ds索网幕墙计算分析

索网幕墙计算分析 编制 杨竞 一 工程概况说明 计算工程背景 成都东客站索网幕墙工程所在城市 成都工程所属建筑物地区类别 C类工程所在地区抗震设防烈度 7度 0 10g 工程基本风压 0 3kN m2 二 荷载计算 1 风荷载2 地震荷载3 温度荷载4 荷载组合 1 风荷载 标高为31 2m处风荷载计算W0 基本风压W0 0 30kN m2 z 31 2m高处风振系数对15m以下取2 15m以上25m以下取2 25 25m以上40m以下取2 45 40m以上取2 7 z 31 2m高处风压高度变化系数 按 类区计算 GB50009 2001 2006年版 z 0 616 Z 10 0 44 0 616 31 2 10 0 44 1 016 s 风压体型系数 墙面区 取 s 1 2风荷载标准值 WkWk z z s W0 GB50009 2001 2006年版 2 45 1 016 1 2 0 300 0 896kN m2因为Wk 1 0kN m2 取Wk 1 0kN m2 按JGJ102 2003第5 3 2条采用 2 地震荷载 qEAk 地震作用设计值 KN m2 GAk 玻璃幕墙构件 包括玻璃和框 的平均自重 500N m2垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值 qEAk 5 max GAk 5 0 080 500 000 1000 0 200kN m2 3 温度荷载 计算中温差极限值为 15 40 拉索的线膨胀系数为1 6 10 5 4 荷载组合 单层索网结构是典型的几何非线性结构 建筑结构荷载规范 2006版 规定的基本组合表达式不适用于这种结构承载能力极限状态的计算 否则会使其安全系数降低 因此 在单层索网结构计算时 承载能力极限状态的荷载也采用荷载标准值 拉索总安全系数取值为2 5 1 正常使用极限状态 1 0 恒载 1 0 预拉力 1 0 风荷载 1 0 恒载 1 0 预拉力 1 0 风荷载 0 7 40 1 0 恒载 1 0 预拉力 1 0 风荷载 0 7 15 2 承载能力极限状态 1 0 恒载 1 0 预拉力 1 0 风荷载 0 5 地震荷载 1 0 恒载 1 0 预拉力 1 0 风荷载 0 7 40 1 0 恒载 1 0 预拉力 1 0 风荷载 0 7 15 三 拉索计算 1 说明2 计算模型3 计算结果 1 说明 1 面板 玻璃面板采用10Low E 12A 10中空钢化玻璃 2 钢型材 横向钢梁采用材质Q235B的1100 600 26 26箱型钢梁 表面氟碳喷涂处理 顶部钢桁架采用材质Q345钢 表面氟碳喷涂处理 3 拉索 本系统只设有竖向索 不设横向索 竖索选用 22mm的不锈钢钢绞线 具体参数如下表所示 表1拉索材料性能的参数 2 计算模型 采用3D3S软件对单层索网幕墙结构进行数值模拟分析 拉索的预拉力经过反复验算后确定 对结构在3D3S软件中 采用如下考虑 1 分析类型 非线性结构 静态 2 边界条件 竖向索与顶部钢梁均为铰接 3 荷载以集中力形式施加在模型上 计算见下图 最大拉力 最大扰度 3 计算结果 初始预拉力 预估预拉力 最小破断力 0 15 0 25 325 02 0 15 0 25 48 75 81 26kN取预拉力 50kN拉力值N 113 121KN 最小破断力 2 5 130 008KN最大扰度df 376 609mm L 50 21000 50 420mm以上计算结果均满足规范和设计要求 单层单向索3D3S操作步骤 1 绘制2000 1490的单索结构 如下图所示 2 将索打断 打断后的样式如下图所示 结构编辑 打断 直线两两相交打断 3 点击结构编辑 添加杆件 定义索的截面为 22 截面类型选择圆钢及索 双击 4 定义材性 双击材性 出现如下对话框 双击材性1 定义材性 定义后结果如下图所示 双击 5 点击构件属性 定义只拉单元 选择预定义单元 6 点击构件属性中的节点边界 给索施加节点约束 1 2 7 节点约束定义后的图形如下 8 点击内力分析 计算内容选择及执行 初始状态确定 计算参数 非线性初始态9 建筑用索定义 定义主动索 定义 选中所有索单元 计算 10 点击施加节点荷载 给所有节点施加Z向 0 6KN的恒荷载 11 内力分析 初始态计算结果显示查询 内力显示 12 施加节点荷载 施加X向1KN风荷载施加活荷载 施加X向0 2KN活荷载施加温度增量 15 40 13 内力分析 计算内容选择及执行 非线性分析 非线性荷载态 计算 14 定义工况 组合 15 内力分析 非线性分析结果显示查询 显示内力内力分析 非线性分析结果显示查询 显示位移 最大内力 最大位移 单层双向索3D3S操作步骤 1 绘制2000 1490的单索结构 竖向索共9根 横向索12根 2 将索打断 结构编辑 打断 直线两两相交打断 3 点击结构编辑 添加杆件 定义索的截面为 22 截面类型选择圆钢及索 双击 4 定义材性 双击材性 出现如下对话框 双击材性1 定义材性 定义后结果如下图所示 双击 5 点击构件属性 定义只拉单元 选择预定义单元 6 点击构件属性中的节点边界 给索施加节点约束 1 2 7 节点约束定义后的图形如下 8 点击内力分析 计算内容选择及执行 初始状态确定 计算参数 非线性初始态 建筑用索定义 定义力密度 定义 计算 索网找形完成 横向索 50 2 25kN m50 2 022 24 7kN m竖向索 80 1 49 53 69kN m80 2 47 32 388kN m 重点 9 点击施加节点荷载 给所有节点施加Z向 0 6KN的恒荷载 10 内力分析 初始态计算结果显示查询 内力显示11 施加节点荷载 施加X向1KN风荷载施加活荷载 施加X向0 2KN活荷载施加温度增量 15 40 12 内力分析 计