成都東站索網(wǎng)幕墻計(jì)算3d3s

索網(wǎng)幕墻計(jì)算分析一.工程概況說明計(jì)算工程背景：成都東客站索網(wǎng)幕墻工程所在城市：成都工程所屬建筑物地區(qū)類別：C類工程所在地區(qū)抗震設(shè)防烈度：7度〔0.10g〕工程根本風(fēng)壓：0.3kN/m2二.荷載計(jì)算1.風(fēng)荷載2.地震荷載3.溫度荷載4.荷載組合1.風(fēng)荷載標(biāo)高為31.2m處風(fēng)荷載計(jì)算W0:根本風(fēng)壓W0=0.30kN/m2βz:31.2m高處風(fēng)振系數(shù)對15m以下取2；15m以上25m以下取2.25；25m以上40m以下取2.45；40m以上取2.7。μz:31.2m高處風(fēng)壓高度變化系數(shù)(按Ｃ類區(qū)計(jì)算):(GB50009-2001)(2006年版)μz=0.616×(Z/10)0.44=0.616×(31.2/10)0.44=1.016μs:風(fēng)壓體型系數(shù)(墻面區(qū))取μs=1.2風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:WkWk=βz×μz×μs×W0(GB50009-2001)〔2006年版〕=2.45×1.016×1.2×0.300=0.896kN/m2因?yàn)閃k≤1.0kN/m2，取Wk=1.0kN/m2，按JGJ102—2003第條采用。2.地震荷載qEAk:地震作用設(shè)計(jì)值(KN/m2)GAk:玻璃幕墻構(gòu)件(包括玻璃和框)的平均自重:500N/m2垂直于幕墻平面的均布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值:qEAk=5×αmax×GAk=5×0.080×500.000/1000=0.200kN/m23.溫度荷載計(jì)算中溫差極限值為-15℃～40℃

拉索的線膨脹系數(shù)為1.6×10-54.荷載組合單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)是典型的幾何非線性結(jié)構(gòu)，《建筑結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)》〔2006版〕規(guī)定的根本組合表達(dá)式不適用于這種結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)的計(jì)算，否那么會(huì)使其平安系數(shù)降低，因此，在單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，承載能力極限狀態(tài)的荷載也采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值，拉索總平安系數(shù)取值為2.5?！?〕正常使用極限狀態(tài)①1.0×恒載+1.0×預(yù)拉力＋1.0×風(fēng)荷載②1.0×恒載+1.0×預(yù)拉力＋1.0×風(fēng)荷載＋0.7×(+40℃)③1.0×恒載+1.0×預(yù)拉力＋1.0×風(fēng)荷載＋0.7×(-15℃)〔2〕承載能力極限狀態(tài)①1.0×恒載+1.0×預(yù)拉力＋1.0×風(fēng)荷載＋0.5×地震荷載②1.0×恒載＋1.0×預(yù)拉力＋1.0×風(fēng)荷載＋0.7×(+40℃)③1.0×恒載＋1.0×預(yù)拉力＋1.0×風(fēng)荷載＋0.7×(-15℃)三.拉索計(jì)算1.說明2.計(jì)算模型3.計(jì)算結(jié)果1.說明1〕面板：玻璃面板采用10Low-E+12A+10中空鋼化玻璃。2〕鋼型材：橫向鋼梁采用材質(zhì)Q235B的1100×600×26×26箱型鋼梁，外表氟碳噴涂處理；頂部鋼桁架采用材質(zhì)Q345鋼，外表氟碳噴涂處理。3〕拉索：本系統(tǒng)只設(shè)有豎向索，不設(shè)橫向索，豎索選用Φ22mm的不銹鋼鋼絞線，具體參數(shù)如下表所示：表1拉索材料性能的參數(shù)規(guī)格〔mm〕結(jié)構(gòu)金屬斷面積〔mm2〕鋼絲直徑〔mm〕最小破斷力〔kN)彈性模量〔105N/mm2〕線膨脹系數(shù)φ221×61286.272.44325.021.291.66×10-52.計(jì)算模型采用3D3S軟件對單層索網(wǎng)幕墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬分析，拉索的預(yù)拉力經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)算后確定。對結(jié)構(gòu)在3D3S軟件中，采用如下考慮：1)分析類型：非線性結(jié)構(gòu)、靜態(tài)；2)邊界條件：豎向索與頂部鋼梁均為鉸接；3)荷載以集中力形式施加在模型上。計(jì)算見下列圖：最大拉力最大撓度3.計(jì)算結(jié)果初始預(yù)拉力：預(yù)估預(yù)拉力=最小破斷力×〔0.15～0.25〕=325.02×〔0.15～0.25〕=48.75～81.26kN取預(yù)拉力=50kN拉力值N=113.121KN<最小破斷力／2.5＝130.008KN最大擾度df=376.609mm<L/50=21000/50=420mm以上計(jì)算結(jié)果均滿足標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求！單層單向索3D3S操作步驟1.繪制2000*1490的單索結(jié)構(gòu)，如下列圖所示。2.將索打斷，打斷后的樣式如下列圖所示。結(jié)構(gòu)編輯→打斷→直線兩兩相交打斷3.點(diǎn)擊結(jié)構(gòu)編輯→添加桿件，定義索的截面為φ22,

