隨著經濟與科學技術的發展,幕墻作為建筑物的維護結構,廣泛應用于高檔酒店、摩天大樓等的外墻維護體系,因其結構復雜,安裝過程中需要高空作業,具有一定的危險性和技術難度。同時,在實際幕墻工程中,幕墻掛件的使用年限相對較短,使用一段時間后,幕墻掛件會因疲勞斷裂而發生高空墜落,不僅會造成人身事故,而且也浪費材料。為了提高幕墻產品的質量及使用性能,在充分發揮其美觀的藝術效果的同時,應保證幕墻的氣密性、水密性,并將受載變形控制在規定的范圍之內。 由于鋁板幕墻表面與外界環境接觸,幕墻性能在很大程度上受到風載荷與環境溫度的影響,因此在幕墻的結構設計中必須綜合考慮風載荷與環境溫度對幕墻的作用。但到目前為止,國內外的專家與學者主要致力于分析風載荷對幕墻的影響,沒有將風載荷與溫度作為共同的因素來分析幕墻的變形情況。當溫度與風載荷同時變化時,將引起相鄰兩單元板塊的伸縮縫的大小劇變,從而影響幕墻的安裝精度及氣密性、水密性等。基于此,本文分析單元式鋁板幕墻及其掛件的結構特點,應用分步鋁板建模、結構耦合技術和ANSYS結構分析平臺建立了單元式鋁板幕墻及其掛件的參數化幾何模型,進行了其在不同載荷工況下力學特性分析研究,獲得了相鄰單元板塊間伸縮縫的變化規律,提出施工所需較小伸縮縫的合理范圍,為完善幕墻施工標準提供了依據;同時伸縮縫的減小將有利于減少密封膠條使用數量,既能延長幕墻使用壽命,同時減少環境污染,起到節能環保作用。 掛件作為單元式鋁板幕墻的主要承載構件,在實際幕墻工程中用量非常巨大,其體積(或質量)的減小對整個工程來說可節省很多的材料,降低施工成本,同時增強幕墻工程承接企業的競標能力,因此本文在前述研究基礎上又對其進行結構優化設計,使單個幕墻掛件體積減小了8.8%,在減小體積和減輕質量方面效果明顯。 綜上所述,本文的研究方法和取得的研究結論應用于幕墻施工中可實現較高的經濟效益,符合國家環保節能的發展方向,具有一定的應用價值。