幕墙采光顶施工方案(采光顶与幕墙的区别)
导语：幕墙（采光顶）结构设计原理—（建议收藏、细学）
幕墙是由板、杆等构件组成的结构体系,。这个体系要承受风荷载、自重作用、温度变化等作用产生的各种效应。这个体系的整体的力学计算问题包括:
(1)对实际结构进行力学计算所必需的简化工作,即计算简图的选择;
(2)结构组成规律及其力学性质；
(3)结构的反力、内力和变形的计算方法,各种计算方法的适用范围;
(4)结构构件截面的应力分析和强度设计及构造处理等有关问题。
我们要运用结构力学的知识来选择结构方案,计算结构的内力和变形。结构力学是进行结构设计的一项重要工具,但是只注意计算,不注意L艺、材料、方案、构造以及施工等条件的设计是不符合实际的,另一方面那种单凭经验办事,忽视结构分析和计算的做法也是危险的,我们要同时避免这两种倾向。
计算简图是进行结构计算时用以代表实际结构的简化模型
实际结构是很复杂的,完全按照结构的实际情况进行力学分析是不可能的,也是不必要的。因此对实际结构进行力学计算以前,必须加以简化,略去不重要的细节,表现其基本特点。
计算简图应当满足下列要求:
(1)反映实际结构的工作性能;
(2)便于计算。
选取计算简图时,必须分清主次,抓住本质和主流,略去不重要的细节计算简图的选择是力学计算的基础,极为重要,如果把计算简图取错了,就会出设计差错,甚至造成严重的工程质量事故。在下面各章讨论每种结构时,将说明从实际结构到
计算简图的简化过程,并总结计算简图选择的规律。
选择结构的计算简图时,必须对结构的支座进行简化,这里只讨论幕墙(采光顶)常用的支座。
把幕墙(采光顶)结构与主支承结构联系起来的装置叫做支座。支座的作用是把幕墙(采光顶)固定在主支承结构上,同时将幕墙所承受的荷载和间接作用通过支座传到主支承结构上,支座对幕墙(采光顶)的反作用力称为支座反力。我们把幕墙(采光顶)都简化为平面结构,这种结构的支座构造形式多种式样,但在计算简图中常用的有下列
1.固定铰支座
这种支座常用图1(a)表示。固定铰支座允许结构绕铰A(圆柱中心线)转动但点A的水平移动和竖向移动则被限制,因此当结构受到和竖向反力作用时,这种支座有水平反力H 竖向反力v。如果忽略A处的摩擦力,则反力H和y通过铰的中心。
2.活动铰支座
这种支座常用图1(b)表示,活动铰支座应该允许结构绕A点转动,又允许结构
沿文承垫板的平面移动,但限制点A沿支承面法线方向移动。因此,当结构受到作用时。这种支座只有垂直于支承向的法向力R,如果忽略饺A与垫板两处的摩擦力,则反力R通过铰的中心。活动饺支座对构件的约束与根链杆对构件的约束在本质上是相同的。因此当以链杆作为约束时,它也只能附止物件沿链杆两端链中心的连线方向运动,面允许构件绕杆端的中心和沿垂直链杆轴线的方向移动,链杆的约束反力一定是沿着其两端铰能连线方向的一个力
3.弹性支座(图1c)
弹性支座不同于链针。链杆由于木身刚度大,在沿链杆两端铰链连线方向的作用下变形量很小,于是假定是不变形的;而弹性支座在垂算于受力杆轴线的作用下,会发生不可忽略的变形,这种变形会引起杆产生内力
结构既然是用来支承荷载的,它必须是固的、能够维持自己的形状和位置。分析平面解构的几何构造,判定它是否是个牢固的(几何不变)体系,是结构设计的一项重要内容。结构受荷载作用时截面上产生应力,材料因而产生应变,由于材料的应变,结构会产生变形,这种变形一般是很小的。在几何构造分析中,我们不考虑这种由于材料的应变所产生的变形。这样杆件体系可以分两类:
儿何不变体系——在不考虑材料应变的条件下,体系位置和形状是不能改变的(图2b)
几何可变体系一一在不考虑材料应变的条件下,体系的位置和形状是可以改变的
一般结构都必须是儿何不变体系,而不能采用几何可变体系。几何构造分析的主要目的就是保证结构是几何不变的。
