鋼鋁組合結(jié)構(gòu)幕墻設計的應用

　　前言：

　　隨著建筑幕墻技術的發(fā)展，幕墻被廣泛應用到越來越多的建筑中。由于經(jīng)濟和文化發(fā)展的需要，人們還在不斷追求宏偉而富有特色的大跨度建筑，大跨度建筑多數(shù)采用各種形式的空間結(jié)構(gòu)體系，其結(jié)構(gòu)形式豐富多彩、千變?nèi)f化。建筑的發(fā)展趨勢必然對幕墻提出新的要求，也促使幕墻設計采用更多新材料、新技術和新結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造出更多新的空間結(jié)構(gòu)形式。

　　1、鋼鋁組合結(jié)構(gòu)的選用
　　幕墻的立柱(橫梁)有鋁型材、鋼材和鋼鋁組合型材三種，在大跨度支撐結(jié)構(gòu)的幕墻工程中，采用鋁合金結(jié)構(gòu)將造成建設成本的攀升，在限額設計的工程中必然失去競爭優(yōu)勢。在此，以江門五邑華僑廣場幕墻工程為例，談談鋼鋁組合結(jié)構(gòu)幕墻設計的應用。

　　江門五邑華僑廣場臺山等六個華僑商會館幕墻工程位于江門市北新區(qū)發(fā)展大道南側(cè)，C座與D座鏡像對稱，六個單體布局一致。圖l為單個會館效果圖。由于本工程投資方對建設成本控制較嚴，要求我公司在設計階段通過優(yōu)化設計來有效控制投資。基于本工程樓層高、分格大，且江門地處大風壓地區(qū)，采用鋁合金結(jié)構(gòu)很難滿足幕墻對骨架結(jié)構(gòu)強度和剛度的要求。經(jīng)過不斷地分析對比，得出了比較理想的鋼鋁組合結(jié)構(gòu)方案。通過采用一種全新的鋼材一鋁材組合結(jié)構(gòu)作為立柱和橫梁，從而有效解決大分格、大跨度、大風壓玻璃幕墻給結(jié)構(gòu)所帶來的種種問題。其特點如下：

　　1)鋼材的強度較高。鋁合金(6063一T5)強度設計值：=85．5MPa，彈性模量：En=0．7×10 MPal鋼材(Q235B)強度設計值：215MPa，是鋁合金的2．5倍，彈性模量：E=2．1×10MPa，是鋁合金的3．0倍。因此，較小截面尺寸的鋼材可以形成較大的幕墻分格，增加了玻璃幕墻的通透性，既牢固又美觀，達到較好的現(xiàn)代建筑效果。

　　2)幕墻分格的增大，相應密封膠條等配件的用量也會隨之減小，從而進一降低成本。

　　3)為了避免鋼鋁之間雙金屬腐蝕，鋁型材腔內(nèi)的槽口可設置限位膠條，使鋼鋁之間保持一定距離，達到絕緣的目的。

　　2、鋼鋁組合結(jié)構(gòu)的計算機輔助計算。
　　在鋼鋁組合結(jié)構(gòu)中，鋼材和鋁型材組成一個組合截面，共同承受外荷載。組合截面的計算必須依靠專用的計算機程序進行截面模擬，是比較復雜的。下面介紹一種簡便的計算機輔助計算方法。

　　2．1計算機輔助計算方法的基本假定在鋼鋁組合結(jié)構(gòu)中，鋼材和鋁型材組成一個整體，近似緊密結(jié)合狀態(tài)，因此在垂直于結(jié)構(gòu)的荷載作用下，鋼材和鋁型材的撓度可近似認為是相同的。此外，由于軸向力所引起的應力一般不超過合應力的 2％，為簡化計算機輔助計算方法的推導，此處予以忽略。根據(jù)以上鋼鋁組合結(jié)構(gòu)的特點，作如下基本假定：

　　1)在水平荷載作用下，鋼材和鋁型材的撓度相等，即等撓度原理；

　　2)不考慮軸向力所引起的應力。

　　結(jié)語：
　　1)鋼鋁組合結(jié)構(gòu)已成功應用于許多工程，通過眾多的實踐檢驗，是切實可行的；

　　2)對于大跨度的鋼鋁組合結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)設計控制因數(shù)一般是撓度；

　　3)由于計算方法的局限性，介紹的計算機輔助計算方法只是一種近似計算方法，但通過該方法計算出的結(jié)果與通過計算機完全模擬組合截面計算出的結(jié)果基本相同，偏差幅度可控制在3％以內(nèi)，完全可以應用于實際工程的設計。