2015年結(jié)構(gòu)工程師石材幕墻設(shè)計:力學(xué)計算

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　　石材及干掛體系的力學(xué)計算

　　首先確定幕墻所受的荷載及作用形式，然后確定石材的干掛方式，進(jìn)而確定石材板塊的計算模型，進(jìn)行受力安全性計算，最后根據(jù)干掛體系所受荷載值確定干掛體系的構(gòu)造形式和所用掛件、連接件、埋件及橫豎龍骨的規(guī)格尺寸。石材及其干掛體系的設(shè)計應(yīng)符合國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ133-2001的要求。

　　1荷載的確定

　　計算時通常考慮材料的自重、所受風(fēng)荷載及地震荷載，并根據(jù)荷載作用方式對其進(jìn)行組合。其相應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)及組合系數(shù)都應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范要求取用，對某些特殊的建筑物，設(shè)計說明書中對相應(yīng)荷載計算取值會有特殊要求，在計算時應(yīng)和規(guī)范對照取其最大值。對干掛體系進(jìn)行計算時，應(yīng)根據(jù)剛體的力的傳遞的特性，確定其所受荷載進(jìn)行力學(xué)計算。有時。一些荷載不易確定時，可通過模擬試驗(yàn)來確定其大小。

　　2石材的計算

　　石材的計算主要包括掛板板塊自身的抗彎計算和掛板與掛件銷釘連接處的抗剪計算。有時還應(yīng)計算石材的熱裂應(yīng)力。計算方式與石材的干掛方式有關(guān)，本文以背栓式干掛石材固定體系來說明。石材板所受荷載包括水平向的風(fēng)荷載和地震荷載，豎向的地震荷載和石材自重。以及溫度變化產(chǎn)生的熱裂應(yīng)力。背栓式干掛石材典型的安裝體系是通過上下各2組(共4組)掛件將石材固定，其中石材上邊兩組掛件起支承石材重量及在垂直于石材平面的方向上約束石材的作用，下邊的兩組掛件只是在垂直于石材平面的方向上起約束石材的作用。對石材進(jìn)行抗彎計算時，應(yīng)按四點(diǎn)支撐板計算其應(yīng)力。其計算邊長a0、b0.所得最大彎曲應(yīng)力設(shè)計值不應(yīng)超過石材板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值 ;對背栓掛件在石材板上產(chǎn)生的剪應(yīng)力進(jìn)行抗剪計算時，一般根據(jù)相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計算，要求石板所受剪應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值 不大于板材抗剪強(qiáng)度設(shè)計值。應(yīng)注意的是，豎向剪應(yīng)力只有上排的兩組掛件承擔(dān)，而不是由全部四組掛件共同承擔(dān)。

　　3干掛體系的設(shè)計

　　在石材幕墻工程中，石材干掛體系的設(shè)計一般由施工單位獨(dú)立完成，由于幕墻作為懸掛體系的特性，干掛體系的設(shè)計決定著幕墻的結(jié)構(gòu)安全，有著特殊的重要性，而又因?yàn)槠鋵儆陔[蔽工程，尤其應(yīng)得到足夠的重視。