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建筑五金、幕墻行業(yè)資訊動態(tài)
玻璃幕墻設(shè)計時考慮到建筑所賦予的使用舒適性及建筑物理、建筑節(jié)能要求,通常會在幕墻上設(shè)置一定數(shù)量的開啟窗,這種開啟窗有別于一般的門窗。
兩者的差別在于支承窗的主結(jié)構(gòu):幕墻開啟窗以幕墻橫梁、立柱為支承主結(jié)構(gòu);一般門窗則以主體結(jié)構(gòu)或者填充砌體結(jié)構(gòu)為支承主結(jié)構(gòu)。
幕墻開啟窗所采用的面板材料必須采用安全玻璃,通常包括鋼化玻璃、夾層玻璃及由以上兩者玻璃組合而成的產(chǎn)品如鋼化夾層玻璃(詞條“鋼化夾層玻璃”由行業(yè)大百科提供)、半鋼化夾層玻璃、鋼化玻璃和夾層玻璃組合而成的中空玻璃。
幕墻開啟窗的框扇用料通常與相應(yīng)位置的幕墻一致。本文將以鋁合金結(jié)構(gòu)為支承結(jié)構(gòu)的玻璃幕墻定義為鋁合金玻璃幕墻;定義以鋁合金玻璃幕墻為主支承結(jié)構(gòu)的開啟窗為鋁合金玻璃幕墻開啟窗,本文簡稱為幕墻開啟窗。
本文僅討論鋁合金玻璃幕墻開啟窗的結(jié)構(gòu)計算分析方法。
《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50429-2007[1]第4.2.4條指出“框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析可采用一階彈性分析”。在考慮對比不同算法之前有必要明確理論和有限元方法的前提假設(shè)。簡而言之,理論計算涉及到材料力學(xué)基本假設(shè),即平截面(幾何線性)、胡克定律(材料線性)和邊界不變性(邊界線性),整體剛度保持不變;有限元(詞條“有限元”由行業(yè)大百科提供)分析是按線性、彈性的(幾何與材料線性)和支座接觸(邊界非線性)來模擬,整體剛度將由于接觸關(guān)系而變化。
本文通過對比不同型式、不同工況、不同計算方法來對幕墻開啟窗進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。
1 幕墻開啟窗的型式分類
按照開啟方式,幕墻開啟窗可分為上懸外開啟窗、內(nèi)平開窗、外平開窗、平推窗、內(nèi)開內(nèi)傾窗。結(jié)合建筑設(shè)計的要求、使用者體驗調(diào)研及結(jié)構(gòu)安全度的考量,本人不建議在幕墻上大量使用平開窗,而關(guān)于平推窗的研究尚在進(jìn)行中。故本文僅討論上懸外開啟窗及內(nèi)開內(nèi)傾窗。
2 幕墻上懸外開啟窗的結(jié)構(gòu)計算分析方法
2.1. 總體信息
假設(shè)工程位于廣州市 (抗震設(shè)防烈度(詞條“抗震設(shè)防烈度”由行業(yè)大百科提供)7度,設(shè)計地震基本加速度0.10 g),地面粗糙度C類,建筑高45m,封閉式矩形平面(詞條“平面”由行業(yè)大百科提供),層間高度為4.5 m,結(jié)構(gòu)梁高700 mm,框架式幕墻, 6+1.52PVB+6+12A+6mm中空夾層玻璃,分格尺寸B×H=2.0×1.2 m,基本風(fēng)壓:0.50 kPa;
2.2. 風(fēng)荷載計算
幕墻開啟窗作為玻璃幕墻的一部分,屬于建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu),根據(jù)廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》DBJ15-101-2014規(guī)定取值。
2.2.1. 閉合狀態(tài)下風(fēng)荷載
開啟窗在結(jié)構(gòu)效應(yīng)中在平均風(fēng)壓的基礎(chǔ)上,近似考慮脈動風(fēng)瞬間的增大因素,因此通過局部風(fēng)
壓體型系數(shù)和陣風(fēng)系數(shù)(詞條“陣風(fēng)系數(shù)”由行業(yè)大百科提供)來計算風(fēng)荷載。
風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Wk=βgz·μsl·μz·W。
其中陣風(fēng)系數(shù)及風(fēng)壓高度變化系數(shù)按照計算高度采用插值法計算。
由于本地區(qū)屬于基本風(fēng)壓大于或等于0.50 kPa地區(qū),廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)將峰值因子由2.5提高到3.0,因此該項按照廣東省荷載規(guī)范計算得到的風(fēng)荷載較國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012計算所得風(fēng)荷載增加大約5%。
體型系數(shù)根據(jù)不同平面位置分別取-1.4和-1.0,同時考慮內(nèi)部壓力局部體型系數(shù)取+0.3.
