钢铝组合结构在幕墙中应用

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1、钢铝组合结构在幕墙中应用　　摘要：随着建筑幕墙技术的发展，幕墙被广泛应用到越来越多的建筑中。由于经济和文化发展的需要，人们还在不断追求宏伟而富有特色的大跨度建筑，大跨度建筑多数采用各种形式的空间结构体系，其结构形式丰富多彩、千变万化。建筑的发展趋势必然对幕墙提出新的要求，也促使幕墙设计采用更多新材料、新技术和新结构，创造出更多新的空间结构形式。本文介绍了钢铝组合结构幕墙的设计理念。在大跨度的幕墙设计中，通过巧妙运用钢材和铝材各自的材料优势，借助计算机辅助计算方法，得出钢铝幕墙设计的相关要点，在力学计算和防腐要求都能满足的条件下，

2、幕墙采用钢铝组合立柱具有一定的优势。摘要：随着建筑幕墙技术的发展，越来越多的新材料，新技术，新结构被应用幕墙工程中。钢铝组合结构由于其利用了钢材和铝材两种不同材料的特性，充分发挥了两种材料的优势，以其性能高成本低的高性价比优势被越来越广泛的应用于幕墙结构中。关键词：钢铝组合结构；大跨度；幕墙；立柱计算中图分类号：TU198文献标识码：A文章编号：引言：伴随着我国建筑幕墙技术的发展,7幕墙被广泛应用到体育场馆、艺术中心、会展中心、酒店、医院、住宅等各种建筑中，随着人们对建筑物外观样式与性能的不断追求,尤其是壮观宏伟且富有建筑特色的

3、大跨度建筑,层出不穷,幕墙技术被广泛地应用,并且在高速地发展。幕墙技术的发展主要体现为其所采用的新材料、新技术、新结构不断更新,不断升级。将钢铝结合立柱应用于幕墙设计中主要是由于和传统的铝材相比,钢铝组合结构有性能更可靠,成本更低的优势。本文就钢铝组合立柱在幕墙设计中的应用优势以及存在的问题作如下探讨。一、钢铝组合结构应用于幕墙工程中的优势幕墙的结构较常用的材料有铝合金结构、钢结构和钢铝组合结构三种。在大分格、大跨度、大风压结构的幕墙工程中，采用铝合金立柱往往很难满足幕墙的设计使用要求，采用钢铝组合结构就具有一定的技术和经济优势

4、。钢铝组合结构的优势主要有以下几个方面：1）同铝合金型材相比，钢材的强度较高。铝合金（6063-T5）强度设计值为fa=85.5MPa，弹性模量为Ea=70000MPa；钢材（Q235B）强度设计值为fS=215MPa,是铝合金的2.5倍，弹性模量为Es=210000MPa,是铝合金的3.0倍。在风荷载较大或楼层数较多的建筑物上，铝合金立柱型材往往不能达到幕墙的设计使用要求，此时可采用钢铝组合结构，可以提高立柱的强度和刚度以满足设计使用要求。72）可降低成本。因钢铝组合结构比铝合金结构强度和刚度大，可增大幕墙分格，相应密封胶条等

5、配件的用量也会随之减小，从而降低成本。另一方面，有些地方基本风压比较大，风压对幕墙结构影响较大，幕墙大面及边角区由于体型系数的不一样，边角区受力明显大于大面。大面的铝合金立柱不能用于边角区，边角区需用更大截面尺寸的铝合金立柱，因边角区面积不大，重新开模费用较高，此时采用钢铝组合立柱可以不用重新开模，节约铝型材开模费用。3）钢铝组合结构设计灵活，可以提高幕墙结构的强度和刚度，又具有铝材的装饰效果和耐腐蚀性能。钢铝组合结构应用于幕墙结构设计中是将钢材与铝材这两种建筑物的材料巧妙结合起来，采用铝材内包钢，使钢材主要承担幕墙荷载，而铝材

6、主要注重外表的装饰效果，这种设计既发挥了钢材的高强度、高弹性、价格低的优势，又发挥了铝材好的装饰效果和高耐腐蚀性能的特点，使整个幕墙结构具有高可靠性且经济性良好的特点。二、钢铝组合结构的计算机辅助计算在钢铝组合结构中，钢材和铝型材组成一个组合截面，共同承受外荷载。组合截面的计算必须依靠专用的计算机程序进行截面模拟，是比较复杂的。下面介绍一种简便的计算机辅助计算方法。1.7计算机辅助计算方法的基本假定在钢铝组合结构中，钢材和铝型材组成一个整体，近似紧密结合状态，因此在垂直于结构的荷载作用下，钢材和铝型材的挠度可近似认为是相同的。此

7、外，由于轴向力所引起的应力一般不超过合应力的2%，为简化计算机辅助计算方法的推导，此处予以忽略。根据以上钢铝组合结构的特点，作如下基本假定：1）在水平荷载作用下，钢材和铝型材的挠度相等，即等挠度原理；2）不考虑轴向力所引起的应力。2.等效形心轴的求解由上述基本假定，应力公式可简化为：s=M/(gW)(1)式中s－应力，MPa；M－立柱弯矩设计值，N.mm;g－截面塑性发展系数；W－在弯矩作用方向的净截面抵抗矩，mm3。由上述基本假定1）可知u=us=ua(2)式中us、ua－钢铝组合结构中钢材、铝型材在荷载作用下的挠度，mm。联

8、立挠度公式和式（2）可知：(3)式中qs、qa－钢铝组合结构中，钢材中钢材，钢铝型材分别承受的线荷载(N/mm）；Es、Ea－钢铝组合结构中，钢材、钢铝型材的弹性模量，MPa;Is、Ia7－钢铝组合结构中，钢材、钢铝型材的截面惯性矩,mm4。由于水平均布线荷载为