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2014年结构工程师石材幕墙深化设计:力学计算

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  石材及干挂体系的力学计算

  首先确定幕墙所受的荷载及作用形式,然后确定石材的干挂方式,进而确定石材板块的计算模型,进行受力安全性计算,最后根据干挂体系所受荷载值确定干挂体系的构造形式和所用挂件、连接件、埋件及横竖龙骨的规格尺寸。石材及其干挂体系的设计应符合国家行业标准《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001的要求。

  1荷载的确定

  计算时通常考虑材料的自重、所受风荷载及地震荷载,并根据荷载作用方式对其进行组合。其相应分项系数及组合系数都应严格按规范要求取用,对某些特殊的建筑物,设计说明书中对相应荷载计算取值会有特殊要求,在计算时应和规范对照取其最大值。对干挂体系进行计算时,应根据刚体的力的传递的特性,确定其所受荷载进行力学计算。有时。一些荷载不易确定时,可通过模拟试验来确定其大小。

  2石材的计算

  石材的计算主要包括挂板板块自身的抗弯计算和挂板与挂件销钉连接处的抗剪计算。有时还应计算石材的热裂应力。计算方式与石材的干挂方式有关,本文以背栓式干挂石材固定体系来说明。石材板所受荷载包括水平向的风荷载和地震荷载,竖向的地震荷载和石材自重。以及温度变化产生的热裂应力。背栓式干挂石材典型的安装体系是通过上下各2组(共4组)挂件将石材固定,其中石材上边两组挂件起支承石材重量及在垂直于石材平面的方向上约束石材的作用,下边的两组挂件只是在垂直于石材平面的方向上起约束石材的作用。对石材进行抗弯计算时,应按四点支撑板计算其应力。其计算边长a0、b0.所得最大弯曲应力设计值不应超过石材板的抗弯强度设计值 ;对背栓挂件在石材板上产生的剪应力进行抗剪计算时,一般根据相应的经验公式进行计算,要求石板所受剪应力标准值 不大于板材抗剪强度设计值。应注意的是,竖向剪应力只有上排的两组挂件承担,而不是由全部四组挂件共同承担。

  3干挂体系的设计

  在石材幕墙工程中,石材干挂体系的设计一般由施工单位独立完成,由于幕墙作为悬挂体系的特性,干挂体系的设计决定着幕墙的结构安全,有着特殊的重要性,而又因为其属于隐蔽工程,尤其应得到足够的重视。