2.2.2. 開啟狀態(tài)下風(fēng)荷載
開啟狀態(tài)時在結(jié)構(gòu)效應(yīng)中在平均風(fēng)壓的基礎(chǔ)仍然考慮脈動風(fēng)瞬間的增大因素,還是通過局部風(fēng)
壓體型系數(shù)和陣風(fēng)系數(shù)來計算風(fēng)荷載。
風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Wk=βgz·μsl·μz·W。
其中陣風(fēng)系數(shù)及風(fēng)壓高度變化系數(shù)按照計算高度采用插值法計算。
由于本地區(qū)屬于基本風(fēng)壓大于或等于0.50 kPa地區(qū),廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)將峰值因子由2.5提高到3.0,因此該項按照廣東省荷載規(guī)范計算得到的風(fēng)荷載較國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012計算所得風(fēng)荷載增加大約5%。
開啟狀態(tài)跟閉合狀態(tài)最大的不同在于體型系數(shù)的取值,開啟狀態(tài)時窗構(gòu)件均直接承受風(fēng)荷載,局部體型系數(shù)應(yīng)該參照廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》DBJ15-101-2014第7.4.1之5款采用1.4的放大系數(shù)。
2.3. 地震作用計算
幕墻開啟窗作為玻璃幕墻的一部分,根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程計算規(guī)范》JGJ102-2003規(guī)定取值:動力放大系數(shù)按5.0取,水平地震影響系數(shù)最大值按相應(yīng)抗震設(shè)防烈度和設(shè)計基本地震加速度根據(jù)表5.3.4取。
2.4. 作用效應(yīng)組合計算
幕墻開啟窗作為玻璃幕墻的一部分,作用效應(yīng)組合計算根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程計算規(guī)范》JGJ102-2003規(guī)定分別按有地震作用和無地震作用兩種情況計算承載力和撓度。
進(jìn)行開啟窗構(gòu)件的承載力計算時,作用分項系數(shù)按照今年新發(fā)布的國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2018有關(guān)強(qiáng)制性規(guī)定取值。
2.5. 允許限值
幕墻開啟窗作為玻璃幕墻的一部分,計算允許限值根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程計算規(guī)范》JGJ102-2003規(guī)定分別按鋁合金型材結(jié)構(gòu)構(gòu)件、鋼型材結(jié)構(gòu)構(gòu)件、玻璃板(詞條“玻璃板”由行業(yè)大百科提供)材、金屬板材。
由于開啟窗雖然是玻璃幕墻的一部分,但現(xiàn)行有關(guān)玻璃幕墻規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及鋁合金門窗標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范并沒有完全涵蓋幕墻開啟窗,而其具有極限狀態(tài)下易脫落傷人的特性,其限值應(yīng)較一般的玻璃幕墻構(gòu)件從嚴(yán)取值。
2.6. 玻璃面板計算
幕墻開啟窗的玻璃荷載分配按照變形協(xié)同原理將總荷載分配至各片,計算根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程計算規(guī)范》JGJ102-2003之6.1提供的公式得出玻璃面板的最大設(shè)計應(yīng)力值。
玻璃面板的撓度計算根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程計算規(guī)范》JGJ102-2003之6.1提供的公式得出玻璃面板的最大撓度值。
2.7. 開啟位置橫梁計算
幕墻開啟位置橫梁的荷載由其承載的開啟窗傳遞而來,計算根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程計算規(guī)范》JGJ102-2003驗算其最大設(shè)計應(yīng)力值是否小于允許值。
