3d3s索網(wǎng)幕墻計(jì)算分析解析課件

1、索網(wǎng)幕墻計(jì)算分析編制：楊競一.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）工程基本風(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:基本風(fēng)壓 W0=0.30kN/m2z: 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。z: 31.2m高處風(fēng)壓高度變化系數(shù)(按類區(qū)計(jì)算): (GB50009-2001)(2006年版) z=0.616(Z/10)0.4

2、4 =0.616(31.2/10)0.44 =1.016s:風(fēng)壓體型系數(shù)(墻面區(qū))取s=1.2風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Wk Wk=zzsW0 (GB50009-2001)（2006年版） =2.451.0161.20.300 =0.896 kN/m2 因?yàn)閃k1.0kN/m2，取Wk=1.0 kN/m2，按 JGJ1022003第5.3.2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=5maxGAk =50.080500.000/1000 =0.200 kN/m2 3.溫度

3、荷載 計(jì)算中溫差極限值為-1540 拉索的線膨脹系數(shù)為1.610-54.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)荷載規(guī)范（2006版）規(guī)定的基本組合表達(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，否則會使其安全系數(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，拉索總安全系數(shù)取值為2.5。（1） 正常使用極限狀態(tài)1.0恒載+1.0預(yù)拉力1.0風(fēng)荷載1.0恒載+1.0預(yù)拉力1.0風(fēng)荷載0.7(+40)1.0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)1.0恒載+1.0預(yù)拉力1.0風(fēng)荷載0.5地震荷載1.0恒載1.0預(yù)拉力1.0風(fēng)荷

4、載0.7(+40)1.0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11006002626箱型鋼梁，表面氟碳噴涂處理；頂部鋼桁架采用材質(zhì)Q345鋼，表面氟碳噴涂處理。 3）拉索：本系統(tǒng)只設(shè)有豎向索，不設(shè)橫向索，豎索選用22mm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)22161286.272.44325.021

5、.291.6610-52.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)算見下圖：最大拉力最大擾度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（0.150.25） =325.02（0.150.25） =48.7581.26 kN 取預(yù)拉力=50 kN拉力值N =113.121KN最小破斷力2.5130.008KN最大擾度df= 376.609mm L/50=21000/50=420mm以上計(jì)

6、算結(jié)果均滿足規(guī)范和設(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)，如下圖所示。2.將索打斷，打斷后的樣式如下圖所示。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22, 截面類型選擇圓鋼及索。雙擊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)果如下圖所示。雙擊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。127.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

7、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22, 截面類型選擇圓鋼及索。雙擊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)果如下圖所示。雙擊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。127.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：50/2=25kN/m 50/2.022=24.7kN/m豎向索：80/1.49=53.69kN/m 80/2.47=32.388kN/m重點(diǎn)9.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