栓群 的抗剪与抗扭 。剪力 在螺栓群 中
系． 需要再算 一个值 ， 即中间螺 栓到外侧 两螺栓 中点 的距 离 ：
＝
６ ） ／ ２ － ￣ ＝ （ ｂ － ａ ） ／ ２
幕墙竖框最优化计算模型
幕墙竖框最优化计算模型探讨摘要：随着幕墙行业在中国的飞速的发展，国家对各行业的精益求精的要求，以及让幕墙公司利润的最大化。
根据幕墙相关规范，探讨幕墙竖框最优化计算模型，以便施工中可以更方便，更快捷的，创造更大的利润。
关键词：规范，支座位置，计算模型中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号：本文根据幕墙jgj102－2003《玻璃幕墙工程技术规范》的6.3.6条明确规定：“应根据立柱的实际支承条件，分别按单跨梁、双跨梁或多跨铰接梁计算由风荷载或地震作用产生的弯矩，并按其支承条件计算轴向力。
”以及幕墙公司的战略目标是：低碳功能安全幕墙。
减小竖框线密度是达到这个目标的一个非常主要的途径。
根据需要建下面模型：本文最优化竖框模型分为以下几种：1.单跨简支梁；2.双跨简支梁；3.连续铰接静定梁；1.单跨简支梁1.1 单跨简支梁计算模型（如图1.1）图1.11.2.单跨简支梁支座反力：1.3.单跨简支梁弯矩：即当时，框弯矩最大，工程实例：幕墙中的危险部位位于120米,计算层间高l=3.6米,竖框承担的分格宽度为b=1.5m。
玻璃配置为6+12a+6钢化中空玻璃。
竖框挠度荷载组合如下：q刚度＝wk×b＝1.56×1.5＝2.34kn／m竖框强度荷载组合如下：q强度＝（1.4×1×wk＋1.3×0.5×qey）×b＝(1.4×1×1.56＋1.3×0.5×.295) ×1.5＝3.564kn／m竖框支座反力为:f= q强度·l／2= 3.564×3.6／2＝6.415kn竖框所受最大弯矩为：m＝q强度·l2／8＝3.564×3.62／8＝5.774kn·m2.双跨简支梁2.双跨简支梁2.1.双跨简支梁计算模型边界条件：支座a、支座b、支座c。
幕墙中双跨梁模型的计算方法
解 决 。笔 者想 通 过理论 公 式 和实 例分 析 的方式 对 幕 墙 中的双 跨 简 支 梁进 行 一 次详 细 的介 绍 ， 望 该 篇 希
文 章 能 成 为 幕 墙 设 计 人 员 解 决 双 跨 梁 幕 墙 的 一 个
工 具性 资料
２ 什 么 是 双 跨 梁 模 型 在 介 绍 双 跨 梁 模 型 之 前 ． 者 先 介 绍 一 下 幕 墙 笔
计算 模 型就 能很 好 的解 决这 个 问题 。当幕 墙 的跨 度 较 大时 ， 采用 双跨 梁 要 比单跨 梁 节约 １ ％～ ０ ０ ４ ％铝合 金 型材 用量 。我 们 国家在 ２ ０ ０ ３年 颁 布实施 的《 璃 玻 幕 墙 工 程 技 术 规 范 》 ， 幕 墙 龙 骨 的计 算 方 法 给 中 对 出了详 细 的描述 ， 是 ， 但 遗憾 的是 ， 规 范 中并 没 有 该 给 出双跨 梁 模 型 的计 算 方法 。 网此 ， 多 幕 墙 设 计 很
图 １ 单 跨 梁 受 力 简 图
２ ＂ ． ０１ Ｏ１ １
１ ５
要 关 注 的 是 以 下 ｌ 面 的 数 据 ： 座 反 力 尺 ， 大 二方 支 最 挠 度 ， 大 弯 矩 。 当 双 跨 简 支 梁 的 这 些 参 数 最
都 得 以解 答 了 ，那 么双 跨 梁 的力 学计 算 就 相 应 地
Ｒ＝１ ２｛ ／ （ ＋：［ （＋２｝ （） ￣ ／） ， ２ ￡ ） ・ Ｌ］ ｑ ３ （Ｌ Ｊ 一 ／ ）‘ ： ８
鐾碴盔攫
幕墙 中双 跨梁 模 型 的计 算方 法
张 蕾 田 炯 李树 娜 查 恩 明
摘
沈阳 远大铝业工程有限公司
要： 幕墙 中所使 用 的很 多材 料 （ 玻 璃 、 型材 、 型 材 等 ） 为 不 可 再 生 的 材料 ， 如 铝 铜 均 因此 ， 进 行 现 代 建 筑幕 墙 设 计 时必 在
幕墙立柱的几种常见力学计算模型电子版..