撓度計算根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程計算規(guī)范》JGJ102-2003驗算鋁合金橫梁的最大撓度值是否小于允許值。
2.8. 立柱計算
幕墻開啟位置立柱的荷載由其承載的開啟窗傳遞而來,計算根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程計算規(guī)范》JGJ102-2003驗算其最大設(shè)計應(yīng)力值是否小于允許值。
撓度計算根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程計算規(guī)范》JGJ102-2003之6.1驗算鋁合金立柱的最大撓度值是否小于允許值。
2.9. 開啟窗扇計算
幕墻開啟窗分別鎖閉和開啟兩種狀態(tài)計算。
2.9.1. 閉合狀態(tài)下窗扇計算
開啟窗在閉合狀態(tài)時,頂部鉸鏈與側(cè)邊、底部鎖點共同作為窗扇的支點協(xié)同作用,采用有限元
分析方法來計算其構(gòu)件的應(yīng)力和撓度及支座反力。
風(fēng)荷載由面板傳遞:Wk=βgz·μsl·μz·W。
該項按照廣東省荷載規(guī)范計算得到的風(fēng)荷載較國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012計算所得風(fēng)荷載增加大約5%。
閉合狀態(tài)下窗扇屬于非直接承受風(fēng)荷載的構(gòu)件,體型系數(shù)根據(jù)不同平面位置分別取-1.4和-1.0,同時考慮內(nèi)部壓力局部體型系數(shù)取+0.3.
根據(jù)有限元分析可以看出,上框的應(yīng)力和變形較小。如果側(cè)框和底框邊長過長而支點偏少,應(yīng)力和變形會較大,會造成漏水、損壞甚至脫落;反之,如果采用合適的構(gòu)件尺寸和支點數(shù)量,應(yīng)力和變形會控制在合適的范圍。
閉合狀態(tài)下窗扇也可以按近似公式計算,將玻璃面板的荷載按照三角形或梯形傳遞至各框,各框再按照帶懸臂端的兩支座或多支座梁分析。
2.9.2. 開啟狀態(tài)下窗扇計算
開啟狀態(tài)則非常復(fù)雜,構(gòu)件不再是非直接承受風(fēng)荷載構(gòu)件,
風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Wk=βgz·μs1·μz·W。
其中陣風(fēng)系數(shù)及風(fēng)壓高度變化系數(shù)按照計算高度采用插值法計算。
由于本地區(qū)屬于基本風(fēng)壓大于或等于0.50 kPa地區(qū),廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)將峰值因子由2.5提高到3.0,因此該項按照廣東省荷載規(guī)范計算得到的風(fēng)荷載較國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012計算所得風(fēng)荷載增加大約5%。
開啟狀態(tài)跟閉合狀態(tài)第一個不同是體型系數(shù)的取值,開啟狀態(tài)時窗構(gòu)件均直接承受風(fēng)荷載,局部風(fēng)壓體型系數(shù)應(yīng)該參照廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》DBJ15-101-2014第7.4.1之5款采用1.4的放大系數(shù)。
開啟狀態(tài)跟閉合狀態(tài)第二個不同是鎖點沒有參與工作,完全靠滑撐和撐擋作為窗扇支座。
開啟狀態(tài)還須分別考慮正風(fēng)壓和負(fù)風(fēng)壓兩者情況,因為窗的各構(gòu)件會處于受拉或受壓兩種完全不同的受力狀態(tài)。
開啟狀態(tài)由于其受力的復(fù)雜程度,難以按照近似公式計算,基本上采用有限元分析方法計算其各構(gòu)件的應(yīng)力和撓度。
開啟過程中,窗的各構(gòu)件受力狀態(tài)隨滑撐、撐擋打開角度的變化而變化,開啟呈不同角度時最不利構(gòu)件會不同,應(yīng)分別計算開啟至一定角度工況和開啟至最大限位角度工況,以找出不同構(gòu)件最不利受力狀況。
2.10. 結(jié)構(gòu)膠計算
幕墻開啟窗的結(jié)構(gòu)膠計算根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程計算規(guī)范》JGJ102-2003規(guī)定取值:分別計算在各種荷載作用組合下鋁合金框與玻璃粘接結(jié)構(gòu)膠寬度、厚度和中空玻璃結(jié)構(gòu)膠寬度。
