Strat后處理生成的空間玻璃幕墻鋼架三維實體圖的局部放大圖:
空間玻璃幕墻鋼架
Strat后處理生成的空間玻璃幕墻鋼架三維實體圖的局部放大圖:
空間玻璃幕墻鋼架三維實體圖
1、工程概況及計算模型
該結(jié)構(gòu)為附著于某一主體結(jié)構(gòu)上的玻璃幕墻鋼結(jié)構(gòu),高度21m,長度48m,立面呈圓弧狀。其豎向、水平向承重構(gòu)件均為鋼管桁架。其中豎向桁架呈圓弧狀,水平桁架平面與豎直圓弧垂直相交。
在11.3m、15.6m高度有兩個樓面平臺,采用型鋼梁,一端支撐于鋼桁架,一端支撐于主體結(jié)構(gòu),兩端均為鉸支。結(jié)構(gòu)端部為豎直面,豎向構(gòu)件為柱,水平構(gòu)件仍為桁架。
為建筑美觀效果的需要,水平、豎直桁架的弦桿為粗鋼管,斜桿為細(xì)鋼管。計算模型中,將桁架的弦桿作為梁,具有全部6個自由度;斜桿作為二力桿,只保留軸向剛度。
這時一個非常復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。利用Strat軟件前處理強大的三維圖形工具,充分利用結(jié)構(gòu)的特點,半天時間即完成全部建模。體現(xiàn)了軟件前處理的強大的圖形功能。
結(jié)構(gòu)整體視圖
局部結(jié)構(gòu)
豎向圓弧桁架
圓弧桁架底部結(jié)構(gòu)
利用軟件前處理的導(dǎo)算空間曲面分布荷載的功能,將曲面上的玻璃幕墻的荷載導(dǎo)算到結(jié)構(gòu)外表面構(gòu)件上。導(dǎo)算后的荷載圖形如下。由圖中可看出,曲面荷載導(dǎo)算結(jié)果非常精細(xì)。
導(dǎo)算曲面荷載
曲面荷載局部
曲面導(dǎo)算風(fēng)荷載
2、計算結(jié)果
計算自重(恒載)、樓面平臺上作用活荷載、兩方向風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)受力。并按普通鋼結(jié)構(gòu)進行構(gòu)件驗算。
部分結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形圖如下所示。從內(nèi)力圖可看出,圓弧桁架的弦桿基本以軸力為主,剪力Q、彎矩M的數(shù)值很小,受力形態(tài)類似鉸接桁架。桁架斜桿只有軸力,剪力、彎矩均為0。在恒載、活載、風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)的變形是合理的。
風(fēng)載作用下構(gòu)件內(nèi)力 恒載作用變形 活載作用變形 風(fēng)載作用變形
荷載組合后,進行構(gòu)件強度、穩(wěn)定驗算。驗算結(jié)果如下圖所示。圖中所標(biāo)數(shù)值為各組合內(nèi)力強度、穩(wěn)定驗算得到的最大正應(yīng)力。
強度、穩(wěn)定驗算得到的構(gòu)件截面最大正應(yīng)力