按規范要求對作用于幕墻同一方向上的各種荷載應作最不利組合。對垂直立面上的幕墻,其平面外的荷載最不利荷載組合為:
W合 =1.0 W + 0.5qE……………………… (4.2.2-4)
其中, W合為組合荷載的設計值(kN/㎡)。
4.3 塔樓單元式幕墻結構分析與核算
塔樓標準層高度為4.3米,49F以上層高4.6米(4.7米),避難層高5.7米。標準橫向分格為B=1550mm;單元玻璃透光部位玻璃采用8+1.52PVB+8+12A+10mm鋼化夾膠玻璃。標準層玻璃最大分格為1550×2650mm,避難層玻璃最大分格為1550×3660mm,層間梁位玻璃采用6+1.14PVB+6mm厚鋼化夾膠玻璃,玻璃最大分格為1550×600mm;幕墻橫向為明框形式,豎向為明隱結合形式。樓層跨度較大位置設鋼架支撐,使單元跨度為標準層跨度。最大計算標高為261.9米,標準大樣圖如右頁圖19所示:
(1)幕墻傳力路徑分析
玻璃→結構膠(壓碼)→橫梁或立柱→立柱與支座連接系統→支座→主體結構
(2)幕墻荷載說明
1)幕墻自重
a) 8+1.52PVB+8mm+12A+10mm鋼化中空夾膠玻璃,自重gK1=0.67kPa
b) 6+1.14PVB+6mm鋼化夾膠玻璃,自重gK2= 0.31kPa
c)考慮幕墻支撐桿件,配件等重量,考慮幕墻自重為gK=0.9kPa
2)風荷載
結合GB50009-2012《建筑結構荷載規范》及本項目風洞試驗報告進行取值。本系統風荷載取值為:a)標準層:+3.81/-6.86(kN/㎡) ; b) 4.7米層高:+5.87/-6.48(kN/㎡) ; c) 5.7米層高:+3.56/-6.16(kN/㎡)。
3)地震荷載
水平地震荷載:
qEk=5αmax GK/A=5×0.12 GK/A ,qE=1.3qEK。
(3)鋁合金板有限元分析計算
采用結構計算軟件STAAD對鋁板進行分析計算,模型和計算結果如右頁圖20-21所示,經計算分析鋁合金板強度和撓度均符合設計要求。
圖19 塔樓單元式幕墻標準大樣圖
圖20 鋁合金(詞條“合金”由行業大百科提供)板有限元分析計算模型
圖21 鋁合金板有限元分析計算結果
4.4 主入口球形體玻璃幕墻結構分析與核算
本建筑西立面裙樓位置設置鋼結構(詞條“鋼結構”由行業大百科提供)橢圓形玻璃盒幕墻,玻璃呈三角形狀,為三邊支撐,采8+12A+8+1.52PVB+8mm鋼化中空夾膠玻璃,三角形玻璃邊長約為3100mm。最大計算標高為28.1米。幕墻大樣見圖22。
圖22 主入口球形體玻璃幕墻標準大樣圖
(1)受力路徑分析
1)垂直于玻璃面板(詞條“玻璃面板”由行業大百科提供)的水平荷載:
面板→鋁壓碼(結構膠)→鋁合金副框→支承骨架→主體鋼結構
2)平行于玻璃面板的豎向荷載:
面板→鋁壓碼(結構膠)→鋁合金副框→支承骨架→主體鋼結構
(2)荷載說明
1)幕墻自重
8+1.52PVB+8mm+12A+8mm鋼化中空夾膠玻璃,自重gK1=0.614kPa;考慮幕墻支撐桿件,配件等重量,考慮幕墻自重為gK=0.9kPa。
2)風荷載
結合GB50009-2012《建筑結構荷載規范》及本工程風洞試驗報告進行取值。本系統風荷載取值為:+2.42/-2.58(kN/㎡)
3)地震荷載:
水平地震荷載:
qEk=5αmax GK/A=5×0.12 GK/A ,qE=1.3qEK。
(3)夾膠玻璃有限元分析
主入口球形體玻璃幕墻采用8+12A+8+1.52PVB+8mm鋼化中空夾層玻璃,玻璃為三角形,邊長尺寸約為3100mm由于外片玻璃受力不利,采用結構計算軟件STAAD對外片玻璃板塊進行建模計算,經分析計算大面玻璃的強度和剛度均滿足設計要求。
圖23 大玻璃有限元應力分析
圖24 大玻璃有限元變形分析
(4)鋼結構有限元分析
對主入口球形體玻璃幕墻鋼架計算模型進行整體建模,將各種荷載作用到桿件上,采用經“中國建筑金屬結構協會建筑鋼結構(詞條“建筑鋼結構”由行業大百科提供)委員會”鑒定認可的設計軟件STAAD/CHINA 2005進行分析計算,如計算模型和計算結果如圖所示。
圖25 受力模型及加載情況
圖26 鋼架支座節點
4.5 裙樓構件式幕墻結構分析與核算
本工程裙樓位置為構件式玻璃幕墻,首層層高為5.7米,2至4層層高為5.1米,5層層高5.2米。幕墻系統見光位采用(8+1.52PVB+8)+12A+10中空夾膠鋼化Low-e玻璃,層間采用6+1.14PVB+6夾膠鋼化玻璃,首層玻璃最大分格為1600mm(寬)×3750mm(高),二層以上玻璃最大分格為1500mm(寬)×2350mm(高),最大計算標高取為70米。立柱形式:低風壓區采用普通閉腔型立柱,高風壓區鋁包鋼形式。局部大樣如下圖:

圖28 裙樓構件式幕墻標準大樣圖
(1)幕墻受力路徑分析
1)垂直于幕墻的水平荷載:
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