多层悬吊幕墙体系的工作原理：多层悬吊幕墙体系由竖向采用柔性结构和水平向采用刚性结构两种形式组成。通过给竖向的拉索施加合适的预应力从而形成刚度以抵抗幕墙结构的重力荷载和竖向地震作用的影响，横向龙骨在水平平面内形成稳定体系来抵抗幕墙外部水平向荷载及温度作用的影响。
从多层悬吊幕墙支撑结构的工作原理和组成支撑结构的形式可得，在不影响建筑外立面的可视效核的情况下，采用水平刚性结构来代替拉索结构来抵抗风荷载的作用，从而解决了主体结构长期受拉索预拉力荷载，根本上克服双向拉索结构在垂直面板荷载作用下变形大，拉索预应力对主体边缘构件产生很大影响的不利因素。为了能具体阐明多层悬吊幕墙支撑结构体系变形的情况，本文就以上海中心大厦为工程实例来具体介绍。
3 多层悬吊幕墙支撑结构工程概况
上海中心大厦内外效果图如图3.1 及图3.2 所示，其外幕墙支撑体系从下到上共分9个区段，其中2～8 区为幕墙悬吊柔性支撑体系，构成上海中心大厦的标准结构体系。其悬吊结构形式如图3.3 所示，平面内支撑形式如图3.4 所示，标准结构体系为水平周边曲梁( 直径356mm 钢管) 和径向水平钢支撑( 直径219mm 钢管) 以及高强拉杆( 直径80mm～60mm) 组成的螺旋上升结构体系。周边曲梁沿竖向每4.3～4.5m 布置用以固定幕墙板块并同时起到转换幕墙所受荷载作用。
在竖向方向上，相邻二层水平曲梁间用沿曲梁布置的25 组竖向吊杆连接，幕墙板块及幕墙支撑结构重力通过吊杆向上传递，并最终悬吊在幕墙支撑结构顶部的主体结构吊梁上。幕墙及幕墙支撑结构的重力即通过悬吊体系传递至主体结构上如图3.5 所示。
由于上海中心大厦采用多层悬吊柔性支撑体系，其给结构和幕墙的整体设计带来了巨大的挑战。悬吊体系的采用使得幕墙与主体结构之间的相互作用非常明显[8]。一方面，悬吊式结构体系使得幕墙结构对于边界条件非常的敏感，主要表现为悬吊吊点刚度的不同导致悬吊结构的竖向变形的不均匀性。
另一方面，悬吊式结构体系也给幕墙设计带来了一些前所未有的新问题，具体表现为幕墙适应变形方面上。
3.1 悬吊结构变形分析
由于顶部吊挂主体刚度不均匀，如图3.1.1 所示，幕墙支撑结构在重力荷载作用下的各个吊杆位置的变形也不尽相同。为保证幕墙板块的顺利施工与正常使用，需要对幕墙结构的竖向变形情况进行详细分析，幕墙板块的节点应能承受幕墙支撑结构的相邻吊杆之间的相关变形。由于吊顶结构的不均匀变形给带来悬吊体系拉杆结构产生拉力重新分布，其拉杆的最大轴力大为757kN，拉杆轴力分布如3.1.2 图所示，但与整体模型建模相比，在单个模型中的吊杆轴力增加近85%[8] 。
上一页1234下一页
