无断点框架式幕墙制造技术

一种“无断点”框架式幕墙，其特征在于，设置幕墙相邻接上、下层主梁的接点位置处在弯矩为零的零弯点位置，而零弯点可以根据结构力学原理确定。实施本发明专利技术提供的框架式幕墙，并遵循国家规范ＪＧＪ１０２－９６，在确保幕墙主梁强度和刚度的同时，具有较好的经济性，可节省１０％～４０％的主梁铝型材。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑设计及施工技术，具体涉及框架式幕墙特别是铝合金玻璃幕墙
，更具体地说，涉及一种“无断点”框架式铝合金玻璃(铝板)幕墙(简称“无断点”框架式幕墙)。目前，幕墙行业的框架式铝合金玻璃(铝板)幕墙(以下简称框架式幕墙)，在其主梁(或叫立挺)设计、加工及安装时，往往按层分段来设计主梁，间以芯套连接上下段主梁，其中间的连接处就形成一个可上下滑动的接点，在每个楼层处布置一个或二个支点用钢支座组件将主梁固定。而接点位置的取法一般有两种取法第一种是取在每个楼层的支座附近，如附图说明图1所示；第二种是取在离每个楼层的支座一段距离d处，而这一段距离d是根据经验确定，如图2所示。而且对不同的楼层一般d值取为相同的值。其不足是材料消耗大，制作成本较高，d的取法带有一定盲性。本专利技术的目的是提供一种更加合理的框架式幕墙特别是铝合金玻璃(铝板)幕墙，这种幕墙采用的结构比起现有技术可以更加合理地布置幕墙上下相邻层主梁的接点位置，节省材料，改进力学性能。本专利技术的技术方案是基于这样的思路实现的当框架式幕墙的主梁未作按层分段前，是从幕墙顶自上而下贯穿至底的一整条，在此称其为通长整梁，每层设支点将其固定，它在受到设计荷载作用时，通长整梁在每一楼层间存在一处或二处弯矩为零的零弯点(如图3和图4标号6所示)，使得幕墙主梁虽然按层分段，然而各层主梁经零弯点连接起来形成的一整条主梁等效于未经按层分段前的通长整梁，具有相同连续变化的弯矩图和连续平滑变化的挠度曲线。据此把主梁接点位置按照零弯点布置的框架式幕墙叫作“无断点”幕墙。更具体地说，本专利技术的目的是这样实现的，构造一种“无断点”框架式幕墙，其特征在于，设置幕墙相邻接上、下层主梁的接点位置处在弯矩为零的零弯点位置。而零弯点可以根据结构力学原理确定。实施本专利技术提供的“无断点”框架式幕墙，除了可确保幕墙主梁安全性即同时满足强度和刚度要求外，具有较好的经济性，可节省10％～40％的主梁铝型材。结合附图和实施例，进一步说明本专利技术的特点，附图中图1是现有技术第一种接点选取的示意图；图2是现有技术第二种接点选取的示意图；图3是每层单支点受均布载的弯矩及零弯点示意图；图4是每层双支点受均布载的弯矩及零弯点示意图；图5是为说明确定零弯点的力学模型示意图；图6是实施例中的弯矩示意图；图7是实施例中的剪力示意图；图8是实施例中的正应力示意图；图9是实施例中的剪应力示意图；图10是实施例中的合应力示意图；图11是实施例中的位移示意图。图1和图2示出了现有技术两接点选取的情况。图中1是上一层的幕墙主梁，2是芯套(用于连接上下层主梁)，3是下一层的幕墙主梁，4是接点，5是钢支座连接件，它用于连接幕墙与建筑主体，图中，距离d可根据经验确定，h为建筑楼 面结构标高。图1中，接点3即主梁连接处位于钢支座附近，图2中，接点3与钢支座连接件相距一定距离d。首先，简要说明如何根据结构力学方法确定零弯点的过程。如图5中所示，对一个有m层的幕墙，总共有n+2个支点，荷载取为均布载q(q也可取为按标高变化的三角形布载)，那么根据结构力学可知就有n个未知力，X1，X2，X3，......，Xi，......，Xn，即为n次超静定。运用结构力学方法，如力法(其它结构力学方法如位移法等也可以求解)。力法正则方程为nn.＝其中， ＝T＝T解得n个未知力后，问题就转化为求解静定结构问题，对静定结构就较易分析求解其各个截面的弯矩、应力、挠度特性，从而确定其零弯点，确定接点位置和各层主梁的长度，并按国家规范JGJ 102-96规范作强度和刚度校核即可。