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建筑幕墻金屬面板內力分析的探討

來源:中國幕墻網收集整理  作者:*  日期:2006-11-20
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    現在很多建筑幕墻采用單層鋁板、復合鋁板、不銹鋼板作為面板。這些面板根據尺寸大小可以是單塊四邊簡支(不加肋)板或加肋板。由于這些面板是建筑物的圍護結構的組成部份,除按建筑需要選用色彩、造型外,還要按圍護構件進行內力分析和強度校核。對整塊金屬成型板進行內力分析可用有限元等方法進行,
    現在很多建筑幕墻采用單層鋁板復合鋁板不銹鋼板作為面板。這些面板根據尺寸大小可以是單塊四邊簡支(不加肋)板或加肋板。由于這些面板是建筑物的圍護結構的組成部份,除按建筑需要選用色彩、造型外,還要按圍護構件進行內力分析和強度校核。對整塊金屬成型板進行內力分析可用有限元等方法進行,也可根據規范列出的數表進行內力計算。用數表進行計算時,有些企業和技術人員還不能掌握計算要領,特別要指出三菱化成株式會社ALPOLIC板附錄所列表11-1表面應力計算公式和計算實例,很多不知情單位大量引用,有些培訓教材中也將它列入,以致有些單位在投標中,由于用ALPOLIC板的計算公式和計算方法計算而被判為計算錯誤,影響中標,現在對ALPOLIC板附錄的計算公式與計算方法作一些分析,并提出對規范(《建筑結構靜力計算手冊》)所列數表應用的個人見解。

    經查ALPOLIC板附錄的數表與機械工程手冊(第二版)第一卷第5篇第8章P5-192~5-196,表5.8-3矩形板的應力變形計公式是一樣的。表5.8-3中四邊簡支板的系數β是用來計算四邊簡支鋼板(ν=0.30)的。也就是說這個數表不能用來計算四邊簡支單層板(ν=0.33)和四邊簡支復合鋁板(ν=0.25)。還必需指出這個數表是用彈性薄板撓度理論編制的,其計算結果隨撓度與板厚之比加大,當板的撓度大于板厚一半以后,計算結果就產生顯著的誤差。

    ALPOLIC板資料對加肋板的計算介紹,完全背離了數表編制的初衷,金屬成型板加肋后,肋將整塊板劃分成不同支承條件的區格,這些區格仍是整塊的組成部分,整塊板沒有分離。在查表計算時為了利用現有數表查取固端彎矩系數,將這些不同支承條件的區格取計算簡圖。怎樣來確定由肋所形成的板區格的計算簡圖,趙西安教授提出的趙氏定理(JGJ133第5.4.4條)規定:

    1、 沿板材四周邊緣:簡支邊;

    2、 中肋支承線:固定邊。

    常用的加肋板有四種:

    A. 加一根橫(豎)肋,這時肋兩側區格都可取三邊簡支(位于周邊)、一邊固定(位于中肋支承線)計算簡圖。


    這種區格,板中均有X、Y兩個方向的跨中彎矩,中肋支承線支座處有支座彎矩,支座彎矩起控制作用,因些只需驗算支座彎矩效應,如果兩區格等跨,就可用查出的固端彎矩系數平衡后等到的支座彎矩系數求支座彎矩,如果不等跨就要先分別求出固端彎矩再平衡求出支座彎矩。

    B. 加兩根橫(豎)肋,兩根肋將板劃分為三個區格,其中兩端兩個區格取三邊簡支(位于周邊)、一邊固定(位于中肋支承線)計算簡圖,當中一個區格取兩對邊簡支(位于周邊)、兩對邊固定(位于中肋支承線)計算簡圖。


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