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幕墻施工過程中幕墻體系變形分析

2015年04月23日09:30 

幕墻工程的施工速度保持落后主體結構20個樓層。由于主體結構在幕墻安裝過程中逐步發生空間變位,將引起已安裝幕墻結構隨之變形,因此幕墻工程不同的施工開始時間以及不同的施工速度都會對幕墻系統的變形性能產生影響。幕墻施工過程中幕墻單元的空間變位以及構件之間的相對變形的計算成為分析和施工的重點和難點。

菱形幕墻鋼格構連接在主體結構的梁柱碟形節點板上,主體樓層節點位移情況決定了幕墻的變形歷程。

施工過程中每個菱形幕墻單元的空間變形為剛體位移和彈性變形的組合。對于每個菱形幕墻單元來講,角點AD處于同一個樓層,連接在相應的樓層梁上,二者間的水平相對位移比較小;角點BC之間的相對位移比較大,其中它們之間x向和y向相對位移幕墻單元的變形影響較大。

幕墻施工過程中幕墻體系變形分析

進行幕墻體系的變形分析,需要對主樓進行施工過程跟蹤擬分析。采用有限元分析軟件ANSYS準確地實現這一模擬過程,計算出每一施工步主體結構的空間變位結果,得到任意菱形幕墻單位角點的位移數據,進而得到幕墻體形在整個施工過程中的變位情況。

在整體坐標系下,取出塔樓1西立面上第36層至43層的典型菱形幕墻單元(見圖4),對其從安裝到主體結構施工完畢這一過程的變形情況進行了跟蹤分析,得到了單元施工過程中空間變位情況,以及幕墻單位角點質檢的相對變形發展曲線,如圖5所示。

幕墻施工過程中幕墻體系變形分析

從幕墻菱形單元角點之間的相對位移曲線可以看出,單元在施工過程中的變形情況是比較復雜的。相對位移曲線尤其在y方向的相對位移曲線存在明顯的轉折點,這正好反映出主體結構在施工過程中經歷兩個不同的受力過程的特點,即懸臂段合攏前兩塔樓連為一體共同受力協同工作,并且懸臂段對塔樓產生較大附加彎矩影響,單元叫點y方向相對位移逐漸減小。對于主體結構的不同里面區域,幕墻單元的變形狀況也是不同的,因此要全面掌握幕墻體系施工過程中的變形情況,需要在不同區域分別對典型菱形框的變形性能進行分析。

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