隨著建筑幕墻的技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新發(fā)展，裝飾線條越來(lái)越多的得到應(yīng)用，除了讓建筑的外觀看上去時(shí)尚、美觀，其“內(nèi)在美”也是至關(guān)重要的，比如內(nèi)在的品質(zhì)和材質(zhì)特性等，都是需要重視的。同時(shí)，裝飾線條結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)比選優(yōu)化的過(guò)程，需要解決以下幾個(gè)因素之間的矛盾：
1)建筑師要求的外觀尺寸;
2)結(jié)構(gòu)需要的連接方式;
3)對(duì)幕墻立柱橫梁的影響;
4)施工安裝的要求。
幕墻在建筑主體所發(fā)揮的功能，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了“外圍護(hù)結(jié)構(gòu)”的范疇，隨著大眾審美品質(zhì)的提高，建筑外立面漸漸地向裝飾性發(fā)展。一直以來(lái)，裝飾線條在室內(nèi)設(shè)計(jì)中應(yīng)用較廣，而在幕墻工程中，裝飾線條同樣起著畫龍點(diǎn)睛的作用，不管何種形式的幕墻，裝飾線條都是不可缺少的。越來(lái)越多的業(yè)主和建筑師傾向于選用帶裝飾條的建筑外幕墻，有的豎向裝飾線的截面尺寸甚至超過(guò)了承受荷載的立柱。以下分別就鋁合金型材裝飾線條、鋁板裝飾線條、以及石材裝飾線條的典型例子進(jìn)行分析。
鋁合金型材裝飾線條結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析
(一)典型的鋁合金型材裝飾線條節(jié)點(diǎn)
(二)結(jié)構(gòu)分析
鋁合金型材裝飾線條常見(jiàn)深度在300左右，裝飾線條為整體式的截面或者兩個(gè)截面組合體，因此裝飾線條自身截面剛度較大，足以抵抗風(fēng)荷載或者外沖擊荷載的作用。所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析主要針對(duì)支撐裝飾線條的連接結(jié)構(gòu)和幕墻立柱。此外連接結(jié)構(gòu)在構(gòu)造上需要滿足可拆卸。
1.連接結(jié)構(gòu)分析
連接結(jié)構(gòu)主要為了抵抗裝飾線條自重和側(cè)向風(fēng)荷載作用。裝飾線條安裝采用懸掛式，在頂部設(shè)置連接掛點(diǎn)支撐自重，因?yàn)榫€條自重不大，可采用自攻螺釘連接承重。側(cè)向風(fēng)荷載對(duì)裝飾線條連接結(jié)構(gòu)和幕墻立柱影響比較大，常見(jiàn)連接結(jié)構(gòu)為剛性板連接和螺栓連接兩種情況。以下分別就這兩種連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。
(1)剛性板連接結(jié)構(gòu)
采用sap2000建模分析兩種布置情況下剛性板連接結(jié)構(gòu)模型。
模型假設(shè)：鋁合金立柱為150x75x3計(jì)算跨度為4.2m;裝飾線條為300x100x3;側(cè)向風(fēng)荷載為2kpa;連接結(jié)構(gòu)件為剛性板連接，考慮頂?shù)走B接和等間距布置兩種情況
由計(jì)算模型分析結(jié)構(gòu)比較可得到如下結(jié)論：
1)連接結(jié)構(gòu)主要傳力點(diǎn)作用于頂?shù)走B接處;
2)鋁合金型材裝飾線條兩點(diǎn)支撐與多點(diǎn)支撐等效;
3)裝飾線條可簡(jiǎn)化為頂?shù)字蔚暮?jiǎn)支梁設(shè)計(jì);
4)頂?shù)走B接結(jié)構(gòu)的幕墻立柱側(cè)向變形小于等距多點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)的幕墻立柱側(cè)向變形;
5)裝飾線條建議考慮頂?shù)走B接方案，多點(diǎn)連接方案不利于幕墻立柱側(cè)向撓度控制。
(2)螺栓連接結(jié)構(gòu)
螺栓連接結(jié)構(gòu)一般為等間距布置;線條側(cè)向荷載產(chǎn)生的
支撐偏心彎矩需要螺栓與支撐點(diǎn)形成力偶抵抗，支撐點(diǎn)作用于幕墻面或者幕墻型材，為受壓區(qū)域，因此需要考慮此區(qū)域的抗壓強(qiáng)度承載力。采用sap2000建模分析螺栓兩點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)和多點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)模型，
模型假設(shè)：鋁合金立柱為150x75x3計(jì)算跨度為4.2m;
裝飾線條為280x75x3;側(cè)向風(fēng)荷載為2kpa;連接結(jié)構(gòu)件為螺栓連接，考慮頂?shù)走B接和多點(diǎn)等間距布置兩種情況。
由計(jì)算模型比較可得到如下結(jié)論：
1)多點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)模型線條與幕墻立柱變形是協(xié)調(diào)一致的。
2)多點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)幕墻立柱側(cè)向剛度為立柱與線條側(cè)向剛度之和。
3)多點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)側(cè)向偏心彎矩分布均勻，方便連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
4)兩點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)線條與幕墻立柱變形不協(xié)調(diào)，頂?shù)走B接主要受力，對(duì)連接設(shè)計(jì)不利。