幕墙立柱的几种常见力学计算模型幕墙立柱根据实际支撑条件一般可以按以下几种力学模型设计。
1、简支梁简支梁力学模型是《建筑幕墙工程技术规范》(JGJ102-2003)中推荐的立柱计算模型。
在均布荷载作用下，其简化图形如图1.1。
由截面法可求得简支梁任意位置的弯矩为： 图1.1x ql x q M 222+-= 进而可解得：当2/l x =时，有弯矩最大值：2max 125.0ql M =。
简支梁的变形可以按梁挠曲线的近似微分方程[1]：)22(22qx x ql dx y d EI --= 经过两次积分可得简支梁的挠度方程为：)242412(1343x ql qx qlx EI y ---= 由于梁上外力及边界条件对于梁跨中点都是对称的，因此梁的挠曲线也是对称的，则最大挠度截面发生在梁的中点位置。
即：当2/l x =时，代入上式有：EIl q f k 38454max = 此种力学模型是目前我国幕墙行业使用的较广泛的形式，但由于没有考虑上下层立柱间的荷载的传递，因而计算结果偏于保守。
2、连续梁在理想状态下，认为立柱上下接头处可以完全传递弯矩和剪力，其最大弯矩和变形可查《建筑结构静力手册》中相关的内力表。
在工程实际中，上下层立柱间采用插芯连接，若让插芯起到传递弯矩的作用，需要插芯有相当长的嵌入长度和足够的刚度。
即立柱接头要作为连续，能传递弯矩，应满足以下两个条件：(I) 芯柱插入上、下柱的长度不小于2h c , h c 为立柱截面高度；(II) 芯柱的惯性矩不小于立柱的惯性矩[4]。
计算时连续梁的跨数，可按3跨考虑。
同时考虑由于施工误差等原因造成活动接头的不完全连续，从设计安全角度考虑，按连续梁设计时，推荐采用的弯矩值为：2)101~121(ql M 。
在工程实际中，我们不提倡采用这种连续梁算法。
主要原因是由于铝合金型材模具误差等不可避免的因素，造成立柱接头处只能少部分甚至无法传递弯矩，根本无法形成连续梁的受力模型。
浅析幕墙设计中结构计算的实现和理解陈上龙
浅析幕墙设计中结构计算的实现和理解陈上龙发布时间：2021-11-03T06:14:49.683Z 来源：基层建设2021年第24期作者：陈上龙[导读] 很早的时候，建筑幕墙就被我们国家开始应用了。
经过二十多年的发展，我国在建筑幕墙方面已经拥有一整套完善的管理体系，以及先进的设计技术。
目前，中国已发展成为世界第一幕墙生产大国和世界第一幕墙使用大国深圳市方大建科集团有限公司广东深圳 518057摘要：很早的时候，建筑幕墙就被我们国家开始应用了。
经过二十多年的发展，我国在建筑幕墙方面已经拥有一整套完善的管理体系，以及先进的设计技术。
目前，中国已发展成为世界第一幕墙生产大国和世界第一幕墙使用大国。
在我国幕墙生产企业已经超过千家，企业规模大小不一。
企业想要在行业内得到稳定、长远的发展，就需要对传统工业进行改革和优化。
在幕墙设计中，选取合理的受力模型可以让后期的成品有更高的质量。
对幕墙进行设计时，需要考虑到力学平衡条件和节省材料、节约成本之间的关系。
关键词：幕墙设计；实现；概念设计一、计算模型选取在幕墙建设的过程中，需要根据当前的实际情况选择最合适的计算模型。