2.11. 窗配件計算
幕墻開啟窗的配件計算分別考慮在各種荷載作用組合下分析驗算滑撐、撐擋、鎖點及其相應(yīng)連接件的承載力和撓度。
2.12. 窗與幕墻支承構(gòu)件的連接計算
幕墻開啟窗支承在幕墻橫梁、立柱上,應(yīng)分別考慮在各種荷載作用組合下分析驗算窗與鋁合金橫梁、立柱連接件的承載力。
3 幕墻內(nèi)開內(nèi)傾窗的結(jié)構(gòu)計算分析方法
3.1. 總體信息
以工程為例,位于廣州市 (抗震設(shè)防烈度7度,設(shè)計地震基本加速度0.10 g),地面粗糙度C類,建筑高16m,封閉矩形平面,層間高度為4.0 m,結(jié)構(gòu)梁高600 mm,框架式幕墻, 6+1.52PVB+6+12A+6mm中空夾層玻璃,分格尺寸B×H=1.8×1.21m,基本風(fēng)壓:0.50 kPa;
3.2. 風(fēng)荷載計算
幕墻開啟窗作為玻璃幕墻的一部分,屬于建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu),根據(jù)廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》DBJ15-101-2014規(guī)定取值
3.2.1. 閉合狀態(tài)下風(fēng)荷載
內(nèi)開內(nèi)傾窗在關(guān)閉狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)效應(yīng)中也通過局部風(fēng)壓體型系數(shù)和陣風(fēng)系數(shù)來計算風(fēng)荷載。
其中陣風(fēng)系數(shù)及風(fēng)壓高度變化系數(shù)按照計算高度采用插值法計算。
由于本地區(qū)屬于基本風(fēng)壓大于或等于0.50 kPa地區(qū),廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)將峰值因子由2.5提高到3.0,因此該項按照廣東省荷載規(guī)范計算得到的風(fēng)荷載較國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012計算所得風(fēng)荷載增加大約5%。
窗的局部體型系數(shù)根據(jù)不同平面位置分別取-1.4和-1.0,同時考慮內(nèi)部壓力局部體型系數(shù)取+0.3.
3.2.2. 開啟狀態(tài)下風(fēng)荷載
開啟狀態(tài)時在結(jié)構(gòu)效應(yīng)中在平均風(fēng)壓的基礎(chǔ)仍然考慮脈動風(fēng)瞬間的增大因素,還是通過局部風(fēng)
壓體型系數(shù)和陣風(fēng)系數(shù)來計算風(fēng)荷載。
風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Wk=βgz·μs1·μz·W。
其中陣風(fēng)系數(shù)及風(fēng)壓高度變化系數(shù)按照計算高度采用插值法計算。
由于本地區(qū)屬于基本風(fēng)壓大于或等于0.50 kPa地區(qū),廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)將峰值因子由2.5提高到3.0,因此該項按照廣東省荷載規(guī)范計算得到的風(fēng)荷載較國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012計算所得風(fēng)荷載增加大約5%。
開啟狀態(tài)分兩種工況:內(nèi)平開和內(nèi)傾斜。這兩種狀態(tài)在廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》DBJ15-101-2014和國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012中都沒有規(guī)定,經(jīng)過分析,我們可以大致推論出其風(fēng)荷載的局部體型系數(shù)不折減也不放大,體型系數(shù)內(nèi)壓值取0.4μsl。
3.3. 地震作用計算
幕墻開啟窗作為玻璃幕墻的一部分,屬于建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu),根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程計算規(guī)范》JGJ102-2003規(guī)定取值:動力放大系數(shù)按5.0取,水平地震影響系數(shù)最大值按相應(yīng)抗震設(shè)防烈度和設(shè)計基本地震加速度根據(jù)表5.3.4取。