小結(jié):
比較剛性板連接結(jié)構(gòu)和螺栓連接結(jié)構(gòu)，各有自身特點(diǎn)，剛性板連接結(jié)構(gòu)推薦頂?shù)走B接方案，螺栓連接結(jié)構(gòu)推薦等間距布置方案。此兩種方案都會(huì)對(duì)幕墻立柱產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，剛性板連接方案在連接點(diǎn)處需要著重考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響。螺栓連接結(jié)構(gòu)因?yàn)榕まD(zhuǎn)發(fā)生在幕墻立柱全截面，為保證幕墻立柱不發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，因此需要扭轉(zhuǎn)剛度較大的閉合截面。
鋁板裝飾線條結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析
(一)典型的鋁板裝飾線條節(jié)點(diǎn)
(二)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析
鋁板厚度一般為3mm，自身剛度不大，但鋁板彎折后具有一定的剛度，深度大于300mm，金屬線條通常采用鋁板彎折而成，鋁板裝飾線條需要考慮自重、正面風(fēng)荷載以及側(cè)向風(fēng)荷載之間的組合荷載作用影響。鋁板作為裝飾線條有自身特點(diǎn)如下特點(diǎn)：
1)小型尺寸鋁板裝飾線條可以依靠自身剛度保證滿足設(shè)計(jì)要求。
2)深度或者寬度大于300mm的鋁板裝飾線條剛度差，需要加強(qiáng)筋增強(qiáng)截面剛度。
3)大于500以上的裝飾線條需要有內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)。
4)鋁板裝飾線條需要滿足可拆卸構(gòu)造。
采用sap2000建模比較分析有無(wú)加強(qiáng)肋鋁板裝飾線條截面應(yīng)力變形情況。
1.鋁板裝飾線條內(nèi)部無(wú)支撐結(jié)構(gòu)
模型假設(shè)：鋁板裝飾線條為300x300x3.0計(jì)算跨度為3.5m;正面風(fēng)荷載-1.0kpa;側(cè)向風(fēng)荷載為+0.8kpa&-1.2kpa;
2.鋁板裝飾線條內(nèi)部有加強(qiáng)筋支撐
由計(jì)算模型比較可得到如下結(jié)論：
1)鋁板裝飾線條在無(wú)加強(qiáng)筋和有加強(qiáng)筋兩種情況下荷載效應(yīng)不同。
2)無(wú)加強(qiáng)筋情況下鋁板作為整體抵抗側(cè)向風(fēng)荷載，其截面剛度較弱。
3)有加強(qiáng)筋鋁板裝飾線條整體剛度較大。
4)對(duì)于大尺寸鋁板裝飾線條需要在裝飾條內(nèi)部增加獨(dú)立的支撐結(jié)構(gòu)。
小結(jié)：
鋁板裝飾線條質(zhì)地輕盈，造型多樣，尺寸不受限制，大小線條結(jié)構(gòu)各有自身特點(diǎn)，比如小型鋁板裝飾線條有自身剛度無(wú)須附件加強(qiáng)筋，中型的裝飾線條完全可以依靠加強(qiáng)肋保證，大型的裝飾線條，需要做支撐結(jié)構(gòu)。
石材裝飾線條結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特分析
(一)典型的石材裝飾線條節(jié)點(diǎn)
(二)結(jié)構(gòu)分析
石材裝飾線條一般需要獨(dú)立的支撐結(jié)構(gòu)，考慮到石材板塊尺寸，支撐石材面板的次級(jí)鋼龍骨依據(jù)石材分割布置并依次連接到主龍骨結(jié)構(gòu)上，形成整體支撐結(jié)構(gòu)。石材裝飾線條需要承受較大的自重荷載，以及側(cè)向風(fēng)荷載、地震荷載?？紤]到石材為脆性材料，支撐鋼結(jié)構(gòu)撓度變形比金屬裝飾條嚴(yán)格。石材裝飾線條設(shè)計(jì)重點(diǎn)為支撐結(jié)構(gòu)的布置以及上墻節(jié)點(diǎn)設(shè)置。以下就石材裝飾線條支撐結(jié)構(gòu)建模分析。采用sap2000建模分析石材裝飾線條支持結(jié)構(gòu)模型。
模型假設(shè)：
主鋼(方通140x90x4;方通100x100x5)次結(jié)構(gòu)(方通50x50x4，角鋼40x40x4)計(jì)算跨度為6.1m;裝飾線條為長(zhǎng)寬為1000x1000;30mm石材面板，風(fēng)荷載1.5kpa,地震荷載0.5kpa
由石材裝飾線條結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：
1)石材裝飾線條次龍骨布置需要依據(jù)石材分割走向布置。
2)石材裝飾線條荷載工況比較多，需要充分考慮各種工況組合情況。
3)支撐結(jié)構(gòu)需要有較強(qiáng)的整體性，結(jié)構(gòu)分析過(guò)程中通過(guò)增加內(nèi)部支撐桿件提高整體穩(wěn)定性。
4)對(duì)于主次梁節(jié)點(diǎn)設(shè)置依據(jù)實(shí)際情況條件設(shè)置。
5)支撐結(jié)構(gòu)一般都需要做材料優(yōu)化，因此需要理清各種工況作用下荷載傳遞路徑，并找到主要影響因素。針對(duì)主要影響因素進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
總結(jié)
通過(guò)上述三種幕墻裝飾線條的結(jié)構(gòu)分析，闡述了裝飾線條的結(jié)構(gòu)分析過(guò)程，在結(jié)構(gòu)分析過(guò)程中同時(shí)比較幾種結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)幕墻裝飾線條設(shè)計(jì)方案的選取有一定幫助。