这对后期工作环节有着很严重的影响，如果模型选择不准确，就不能真实的反映实际情况，可能会导致造成安全隐患。
根据已经出台的一系列政策规定，可以采用多种计算模型对幕墙立柱进行模拟设计。
随着幕墙设计方法的不断完善，当前采用较多的设计形式有单跨梁、双跨梁和多跨铰接梁。
通过以上几种方法可以精确的计算出由风荷载、地震作用等载荷在立柱上产生的内力。
1.1采用单跨梁计算模型当选择单跨梁计算模型进行幕墙设计时，可以非常简便的验证幕墙抗风压的承载能力。
如果采用单跨梁的立柱时，按单跨简支梁计算立柱的弯矩、剪力、轴力等。
根据相关条文规定，承受轴力和弯矩作用的立柱，其承载能力可由计算公式求得。
经过对比发现，单跨梁的跨中弯矩最大，但剪力为零。
即弯矩控制截面无剪力，而剪力控制截面弯矩较小。
例析幕墙竖框最优计算模型及工程
例析幕墙竖框最优计算模型及工程1.序言在幕墙设计中，人们会根据建筑幕墙结构的特点，采用与之相适应的结构计算与分析方法。
幕墙的立柱，是幕墙的“骨架”，如何设计幕墙立柱，选择合理的计算分析方法，是保证幕墙结构安全和提高经济性能的关键环节。
竖框的计算模型主要有以下几种形式：单跨简支梁，双跨简支梁，等跨铰接静定梁，双支点等跨铰接静定梁。
本文将探讨幕墙竖框的四种力学计算模型，分析影响竖框计算的因素，提出最优化的计算模型及在工程实现中的注意事项。
用于分析的工程实例为：幕墙中的危险部位处风荷载为1.56 KN/m2，计算层间高L=3.6米，竖框承担的分格宽度为B=1.5m。
校核竖框挠度荷载组合如下：q刚度=Wk×B=1.56×1.5=2.34KN/m校核竖框强度荷载组合如下：q强度=（1.4×1×Wk+1.3×0.5×qEy）×B=3.564KN/m2.单跨简支梁竖框支座反力为：RA= RB=ql/2竖框的中点弯矩最大，最大弯矩为：Mmax=ql2/83.双跨简支梁当主体建筑的楼层跨度较大时，通常会将立柱设计为双跨梁的结构型式，并采用双跨梁力学模型进行分析计算。
我们知道，双跨梁的分析已经非常成熟，在此不赘述。
设比例因子L1/L（短跨与全跨之比）。
根据分析，双跨简支静定梁主要注意的：1）短跨与全跨之比，从支座反力的角度出发，在构造允许的情况下，建议>0.1，慎重选择较小的结构型式。
2）双跨梁的最大弯矩出现在中间支座处，最大弯矩为，的变化范围是0至0.5，随着值从小变大，在相同的外部荷载条件下，双跨梁的各项力学参数的最大值（如最大支座反力、最大挠度和最大弯矩）是越来越小。
当=0.5时，最小，竖框最省料，。
3）要综合考虑构造和造价的要求，立柱是否采用雙跨梁结构型式。
4.等跨接静定梁等跨铰接静定梁每层只有一个固定点，其连接构造为最少，经济效益最为明显。
幕墙立柱双跨梁力学计算模型的探讨
幕墙立柱双跨梁力学计算模型的探讨1 引言建筑幕墙不仅是一个建筑产品，也是建筑艺术的重要组成部分，是现代建筑科技发展过程中所取得的重要成果。
建筑幕墙技术之所以发展如此迅速，是因为它适应了时代发展的需求。
有了建筑幕墙，建筑物从此披上了美丽的“霓裳”，使建筑更加生动，更富有表现力。
