摘要：本文介绍了北京首都国际机场的T形钢梁的结构设计以及北京首都的玻璃窗帘墙工程栓塞。通过结构实验验证。
关键字：窗帘壁结构，螺栓连接的钢梁，结构实验。
1。工程概述
北京首都国际机场特惠和公务员建筑项目位于北京首都国际机场（见图1）。土地总面积为17,8222平方米。该结构形成钢结构。整个特殊飞机和官方建筑在第二阶段进行。该项目的第一阶段包括三栋建筑物和室外道路，广场，绿色，停车场和室外管道等。期间是土地的开发，官方飞机长期开发的土地，以及一些绿地风景。该项目于2006年12月完成，并于2007年6月正式使用。
图1特殊机器和官方机器建筑的立面效果
北京首都国际机场的区域和官方飞机大楼的玻璃窗帘墙项目约为28,000平方米。它主要由石窗帘墙，铝合金玻璃窗帘墙和玻璃照明顶部组成。其中，铝合金玻璃窗帘壁的支撑结构使用AB型钢梁结构（见图2）。
图2 t型钢梁节点构造器的刷图
2。结构描述
特殊飞机和官方飞机大楼的玻璃窗帘墙项目使用T形钢梁作为主要的侧面系统。该设计最初采用了焊接t形梁的加深设计，并且在处理完成后需要将焊缝弄平，以保持外观和美丽。这种方法对焊缝有很高的要求，并且必须完全熔化，否则将由于焊缝高度下降而对结构的压力产生不利影响。因此，这种设计将不可避免地导致复杂的工艺和漫长的建筑周期。为了确保进步，同时不影响外观。将焊接的T型光束更改为T型型光束。 T形梁翼边缘和腹板连接到大型六角形头的8.8级M8高强度螺栓，距离为300mm。 T形光束的连接板每1200mm（特定布局请参见图3）。发生这种变化后，T形钢梁具有快速的处理速度和更简单的外观。但是，其压力性能需要进行测试以及理论分析和验证。
图3插头 - 钢结构布局图
3。物质性质
T型束的主要结构用于Q235钢。如图4（a）所示，在材料的这种结构关系曲线中。螺栓为8.8 M8高强度螺栓，有效截面直径为6.827mm。有效的部分区域s = 36.587mm2。这种类型的螺栓的拉伸电阻，剪切电阻的检测值为：ft = 32.67kn; FV = 25.83kn。因此，根据“钢结构设计规范（GB50017-2003）”，其屈服强度为：FU = 32.67/36.587×1000 = 892.94MPA；拉伸强度设计值ft = fu/2 = 446mpa; FV/S/2.5 = 282MPA。测试了螺栓以满足规范FTB = 400N/mm2中指定的拉伸强度设计值的要求；剪切强度FVB的设计值= 250N/mm2。由于螺栓是高强度的钢，因此该结构之间的关系使用双倍线模型，如图2（b）所示，曲线增强段ES = 0.03E。结构计算采用了美国CSI公司的结构化设计软件SAP2000的初步分析。使用ANSYS众所周知的通用有限元分析软件ANSYS进行了详细的三维结构有限元分析。
图4钢应力应变关系曲线
4。结构分析负载
4.1标准负载
北京的基本风压：0.45kn/m2；地震抗防御强度：8度（0.20g）；过量厚：B级；风和负载体型：1.2;玻璃水平网格为1.548米，设计高度为10.6米。 T型钢是一个连续的光束，总长度为10.04米，跨度为5.17米，两层跨度为4.89米。
幕墙组件的标准值：GKS = 0.8 kN/m2
4.2负载计算
单T型钢重力方向载荷：GKT = 1.2×1.548×10.04×0.8 = 14.92Kn。
4.2.1风负荷计算
在10.600m处的风负载计算：10.600m：
WK =βGz×××μs×W0（GB50009-2001）
在公式：WK-作用在窗帘壁上的风载（KN/M2）的标准值，方向垂直于板表面；
βGZ----在高阵风系数下（根据B类面积计算）；
μf= 0.5×（10.600/10）-0.16 = 0.495;
βGZ= 0.89×（1+2×0.495）= 1.772;
μZ--- 10.600m高点风压力变化系数（根据B类面积计算），μZ=（10.600/10）0.32 = 1.020;
μs---风负载体形系数，服用1.200
wk =βgz×μz×μs×w0
= 1.772×1.020×1.200×0.450
= 0.976 kN/m2
计算值小于1.0kn/m2，取wk = 1.0kn/m2（JGJ 102-2003 5.3.2）
4.2.2水平地震计算的计算
QEK =βe×αmax×GK（JGJ102--003 5.3.4）
