多層懸吊幕墻體系變形控制研究

　　多層懸吊幕墻體系的工作原理：多層懸吊幕墻體系由豎向采用柔性結構和水平向采用剛性結構兩種形式組成。通過給豎向的拉索施加合適的預應力從而形成剛度以抵抗幕墻結構的重力荷載和豎向地震作用的影響，橫向龍骨在水平平面內形成穩定體系來抵抗幕墻外部水平向荷載及溫度作用的影響。

　　從多層懸吊幕墻支撐結構的工作原理和組成支撐結構的形式可得，在不影響建筑外立面的可視效核的情況下，采用水平剛性結構來代替拉索結構來抵抗風荷載的作用，從而解決了主體結構長期受拉索預拉力荷載，根本上克服雙向拉索結構在垂直面板荷載作用下變形大，拉索預應力對主體邊緣構件產生很大影響的不利因素。為了能具體闡明多層懸吊幕墻支撐結構體系變形的情況，本文就以上海中心大廈為工程實例來具體介紹。

　　3 多層懸吊幕墻支撐結構工程概況

　　上海中心大廈內外效果圖如圖3.1 及圖3.2 所示，其外幕墻支撐體系從下到上共分9個區段，其中2～8 區為幕墻懸吊柔性支撐體系，構成上海中心大廈的標準結構體系。其懸吊結構形式如圖3.3 所示，平面內支撐形式如圖3.4 所示，標準結構體系為水平周邊曲梁( 直徑356mm 鋼管) 和徑向水平鋼支撐( 直徑219mm 鋼管) 以及高強拉桿( 直徑80mm～60mm) 組成的螺旋上升結構體系。周邊曲梁沿豎向每4.3～4.5m 布置用以固定幕墻板塊并同時起到轉換幕墻所受荷載作用。

　　在豎向方向上，相鄰二層水平曲梁間用沿曲梁布置的25 組豎向吊桿連接，幕墻板塊及幕墻支撐結構重力通過吊桿向上傳遞，并最終懸吊在幕墻支撐結構頂部的主體結構吊梁上。幕墻及幕墻支撐結構的重力即通過懸吊體系傳遞至主體結構上如圖3.5 所示。

　　由于上海中心大廈采用多層懸吊柔性支撐體系，其給結構和幕墻的整體設計帶來了巨大的挑戰。懸吊體系的采用使得幕墻與主體結構之間的相互作用非常明顯[8]。一方面，懸吊式結構體系使得幕墻結構對于邊界條件非常的敏感，主要表現為懸吊吊點剛度的不同導致懸吊結構的豎向變形的不均勻性。

　　另一方面，懸吊式結構體系也給幕墻設計帶來了一些前所未有的新問題，具體表現為幕墻適應變形方面上。

　　3.1 懸吊結構變形分析
　　由于頂部吊掛主體剛度不均勻，如圖3.1.1 所示，幕墻支撐結構在重力荷載作用下的各個吊桿位置的變形也不盡相同。為保證幕墻板塊的順利施工與正常使用，需要對幕墻結構的豎向變形情況進行詳細分析，幕墻板塊的節點應能承受幕墻支撐結構的相鄰吊桿之間的相關變形。由于吊頂結構的不均勻變形給帶來懸吊體系拉桿結構產生拉力重新分布，其拉桿的最大軸力大為757kN，拉桿軸力分布如3.1.2 圖所示，但與整體模型建模相比，在單個模型中的吊桿軸力增加近85%^[8] 。

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