所以从某种意义上说，建筑幕墙技术也是建筑设计师表达建筑个性、充分表现建筑艺术思想的重要手段。
在幕墙设计中，人们会根据建筑幕墙结构的特点，采用与之相适应的结构计算与分析方法。
幕墙的立柱，是幕墙的“骨架”，如何设计幕墙立柱，选择合理的计算分析方法，是保证幕墙结构安全和提高经济性能的关键环节。
JGJ102－2003《玻璃幕墙工程技术规范》的6.3.6条明确规定：“应根据立柱的实际支承条件，分别按单跨梁、双跨梁或多跨铰接梁计算由风荷载或地震作用产生的弯矩，并按其支承条件计算轴向力。
”因此，在实际工程实践中，人们总会根据幕墙立柱的结构特点，将实际的立柱结构，简化为与之相适应的“物理模型”（力学模型），绘制出结构计算简图，生成“数学模型”，并利用数学方法进行分析求解。
在实际结构分析计算中，幕墙立柱的计算常采用简支梁、双跨梁、多跨铰接连续梁和连续梁等力学模型，当然还可以采用有限元分析方法。
在工程实践中，当主体建筑的楼层跨度较大时，为了提高幕墙立柱的安全性和提高幕墙设计的经济性能，我们通常会将立柱设计为双跨梁的结构型式，并采用双跨梁力学模型进行分析计算。
本文将探讨幕墙立柱双跨梁力学计算模型，分析在幕墙设计中应考虑的主要结构因素，提出结构优化设计的方法。
2 立柱双跨梁力学模型2.1 立柱荷载简化建筑幕墙的立柱是幕墙结构体系的主体，它悬挂于主体结构之上，上、下立柱之间留有15mm以上的缝隙。
在一般情况下，立柱所受荷载可以简化为呈线性分布的矩形荷载，其受力简图可以表示为如图1所示。
图1为立柱为受均布荷载的简支梁计算简图，其荷载集度为，立柱的计算长度为。
玻璃幕墙立柱双跨梁力学模型
玻璃幕墙立柱双跨梁力学模型在构建现代建筑的过程中，玻璃幕墙是一种常见的外观设计。
给建筑物带来美观的同时也增加了建筑的结构设计难度。
在玻璃幕墙的结构设计中，立柱和梁是重要的组成部分。
本文将介绍玻璃幕墙立柱双跨梁力学模型的结构设计和力学模拟。
立柱和梁在玻璃幕墙中的作用玻璃幕墙在建筑设计中常用的一种结构，它是由许多的玻璃幕板和支撑系统组成。
支撑系统包括立柱和梁两部分，它们起到承重和支撑的作用。
在玻璃幕墙中，立柱是连接幕墙系统和建筑结构的媒介，起到支撑幕墙的作用，并将幕墙的外部荷载传递给结构系统。
梁则承载幕墙自重和外部荷载，同时支撑玻璃幕板防止其发生翘曲变形。
立柱双跨梁结构的特点在玻璃幕墙的设计中，双跨梁结构是一种常用的形式。
它具有以下几方面的特点：•空间利用率高。
当跨度较大时，双跨梁可以极大地节省了建筑面积。
•结构稳定性强。
双跨梁本身就是一种弯曲承载结构，具有很强的稳定性。
•施工和维护更方便。
双跨梁可以先拼装成一个完整的梁再进行施工，维护时只需更换一段梁即可。
立柱双跨梁力学模型的建立建立立柱双跨梁结构的力学模型是玻璃幕墙设计的重要步骤。
这个模型可以帮助工程师更好地进行施工、维护和动态分析。
立柱双跨梁结构的力学模型是一个结构力学问题，需要先进行几何模型，在此基础上建立相应的解析力学模型。
通常方法是将结构分割为若干个结构单元，然后对单元进行分析和计算。
立柱双跨梁结构的力学分析立柱双跨梁结构的力学分析是设计好玻璃幕墙的基础。