3.4. 作用效應(yīng)組合計算
作用效應(yīng)組合計算根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程計算規(guī)范》JGJ102-2003規(guī)定分別按有地震作用和無地震作用兩種情況計算承載力和撓度。
承載力計算的作用分項系數(shù)按照今年新發(fā)布的國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2018有關(guān)強(qiáng)制性規(guī)定取值。
3.5. 允許限值
幕墻開啟窗作為玻璃幕墻的一部分,屬于建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu),計算允許限值根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程計算規(guī)范》JGJ102-2003規(guī)定分別按鋁合金型材結(jié)構(gòu)構(gòu)件、鋼型材結(jié)構(gòu)構(gòu)件、玻璃板材、金屬板材。
由于開啟窗雖然是玻璃幕墻的一部分,但現(xiàn)行有關(guān)玻璃幕墻規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及鋁合金門窗標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范并沒有完全涵蓋幕墻開啟窗,而其具有極限狀態(tài)下易脫落傷人的特性,其限值應(yīng)較一般的玻璃幕墻構(gòu)件從嚴(yán)取值。
3.6. 玻璃面板計算
幕墻開啟窗的玻璃荷載分配按照變形協(xié)同原理將總荷載分配至各片,計算根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程計算規(guī)范》JGJ102-2003之6.1提供的公式得出玻璃面板的最大設(shè)計應(yīng)力值。
玻璃面板的撓度計算根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程計算規(guī)范》JGJ102-2003之6.1提供的公式得出玻璃面板的最大撓度值。
3.7. 開啟位置橫梁計算
幕墻開啟位置橫梁的荷載由其承載的開啟窗傳遞而來,計算根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程計算規(guī)范》JGJ102-2003之6.1得出最大設(shè)計應(yīng)力值。
撓度計算根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程計算規(guī)范》JGJ102-2003得出鋁合金橫梁的最大撓度值。
3.8. 立柱計算
幕墻開啟位置立柱的荷載由其承載的開啟窗傳遞而來,計算根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程計算規(guī)范》JGJ102-2003得出最大設(shè)計應(yīng)力值。
撓度計算根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程計算規(guī)范》JGJ102-2003之6.1得出鋁合金立柱的最大撓度值。
3.9. 開啟窗扇計算
內(nèi)開內(nèi)傾窗分別按照閉合和開啟兩種工況分析。
3.9.1. 閉合狀態(tài)下窗扇計算
在閉合狀態(tài)時,其結(jié)構(gòu)工作機(jī)制是頂部、側(cè)邊鎖點與合頁(詞條“合頁”由行業(yè)大百科提供)共同作為窗扇的支座協(xié)同作用,采用有限元分析方法來計算其構(gòu)件的應(yīng)力和撓度及支座反力。
風(fēng)荷載由面板傳遞:Wk=βgz·μs1·μz·W。
該項按照廣東省荷載規(guī)范計算得到的風(fēng)荷載較國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012計算所得風(fēng)荷載增加大約5%。
閉合狀態(tài)下窗扇屬于非直接承受風(fēng)荷載的構(gòu)件時,局部風(fēng)壓體型系數(shù)時采用墻面折減系數(shù)0.8。體型系數(shù)根據(jù)不同平面位置分別取-1.4和-1.0,同時考慮內(nèi)部壓力局部體型系數(shù)取+0.3.
