国家金融信息大厦玻璃幕墙结构选型分析.pdfVIP

钢结构工程研究⑩ 《钢结构》2014增刊 国家金融信息大厦玻璃幕墙结构选型分析 丁大益1令狐瑁竹2王元清2施刚2舒畅1吴丽丽3 (1．中国五洲工程设计有限公司，北京100053；2．土木工程安全与耐久教育部重点实验室，清华大学土木工程系，北京 100084：3．中国矿业大学力学与建筑工程学院，北京100083) 提要：本项研究以国家金融信息大厦建筑幕墙为工程背景，对其静力性能进行了较为深入和系统的研究。 采用通用有限元软件ANSYS平台，根据初步设计采用的结构形式和构件尺寸，对比单索吊挂柔性支承方 案和刚性吊挂方案的强度和位移。在保证索网幕墙各关键位置的水平侧移满足现行幕墙结构设计规范1／50 跨度的前提下，索网幕墙给顶层桁架结构即主体结构的反力较大，幕墙对部分主体结构的影响较大。刚性 吊挂结构能够满足要求，更适合在本次工程中采用。 关键词：玻璃幕墙；ANSYS；索网体系；刚性吊挂体系 1．工程概况 国家金融信息大厦是国家重点工程一新华社金融信息平台新华08的重要配套项目，是 确保我国金融信息安全和推进首都金融业快速发展的重大基础性工程。主楼取“云柱”的 设计理念和造型，上圆下方。通过59．60两层桁架的转换主体结构由方形转换为圆形，结 构体系转化为钢管柱钢梁组成的密柱简体．混凝土核心筒结构，顶部挑出巨型帽桁架，用于 悬吊玻璃幕墙。方形部分高271米；圆形部高83米，外罩悬挂于81层帽桁架底的超白玻 轴线尺寸为52．2m×52．2m，标准玻璃分格2．25m×1．26m。 图l国家金融信息大厦鸟瞰图 图2第6l层室内效果图 513 钢结构工程研究⑩ 《钢结构》2014增刊 2．幕墙结构选型 1)设计输入条件 建筑物安全等级为一级，结构重要性系数为1．1，设计使用年限为50年，耐久性为100 年。 北京地区抗震设防烈度为8度，抗震设防类别为乙类。设计地震分组为第一组，设计 基本加速度0．209，建筑场地类别为Ⅱ类，设计特征周期值：多遇地震0．35s、罕遇地震0．4s、 地震影响系数最大值多遇地震为0．16、设防地震烈度为0．45，罕遇地震为0．9。 (1)风荷载 取风洞试验报告中围护结构的风压极值及《建筑结构荷载规范》中围护结构风荷载计 算值二者的包络值。 风荷载取值为风压2．0kN／m2，风吸3kN／m2，风荷载分布见图3。 jKN／m2 ………………1{ 图3玻啊幂培风衙载分布图 (2)温度作用 50年一遇极端气温：一16．0。C，+40．6。C。 考虑设计合拢温度为20℃。 2)变形应力设计要求 (1)变形指标 在风荷载及正常使用极限状态下横梁和立柱挠度控制值为跨度1／250。 中震及罕遇地震下挠度控制值为跨度的1／100。 (2)应力指标 不考虑地震作用：幕墙径向支撑杆件、横梁、边柱(整体稳定)应力50．8材料强度设 计值 多遇地震作用：幕墙径向支撑杆件、横梁、边柱杆件(整体稳定)应力s0．75材料强度 设计值(考虑抗震承载力调整系数) 中震地震作用：幕墙径向支撑杆件、横梁、边柱(整体稳定)应力!材料强度标准值(不 考虑抗震承载力调整系数) 514 钢结构工程研究⑩ 《钢结构》2014增刊 重要的连接节点，如玻璃幕顶端拉杆与悬挑桁架的连接节点等在罕遇地震作用下，节 点强度应力曼材料强度标准值(不考虑抗震承载力调整系数) 3)幕墙结构选型 考虑建筑通透性的要求，选取点支式玻璃幕墙。方案一：柔性索网幕墙结构体系，索 网结构具有结构简洁、无任何空间遮挡、通透性好、变形大等特点