玻璃幕墙(采光顶)的结构一是静定结构(除双圆拱采光顶外),静定结构的内方完全可以山静力平衡条件确定,静定结构的受力分析,主要是选取隔离体,应用静力平条件来计算支座的反力和杆件的内力。
结构力学主要是讨论整个结构(即杆件体系)的计算问题,因此在结构力学中所到
的本问题是如何处理各个杆件之间的联系问题,所采用的基本办法是分解和综合的方法,即把结构体系分解成杆件和单元,把结构内力的计算问题分解为杆件和单元的内力计算问题,以收到各个击破的结果
受力分析和构造分析是密切相关的:所谓构造分析就是研究一个结构如何用单元组合起来,形象地说,就是研究“如何搭”的问题。所谓受力分析,就是研究如何把结构的内力计算,分解为单元的内力计算,形象地说就是研究“如何拆”的问题。组合与分解“搭”与“拆”是相辅相成的。为了掌据内力计算的规律,就必须抓住受力分析与构造分析两者之间的内在联系。
幕墙(采光顶)结构往往是比较复杂的,在设计时,应根据整体统帅局部,分割解决的办法,先将玻璃(采光顶)化整为零,分解成杆件,对这些杆件一件件进行设计计算,然后再合零为整,设计出完整的幕墙(采光顶)。在进行各个构件设计计算时,也不能对全部有关因东原封不动地进行分析和计算,要根据构件的实际上作情况,抓住最本质的东四,将具体的杆件抽象成为可以进行力学分析和结构计算的简图。由于在结构设计中是以计算简图作为力学计算的主要对象,因此,选取计算简图是-项十分重要的工作。
在选取计算简图时,一般需要从结构本身、支座和荷载三个方面进行简化。简化时应下遵循列两个原则：
(1)尽可能反映出结构的真实受力情况
(2)尽可能使计算简化
当然,这两者是矛盾的,但是只要加强调查研究,进行深入细致的分析工作,认真总结经验,总可以使这对矛盾的两个方面得到统一。
下而试以（图3）幕墙立柱为例说明计算简图的取法。此幕墙采取由下面上的安装程序,其节点布置也按这种程序设置,立柱按楼层设置,其下端套在下一层立柱设置的套管上,上端(内装套管以便固定上一层立柱)固定在楼层板(梁)上。
其计算简图,一般的可简化为两端支承在楼层楼板(梁)上的简支梁(图4)。
它有三个方面的简化
1.结构的简化
以立柱的轴线代表立柱,楼层高度为立柱的计算跨度
2.支座的简化
立柱上端固定在楼层楼板(梁)上,它的水平与竖向活动均受限制,只可绕点A转动,是典型的固定铰支座;立柱下端套在插入下（图3），幕墙立柱一层立柱的套管上,它竖向可以活动,仅水平方向的活动受到限制, 是典型的活动铰支座。有这两种支座的杆件是典型的简支梁。它与实际结构工作情的差别在于下端并不真正位于支座,而距支座上一定离,这段距离是下一层立柱,立柱固点以上又纳入上一层立柱的计算简图,但这种简化基本上反映了立柱的实际情况,是可取的。
另一种计算简图如（图5）所示。这种计算简图对结构受力情况的反映更推确。立柱A点固定点以上挑出一段到C点,C点又是上一层立柱的支座,B点支承在下一层立柱的c点上。A点是固定铰支座;B点是弹性支座,它既不能限制立柱竖向活动,而水平方向同为弹性支。这是由于B支座实质是下一层立柱的C点。在均布荷载和B点的集中反力作用下会产生位移,这种结构已属超静定结构,不再是简支梁,内力分析相当复杂,只有具有相当计算技术水平时才能得出准确的计算结果
对幕墙杆件也可近似地采用（图6）的计算简图
3.荷载的简化
将作用在幕墙上的风荷载当作沿幕墙而均匀分布的荷载,它对立柱来说是均布的线荷载。
各种类型幕墙(采光顶)承受各种形式荷载(间接作用),其计算简图的选择、受力分析以及杆件截面设计,将在以后各章中结合典型结构进行讨论。
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