在公式中：QEK ---水平地震（KN/M2）的标准值，方向垂直于机翼边缘的表面；
QEK =βe×αmax×gk
= 5.0×0.16×0.8
= 0.640 kN/m2
4.2.3负载的高水平组合
QK：负载组合的标准值（KN/M2）；
问：负载的设计值（KN/M2）；
风载：系数1.00，子项系数1.40;
地震载荷：系数为0.50，子项系数1.30；
QK = 1.00×1.000+0.50×0.64 = 1.32 kn/m2
Q = 1.00×1.40×1.000+0.50x1.30×0.64 = 1.815 kn/m2
4.3工作条件的组合
刚性：
工作条件1
1.0宪法 +1.0风+0.5地震负载
强大的工作条件：
工作条件2
1.0恒定负载+1.4正风+0.5×1.3地震载荷
工作条件3
1.0恒定负载+1.4负风载体+0.5×1.3地震载荷
5。初步结构分析和测试设计
5.1结构初步分析
根据实际结构布局，我们对结构进行了初步分析。采用SAP2000结构计算软件。结构的机翼和腹部用于螺栓位置。命运和腹部之间的2mm间隙（实际结构远非如此之大）。在对结构的初始分析中未考虑对连接耳板在实际结构中的作用的初始分析。结构的分析模型如图5所示。分析后，结果如表1所示。
表1实际结构摘要的初步分析结果
图5 T形钢的初步分析模型
基于对结构的初步分析，可以得出结论，T型钢受5.7米标准的支持，以形成连续的束结构。结构的刚度可以满足要求的要求。由于不考虑材料，因此螺栓的剪切值仅是钉子的值，仅指甲的值仅是指甲的值。理想弹性状态的结果，但通常反映了矮群的应力状态。它具有我们的实验方案的参考值。
5.2测试计划公式
像一般组合光束一样，在结构的总体计算的情况下，结构的弱环节是连接部分。 T形钢的栓塞的负载能力对于整个结构的耐用性非常重要。因此，我们决定对T型钢进行静态和100,000次疲劳测试，以确保结构安全。测试目的：在静态和功率下检查T型钢的结构性能。 B.理论分析是否正确。我们委托东南大学的工程结构和材料测试中心进行测试。
为了实现T型钢梁的实际负载状态，这次采用了高频疲劳和低周的频率全负载测试。该试验要求Tual Beam的最大应力振幅达到约150MPa。此外，由于疲劳量较大，刚度的结构不能太小，否则不会成功加载。由于T型钢的总长度长10米，因此很难使用1：1模型测试。根据对T型钢的初步分析，螺栓指甲的剪切分布基于指甲指甲剪刀的原理和弯矩。我们采用2.1米的跨度光束来承受高频4KN至26KN的正弦波循环载荷，而4.2米的跨度梁具有低4KN至14KN正弦波环载荷。这不仅接近实际的钢梁尺寸，而且还可以平稳地进行疲劳负荷。两种跨度光束都采用实验室的简化条件。与实际结构的连续梁系统相比，这种边界条件对携带T型钢梁的载体更不利。表2显示了两个跨度梁的初步计算结果：
表2在14KN静态负载测试中T形钢的初步分析中
6。精细的模型分析
为了更准确地分析结构的真实应力状态，我们还使用ANSYS软件进行精细的模型分析。 t型钢的有限元细胞模型如图6所示。单元是频带的四个方面单元，10个节点和3个自由度。它可以应用于子弹可塑性，几何非线性的结构分析。由于螺栓被拧紧钢结构玻璃幕墙施工图，螺母和翼展是焊接的，因此在建模过程中保存了螺母，并且仅建立了螺钉模型。翅膀和腹部之间使用面部接触单元。连接指甲的构造时，没有严格的扭矩测试。无法估算抗衡力，因此在细模型中没有螺栓前的力前力。在此模型中钢结构玻璃幕墙施工图，还考虑了T型钢梁平面的连接板。连接板对T形钢梁的计算和分析的影响不可忽视。
图6插头-In T -Type钢有限元细胞模型
T形钢的轴承能力和刚度与焊接T形钢（由焊缝无限）之间的差异也关注我们，因此我们还分析了焊接T型钢的精细模型。完全连接，都使用Solid92单元。为了促进比较，焊接的T型钢也使用4.2米跨度和简单的分支。
第一个是对实验结构对相同T型钢梁的理论分析。由于T束的几何和负载是对称的，根据结构对称的原理，因此选择了一半的T形钢模型进行分析。
6.1焊接T形钢分析结果
焊接T型钢梁有限金属力学模型，请参见图7。
图7焊接T形钢梁有限元力学模型
6.1.1工作条件2（11.7KN）作用下的结构变形和应力分布
4.2---束光束2的总水平为11.7kn（在操作条件后括号中给出了负载值）。图8至9给出了在工作条件2的作用下结构的位移和应力分布2。
