ANSYS在金屬幕墻計(jì)算中的應(yīng)用問題探討

　　1.引言
　　金屬幕墻，是一種新型的建筑幕墻型式。金屬板材的優(yōu)良的加工性能，色彩的多樣及良好的安全性，能完全適應(yīng)各種復(fù)雜造型的設(shè)計(jì)，可以任意增加凹進(jìn)和凸出的線條，而且可以加工各種型式的曲線線條，給建筑師以巨大的發(fā)揮空間，倍受建筑師的青睞，因而獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。

　　到目前為止，金屬幕墻中的鋁板幕墻一直在金屬幕墻中占主導(dǎo)地位，輕量化的材質(zhì)，減少了建筑的負(fù)荷，為高層建筑提供了良好的選擇條件；防水、防污、防腐蝕性能優(yōu)良，保證了建筑外表面持久長新；加工、運(yùn)輸、安裝施工等都比較容易實(shí)施，為其廣泛使用提供強(qiáng)有力的支持；色彩的多樣性及可以組合加工成不同的外觀形狀，拓展了建筑師的設(shè)計(jì)空間；較高的性能價(jià)格比，易于維護(hù)，使用壽命長，符合業(yè)主的要求。因此，鋁板幕墻作為一種極富沖擊力的建筑形式，倍受青睞。

　　正是由于鋁板的可塑性，現(xiàn)代幕墻建筑中，大量出現(xiàn)異型鋁板和大分格加筋鋁板，這些結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，導(dǎo)致了鋁板強(qiáng)度、變形的不確定性，影響幕墻的美觀和安全，由此必須對(duì)幕墻系統(tǒng)重要部位進(jìn)行科學(xué)的力學(xué)計(jì)算，考慮風(fēng)壓、自重、地震等作用對(duì)幕墻系統(tǒng)的影響，對(duì)金屬面板進(jìn)行仔細(xì)校核，確保幕墻的安全性。

　　本文應(yīng)用ANSYS對(duì)較為常見的平面加筋鋁板進(jìn)行建模分析，并與常規(guī)工程計(jì)算方法進(jìn)行比較，探討運(yùn)用ANSYS對(duì)金屬幕墻進(jìn)行計(jì)算的可行性，以此例為基礎(chǔ)，為異型鋁板的強(qiáng)度及剛度校核提供計(jì)算根據(jù)。

　　2.運(yùn)用工程計(jì)算方法對(duì)加筋鋁板計(jì)算
　　2.1工程計(jì)算方法及模型簡介
　　關(guān)于鋁板強(qiáng)度及撓度的計(jì)算，采用的是《石材幕墻');callServer('金屬與石材幕墻');">金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ 133-2001中所提供的算法，也是現(xiàn)在最為普遍的計(jì)算方法。鋁板加強(qiáng)筋的計(jì)算是選取《結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)手冊(cè)》中，組合元件的屈曲一章中，無限寬理想化加筋平板的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。

　　模型大小、邊界條件、荷載均與ANSYS計(jì)算方法相對(duì)應(yīng)，計(jì)算面板選用高3000mm，寬1600mm，3mm厚3003-H14材質(zhì)鋁板為計(jì)算模型，加強(qiáng)筋沿短邊通長布置，間距為500mm，加筋肋采用50×50×3mm的U型折彎鋁板，荷載統(tǒng)一選用Q=0.003N/mm²。由于ANSYS的計(jì)算模型與之相同，在本文中不予累述。

　　2.2 鋁板強(qiáng)度及撓度計(jì)算
　　①模型簡介
　　對(duì)于鋁板的計(jì)算，整個(gè)鋁板采用加強(qiáng)筋將鋁板分成若干小區(qū)域，根據(jù)《金屬與石材幕墻》JGJ 133-2001規(guī)范，簡化為長1600 mm，寬500mm，對(duì)邊簡支，對(duì)邊固定（加筋肋方向）的力學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算。

　　②鋁板強(qiáng)度計(jì)算

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