索网幕墙计算

索网幕墙计算分析索网幕墙计算分析编制：杨竞编制：杨竞一一.工程概况说明工程概况说明n计算工程背景：成都东客站索网幕墙n工程所在城市：成都n工程所属建筑物地区类别：C类n工程所在地区抗震设防烈度：7度（0.10g）n工程基本风压：0.3kN/m2二二.荷载计算荷载计算n1.风荷载n2.地震荷载n3.温度荷载n4.荷载组合1.1.风荷载风荷载n标高为31.2m处风荷载计算nW0:基本风压 W0=0.30kN/m2nz: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。nz:31.2m高处风压高度变化系数(按类区计算):(GB50009-2001)(2006年版)z=0.616(Z/10)0.44 =0.616(31.2/10)0.44 =1.016ns:风压体型系数(墙面区)取s=1.2n风荷载标准值:Wk Wk=zzsW0 (GB50009-2001)（2006年版）=2.451.0161.20.300 =0.896 kN/m2n 因为Wk1.0kN/m2，取Wk=1.0 kN/m2，按 JGJ1022003第条采用。2.2.地震荷载地震荷载nqEAk:地震作用设计值(KN/m2)nGAk:玻璃幕墙构件(包括玻璃和框)的平均自重:500N/m2n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/m2 3.3.温度荷载温度荷载 计算中温差极限值为-1540 拉索的线膨胀系数为1.610-54.4.荷载组合荷载组合n 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。n（1 1）正常使用极限状态正常使用极限状态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)n（2 2）承载能力极限状态承载能力极限状态1.0恒载+1.0预拉力1.0风荷载0.5地震荷载1.0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)三三.拉索计算拉索计算n1.说明n2.计算模型n3.计算结果1.1.说明说明n 1）面板：玻璃面板采用10Low-E+12A+10中空钢化玻璃。n 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。n 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：表表1 1 拉索材料性能的参数拉索材料性能的参数 规格（mm）结构金属断面积（mm2）钢丝直径（mm）最小破断力（kN)弹性模量（105N/mm2）线膨胀系数22161286.272.44325.021.291.6610-52.2.计算模型计算模型n 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软件中，采用如下考虑：n1)分析类型：非线性结构、静态；n2)边界条件：竖向索与顶部钢梁均为铰接；n3)荷载以集中力形式施加在模型上。计算见下图：最大拉力最大拉力最大扰度最大扰度3.3.计算结果计算结果n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 kNn拉力值N=113.121KN最小破断力2.5130.008KNn最大扰度df=376.609mm L/50=21000/50=420mmn以上计算结果均满足规范和设计要求！单层单向索单层单向索3D3S3D3S操作步骤操作步骤1.绘制2000*1490的单索结构，如下图所示。2.将索打断，打断后的样式如下图所示。n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n双击材性，出现如下对话框。n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。127.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单层双向索3D3S3D3S操作步骤操作步骤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n双击材性，出现如下对话框。n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。127.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