截面類型選擇圓鋼及索。4.定義材性雙擊材性，出現(xiàn)如下對話框。雙擊材性1，定義材性，定義后結(jié)果如下列圖所示。5.點(diǎn)擊構(gòu)件屬性→定義只拉單元→選擇預(yù)定義單元6.點(diǎn)擊構(gòu)件屬性中的節(jié)點(diǎn)邊界，給索施加節(jié)點(diǎn)約束。7.節(jié)點(diǎn)約束定義后的圖形如下8.點(diǎn)擊內(nèi)力分析→計(jì)算內(nèi)容選擇及執(zhí)行→初始狀態(tài)

確定→計(jì)算參數(shù)→非線性初始態(tài)

9.建筑用索定義→定義主動(dòng)索→定義→選中所有索

單元→計(jì)算10.點(diǎn)擊施加節(jié)點(diǎn)荷載，給所有節(jié)點(diǎn)施加Z向-0.6KN

的恒荷載。11.內(nèi)力分析→初始態(tài)計(jì)算結(jié)果顯示查詢→內(nèi)力顯示12.施加節(jié)點(diǎn)荷載→施加X向1KN風(fēng)荷載

施加活荷載→施加X向0.2KN活荷載

施加溫度增量→〔-15℃—40℃〕13.內(nèi)力分析→計(jì)算內(nèi)容選擇及執(zhí)行→非線性分析→非線性荷載態(tài)→計(jì)算14.定義工況，組合15.內(nèi)力分析→非線性分析結(jié)果顯示查詢→顯示內(nèi)力

內(nèi)力分析→非線性分析結(jié)果顯示查詢→顯示位移最大內(nèi)力最大位移單層雙向索3D3S操作步驟1.繪制2000*1490的單索結(jié)構(gòu)，豎向索共9根,橫向索

12根。

2.將索打斷，結(jié)構(gòu)編輯→打斷→直線兩兩相交打斷。3.點(diǎn)擊結(jié)構(gòu)編輯→添加桿件，定義索的截面為φ22,

截面類型選擇圓鋼及索。4.定義材性雙擊材性，出現(xiàn)如下對話框。雙擊材性1，定義材性，定義后結(jié)果如下列圖所示。5.點(diǎn)擊構(gòu)件屬性→定義只拉單元→選擇預(yù)定義單元6.點(diǎn)擊構(gòu)件屬性中的節(jié)點(diǎn)邊界，給索施加節(jié)點(diǎn)約束。7.節(jié)點(diǎn)約束定義后的圖形如下8.點(diǎn)擊內(nèi)力分析→計(jì)算內(nèi)容選擇及執(zhí)行→初始狀態(tài)確

定→計(jì)算參數(shù)→非線性初始態(tài)→建筑用索定義→定

義力密度→定義→計(jì)算〔索網(wǎng)找形完成〕橫向索：橫向索：50/2=25kN/m50/2.022=24.7kN/m豎向索：80/1.49=53.69kN/m80/2.47=32.388kN/m9.點(diǎn)擊施加節(jié)點(diǎn)荷載，給所有節(jié)點(diǎn)施加Z向-0.6KN的

恒荷載。10.內(nèi)力分析→初始態(tài)計(jì)算結(jié)果顯示查詢→內(nèi)力顯示

11.施加節(jié)點(diǎn)荷載→施加X向1KN風(fēng)荷載

施加活荷載→施加X向0.2KN活荷載

施加溫度增量→〔-15℃-40℃〕12.內(nèi)力