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无钢架干挂石材技术设计说明
无钢架干挂石材技术设计说明
作者:金丰秀石    建筑科技来源:本站原创    点击数:6559    更新时间:2012-6-17    

无钢架干挂石材技术设计说明

一般做干挂石材或铝板的幕墙施工方法总是在原建筑的框架梁上先放予埋钢板,然后电焊竖向主龙骨,再固定横向次龙骨,石材或铝板就用不锈钢扣件再固定在横向次龙骨上,此种做法对于新建建筑,完全为幕墙结构的外墙系统无疑是一种较为科学的施工方法,但在建造工程中,原有建筑已有外墙(包括框架结构填充墙和部分混合结构承重墙的外墙系统),我们采用了一种在墙面上直接干挂石材的专利技术方法,这样既省去了在原墙面要做大量后做的固定钢板,钢结构的纵向龙骨钢架,又能省去了原建筑墙面到装饰墙面之间由于纵横向龙骨骨架所需占用的墙面空间。

对于在墙面上直接干挂石材的专利技术方法,就是在原有墙体的内外两面用满包钢丝网板,在钢丝网板上粉刷1:2.5水泥砂浆,具体见设计节点图满包的钢丝网板铺设前应先对原墙面清理找平,原有的粉刷层应先凿除,找平采用1:2.5水泥砂浆,内侧墙面的钢丝网板除用钢钉与墙面固定外还应与原楼面的楼板和楼面梁或楼面圈梁用钢钉固定,外墙的钢丝网板平铺在外墙面用钢钉固定,然后内外两面粉刷1:2.5的水泥砂浆,厚度略为20。干挂石材的横向次龙骨在墙体处直接用¢10不锈钢穿墙螺栓@500固定,在楼面梁或圈梁处用8不锈钢膨胀螺栓@500固定干挂石材在次龙骨上的安装与常规安装相

经过内外两道有钢丝网的水泥砂浆包裹的原墙体(无论是原有框架结构的填充墙还是混合结构的承重墙)就等于穿了一身钢丝背心,就其墙体的稳定性和强度都有了很大的提高,在这样的墙体上略为增加一些由于干挂石材的外力就不会存在安全问题,当然对于增加稳定性和强度的具体数据还有待做进一步试验和计算才能取得,现就石幕墙的一些基本计算数据和填充墙承重墙的一些情况作些说明:

一.石幕墙的风荷载计算应按风洞试验所的数据计算

根据风洞试验得Wk=±1.2×2=±2.4 kN/

风荷载设计值W= rw×Wk=1.4×2.400=3.360 kN/

二.板材的基本尺寸为宽0.600 m,长1.200 m,石材厚度:  30.0 mm

1. 石材强度校核

校核依据:σ≤[σ]=3.72 N/mm²

风荷载标准值:  Wk=2.400 kN/

垂直于平面的分布水平地震作用:

qEAk=5×a max×G AK=5×0.160×850.000/1000=0.680 kN/

荷载组合设计值为:

SZ=1.4×W K+1.3×0.5×qEAk =3.802 kN/

此处计算采用有限元法,分析程序采用SSAP93程序,按照石材实际尺寸及支承构造形式建立力学分析模型(具体图型省略),得出的结果为

最大应力设计值为σ=2.72 N/mm²

2.72 N/mm²<3.72 N/mm²强度满足要求

2. 石材剪应力校核

校核依据:Τ≤[Τ]

Τ: 石板中产生的剪应力设计值, N/mm²

n: 一个连接边上的挂钩数量:2

t:石板厚度: 30.0 mm

d: 槽宽度: 7.0 mm

s: 槽底总长度: 150.0 mm

b:系数: 取1.30

四边开槽    Τ=0.387 N/mm²≤1.860 N/mm²   石材抗剪强度满足要求

3. 挂钩剪应力校核

校核依据:Τ≤[Τ]

Τ: 石板中产生的剪应力设计值, N/mm²

挂钩截面面积:   600.00 mm²

n: 一个连接边上的挂钩数量:2

四边开槽    Τ=1.112N/mm²≤48.900 N/mm²   挂钩抗剪强度满足要求。

三、横梁采用型材为L50×50×5热轧角钢,并用¢10不锈钢穿墙螺栓或8不锈钢膨胀螺栓@500在墙体固定

1.选用横梁型材的截面特性

选用型材为L50×50×5热轧角钢

型材强度设计值:     215.000 N/mm²

型钢弹性模量:     E= 2.06 ×105N/mm²

型钢截面积:     A= 4.803 cm ²

X轴惯性矩:        Ix=11.21cm4

Y轴惯性矩:        Iy=11.21cm4

X轴抵抗矩:             Wx=7.89 cm3

Y轴抵抗矩:             Wy=7.89 cm3

塑性发展系数:             γ=1.05

每米理论重量3.770KG/M

型钢计算校核处壁厚:     t = 5.000 mm 

2.幕墙横梁的强度计算

校核依据   Mx/γWx +My/γWy≤ 215.000 N/mm²

(1).横梁在自重作用下的弯矩,  kN.m

H: 石材面板高度:    1.2 m

GAk:幕墙构件(包括板和框)的平均自重:850N/

Gk横梁自重荷载线分布均布荷载集度标准值,KN/ m

Gk=850×H /1000=850×1.2 /1000=1.02kN/m

G横梁自重荷载线分布均布荷载集度设计值, kN/ m

G=1.2×Gk =1.2×1.02=1.224kN/m

MMAX横梁在自重荷载作用下的最大弯矩

MMAX=1/8 ×G×L² =1/8×1.224×0.5²=0.038 kN.m

 (2).横梁在风荷载作用下由于紧贴墙面@500用螺栓与墙体固定可不作计算

    (3).横梁强度

σ:横梁计算强度, N/mm²

Wx :  X轴抵抗矩:             7.89 cm3

Wy :  Y轴抵抗矩:             7.89 cm3

γ:   塑性发展系数:         1.05

σ=( Mx/Wx+ Myw/ Wy +0.5 ×MyE/ Wy ) ×103/ 1.05 =45.87 N/mm²

45.87 N/mm²≤ 215.000 N/mm²

横梁正应力强度满足要求

四.填充墙大多为框架中采用多孔砖或混凝土空心砌块的砌体,四周与框架梁柱有钢筋锚固,砌体的高度一般为3~4米,宽度相同(因过宽的柱间墙中总会有钢筋混凝土构造柱),砌体的高厚比及稳定性一般在原建筑设计中均能满足。

五.承重墙比框架中填充墙的稳定性和强度更高,

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