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1、2024注册结构工程师砖混结构建筑墙体开裂防治措施目前幕墙干挂石材设计，设计单位通常只供应立面分格形式和少量节点图，其细致程度无法达到依图施工的程度，因此，石材板及相关的干挂体系的深化设计工作就特别必要，这项工作一般由挂板施工单位负责。由于其技术水平的参差不齐，很多石材工程甚至没有相应的力学计算和现场试验验证，石材及干挂体系的选择和确定均依据日常的施工阅历进行，很有可能造成强度不足的危急隐患或强度过大的材料奢侈。干挂石材的设计必需依据相关规范，依严格的程序进行，其力学计算结论要与现场的力学性能试验结果相吻合。本文依据石材幕墙工程施工及设计的工程实践，从石材、龙骨、挂件的材料的选择、物理试验性能
2、、力学计算、模拟实际状况的现场受力性能试验、施工图设计等各个阶段，介绍干挂石材的全过程设计。关键词：幕墙建树设计总论：石材幕墙的深化设计通常依据设计方供应的图纸确定石材的精确分格尺寸、颜色、材质、嵌缝材料等，并绘出尺寸详尽的石材立面图及各困难部位的节点详图，然后依各单块石材的重量、尺寸及抗震、抗风压等各项要求，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。并在有条件的状况下，对计算结果进行现场的力学性能试验，以确保石材幕墙的平安性。1 .石材的选择对于深化设计而言，应协作设计单位和建设方的工作，依据设计方对幕墙分格形式及材质颜色等建筑效果的要求，向建设方供应各种石
3、材样本，以帮助其尽快确定所用石材。通常要在对几种石材的选择中，应依据所驾驭的石材资料，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。尽管石材供应商己给出了石材的物理性能指标，但石材作为一种自然材料其物理性质改变很大，因此必需重新确认，以便为石材的设计确立相应的设计指标。2 .干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背栓式两种，其悬挂方式比较而言，短槽式成本较低但平安性不如背栓式，通常用于石材重量不太大或平安系数要求不太高时；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1.5m2）或对石材平安性能要求较高时。
4、3 .石材及干挂体系的力学计算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，进行受力平安性计算，最终依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寸。石材及其干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JGJ133-2025的要求。计算时通常考虑材料的自重、所受风荷载及地震荷载，并依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，对某些特别的建筑物，设计说明书中对相应荷载计算取值会有特别要求，在计算时应和规范比照取其最大值。对干挂体系进行计算时，应依据刚体的力的传递的特性，
5、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。4 .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件销钉连接处的抗剪计算。有时还应计算石材的热裂应力。计算方式与石材的干挂方式有关，本文以背栓式干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,竖向的地震荷载和石材自重。以及温度改变产生的热裂应力。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上约束石材的作用，下边的两组挂件只是在垂直于石材平面的方向上起约束石材的作用。对石材进行抗弯计算时，应按四
6、点支撑板计算其应力。其计算边长aO、b.所得最大弯曲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，一般依据相应的阅历公式进行计算，要求石板所受剪应力标准值不大于板材抗剪强度设计值。应留意的是，竖向剪应力只有上排的两组挂件担当，而不是由全部四组挂件共同担当。5 .3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，干挂体系的设计确定着幕墙的结构平安，有着特别的重要性，而又因为其属于隐藏工程，尤其应得到足够的重视。干挂石材体系力的传递板材中的最大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
7、些特别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特别明显厂的差异，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，必需计算其在垂直方向上的应力。6 .3石材的允许应力依据前述石材物理性能试验，可得到相应的石材强度指标。通常用于建筑物干挂石材的有花岗岩、大理石和石灰石等，依据各种石材特有的性能特征及施工阅历在对上述石材进行力学计算是采纳的平安系数应有所不同。美国各种石材的工业协会对于相应的石材都给出了举荐运用的平安系数。如对于石灰石，美国石灰石行业举荐的设计平安系数值为8.用试验的出的石材弯曲强度及压缩强度除以相应的设计平安系数，即可
8、得到时常的允许应力。对于各向异性的石材，石材板块姿态的抗弯验算分为两种状况。一是石材板块中发生最大弯曲应力的点在另一方向上的应力为零，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自身的抗弯性能满意要求，反之则不满意。二是石材板块中发生最大弯曲应力的点在另一方向上的应力不为零,则验算时也应当同时考虑此应力。这时可以应用内摩擦理论,设一个方向为X,另一个垂直的方向为Y,在满意下列公式时，则石材板块自身的抗弯性能满意要求，反之则不满意。7 .5销钉孔处石材的抗剪验算先依据销钉孔的深度、石材板块的厚度等几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意。8 .石材物理性能试验在为