进一步结合实例说明如下1、实例某工程的基本风压为450N/m2，C类地区，7度抗震设计，最大标高为148.987米，共16个标准层，层高为3400mm，每层双支点，支点间距500mm幕墙横向分格宽度为1100mm，幕墙自重取400N/m2，荷载取均布载，按JGJ102-96的要求进行最不利荷载组合，并按最大标高处来取值，选用铝型材为某型材厂的DM175-5系列，对最低的一层的主梁整条加穿芯套，其截面参数如下主梁I＝3399045mm4，A＝1722mm2，Wmin＝44578mm3S*max＝34360mm3，t＝4mm芯套I1＝839491mm4，A1＝863mm2，Wmin1＝18511mm3S*max1＝11050mm3，t1＝3.2mm主梁加芯套后的截面参数为I0＝4268118mm4，A0＝2585mm2，Wmin0＝53114mm3S*max0＝46084mm3，t0＝7.2mm表1给出各楼层参数如下 表2是跨中分析表< 表3是支座分析 表4是连接分析表 1)、图表中的量纲单位跨高mm，标高m，线荷载kN/m，弯矩kN.mm，力N，应力N/mm2，梁高mm，挠度mm。2)、最大弯矩“位置”、最大挠度“位置”从该跨跨顶开始向下计；“可接位置”从该跨跨底开始向上计。3)、“接点位置”指的是该跨的零弯点，即连接上下段主梁的芯套所在位置；“各层梁高”指的是按零弯点进行分段得到的各层梁的高度，实际设计中尚应减去伸缩缝的高度。4)、图表中“√”表示相应项目的校核满足设计要求；“×”反之。5)、图表中“/”表示该跨主梁不设接点。2、按照本专利技术提供的“无断点”幕墙及其构造技术，与现有技术相比具有如下特点(1)、力学模型的合理性“无断点”幕墙是以系统的结构力学理论作指导下而建立起来的，遵循中华人民共和国行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96，对整幅幕墙按不同楼层所处标高、层高、选材、荷载形式来统筹全面分析，具有比较切合实际情况的力学模型。(2)、与现有框架式幕墙相比当现有框架式幕墙的主梁按简支梁和双跨梁模型设计时由于在“无断点”设计法中为数众多的中间楼层的情况十分接近，我们取中间楼层的主梁与简支梁和双跨梁的计算结果作比较，如下列表5所示。 </tables>表中，M＝5251kN.mm，u＝13.83mm随着M值的减小，主梁铝型材也减小，M值是决定铝型材多少的主要因素，而“无断点”幕墙的M值比一般框架式幕墙按简支梁或双跨梁计算出的值要小不少，在确保幕墙主梁安全性即同时满足强度和刚度的前提下，“无断点”幕墙具有更好的经济性，可节省10％～40％的主梁铝型材。当现有框架式幕墙的主梁按多跨静定梁设计时多跨静定梁的主梁在每个楼层设一支点，每层主梁悬挑出一定长度d，形成多跨静定梁，当其各层主梁悬挑位置的取法与“无断点”幕墙的接点位置一致时，两者的结果完全吻合。当现有框架式幕墙的主梁按多跨一次超静定梁设计时多跨一次超静定梁的主梁在每个楼层设两个支点，每层主梁悬挑出一定长度d，形成多跨一次超静定梁。当其各层主梁悬挑位置的取法与“无断点”幕墙的接点位置一致时，两者结果也完全吻合。由于现有框架式幕墙主梁按多跨静定梁和多跨一次超静定梁设计时难以精确确定悬挑长度d，而且各楼层悬挑长度一般取相同的d值，相比之下，“无断点”框架式幕墙更为合理，后者可以准确确定接点位置及悬挑长度。(3)、“无断点”幕墙的主梁在实际加工和安装时较为简便。“无断点”幕墙中的上下层主梁接点位置对荷载变化不敏感。通过对大量数据的分析表明a.若均布荷载取为同一值q(如可一律按最大标高处取值)，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种“无断点”框架式幕墙，其特征在于，设置幕墙相邻接上、下层主梁的接点位置处在弯矩为零的零弯点位置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈华良，肖小奇，杜继予，
申请(专利权)人：陈华良，肖小奇，杜继予，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]