2011年注册建造师市政工程知识:干挂石幕墙强度安全验算和施工方法

 近年来，建筑幕墙随着高层建筑的崛起而迅速广泛应用，建筑幕墙按其面材特点可分为：石材幕墙和金属幕墙以及玻璃幕墙。按其制作与安装方法可分为：元件式幕墙和单元式幕墙。这里着重把干挂石幕墙强度验算原理和施工方法较为详细地谈一下。 
    某工程干挂石的最高点为标高17.7m，干挂石最大面积为1000×1240mm（高×宽），标准挂石厚度为30mm。挂石采用短槽式安装于钢结构骨架上。  
    1. 主要材料： 
    干挂石：国产花岗石 
    f=5.6N/mm2 
    （按花岗石各级强度暂取中间值） 
    钢架：立村采用80×40×4方钢管，横梁采用L40×40×4角钢。 
    1 设计计算及分析 
    1.1 荷载及作用 
    作用在干挂石幕墙上的风荷载设计值按下式计算且不小1.0kN/m2。 
    ω=1.1×βz×μz×μs×ωk 
    式中：ω（50年一遇）：作用在干挂石幕墙上的风荷载设计值（kN/m,sup>2） 
    βz：瞬时风压的阵风系数，取2.25 
    μz：风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》 
    μs：体型变化系数 
    ωk：风荷载标准值（kN/m2） 
    风荷载设计值ω 
    ω=γω×Wk=1.4Wk 
    式中：γω——风荷载分项系数取1.4 
    标准层：Wk=2096Pa 
    Wk——地震荷载作用标准值 
    1.2 石材设计计算 
    ①石材强度验算 
    δ=δWK+δEK 
    式中：δWK、δEK——风荷载和地震作用产生的应力标准值 
    δ——附加荷载作用标准值 
    ②不锈钢板挂钩的剪应力验算
    τp=qk×b×a×β/2×n×Ap 
    式中：τp——挂钩的剪应力 
    Ap——挂钩的截面积 Ap=60mm2 
    n——一个连接边的钢销数量n=3 
    a、b——石材的长短边尺寸 a=1240mm b=800mm 
    qk——风荷载和地震作用产生的应力标准值 
    β——剪力放大系数 β=1.275 
    ③槽口处石板的剪应力验算。 
    τp=qk×b×a×β/[n×（t-d）×S] 
    β——剪力放大系数 β=1.275 
    式中：τp——石材的剪应力 
    n——挂钩数量 n=6 
    a、b——石材的长短边尺寸 a=1240mm b=800mm 
    qk——风荷载和地震作用产生的应力标准值 
    qk=1661Pa 
    β——剪力放大系数 β=1.275 
    t——石材厚度 t=30mm 
    d——槽口宽度 d=5mm 
    S——槽底（圆弧）总长度 
    S=3.14×25=78.5mm

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