由金属构件与各种
板材组成的悬挂在主体结构上、不承担结构
荷载与作用的建筑物外围护结构,称为
建筑幕墙。按建筑幕墙的面板可将其分为
玻璃幕墙、
金属幕墙、
石材幕墙混凝土幕墙及
组合幕墙等。按建筑幕墙的安装形式又可将其分为散装建筑幕墙、半单元建筑幕墙、单元建筑幕墙、
小单元建筑幕墙等。
一、建筑幕墙的预埋件及膨胀螺栓设计依据及原则 建筑幕墙框格构造体系设计计算受力分析先从镶嵌体入手,可视为四边铰接的简支板,按45°与中线相交受荷分配法将承受荷 载分配给四边杆件上,再按简支梁计算杆件内力将其传至与建筑物主体结构固定的支座上,而嵌板构造体系设计计算受力分析是将板面受荷一次传给建筑物主体结构的连接点上。
近年来,根据国家有关部门的要求,我国土木工程界全面开展了工程结构
可靠度设计标准的编制。以概率理论为基础的
极限状态设计法取代以经济为主的定值表达容许应力设计法。由于建筑结构设计的标准是在正常荷载作用下不产生损害,在这种情况下,幕墙亦处于弹性状态,因此,其构件的内力计算应采取弹性计算方法进行。其截面最大应力设计值不应超过材料
强度的设计值:σ≤?
式中:σ为荷载和作用截面最大应力设计值,亦为应力
标准值乘以大于1的系数k1,通过效应组合得到;f为强 度设计值,由
强度标准值fk除以大于1的系数k2得到:
结构安全度k=k1×k2
在进行幕墙构件、
连接件和
锚固件
承载力计算时,荷载和
作用效应组合的分项系数分别是:
对于重力荷载γ G为1.2;
对于
风荷载γW为1.4;
对于
地震作用γE为1.3;
对于温度作用γT 为1.2。
幕墙应按效应组合中的最不利组合进行设计。
二、预埋件的应用与设计 幕墙构件与
混凝土结构的连接一般是通过预埋件实现的。幕墙工程使用的各种预埋件必须经过计算确定,以保证其具有足够的承载力。为了保证幕墙与主体结构连接牢固可靠,幕墙与主体结构连接的预埋件应在主体结构施工时,按设计要求的数量、位置和方法进行埋设,埋设位置应正确。施工过程中如将预埋件的防腐层损坏,应按设计要求重新对其进行防腐处理。
预埋件的锚固钢筋是锚固作用的主要来源,混凝土对锚固钢筋的粘结力是决定性的,因此预埋件必须在混凝土浇灌前埋入,施工时混凝土必须振捣密实。目前实际施工中往往由于放入预埋件时,未采取有效措施固定预埋件,混凝土浇铸时往往使预埋件偏离设计位置,影响立柱的安装,甚至无法使用。因此应将预埋件可靠地固定在模板上或钢筋上。
按规定,螺栓只是在立柱与预埋件之间进行连接。对于预埋件,其
锚筋的总截面面积As,当有剪力、法向拉力和弯矩共同作用时,按下列公式计算并取其中的较大值:
As≥V÷(αrαvfy)+N÷(0.8αbfy )+M÷(αrαbfyz)
As≥N÷(0.8αbfy )+ M÷(0.4αrαbfyz)
当有剪力、法向压力和弯矩共同作用时,按下列公式计算并取其中的较大值:
As≥(V-0.3 N)÷(αrαvfy)+(M-0.4 N z)÷(1.3αrαbfyz)
As≥(M-0.4 N z)÷(0.4αrαbfyz)
当M<0.4 N z时,取M-0.4 N z=0。
上述公式中的系数,应按下列公式计算:
αv=(4.0-0.8d)(fc/fy)有误
当αv>0.7时,取αv=0.7。
αb =0.4+0.25t÷d
当采取措施防止
锚板弯曲变形时:可取αb=1.0
上述各式中:V---剪力设计值(N);
N---法向拉力或法向压力设计值;法向压力设计值不应大于0.5fcA ,此处A为锚板的面积(m㎡);
M---弯矩设计值(N .m m) ;
αr---钢筋层数影响系数,当等间距配置时,2层取1.0 ,3层取0.9;
Z---外层锚筋中心线间的距离(m m);
αv ---锚筋受剪承载力系数;
d---锚筋直径(m m);
αb ---锚板弯曲变形折减系数 ;
fy---钢筋
抗拉强度设计值(N /m㎡);
fc---混凝土轴心抗压强度值(N /m㎡),可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ10采用;
t---锚板厚度(m m)。
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