【幕墙资料】装饰格栅的立柱内力简易计算模型

【摘 要】：玻璃和装饰面板的支撑结构计算大家都比较熟悉，但对于建筑外装饰中经常用到的各种装饰格栅，它的立柱计算既不同于玻璃也不同于装饰板。本文通过实例进行了研究。

【关键字】：玻璃和装饰面板   荷载

    玻璃和装饰面板的支撑结构计算大家都比较熟悉，但对于建筑外装饰中经常用到的各种装饰格栅，它的立柱计算既不同于玻璃也不同于装饰板。玻璃和装饰面板都是以整块面板的形式承受水平荷载，而装饰条状的格栅面板会形成一个个小承风带，格栅等间距布置，每两个面板在同一平面内有一个间距，从而形成了一个通风带。所以它的计算和以整块面材承载的结构模型大不相同。
    现选以下所列的工程为例进行研究：
    装饰格栅的中立柱的模型示意图如图1：

    图1

  结构计算模型如图2所示：

    图2

    计算参数说明
    立柱截面如图3所示：

    图3

    立柱选用4.0米高钢方通，E=2.06×105 N/mm2，A=1700mm2，I=3094167mm4。立柱两端简支于主体结构上，沿立柱长度方向均匀布置20根铝型材装饰格栅。格栅分格尺寸B=1000mm。为减小误差，说明结果的理论代表性，选取单位力进行计算。取水平方向的面荷载组合值为1.0KN/m2，单根格栅沿立柱方向高度尺寸为100mm。按照幕墙结构的计算方法，我们进行如下结构验算：

   第一部分 弯矩计算

    1、立柱承受的水平荷载值：
    单根格栅传给立柱的水平作用力：   
  1.0KN/m2×1m×0.1m = 0.1 KN
    即每隔200mm立柱承受如上所计算的一个水平集中荷载。

    2、水平荷载产生的弯矩：

  MMAX  = 1.0  KNm
    其结果由钢结构计算软件计算得出，如图4显示：

  
     图4

    从图5所示内容我们可以看出:这些集中荷载类似于加在简支梁上的均布荷载，由于这种每隔一段加一个集中荷载的方法比较麻烦，计算相对复杂，所以我们将其转化为均布荷载进行计算：

    图5
    若我们按照一整块面板进行计算，不考虑通风带，应用幕墙结构的计算方法，则立柱在每米范围内承受的水平荷载为：
  q=1×1=1 KN/M
    但实际上每米的承载面应是下列计算得出的数值： 
    每个格栅的承载面高度为h=0.1m
    每米内布置的格栅数量为n = 20/4.0=5 个
    所以实际上每米范围内的承载面高度为：
    0.1×20/4.0=0.5 m
    故立柱实际承受的水平线荷载为：
    qw=1×0.5/1.0=0.5 KN/M
    水平荷载产生的弯矩：
    M=q WL2/8
  =0. 5×4.02/8
  =1.0 KNM
    可见，两种计算方法在精确取值的情况下得出的结果相等。

依据第一部分的计算参数，由结构计算软件求的立柱承受的剪力为：VMAX=1.0KN
    如图6所示：

 
     图6
    按均布荷载模型，计算立柱实际承受剪力V
  V = qwL/2=0. 5×4.0/2=1.0 KN
 
    可见两种模型的计算结果近似相等。

       第三部分 挠度计算
    依据第一部分的计算参数，由结构计算软件求得立柱挠度为：UMAX=2.61mm
    如图7所示：

  图7
    按均布荷载进行立柱挠度验算：
  df=5×qw×L4/384EIx
    =5×0.5×40004/（384×2.06×105×3094167）
    =2.61mm 
    可见两种模型计算结果相同。

    综上所述，我们选用以上荷载转换方法进行装饰格栅的立柱内力计算，荷载转换模型的选取方法是可行的，结果是正确的。故可以选用此方法对装饰格栅的立柱内力计算模型进行简化，以实现快速准确的进行其结构内力的计算。

喜欢记得来一个

幕匠小哥

专注建筑幕墙信息传播