幕墻規(guī)范的新解讀（五）——幕墻鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　實(shí)際上， 鋼材和混凝土的膨脹系數(shù)相近：

　　鋼 材：1.2 X 10-5 / oC

　　混凝土：1.0 X 10-5 /o C

　　對(duì)杭州東站25m巨柱的溫度應(yīng)力進(jìn)行過兩次實(shí)測(cè)，幕墻支承鋼結(jié)構(gòu)最大溫度應(yīng)力發(fā)生于70mm豎向鋼管，數(shù)值僅為45N/mm2，遠(yuǎn)小于鋼管的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值215N/mm2(圖25、圖26)。

　　所以，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)才有可能應(yīng)用。幕墻鋼結(jié)構(gòu)和主體鋼結(jié)構(gòu)或主體混凝土結(jié)構(gòu)膨脹系數(shù)相同或相近，溫度變化時(shí)幕墻鋼結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力接近于零。實(shí)際工程鋼結(jié)構(gòu)往往不分段，或者不會(huì)分段太密。

　　鋁合金結(jié)構(gòu)則不同，其溫度變形遠(yuǎn)大于混凝土和鋼材，連接到主體結(jié)構(gòu)上時(shí)，無法變形協(xié)調(diào)。鋁結(jié)構(gòu)連接到鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該適當(dāng)分段。

　　韓國(guó)首爾仁川機(jī)場(chǎng)幕墻就是一個(gè)最典型的例子，幕墻玻璃由鋁立柱和鋼立柱共同支承，鋼立柱與主體鋼結(jié)構(gòu)直接連接。由于鋁材變形遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋼材，與鋼立柱無法協(xié)調(diào)，所以鋁立柱分段;而鋼立柱與主體鋼結(jié)構(gòu)變形相同，所以鋼立柱不必分段(圖27)。

　　三、大量幕墻鋼結(jié)構(gòu)不分段

　　如國(guó)家大劇院，215mX145m，全部焊成一個(gè)剛性的“大碗”，無分縫;鳥巢，296mX310m，鋼構(gòu)件全部剛性連接成為整體，沒有縫;深圳灣體育館，兩館一場(chǎng)由連續(xù)曲面覆蓋，屋面支承結(jié)構(gòu)為雙向單層網(wǎng)殼，長(zhǎng) 530 m，連續(xù)不分縫(圖22~圖24)。

　　高層建筑同樣如此，世界最高的哈里法塔，高度度828米;上海三座高樓：金茂大廈 420 米，環(huán)球金融 495 米，上海中心 635m 。總不能把它們統(tǒng)統(tǒng)切成三米一段吧?

　　主體鋼結(jié)構(gòu)不分段，幕墻鋼結(jié)構(gòu)同樣可以不分段(圖28~圖31)。

　　北京鳳凰傳媒中心玻璃幕墻的支承鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度達(dá)200m，連續(xù)焊接不分段(圖32)。中國(guó)建筑科學(xué)研究院辦公樓的室外電梯，夾層玻璃方鋼管框架（詞條“框架”由行業(yè)大百科提供）支承，立柱90m高，連續(xù)焊接不分段，無接頭，多年使用沒有問題(圖33)。

　　四、 幕墻鋼結(jié)構(gòu)是否分段由設(shè)計(jì)者自己決定

　　幕墻鋼結(jié)構(gòu)與主體鋼結(jié)構(gòu)或主體混凝土結(jié)構(gòu)相連接，兩者溫度變形相同或相近，溫度應(yīng)力很小;鋼材強(qiáng)度很高，完全可以承受溫度應(yīng)力。所以斷與不斷都不成問題，怎么做都可以，斷與不斷，由設(shè)計(jì)者自行決定：

　　全部砍斷，傳統(tǒng)做法，肯定可行，但是增加許多連接節(jié)點(diǎn)，費(fèi)工費(fèi)料。

　　加長(zhǎng)桿件，減少斷口，可以節(jié)省工料，但溫度問題要從計(jì)算和構(gòu)造上加以考慮。

　　全部不斷，必須計(jì)算溫度和位移產(chǎn)生的應(yīng)力，分析結(jié)構(gòu)的變形耐受能力，采取措施確保結(jié)構(gòu)安全。【完】

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