幕墻點(diǎn)式支承玻璃建筑中金屬連接件的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方法（上）

　　點(diǎn)式支承玻璃建筑是一種新型的建筑形式(圖1),它把玻璃和建筑的主體結(jié)構(gòu)通過金屬連接件組合在一起,共同承受外荷載作用[1]。

　　雖然這種建筑得到了越來越廣泛的應(yīng)用,但其中金屬連接件承載能力的計(jì)算卻沒有明確的設(shè)計(jì)公式,一直以來都是借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)。連接件承載性能的理論、試驗(yàn)及有限元分析結(jié)果表明[2],試驗(yàn)與有限元分析的結(jié)果吻合良好,但由于應(yīng)力集中的影響,通過試驗(yàn)和有限元分析得到的連接件承載力要比理論分析結(jié)果小。在工程設(shè)計(jì)中采用試驗(yàn)和有限元分析方法來計(jì)算連接件的承載力是很困難的,通常都希望能夠給出基于試驗(yàn)和有限元計(jì)算結(jié)果的修正簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)公式。

　　由于目前對(duì)連接件承載性能的研究較少,連接件的設(shè)計(jì)方法都未能考慮材料特點(diǎn)及相對(duì)于玻璃的強(qiáng)度儲(chǔ)備,因此現(xiàn)有的連接件都比較粗大笨重,沒有充分利用材料的力學(xué)性能。同時(shí)為了達(dá)到建筑上的美觀效果,現(xiàn)在的點(diǎn)式支承玻璃結(jié)構(gòu)都希望設(shè)計(jì)輕型的柔性支承體系,這就要求連接件的外形也隨之變小,能與支承體系相稱。另外,為降低連接件的重量,還可考慮使用新型合金材料(如鋁合金)制造連接件。以上的分析都表明,對(duì)現(xiàn)有的連接件可以做進(jìn)一步的優(yōu)化,以節(jié)省材料,減輕重量。


　　1　金屬連接件的形式和材料性能
　　金屬連接件由緊固件(扣件)和支承件(爪件)組成。支承件的中部固定在主體結(jié)構(gòu)上,各肢的端部和緊固件的螺桿連接在一起;緊固件的端部則套在玻璃板角點(diǎn)的圓孔內(nèi),起到固定玻璃板的作用。緊固件按照連接方式可分為固接浮頭型、固接沉頭型、鉸接浮頭型和鉸接沉頭型四種。支承件按照形狀可分為X型、H型、I型和圓盤滑動(dòng)型[3]。本文研究的對(duì)象是北京植物園玻璃溫室中應(yīng)用的典型緊固件和支承件(圖2、圖3)。

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