1.引言 金属幕墙,是一种新型的建筑幕墙型式。金属板材的优良的加工性能,色彩的多样及良好的安全性,能完全适应各种复杂造型的设计,可以任意增加凹进和凸出的线条,而且可以加工各种型式的曲线线条,给建筑师以巨大的发挥空间,倍受建筑师的青睐,因而获得了突飞猛进的发展。 到目前为止,金属幕墙中的铝板幕墙一直在金属幕墙中占主导地位,轻量化的材质,减少了建筑的负荷,为高层建筑提供了良好的选择条件;防水、防污、防腐蚀性能优良,保证了建筑外表面持久长新;加工、运输、安装施工等都比较容易实施,为其广泛使用提供强有力的支持;色彩的多样性及可以组合加工成不同的外观形状,拓展了建筑师的设计空间;较高的性能价格比,易于维护,使用寿命长,符合业主的要求。因此,铝板幕墙作为一种极富冲击力的建筑形式,倍受青睐。 正是由于铝板的可塑性,现代幕墙建筑中,大量出现异型铝板和大分格加筋铝板,这些结构的出现,导致了铝板强度、变形的不确定性,影响幕墙的美观和安全,由此必须对幕墙系统重要部位进行科学的力学计算,考虑风压、自重、地震等作用对幕墙系统的影响,对金属面板进行仔细校核,确保幕墙的安全性。 本文应用ANSYS对较为常见的平面加筋铝板进行建模分析,并与常规工程计算方法进行比较,探讨运用ANSYS对金属幕墙进行计算的可行性,以此例为基础,为异型铝板的强度及刚度校核提供计算根据。 2.运用工程计算方法对加筋铝板计算 2.1工程计算方法及模型简介 关于铝板强度及挠度的计算,采用的是《石材幕墙');callServer('金属与石材幕墙');">金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ 133-2001中所提供的算法,也是现在最为普遍的计算方法。铝板加强筋的计算是选取《结构稳定性设计手册》中,组合元件的屈曲一章中,无限宽理想化加筋平板的计算方法进行计算。 模型大小、边界条件、荷载均与ANSYS计算方法相对应,计算面板选用高3000mm,宽1600mm,3mm厚3003-H14材质铝板为计算模型,加强筋沿短边通长布置,间距为500mm,加筋肋采用50×50×3mm的U型折弯铝板,荷载统一选用Q=0.003N/mm2。由于ANSYS的计算模型与之相同,在本文中不予累述。 2.2 铝板强度及挠度计算 ①模型简介 对于铝板的计算,整个铝板采用加强筋将铝板分成若干小区域,根据《金属与石材幕墙》JGJ 133-2001规范,简化为长1600 mm,宽500mm,对边简支,对边固定(加筋肋方向)的力学模型进行计算。 ②铝板强度计算
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