它需要考虑以下几个方面：•荷载分析：需要分析整个幕墙结构的基本荷载信息，包括重力荷载、风荷载、地震荷载等等。
这些荷载都是设计的基础，其大小和方向可以对立柱和梁的尺寸和材料选用产生重要的影响。
•结构材料分析：需要分析幕墙的各种材料，包括玻璃、铝合金和钢结构等等。
结构材料的选择将对结构的刚性和稳定性产生重要影响。
•结构刚性分析：需要分析整个幕墙结构的刚性情况，确定立柱和梁的尺寸和强度。
•结构稳定性分析：需要分析整个幕墙结构的稳定性情况，根据标准进行验算。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
罔 ｌ所 示 。 ｝
一 、
引
言
在 幕墙 设 计 中 ，人们 会 根 据 建 筑幕 墙 结 构 的 特 点 采 用 与 之 相适 应 的结 构 计 算 与 分 析 方 法 。 幕 墒 的 立 柱 ．是 幕 墙 的 “ 架 ” 如 何 设 计 幕 墙 立 柱 骨 ， 选 择 合理 的 计 算 分 析 方 法 ．是 保 证 幕 墙 结 构 安 全 和
时 ．为 了提高幕墙立柱的安全性和提高幕墙设ｉ ｔ ＋Ｙ Ｊ ＇
经 济 性 能 ．我 们 通 常 会 将 立 柱 设 计 为 双 跨 梁 的 结 构 型 式 ．并 采 用 双 跨 梁 力 学 模 型 进 行 分 析 计 算 本 文
维普资讯
铝 门 窗 幕 墙
力 学 计 算 模 型 ． 引 八 了 厦 跨 粱 短 蹄 与 垒 垮 比 例 固干 ．
设 计 中应 考 虑 的 主 要 结 构 因 素 ．提 出结 构 优 化设 计
的 方 法
分 析 了 与 跹 辟 桀 最 走挠 度 、 支 座 反 力 之 间 的 关 系 提 出 了幕 墙 立 柱 蛄 柑 设 计 的优 化 方 法 ． 并 分 析 了在 暮 墙 设 计 和 施 工 过程 中应 注意 的 问题 。 美 键 儡 ： 暮 墙 立 柱 ； 理 垮 粱 ；鳍 构 计 算 ； 蛄 袖
维普资讯
铝 门 窗 幕 墙
幕 墙 立 柱 双 跨 梁 力 学 计 算 模 型 的 探 讨
◇ 陈 光 华 、 刘 万 奇
将 探 讨 幕 墙 立 柱 双 跨 梁 力 学 计 算 模 型 ， 分析 在幕 墙
摘 要 ： 奉 文 帆 理 论 上 分 析 了幕 墙 且 柱 鼠 跨 罂
过 程 ，假设 立 柱材 料 的弹 性模 量 为 Ｅ，其截 面对 中
性 轴 的惯性 矩 为 ， 。
经 网 次 积 分 得
Ｅｙ ） 旦 一 －３ｃ ｌ（ ｇ ｘ ｘ＝ ６ ＋
（３ １ ） －
我们 知道 ，双跨 梁 的计算 问题 ，实 际上是 一个 超静 定 问题 ．因此 必须 要 用到静 力平衡 条 件 和变形 谐 调 条 件 。该 问 题 的 变 形 谐 调 条 件 就 是 在 Ｃ 座 支 处 ，垂直 于 轴方 向 的挠度 算简 图 ，生成 “ 学模型 ” 数 ，
并 利 用 数 学 方 法 进 行 分 析 求 艉 。在 实 际 结 构 分析 计 算 中 ．幕 墙 立 柱 的 计 算 常 采 用 简 支 粱 、 双跨 梁 、 多 跨 铰接 连 续 梁 和连 续 梁 等 力学 模 型 ． 当然 还 可 以采
