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建筑幕墻結(jié)構(gòu)連接的應用

來源:中國幕墻網(wǎng)收集整理  作者:周 珊 唐四新  日期:2004-12-10
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  由金屬構(gòu)件與各種板材組成的懸掛在主體結(jié)構(gòu)上、不承擔結(jié)構(gòu)荷載與作用的建筑物外圍護結(jié)構(gòu),稱為建筑幕墻。按建筑幕墻的面板可將其分為玻璃幕墻金屬幕墻石材幕墻混凝土幕墻及組合幕墻等。按建筑幕墻的安裝形式又可將其分為散裝建筑幕墻、半單元建筑幕墻、單元建筑幕墻、小單元建筑幕墻等。
  一、建筑幕墻的預埋件及膨脹螺栓設計依據(jù)及原則
  建筑幕墻框格構(gòu)造體系設計計算受力分析先從鑲嵌體入手,可視為四邊鉸接的簡支板,按45°與中線相交受荷分配法將承受荷 載分配給四邊桿件上,再按簡支梁計算桿件內(nèi)力將其傳至與建筑物主體結(jié)構(gòu)固定的支座上,而嵌板構(gòu)造體系設計計算受力分析是將板面受荷一次傳給建筑物主體結(jié)構(gòu)的連接點上。
  近年來,根據(jù)國家有關部門的要求,我國土木工程界全面開展了工程結(jié)構(gòu)可靠度設計標準的編制。以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計法取代以經(jīng)濟為主的定值表達容許應力設計法。由于建筑結(jié)構(gòu)設計的標準是在正常荷載作用下不產(chǎn)生損害,在這種情況下,幕墻亦處于彈性狀態(tài),因此,其構(gòu)件的內(nèi)力計算應采取彈性計算方法進行。其截面最大應力設計值不應超過材料強度的設計值:σ≤?
  式中:σ為荷載和作用截面最大應力設計值,亦為應力標準值乘以大于1的系數(shù)k1,通過效應組合得到;f為強 度設計值,由強度標準值fk除以大于1的系數(shù)k2得到:
  結(jié)構(gòu)安全度k=k1×k2
  在進行幕墻構(gòu)件、連接件錨固承載力計算時,荷載和作用效應組合的分項系數(shù)分別是:
  對于重力荷載γ G為1.2;
  對于風荷載γW為1.4;
  對于地震作用γE為1.3;
  對于溫度作用γT 為1.2。
  幕墻應按效應組合中的最不利組合進行設計。
  二、預埋件的應用與設計
  幕墻構(gòu)件與混凝土結(jié)構(gòu)的連接一般是通過預埋件實現(xiàn)的。幕墻工程使用的各種預埋件必須經(jīng)過計算確定,以保證其具有足夠的承載力。為了保證幕墻與主體結(jié)構(gòu)連接牢固可靠,幕墻與主體結(jié)構(gòu)連接的預埋件應在主體結(jié)構(gòu)施工時,按設計要求的數(shù)量、位置和方法進行埋設,埋設位置應正確。施工過程中如將預埋件的防腐層損壞,應按設計要求重新對其進行防腐處理。
  預埋件的錨固鋼筋是錨固作用的主要來源,混凝土對錨固鋼筋的粘結(jié)力是決定性的,因此預埋件必須在混凝土澆灌前埋入,施工時混凝土必須振搗密實。目前實際施工中往往由于放入預埋件時,未采取有效措施固定預埋件,混凝土澆鑄時往往使預埋件偏離設計位置,影響立柱的安裝,甚至無法使用。因此應將預埋件可靠地固定在模板上或鋼筋上。
  按規(guī)定,螺栓只是在立柱與預埋件之間進行連接。對于預埋件,其錨筋的總截面面積As,當有剪力、法向拉力和彎矩共同作用時,按下列公式計算并取其中的較大值:
  As≥V÷(αrαvfy)+N÷(0.8αbfy )+M÷(αrαbfyz)
  As≥N÷(0.8αbfy )+ M÷(0.4αrαbfyz)
  當有剪力、法向壓力和彎矩共同作用時,按下列公式計算并取其中的較大值:
  As≥(V-0.3 N)÷(αrαvfy)+(M-0.4 N z)÷(1.3αrαbfyz)
  As≥(M-0.4 N z)÷(0.4αrαbfyz)
  當M<0.4 N z時,取M-0.4 N z=0。
  上述公式中的系數(shù),應按下列公式計算:
  αv=(4.0-0.8d)(fc/fy)有誤
  當αv>0.7時,取αv=0.7。
  αb =0.4+0.25t÷d
  當采取措施防止錨板彎曲變形時:可取αb=1.0
  上述各式中:V---剪力設計值(N);
  N---法向拉力或法向壓力設計值;法向壓力設計值不應大于0.5fcA ,此處A為錨板的面積(m㎡);
  M---彎矩設計值(N .m m) ;
  αr---鋼筋層數(shù)影響系數(shù),當?shù)乳g距配置時,2層取1.0 ,3層取0.9;
  Z---外層錨筋中心線間的距離(m m);
  αv ---錨筋受剪承載力系數(shù);
  d---錨筋直徑(m m);
  αb ---錨板彎曲變形折減系數(shù) ;
  fy---鋼筋抗拉強度設計值(N /m㎡);
  fc---混凝土軸心抗壓強度值(N /m㎡),可按現(xiàn)行國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》GBJ10采用;
  t---錨板厚度(m m)。

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