9、一个工程项目的石材做试验建立设计指标时，必需取能代表所用石材的试样，或者干脆从将要用于建筑物的石材中选择试样。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。4.现场受力性能试验干挂石材理论计算的模型终归与现场时常的实际受力状况有所不同，为验证理论计算结果的精确性，必需在施工现场按拟采纳的干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视察记录其整体受力性能。最终按试验对力学计算结果进行分析和探讨，以确保干挂石材在实际运用过程中的确具有相当的平安度。5、施工图设计干挂石材施工图设计
10、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协作的有关图纸及其他要求和干挂石材的计算书。施工图设计必需做到既满意建筑师的要求，又要与现场的实际状况相吻合，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。1、安装立面图设计：依据建筑立面图的板块分格要求，在各立面上将不同形态或不同尺寸的石材分别独立编号，编号应确保唯一并便利好用，所设计的石材安装立面图应清洗表达出各立面上全部不同种类的石材板块。若工程的体形较困难，为查找干挂石材立面图纸便利，还应设计干挂石材安装立面图的位置索引图，清楚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。2、石材节
11、点大样图设计：对建筑物的拐角、窗口、屋檐、及其它困难部位石材的形态、尺寸及连接方式，应单独设计干挂石材节点大样图，以表明这些部位石材的实际状况。3、石材加工详图设计：石材安装立面图及节点大样图经建筑师批准后，即可按石材安装立面图上的石材尺寸分格及节点大样图的细微环节进行加工详图设计,该详图即通常所说的石材加工单。在确定干挂石材的详细形态及加工尺寸时，须反免核实以确保万无一失（尤其在采纳较为昂贵的进口石材时）以免造成巨大的经济损失。【I】【按主要承重结构体系分】有梁式桥、拱桥、悬索桥、刚架桥、斜张桥和组合体系桥等（图4）,前三种是桥梁的基本体系。桥梁按桥梁上部结构的建筑材料分有木桥、石桥、混凝土
12、桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥（有时三者统称混凝土桥）、钢桥和结合梁桥等。木桥易腐蚀多用于临时性桥梁。石料和混凝土抗压强度高而抗拉强度低,主要用于拱桥。钢筋混凝土桥为耐压的混凝土和抗拉、抗压性能均好的钢筋结合而成的桥，主要用于跨度不大的梁式桥和拱桥。预应力混凝土桥是采纳高强度钢筋（丝）和高标号混凝土建成，可达到比钢筋混凝土大得多的跨度，可采纳的结构体系也比钢筋混凝土桥广泛得多。钢桥用结构钢制造，现常用于实腹梁桥及大跨度的桁架梁桥、拱桥、斜张桥和悬索桥。其主要优点是施工速度较快，跨越实力大；缺点是用钢量较多，修理费大。结合梁桥也称组合梁桥，是由两种不同建筑材料结合而成的桥,通常指用钢梁和钢筋混
13、凝土桥面板结合而成的桥,可以节约钢材。此外，还有用轻质混凝土、铝合金、玻璃钢等建筑材料建立的桥梁。【2】【按用途分】有马路桥、铁路桥、公铁两用桥、城市桥。马路桥的活载一般小于铁路桥,但活载的作用点（车轮）在桥的横向是改变的,桥面较宽，桥梁的容许挠度也大。铁路桥活载沿轨道运行，在桥上横向位置不变，桥面系易于布置，但桥面通常较窄，在大跨度铁路桥的设计中，由于横向稳定、刚度和风振等缘由而需加宽桥梁；其活载大，容许挠度小，因此在选择结构体系上不如马路桥有较多的自由。在同一桥位上供马路和铁路运用的桥梁称公铁两用桥。马路、铁路一般分别布置在上、下两个平面上；也可布置在同一平面上，将马路设置在铁路两侧,但运
14、营性能较差。城市桥的构造接近马路桥,但车行道和人行道较宽，桥梁高度要低，以削减桥头引道长度和填土数量；在通行混合交通时，桥梁纵坡不宜大于2%;设计中应考虑公用事业管线（电信、照明、自来水、暖气和雨水管等）的过桥设置，不得阻碍桥梁的修理和养护，但高压输电线路、煤气管、输油管与污水管等不允许在桥上敷设。城市桥应视为重要的艺术建筑之一，应留意桥梁本身的造型要和四周的景观协调，对桥头堡、栏杆、灯柱的艺术要求也高。城市桥上游人乐于驻足，以选用不影响眺览风景的上承式桥梁为最好。此外,尚有人行桥、飞机场桥、运输河桥、给水桥（渡桥）和供油、供气、供煤粉的管道桥等。桥梁按跨越障碍分有跨河桥、跨谷桥、跨线桥和高架
15、线路桥等。跨河桥的长度和高度，应满意泄洪和通航的要求，在主河槽部分的桥梁称为正桥，跨度较大；其余部分称为引桥，其跨度一般由经济条件确定，宜优先选用标准设计（见桥梁标准设计）。跨谷桥的长度和高度由地形确定。跨线桥为线路（马路、铁路等）立体交叉时，一条线路跨越另一条线路的桥梁，也称立交桥；如在地下穿过既有线路的称为地道桥。高架线路桥是修建于地面或道路上空，供车辆行驶的旱桥，是一种用桥梁结构代替路堤的高架线路，可以避开线路平面交叉，提高交通运输实力。【3】【按桥面位置分】有上承式桥、中承式桥、下承式桥和双层桥。将桥面布置在主要承重结构之上的称为上承式桥（图4a、b）,在主要承重结构下缘旁边的称为下承
16、式桥（图3）;介于上、下缘之间的称为中承式桥；上下缘均设桥面的称为双层桥。上承式桥具有构造简洁、简洁养护、制造架设便利，节约墩台坛工数量以及视野开阔等优点，在桥梁设计中常优先选用。中、下承式桥都具有桥梁建筑高度小的优点，视设计要求而用。双层桥多用于公铁两用桥。按桥梁平面的形态分有正交桥、斜桥和弯桥。正交桥的桥梁中心线和主河槽的流向（或被跨越线路的中心线）正交。斜桥的中心线和主河槽流向斜交。斜交的度数一般用桥梁的中心线和支承线的法线交角表示0斜桥受力和构造都较困难，用材料也多。弯桥是主要承重结构轴线顺着线路曲线布置的桥，其受力和构造也较困难；为便于行车，桥面应按线路要求设置超高及加宽。桥梁按制造方法分混凝土桥分就地灌筑桥和装配式桥两类。后者的构件在工厂（场）中预制,运往工地拼装架设,其优点可使桥梁制造工业化、机械化，降低成本,提高速度，而且质量也有保证。也有两者结合的装配、现浇式混凝土桥。钢桥一般都是装配式的。【4】【按桥梁长度分】
