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幕墙受力杆件采用优化支撑力学模型最佳经济合理性分析

来源:建筑门窗幕墙与设备资讯网  作者:莫英光、候利军  日期:2010-2-24
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关键词:建筑 幕墙 跨梁 设计 框架式
 

  从上面的多跨铰接静定梁力学模型有限元分析(图六)的结果可以看出:

  第三种支撑的多跨静定梁应力58.9Mpa挠度为3.9mm,它又比双跨梁在应力83.7和挠度9.56mm都低很多。
以上三种力学模型的受力分析后,从数据上定量的看出,在同等外界荷载下当简支梁力学模型安全性几乎到到极限时,连续(双跨)梁力学模型却有很大的余量,而多跨铰接静定梁力学模型拥有更多的余量,从而证明了在“等强度“设计时简支梁力学模型最费料,多跨铰接静定梁力学模型最省料,但从经济方面考虑连续(双跨)梁力学模型,也许是我们最好的选择。
  我们也可以发现插芯连接处的弯矩均为零,这时插芯只承受剪切力可以不必做得很大了,降低了成本,也使得传力清晰合理。
  有一个问题:这三种力学模型之间有什么关系吗?在什么情况下能够发生相互转化呢?经过大量的数据分析发现,当层高H值小到一定的程度时由连续(双跨)梁力学模型所计算的结果,非常接近简支梁力学模型计算的结果,另多跨铰接静定梁力学模型的两个支点间距小到一定程度时由多跨铰接静定梁力学模型所计算的结果,非常接近连续(双跨)梁力学模型计算的结果,也就是说三种力学模型存在着某种内在关系,笔者试图能够把他们在更基本的情况下进行统一。
  还有一点需要指出的是,连续(双跨)梁力学模型的层高H值是一个变量,当H值增大到一定程度时,柱型材本身的应力,及挠度都会增大,而当H值减小到一定程度时,梁本身的应力,及挠度也会增大,也就是说在某种情况下,连续(双跨)梁力学模型总会有一个最合适的层高H值使梁的截面达到最小,可是有时候由于室内效果的要求,不能保证最合适的层高H值,那样我们等强度设计也能求得一个平衡值。一个优秀的幕墙设计师对幕墙结构的数学分析应该有所认识,这样我们才能设计出更优秀的产品。

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