1、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=0.6
2、16(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=zzsW0 (GB50009-2001)（2006年版）=2.451.0161.20.300=0.896 kN/m2因为Wk1.0kN/m2，取Wk=1.0 kN/m2，按JGJ1022003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=5maxGAk=50.080500.000/1000=0.200 kN/
3、m2,3.温度荷载,计算中温差极限值为-1540 拉索的线膨胀系数为1.610-5,4.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.
4、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11006002626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
5、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（0.150.25）=325.02（0.150.25）=48.7581.26 kN取预拉力=50 kN 拉力值N =113.121KN最小破断力2.5130.008KN 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
6、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
7、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
8、,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/m 50/2.022=24.7kN/m 竖向索：80/1.49=53.69kN/m 80/2.47=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.内力分析计算内容选择及执行非线性分析 非线性荷载态计算,13.定义工况，组合,14.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,谢谢！,
