点支承幕墙结构CAE系统的总体设计方案__期刊目录网,论文发表,发表
分类：工业设计论文发表
时间：2015-05-20 12:02
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摘要：本文通过对点支承幕墙结构和CAE计算机辅助工程分析的概述，论述了在点支承幕墙结构分析中采用CAE技术的需求及相关结构分析方法。
关键词：点支撑幕墙 CAE 结构分析
1、绪论
点支承幕墙结构（Point-supporting Curtain Wall structure），改变了过去着重用玻璃来表现窗户、表现建筑、表现质感、表现体形的传统手法，而是透过玻璃清楚地看到支承玻璃的整个结构系统，使这种结构系统从单纯的支承作用转向表现其可见性。结合结构分析的理论方法以完成点支承幕墙结构的计算机辅助工程分析。
2、CAE概述
计算机辅助工程分析(Computer Aided Engineering，CAE)是利用计算机对设计中的产品进行分析和仿真，包括强度分析、刚度分析、运动仿真等。CAE技术是从计算机辅助设计（ComputerAided Design,CAD）中分离出来的，目前，CAE技术已成为制约我国企业新产品开发的主要技术障碍[2]。近年来，随着计算机技术的普及和软硬件性能的提高，CAE分析在工程设计中得到了越来越广泛的应用，已经成为解决复杂工程分析问题的有效途径。
3.点支承幕墙结构分析及其CAE需求
3.1常用点支承幕墙结构分析
①点支承幕墙结构的分类[2]
点支承幕墙是指幕墙玻璃的每一分格，以点连接形式将幕墙载荷和作用传递到支撑结构的无金属框，视野开阔的玻璃幕墙。点支承幕墙至少应包含下列内容：
1)它不仅是一个方法，而是一个系统，构成系统的各要素，互相依存，互相
制约，互相影响；
2)该系统三要素是：玻璃（幕墙的面板），钢爪或其它连接件，支承结构；
3)支承结构对玻璃的连接是点连接；
4)视野开阔，通透性强。
点支承幕墙结构的分类方法很多，一般是按幕墙背后的支承结构来分类。支承结构是点式玻璃幕墙重要的组成部分,它能把玻璃表面承受的风荷载、温度差作用、自身重量和地震荷载传给主体结构。因此,支承结构必须有足够的强度和刚度。它相对于主体结构有特殊的独立性,又是整体建筑不可分离的一部分。支承结构既要与主体结构有可靠的连接,又不承担主体结构因变形对幕墙产生的附和作用。支承结构包括横梁和立柱,有的只设立柱
[16]。
②点支承幕墙结构分析[2][1][3][4][5]
现以点支承幕墙结构特征分类方法，对点支承幕墙结构进行分析：
1)钢结构
点支承幕墙钢结构形态较多，常见的有单梁点支承幕墙、平面桁架点支承幕
墙和空间桁架点支承幕墙等。
a.单梁点支承幕墙
单梁点支承幕墙的金属梁（园管、方管或异形梁）支承在主体结构上，在单梁上安装钢爪，面板玻璃四角开孔，用安装在玻璃肋上连接板（钢爪）中的螺栓穿入面板玻璃孔与连接板（钢爪）紧固。在外表面用铜板作衬垫时为补钉式，用浮头螺栓时为浮头式，用沉头螺栓时为沉头式。支承结构承受玻璃表面的荷载，荷载以点驳接头的集中荷载传给构件，由于在外荷载作用下单梁的效应
随跨度的平方增加，因此只能用于跨度不大的部位。
b.平面桁架点支承幕墙
平面桁架点支承幕墙是在金属桁架上安装钢爪，面板玻璃四角开孔，钢爪上的紧固件穿过玻璃上的孔，紧固后将玻璃固定在钢爪上，钢爪有H形、X形、I形等，紧固件有浮头式、沉头式，金属桁架是由杆件组成的格构体系，当荷载只作用在结点上时，各杆只有轴力，截面上的应力分布均匀，可以充分发挥材料的作用，是大跨度结构上常用的支承结构。常见的平面桁架有鱼腹式桁架、平行弦桁架、三角形桁架等。
c.空间桁架点支承幕墙
空间桁架点支承玻璃幕墙，就是在一般桁架上伸出悬臂与斜腹杆，形成与桁架十字交叉的桁架。它的形式多种多样，基本类型有三种：单梁翼架，平面桁架翼架和立体桁架翼架。
钢结构是基于经典“小变形”理论基础之上，以数学中的线性场论作为理论
基础的一种结构形态。因而，它不必考虑因大变位
