第五章构件式玻璃幕墙结构设计.doc

第五章 框支式玻璃幕墙结构设计 第一节 构件构造设计 型材壁厚是构件局部稳定必须考虑的问题。铝合金型材壁厚过薄会导致型材的局部屈曲失稳（皱折失稳），根据弹性理论，板在纵向均匀受压下，屈曲的平衡微分方程为： 4 W 4 W 4 W 2 W D(──—— + 2──── + ──——)+ N─── =0 （5-1） X4 X2Y2 Y4 X2 式中： W——板的挠度； N——板单位宽度上所受压力； D——板的柱面刚度,D=Et3/12(1-υ2)。 　　从上式可导出临界应力为： π2E t σer=K─────(──)2 （5-2） 12(1-υ2) b 式中： E——弹性模量； t——壁厚； υ——泊松比； K——稳定系数； b——型材宽度。 当板四边简支，在纵向不均匀受压时稳定系数最小值Kmin近似为： 2 4 当0α≤── ， Kmin≈─── 3 1-0.5α 2 4.1 当──α≤1.4 ， Kmin≈───── 3 1-0.474α 当1.4α≤4 ， Kmin≈6α2 受纯弯曲时α=2 Kmin≈6×22=24，而较精确值为23.9。 式中：α=（σ-σ，）/σ 对于腹板考虑翼板有弹性嵌固作用，并取嵌固系数为1.61，当E为0.7×105N/mm2、σ0.2=110 N/mm2时则腹板受纯弯曲时其临界应力为： 23.9π2E t σer=1.61×─────(──)2=246.8(100t/b)2≥σ0.2 （5-3） 可得出： 12(1-υ2) b b/t=100（248.6/110）1/2×（110/σ0.2）1/2=150(110/σ0.2 )1/2 如果取t=2.5mm、则 b 可为375 mm 。 　　当梁长与型材高之比大于10:1，按无限长梁考虑时，在剪应力作用下腹板（考虑嵌固系数1.24）临界剪应力为： π2E t τer=1.24×5.34─────(──)2=42.78(100t/b)1/2≥σ0.2/(3)1/2 （5-4） 可得出： 12(1-υ2) b b/t=100(74.1/110)1/2×（110/σ0.2）1/2=82(110/σ0.2)1/2 如果取t=2.5mm、则 b 可为205 mm 。 　　 腹板在上边缘受横向压应力作用时，其临界应力为： 100t σc.er=100(─-─)2 ≥σ0.2 （5-5）可得出： b b/t=100(100/110)1/2×（110/σ0.2）1/2=95(110/σ0.2)1/2 如果取t=2.5mm ，则 b 可为237.5 mm 。 　　当梁在弯曲应力σ、剪应力τ和横向压应力σc同时作用下， 矩型板临界条件为： ───────────── σ σc τ √(─── + ───)2+(──)2 ≤1 （5-6） σer σc.er τer 对铝合金型材壁厚JGJ102-2003规定： 横梁 A．横梁截面主要受力部位的厚度，应符合下列要求： 1）截面自由挑出部位（图5-1a）和双侧加劲部位（图5-1b）的宽厚比b0/t应符合表5.1的要求。 表5.1 横梁截面宽厚比b0/t限值