用 有 限元 分析 方 法
例 网 子 ＾＝
ｆ
在 工 程 实 践 中 ． 当 主 体 建 筑 的 楼 层 跨 度 较 大
（ ） 双 跨 粱 力学 参 数 的 求 解 ２ 对 幕 墙 立 桂 进 行 结 构 分 析 计算 时 ．需 要 计 算 的 力学 参 数 主要 有 ：各 支 座 反 力 、垂 直 于 轴 方 向的 挠 度 、立柱 内 力 即弯 矩 和剪 力 等 ＝ 下 面 给 出 其 求 解
瞬 １ 立柱双跨粱力学计算模型计算简图
其支承条件计算 轴向力 因此 ．在实际 Ｔ程实践 ”
中 ，人 们 总 会 根 据 幕墙 立 桂 的结 构 特 点 ，将 实 际 的 立 柱 结 构 ．简 化 为 与 之 相 适 应 的 “ 理 模 型 ” 力学 物 （
该 力学 模 型 边 界 条 件 为 ：在 ｏ ｙ平 面 内 ． 立 柱 ｘ 共 有 三 个 支 座 。 分别 是 支 座 Ａ 支 窿 Ｂ 和 支 座 ｃ． ． 立 柱 为 细 长 杆 件 主 要 变 形 为 垂 直 － 轴 的 挠 度 ｊ ． 三 个 支 座 处 的 支 座 反 力 只 有 平 行 于 Ｙ轴 方 向 的 反 力 ．没有 水平 支 座 反 力 ． 即 立 柱 尤轴 向 立 柱 几 何 参 数 ： 长 度 Ｚ 长跨 ｎ、短 跨 ｂ和 比 、
他 化
二 、 立 柱 双 跨 粱 力 学 模 型
１ 双跨梁计算模型解析 ．
（ １）双跨 粱 的 计算 简 图
【 中圈分类号】Ｔ ３ ２ ［ Ｕ ８ 文献标识码１ Ｂ 【 文章编号】１ ７ 硼 ６１ ２ ｛ Ｏ ６ ９ ｏ １ － ６ ２ ０ １０ 一 ｏ ５ ｏ
由于幕墙 立柱昕受荷载可以简化为呈线性 分布
根 据叠 加原 理 。在小 变形 的前 提下 ，在 弹性 范
Ｅ 警 一 ＋＋ 奇 Ｄ
得 边界 条件 ：ｘ Ｏ时 ，ｖ Ｏ ＝ 时 ，ｖ Ｏ ＝ ＝ ；ｘ ｌ ＝。
（） １ － ４
由于立 柱在 两端 铰 支 座上 的 挠度 都 等 于 ｏ ，故 将 以上 边 界 条 件 代 入 （— ）式 ，得 Ｄ＝ ，所 １４ ０
Ｉ ｂ Ｉ ａ
提高 经济性 能的关键环 节 Ｊ Ｊ０ — ０ ３《 Ｇ １２ ２ ｏ 玻璃幕
墙 ］ 程 技 术 规 范 》 的 ６３６条 明 确 规 定 ： 应 根 据 立 ： ．． “ 柱 的 实际 支 承条 件 ，分 别 按 单 跨 梁 、双 跨 粱 或 多跨 铰接 粱计 算 由风 荷载 或 地 震 作 用 产生 的 弯矩 ，并 按
围 内 ，作 用在 立柱 上 的力是 各 自独立 的 ，并 不相 互
影响 ．各个 荷 载与 它所 引起 的 内力成线 性关 系 ，叠
加各 个荷 载单 独作 用 的 内力 ，就 可 以得到 共 同作用
时 的 内力 。
以 ｃ 告，： 于 有： Ｄ。 是 一 ０
因此 为了计 算分 析更 容易 ，我 们可 以对 幕墙 立 柱 的 双跨梁 力学模 型 进行 简化 ，简 化 的思路 是 ：先 去 除支 座 Ｃ，代 之 以 支 座 反 力 尺 。 于 是 双 跨 梁 力 学模 型 实际上 可 以 当成 下面两 种 简支 梁力 学模 型 的