幕墙钢结构支撑体系的位移与减震系统设计-建筑施工资料分享-筑龙建筑施工论坛

标签：钢结构钢结构支撑支撑体系铝合金大跨度

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brgd888

发表于2005-06-13 | 只看该作者

楼

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在北京，――些高级、高层建筑物有时出现二个建筑物相邻之距离为20―30米的空间，建筑师往往利用这个空间设计成中庭通透式大型幕墙。例如：北京菜市口移动电话调度大厦就是这种设计，它的中庭幕墙高度为34米，而其中一个建筑物局部的高窄比例η=H/D=9―10。因此，此建筑物受风振位移影响很大，经计算在H：30m处楼之间相去水平位移受形量约为180mm左右，而在顶层这种位移可达240mm以上。在此之间的玻璃幕墙由钢结构桁架梁做为水平横向布局设计，此横向组合钢结构梁必须吸收二个建筑物之间最大可能出现150mm―180mm位移和冲击能量，使玻璃幕墙安全不会破损。笔者在设计时，对长22m的钢结构支撑系统中采用了四个自由度的吸收冲击能量和位移的弹簧减震系统。针对这种特定的大位移和会产生冲击能量钢结构支撑系统而设计的减震装置。详见图2：
图2 减震吸收冲击能量的弹簧阻尼系统构造图
目前，建筑物已建成二年，工作运转正常从上图结构可以看出不，不管来自四种不同位移，该机构可以有效防止冲击能量作用在幕墙主体上。
在设计中，我们做了弹簧减震各种计算和试验，科学的论证后在工程中加以应用，下面具体简介这个支撑减震系统在大位移的钢结构系统中的设计与应用。大型钢结构支撑系统在吸收大位移和抗震设计中的应用
2．1 弹簧位移减震阻尼机构设计：
(1)本工程由于二个建筑物相对变形不仅是x、y、z方向，也会出现建筑倾斜下扭转产生角位移，因此在机构设计上是四个方向进行补偿吸收位移的。图中为四个方向补偿运动，对X、Y、Z和转角位移的设计值是不一样的，本工程主要二楼之间的水平位移可达在吸收能量方面，我们采用双层复合弹簧系统，并应用予压弹簧办法，建立了弹簧阻尼措施，设计标准是吸收6．5吨作用距离为200mm做功能量，由于阻尼特性使减震系统的性能为交变而均匀吸收附加结构上的冲击能量。
(2)弹簧减震系统具体机构(见下图)：
图3 弹簧位移减震机构图
图4 中庭框架结构排水系统节点

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brgd888

发表于2005-06-13 | 只看该作者

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2．2 横向钢架支撑明框结构玻璃幕墙中庭
(1)立面采用横向钢结构框架做为受力骨架。玻璃的纵向固定采用220系列铝合金型材，横向采用160系列铝合金型材，表面氟碳涂层。
玻璃为：8+12A+610w―e中空玻璃
图5 中庭前立面钢结构支撑幕墙系统
(2)中庭屋顶设计采用“香蕉”造型的钢框架系统。上面由220系列隔热型材和安全中空玻璃组合成天幕。
玻璃为：8mm钢化+12A+6+1．52PVB+6的结构组成。
图6 中庭香蕉钢结构梁支撑天幕系统
图7 框架式采光顶的结构形式
(3)本设计中在“香蕉”钢结构梁的一端加了自行设计的弹簧减震系统机构，体积为400X500X 300的机构外型。
(4)吸收水平位移最大可达200mm，可吸收位移做功能量为1300kg―M垂直位移为lOOmm(实际变化只有50mm)，角位移为土3度(计算为1―1．5度)，侧向位移为50mm(实际只有15mm计算值)。
(5)抗震性能：吸收地震水平加速度g=0.3-0.6g(设计要求0.22g)，垂直地震吸收速度引起能力为g=0.15-0.2g。
2．3 其他应用：
(1)用在大型机构大屋顶、大跨度梁大位移处可以考虑使用这种机构，针对不同工程构造型式具体情况具体设计。
(2)例如：像中央电视台(CCTV)新址的钢结构系统大量出现4个自由度的变位位移，要考虑设计中应用这方面的技术。
(3)对于塔式建筑物长细比H/D=大于7―8以上特征要考虑用这方面技术，例如：电子发射塔上的幕墙。

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