摘要：本文先对建筑幕墙支撑钢结构中的几种典型结构形式进行了阐述，根据多年的实际工作经验，对幕墙支撑铜结构中的钢材选用标准及结构验算注意事项进行探讨。
关键词：幕墙 钢结构 刚架式结构 桁架式结构 梁式结构
现今建筑幕墙应用广泛，高层建筑和中大型公共类建筑中通常都运用了幕墙，结构安全方面总体情况良好，在节能和环保的可持续发展大趋势下，建筑幕墙急需解决的问题是向建筑节能和绿色建筑、生态建筑及健康建筑等方面发展。
1、幕墙支撑钢结构的几种典型形式
幕墙支撑钢结构按照其连接形式和结构的特点，大致可分为以下几种类型：
1.1刚架式结构
刚架结构是由若干杆件在其端部相互刚性连接的结构体系，因此其结构整体刚度大，抵抗变形能力强，在荷载 作用下杆件承受弯矩、剪力和轴向力。刚架结构按照结构形式．可以分为平面刚架结构和空间刚架结构 平面刚架结构中所有杆件的轴 心线在同一平面内．其本身仅能承受作用于其平面内的载荷．其整体稳定性常需要由其它结构或必要的支撑承受和保证：空间刚架结构的杆件轴心线不完全在同一平面内．其本身就能承受作用于其平面内、外的荷载．不需要由其它结构或支撑承受和保证其稳定性。通常情况下．为了保证杆件之间具有很好的弯矩传递性．刚 架结构的节点构造都设计的比较复杂．且质量要求较高
1.2梁式结构
梁式结构是由若干受弯工作的梁排列组成的结构体系梁在受到横向荷载而处于弯曲工作时．其 内力主要是弯矩和剪力．当处于弹性范围内工作时，截面材料强度利用不充分：完全塑性范围工作时，将形成塑性铰，致使结构约束度退化，甚者转 变为机构。其截面设计原则上是：当承受动力荷载时，限制在弹性范围内工作：当仅 承受静力荷载时，可考虑截面有部分塑性发展．即可在弹塑性范围内工作 梁格结构可分为简单梁格即单方向 排列的梁格，普通 梁格即主、次梁交叉排列的梁格，复杂粱格即主、次梁及小次梁相互交叉排列的梁格。
1.3桁架式结构
桁架结构中．由若干杆件其端部互相铰接于一点．并以三角形规则形成结构体系．在节点荷载作用下杆件仅受轴向力．而不产生弯矩．其节点构造容易实现．桁架结构又分 为平面桁架结 构和空间桁架结构 平面桁架结构的所有杆件轴心线在同一平 面内，其本身仅能承受作用于其平面内的荷载 平面外荷载及其稳定性．常需由其它结构或必要的支撑来承受和保证：空间桁架 结构的杆件轴心线不完全在同一平面内 该桁架结构本身 就能承受作用于其平面内、外的荷载．其 稳定性不需要由其它结构或支撑来承受和保证 桁架结构的优点是结构形式比较简单． 结构采用手算即可，比较方便。缺点是整体性不 如刚架结构，抵抗变形性能不好
1．4索杆式结构
索杆结构是指通过张拉细杆或者索构件并施加预应力．从 而使结构产生刚度以抵抗结构的变形．该结构形式是一种柔性受力的结构体系 索杆结构体系在受力时．其几何形状将随荷载作用的大小、位置和方向的改变而改变，拉索仅能承受拉力。索 杆结构造型轻盈、形式多样、通透性好、艺术表现力极强，因此在 现代建筑中颇为流行 但其结构刚度受其张拉力的影响很大．因 此它属于几何非线性结构．设计和施工都很复杂。
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1．5混合式结构
混合式结构是将上述几种结构形式同时用于建筑幕墙中的体系 该结构形式的工作受力性能，总体上可 以是刚性的、柔性 的、部分刚性或者部分柔性的结构。
2、对幕墙支撑钢结构中钢材的要求
2．1总体原则
为了确保幕墙支撑钢结构的承载能力和建筑安全性．要根据 其主体结构形式、受力情况、连接形式等因素综合考虑．选用合适的钢材牌号。选用的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度等
