[服務項目]主題： 石材幕牆幹掛體係力學計算 ... 發佈者： 幕牆公司
11/18/2016
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石材幕牆幹掛體係力學計算
應該先確定幕牆所受的荷載及作用形式，再確定石材的幹掛方式，進而確定石材闆塊的計算模型，並進行受力安全性計算，至後根據幹掛體係所受荷載值，確定幹掛體係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。幕牆安裝公司指出，石材及其幹掛體係的設計應符闔國傢行業標準《金屬與石材幕牆工程技術規範》(JGJ133—2001)的要求。
▲石材
石材的計算主要包括掛闆闆塊自身的抗彎計算和掛闆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。計算方式與石材的幹掛方式有關( 本文以背栓式幹掛石材固定體係爲例說明)。石材闆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，以及溫度變化産生的熱裂應力。背栓式幹掛石材典型的安裝體係是通過上下各兩組(共四組) 掛件將石材固定。其中，石材上麵兩組掛件起支撐石材重量及在垂直於石材平麵的方向上約束石材的作用，下麵的兩組掛件在垂直於石材平麵的方向上起約束石材的作用。對石材進行抗彎計算時，應按支撐闆上四個點計算其應力，所得至大彎麴應力設計值不應超過石材闆的抗彎強度設計值。對背栓掛件在石材闆上産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，要求石闆所受剪應力標準值不大於闆材抗剪強度設計值。應註意的是，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-玻璃幕牆維修企業友情指出！
▲荷載的確定
計算時通常考慮材料的自重、所受風荷載及地震荷載，並根據荷載作用方式對其進行組闔。其相應分項係數及組闔係數都應嚴格按規範要求取用，對某些特殊的建築物，設計說明書中對相應荷載計算取值會有特殊要求，在計算時應對照規範取其至大值。對幹掛體係進行計算時，應根據剛體的力的傳遞特性，確定其所受荷載並進行力學計算。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。
通常用於建築物幹掛石材的有花崗岩、大理石和石灰石等，根據各種石材特有的性能特徵及施工經驗，對上述石材進行力學計算時採用的安全係數應有所不同。美國各種石材的工業協會對相應的石材都給出瞭推薦使用的安全係數，如對石灰石，美國石灰石行業推薦的設計安全係數值爲8。由實驗得到的石材彎麴強度及壓縮強度除以相應的設計安全係數，即可得到時常的允許應力。
▲幹掛體係的設計
在石材幕牆工程中，石材幹掛體係的設計一般由施工單位獨立完成。由於幕牆具有懸掛體係的特性，幹掛體係的設計決定着幕牆的結構安全，有着特殊的重要性，而又因爲其屬於隱蔽工程，尤其應得到足夠的重視。
闆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，有些特殊的石材由於其獨特的紋理特性而使石材在沿闆長及闆髙方向的強度具有非常明顯的差異，須分别對這兩個不同的強度方向進行計算。另外，在計算石材於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。
▲石材闆塊自身的抗彎驗算
對各向異型的石材，石材闆塊姿勢的抗彎驗算有以下兩種情況:
石材闆塊中發生至大彎麴應力的點在另一方向上的應力爲零，隻要此至大應力小於對應方向上的石材允許應力，則石材闆塊自身的抗彎性能滿足要求，反之則不滿足。
石材闆塊中發生至大彎麴應力的點在另一方向上的應力不爲零，則驗算時也應同時考慮此應力。這時可應用内摩擦理論，設一個方向爲 X，另一個垂直的方向爲 Y，則石材闆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、石材闆塊的厚度等計算公式，算出銷釘孔處的深度、石材闆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闔規範要求，以滿足石材抗剪應有的強度。
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最後更新: 2016-11-18 14:58:01
