[服務項目]主題： 石材幕墻干掛體系力學計算 ... 發布者： 幕墻公司
11/18/2016
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石材幕墻干掛體系力學計算
應該先確定幕墻所受的荷載及作用形式，再確定石材的干掛方式，進而確定石材板塊的計算模型，并進行受力安全性計算，至后根據干掛體系所受荷載值，確定干掛體系的構造形式和所用掛件、連接件、埋件及橫豎龍骨的規格尺寸。幕墻安裝公司指出，石材及其干掛體系的設計應符合國家行業標準《金屬與石材幕墻工程技術規范》(JGJ133—2001)的要求。
▲石材
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，有時還應計算石材的熱裂應力。計算方式與石材的干掛方式有關( 本文以背栓式干掛石材固定體系為例說明)。石材板所受荷載包括水平向的風荷載和地震荷載、豎向的地震荷載和石材自重，以及溫度變化產生的熱裂應力。背栓式干掛石材典型的安裝體系是通過上下各兩組(共四組) 掛件將石材固定。其中，石材上面兩組掛件起支撐石材重量及在垂直于石材平面的方向上約束石材的作用，下面的兩組掛件在垂直于石材平面的方向上起約束石材的作用。對石材進行抗彎計算時，應按支撐板上四個點計算其應力，所得至大彎曲應力設計值不應超過石材板的抗彎強度設計值。對背栓掛件在石材板上產生的剪應力進行抗剪計算時，一般根據相應的經驗公式進行計算，要求石板所受剪應力標準值不大于板材抗剪強度設計值。應注意的是，豎向剪應力應由上排的兩組掛件承擔，而非全部由四組掛件共同承擔-玻璃幕墻維修企業友情指出！
▲荷載的確定
計算時通?？紤]材料的自重、所受風荷載及地震荷載，并根據荷載作用方式對其進行組合。其相應分項系數及組合系數都應嚴格按規范要求取用，對某些特殊的建筑物，設計說明書中對相應荷載計算取值會有特殊要求，在計算時應對照規范取其至大值。對干掛體系進行計算時，應根據剛體的力的傳遞特性，確定其所受荷載并進行力學計算。當有些荷載不易確定時，可通過模擬試驗來確定其大小。
▲ 石材的允許應力
根據前述石材物理性能試驗，可得到相應的石材強度指標。
通常用于建筑物干掛石材的有花崗巖、大理石和石灰石等，根據各種石材特有的性能特征及施工經驗，對上述石材進行力學計算時采用的安全系數應有所不同。美國各種石材的工業協會對相應的石材都給出了推薦使用的安全系數，如對石灰石，美國石灰石行業推薦的設計安全系數值為8。由實驗得到的石材彎曲強度及壓縮強度除以相應的設計安全系數，即可得到時常的允許應力。
▲干掛體系的設計
在石材幕墻工程中，石材干掛體系的設計一般由施工單位獨立完成。由于幕墻具有懸掛體系的特性，干掛體系的設計決定著幕墻的結構安全，有著特殊的重要性，而又因為其屬于隱蔽工程，尤其應得到足夠的重視。
板材中的至大應力可通過簡化計算方法或有元程序計算得出。值得強調的是，有些特殊的石材由于其獨特的紋理特性而使石材在沿板長及板高方向的強度具有非常明顯的差異，須分別對這兩個不同的強度方向進行計算。另外，在計算石材于某一點達到某方向的至大應力的同時，必須計算其在垂直方向上的應力。
▲石材板塊自身的抗彎驗算
對各向異型的石材，石材板塊姿勢的抗彎驗算有以下兩種情況:
石材板塊中發生至大彎曲應力的點在另一方向上的應力為零，只要此至大應力小于對應方向上的石材允許應力，則石材板塊自身的抗彎性能滿足要求，反之則不滿足。
石材板塊中發生至大彎曲應力的點在另一方向上的應力不為零，則驗算時也應同時考慮此應力。這時可應用內摩擦理論，設一個方向為 X，另一個垂直的方向為 Y，則石材板塊自身的抗彎性能能滿足要求，反之則不能滿足。
▲銷釘孔處石
根據銷釘孔的深度、石材板塊的厚度等計算公式，算出銷釘孔處的深度、石材板塊的厚度等幾何參數，使銷釘孔處石材的抗剪能力能基本符合規范要求，以滿足石材抗剪應有的強度。
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最后更新: 2016-11-18 14:58:01