检验的合格保证，对焊接结构需具有碳含量的合格保证 焊接承重结构以及重要的非焊接结构、承重结构采用的钢材．还要具有 冷弯试验的合格证 幕墙支撑钢结构中常用的钢材可分为碳素 结构钢、低合金钢和不锈钢。
2．2碳素结构钢、低合金钢的选用原则在幕墙支撑钢结构中．应用最普遍的碳素结构钢是 Q235．低 合金钢是 Q345．其性能要求均要满足国标中的相关规定应用到结构中的碳素结构钢和低合金钢．要采取有效 的防腐处理措施． 当采用热浸镀锌处理时，锌膜应符合国标《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》中的有关规定。当采用氟碳喷涂或聚氨酯喷涂时，涂 膜厚度不宜小于 35 m，在空气 污染严重及滨海地区，涂膜厚度不宜小于 45Fro。当要对钢材进行焊接时。其焊接质量要满足国标《建筑钢结构焊接规程》及《建筑钢结构焊接技术规程》 等标准的要求 幕墙支撑钢结构高度超过 40m时．钢构件宜采用 高耐候钢，并应在其 表面涂刷防腐涂料 钢构件采用冷弯薄壁型钢时．其壁厚不得小于 3．5ram．强度要按照实际工程进行验算。
2.3不锈钢的选用原则
幕墙支撑钢结构中选用的不锈钢宜为奥氏体．且含镍量不应 小于 8％。不 锈钢材的结构性能要满足 《不锈钢冷轧钢板和钢带》、《不锈钢热轧钢板和钢带》等国标中的相关规定。钢材的性能试验方法，应符合 国家标准《金属材料弯曲试验方法》和《金属材料室温拉伸试验万法》中的相关规定。
3、幕墙支撑钢结构计算注意事项
当幕墙支撑钢结构的结构形式比较简单时．其计算过程可以采用手算或一般的结构计算软件进行计算．复杂时．则要采用有 限元软件来进行计算 目前行业上常用的计算软件主要有 An—sys、sap2000、MID AS等．但最终的评价标准仍要满足相关法规及标准规范中的规定。
对幕墙支撑钢结构的结构进行计算时，主要考虑强度、变形、稳定性三方面的性能状况 强度验算是分析钢结构在承载能力极限条件下构件状态．在计算时应把各种工况考虑全面．取最不 利作为设计值：进行变形验算时．要考虑不同的结构形式和功能条件下．其 变形控制值也不尽相同 对于幕墙中的刚架或者桁架 结构，在风载荷作用下，其挠度 限值为其跨度的 1／250 悬挑结构 跨度，则取其悬挑长度的 2倍。张拉结构取其跨度的1／200：对于构件的稳定性验算，可以按照《钢结构设计规范》中相关规定来进行计算．可以分为整体稳定 和局部稳定分析．对于复杂 的结构可以采用软件进行几何非线性屈曲分析。
在建筑幕墙系统中．支撑结构是否可行。其设计是否合理、可靠是直接影响幕墙安全性能的关键。建筑幕墙是建筑物的外围护结构．是当今实现建筑外观不可或缺的装饰手段。得到了业主及建筑师的青睐，而随着建筑外观逐步向新颖、奇特、大气的方向发展。建筑幕墙的支撑钢结构形式及连接也正变得更加复杂。
参考文献：
【1】GB50017—2017，钢结构设计规范[S]，中国建筑工业出版社。
【2】JGJ133—2013，金属与石材幕墙工程技术规范[S]，中国建筑工业出版社
作者简介：吕天舒（1991一），女，汉族，大学本科，从事建筑工程类工作。
论文作者:吕天舒
论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期
论文发表时间:2018/7/26
标签：结构论文; 幕墙论文; 钢结构论文; 桁架论文; 荷载论文; 建筑论文; 形式论文; 《基层建设》2018年第15期论文;