根據(jù)有限元分析可以看出,下框的應(yīng)力和變形較小。如果側(cè)框和底框邊長過長而支點偏少,應(yīng)力和變形會較大,會造成漏水、損壞甚至脫落;反之,如果采用合適的構(gòu)件尺寸和支點數(shù)量,應(yīng)力和變形會控制在合適的范圍。
閉合狀態(tài)下窗扇也可以按近似公式計算,將玻璃面板的荷載按照三角形或梯形傳遞至各框,各框再按照帶懸臂端的兩支座或多支座梁分析。
3.9.2. 開啟狀態(tài)下窗扇計算
開啟狀態(tài)則非常復(fù)雜,構(gòu)件不再是非直接承受風(fēng)荷載構(gòu)件。
其中陣風(fēng)系數(shù)及風(fēng)壓高度變化系數(shù)按照計算高度采用插值法計算。
由于本地區(qū)屬于基本風(fēng)壓大于或等于0.50 kPa地區(qū),廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)將峰值因子由2.5提高到3.0,因此該項按照廣東省荷載規(guī)范計算得到的風(fēng)荷載較國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012計算所得風(fēng)荷載增加大約5%。
開啟狀態(tài)需要分別內(nèi)開和內(nèi)傾兩種工況分析。
開啟狀態(tài)跟關(guān)閉狀態(tài)最大的不同是鎖點沒有參與工作,完全靠內(nèi)倒限位器、傳動桿和合頁作為窗扇支座。
開啟狀態(tài)還須分別考慮正風(fēng)壓和負(fù)風(fēng)壓兩者情況,因為窗的各構(gòu)件會處于受拉或受壓兩種完全不同的受力狀態(tài)。
開啟狀態(tài)由于其受力的復(fù)雜程度,難以按照近似公式計算,基本上采用有限元分析方法計算其各構(gòu)件的應(yīng)力和撓度。
開啟過程中,窗的各構(gòu)件受力狀態(tài)隨打開角度的變化而變化,開啟呈不同角度時最不利構(gòu)件會不同,應(yīng)分別計算開啟至一定角度工況和開啟至最大限位角度工況,以找出不同構(gòu)件最不利受力狀況。
3.10. 結(jié)構(gòu)膠計算
幕墻開啟窗的結(jié)構(gòu)膠計算根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程計算規(guī)范》JGJ102-2003規(guī)定取值:分別計算在各種荷載作用組合下鋁合金框與玻璃粘接結(jié)構(gòu)膠寬度、厚度和中空玻璃結(jié)構(gòu)膠寬度。
3.11. 窗配件計算
幕墻開啟窗的配件計算分別考慮在各種荷載作用組合下分析驗算內(nèi)倒限位器、合頁、傳動桿、鎖點及其相應(yīng)連接件的承載力和撓度。
3.12. 窗與幕墻支承構(gòu)件的連接計算
幕墻開啟窗支承在幕墻橫梁、立柱上,應(yīng)分別考慮在各種荷載作用組合下分析驗算窗與鋁合金橫梁、立柱連接件的承載力。
4 有關(guān)風(fēng)荷載取值和結(jié)構(gòu)計算方法的建議
4.1 由于幕墻開啟窗在整體玻璃幕墻中屬于局部,特別是開啟狀態(tài)時屬于可能出現(xiàn)的開啟洞口,本文特別希望能通過專門的風(fēng)洞試驗方法進(jìn)行模擬,以確定相應(yīng)的風(fēng)壓系數(shù)。
4.2 由于幕墻開啟窗工作狀態(tài)的復(fù)雜性,特別是開啟工況更加復(fù)雜,一般的力學(xué)分析方法很難真正反映實際,而有限元分析模擬的邊界條件也會很大程度地影響計算結(jié)果,本文特別希望能通過結(jié)合專門的結(jié)構(gòu)試驗方法進(jìn)行模擬,得到一定數(shù)量的數(shù)據(jù),最終能夠證明貼合實際的幕墻開啟窗結(jié)構(gòu)計算經(jīng)驗公式,方便廣大幕墻設(shè)計人員使用。
5 結(jié)論
針對幕墻開啟窗,進(jìn)行了結(jié)構(gòu)計算分析方法的梳理,提出主要的觀點:幕墻開啟窗在開啟狀態(tài)時和閉合狀態(tài)有很大的不同,兩者計算方法不一樣;希望通過風(fēng)洞試驗方法得出更科學(xué)的風(fēng)壓系數(shù);會通過結(jié)構(gòu)試驗方法來證明幕墻開啟窗結(jié)構(gòu)計算有關(guān)經(jīng)驗公式。