某幕墙支撑网壳结构设计分析

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1、某幕墙支撑网壳结构设计分析王鑫华东建筑设计研宄总院某幕墙支撑结构采用单层柱面网壳形式，结合建筑形态和结构性能确定了网格和构件截面形式，基于有限元软件SAP2000和ANSYS，对网壳结构进行了特征值屈曲分析，得到丫构件计算长度系数；同时进行Y非线性全过程分析。结果表明，该网壳结构具有较好的整体稳定性。关键词：幕墙支撑;网壳结构;屈曲分析;计算长度;全过程非线性分析;王義，男，1985年出生，。Emai1:wxpLodder@126.com2017-07-13DESIGNANDANALYSISOFAL

2、ATTICEDSHELLINACURTAINWALLSUPPORTSTRUCTUREWANGXinEastChinaArchitecturalDesign&ResearchInstituteCo.Ltd;Abstract：Single-layercylindricallatticedshellwasadoptedinacurtainwallsupportstructure.Griddivisionandsectionformweredeterminedaccordingtothearchitectu

3、ralmorphologyandstructureperformance.BasedonthefiniteelementsoftwaresSAP2000andANSYS,theeffectivelengthfactoroftheslopecolumnwasobtainedbyeigenvaluebucklinganalysis.Meanwhile,thenonlinearfull-rangeanalysiswasconducted.Theresultsindicatedthattheoveralls

4、tabilityofthestructurecouldbeassured.Keyword：curtainwallsupportstructure;latticedshellstructure;bucklinganalysis;effectivelength;nonlinearfull-rangeanalysis;Received：2017-07-131工程概况本工程位于山东省青岛市，为一幢26层的高层酒店，主体结构高度约99m,采用混凝土框架-剪力墙结构。其玻璃幕墙支撑结构呈筒壳形，最大跨度约50m

5、、高度约80m，竖向投影面积约4000m。如图1、图2所示，幕墙支撑结构立于主体结构标高14.800m处的4层屋顶花园混凝土外环梁之上，在平面的两端和平面的屮部以及标高99.200m屋顶处，与主体结构相连。该幕墙支撑结构竖向放置，受力形式和边界条件不同于常规卧放的柱面网壳结构，其风荷载垂直于柱面，而竖向荷载方向则位于柱面内，分析和设计时存在一定特殊性。2结构布置及荷载取，2.1结构布置幕墙支撑的结构体系，可根据幕墙的建筑形态及主体结构能提供的支撑条件选择单层柱面网壳结构。通过多种网格尺寸和水平撑杆布

6、罝形式的对比，综合考虑建筑效果，选择将斜柱立于主体结构4层屋顶花园混凝土外环梁之上，水平向则在两端与主体结构伸出的型钢混凝土悬挑梁相接，并在水平向跨度约三等分点处设水平撑杆与主体结构剪力墙相连，水平撑杆每两层设置1道以减小网壳跨度，并提高网壳结构的整体稳定性。图1幕墙支撑结构内景a—正视;b—仰视。图2幕墙支撑结构整体示意1一顶部梁;2—水平撑杆;3—弧梁;4一斜柱。斜柱截面釆用口500乂300乂16乂（16^20）X22,弧梁截面釆用□480X300X16X（16〜25）X30,水平撑杆采用4>2

7、99X16,顶部梁采用HN600X200X16X20。幕墙支撑钢结构的水平荷载主耍由弧梁承担，斜柱主耍承担竖向荷载，同时也协同水平弧梁抵抗部分水平荷载。主体混凝土结构对幕墙支撑结构的支承，近似用固定铰支座模拟，所有杆件均釆用梁单元模拟，弧梁和斜柱刚接。结构的设计采用SAP2000进行，屈曲分析和全过程非线性分析采用AN-SYS进行，分析模型如图3所示。图3幕墙支撑结构分析模型（SAP2000）2.2荷载取值结构分析屮主要考虑丫以下荷载:静荷载按实际作用在幕墙支撑结构上的荷载进行加载;风荷载按GB50

8、009—2012《建筑结构荷载规范》确定，基本风压0.6kN/m,按对称风压、风吸以及反对称风压、风吸进行加载并计算;抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第三组，场地类别为I类，特征周期1为0.35S;幕墙支撑结构阻尼比为0.02;考虑升温和降温各30°C。3特征值屈曲分析及杆件计算长度确定本幕墙支撑结构虽形似柱面网壳，但其竖向放罝，受力形式和边界条件不同于常规卧放的柱面网壳结构，如弧梁和斜柱平面外计算长度系数的取值，不宜直接取用JGJ7-2010《空间网格结构技术规