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幕墙设计与施工15918775008
石材幕墙的深化设计通常根据设计方提供的图纸确定石材的精确分格尺寸、颜色、材质、
吹缝材料等,并绘出尺寸详尽的石材立面图及各复杂部位的节点详图,然后依各単块石材的
重量、尺寸及抗震、抗从压等各项要求,进行相关的力学计算,确定石材的干挂方式及龙骨
体系、埋件、连接件等的尺寸规格。并在有条件的情况下,对计算结果进行现场的力学性能
试验,以确保石材幕墙的安全性。
石材的选择
对于深化设计而言,应配合设计单位和建设方的工作,根据设计方对幕蛐分格形式及材
质颜色等建筑效果的要求,向建设方提供各种石材样本,以协助其尽快确定所用石材。通常
要在对几种石材的选择中,应依据所掌握的石资料,重点考虑拟用石材的表面特征、颜色
和纹理等技术性能指标。尽管石材供应商已给出了石材的物理性能指标,但石材作为一种天
然材料其物理性质变化很大,因此必须重新确认,以便为石材的设计确立相应的设计指标。
2挂方式的选择
石材的干挂方式有钢销式、通槽式、短槽式、背栓式等几种形式,较常用的有短槽式和
肯栓式两种,其悬挂方式比较而言,短槽式成本较低但安全性不如背栓式,通常川于石材重
量不太大或安全系数要求不太高时:背栓式干挂牢靠稳定,但成本较高,用于较大块石材(厚
度30mm时石材面积大于1.5m)或对石材安全性能要求较高时。
3石材干挂体系的力学计算相应的实验
首先确定幕墙所受的荷载及作用形式,然后确定石材的干挂方式,进而确定石材板块的
计算模型,进行受力安全性计算,最后根据干挂体系所受荷载值确定干挂体系的构造形式和
所用挂件、连接件、埋件及横竖龙骨的规格尺す。石材及其挂体系的设计应符合国家行业
标准《金属与石材幕墙工程技术规范》的要求。
3.1石材干挂体系的力学计算
3.11荷载的确定
算时通常考虑材料的自重、所受风荷载及地震荷载,并根据荷载作用方式对其进行组
合。其相应分项系数及组合系数都应严格按规范要求取用,?某些特殊的建筑物,设计说明
书中对相应荷载计算取值公有特殊要求,在计算时应和规范对照取其最大值。对干挂体系进
行计算时,应根据刚体的力的传递的特性,确定其所受荷载进行力学计算。有时。一些荷载
不易确定时,可通过模拟试验来确定其大小。
3.1.2石材的计算
石材的计算主要包括挂板板块自身的抗弯计算和挂板与挂仲销钉连接处的抗剪计算。有
时还应计算石材的热裂应力。计算方式与石材的千挂方式有关,本文以背栓式千挂石材固定
体系来说明。石材板所受荷载包括水平向的风荷载和地震荷载,竖向的地震荷线和石材自重。
以及温度变化产生的热裂应力。背栓式干挂石材典型的安装体系是通过上下各2组(共4
组)挂件将石材固定,其中石材上边两组挂件起支承石材重量及在垂直于石材平面的方向
约束石材的作川,下边的两组挂件只是在垂直于石材平面的方向上起约東石材的作用。对石
材进行抗弯计算时,应按四点支撑板计算其应力。其计算边长a0、b0.所得最大弯出应力设
计值不应超过石材板的抗弯强度设计值:对背栓挂件在石材板上.产生的剪应力进行抗剪计
算时,一般根据相应的经验公式进行计算,要求石板所受剪应力标准值不大于板材抗剪强
度设计值。应注意的是,竖向剪应力以有上排的岗组挂件承担,而不是由全部四组挂件共同
承担。
3.13干挂体系的设计
在石材幕墙工程中,石材干挂体系的设计一般由施工单位独立完成,由于幕墙作为悬挂
体系的特性,干挂体系的设计决定省幕墙的结构安全,有省特殊的重要性,而乂因为其属于
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隐蔽工程,尤其应得到足够的重视
板材中的最人应力可通过简化计算方法或有元程序计算得出。值得强调的是,有些特殊
的石材由于其独特的纹理特性而使石材在沿板长及板高方向的强度具有非常明显厂的差异,
须分别对这两个不同的强度方向进行计算。另外,在计算石材于某一点达到某方向的最大应
力的同时,必须计算其在垂直方向上的应力。
3.1.4石材的允许应力
根据前述石材物理性能试验,可得到相应的石材强度指标。通常用丁建筑物干挂石材的
有花岗岩、大理石和石灰石等,根据各种石材特有的性能特征及施工经验在对上述石材进行
力学计算是采用的安全系数应有所不同。美国各种石材的工业协会对于相应的石材都给出了
推荐使用的安全系数。用实验的出的石材弯曲强度及压缩强度除以相应的设计安全系数,即
可得到时常的允许应力。
3.1.5石忖板块白身的抗弯验算
对于各向异性的石材,石材板块姿势的抗弯验算分为两种情况。一是石材板块中发生最
大弯曲应力的点在另ー方向上的应力为零,只要此最大应力小于对应方向上的石材允许应力
则石材板块白身的抗弯性能满足要求,反之则不满足。二是石材板块中发生最大弯出应力的
点在另一方向上的应力不为零,则验算时也应该同时考虑此应力。这时可以应用内摩孫理论,
放一个方向为X,另一个垂直的方向为Y,在满足公式时,则石材板块白身的抗弯性能满足
要求,反之则不满足。
3.1.6销钉孔处石材的抗剪验算
先根据销钉孔的深度、石材板块的厚度等儿何参数算出销钉孔处的深度、石材板块的厚
度等几何参数反之则不满足。
3.2石材的性能试验
3.2.1石材物理性能试验
在为一个工程项日的石材做试验建立设计指标时,必须取能代表所用石材的试样,或者
白接从将要用于建筑物的石材中挑选试样。干挂石材的物理性能主要包括弯曲强度、断裂模
量、压缩强度、吸水率及体积密度,这些指标均可通过标准试验方法获得,而相应的标准中
都有指定的最小物理性能指标。
3.2.2现场受力性能试验
干挂石材理论计算的模型毕党与现场时常的实际受力情況有所不同,为验证理论计算结
某的准确性,必颏在施工现场按拟采用的千挂石材的固定体系固定石材,然后对其逐步施加
设计规定的荷载并观察记录其整体受力性能。最后按试验对力学计算结果进行分析和研究,
以确保千挂石树在实际使用过程中确实具有相当的女全度
4施工图设计
千挂石材施工图设计的依据为:建筑平面图、立面图、节点大样图、其他专业需与干挂
石材配合的有关图纸及其他要求和挂石材的计算书。施工图设计必须做到既满足建筑师的
要求,又要与现场的实际情况相吻合,施工图设计主要包括石材的安装立面图设计、石材节
点大样图设计、石材的加工详图设计等。
4.1安装立面图设计
根据建筑立面图的板块分格要求,在各立面上将不同形状或不同尺寸的石材分别独立编
,编号应确保唯一并方便实用,所设计的石材安装立面图应清沈表达出各立面上所有不同
种类的石材板块。若工程的体形较复杂,为查找下石材立面图纸方便,还应设计挂石材
安装立面图的位置索引图,清晰的表示出建筑物每个区域墙面对应的挂板立面编号图编号。
4.2石材节点大样图设计
对建筑物的拐角、窗口、屋檐、及其它复杂部位石材的形状、尺寸及连接方式,应单独
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