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      建筑幕墙采用槽式埋件设计中T型螺栓的设置

      发布时间:2019-3-17 16:17:47浏览次数:10353文章出处:石材幕墙工程设计公司

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        在幕墙构架连接设计时,设计师应考虑螺栓由于材料、施工等偶然因素而可能导致失效。因此,应按规范要求进行设计知名幕墙设计,连接处的受力螺栓不应少于2个,并应复核连接点在其中1个螺栓失效后结构是否仍处于安全状态。

        建筑幕墙是指由支承结构体系与面板组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰性结构。

        建筑幕墙构件与建筑主体混凝土结构的连接,多数情况是通过在建筑主体结构施工时进行预埋锚固件来实现。预埋件通常分为平板预埋件和C型槽式埋件(哈芬槽)两种。C型槽式埋件相对于平板预埋件具有加工效率高、价格便宜、施工方便、安装的转接件可以灵活移动等特点。另外,由于C型槽式埋件体积小,当主体结构为一较薄的板式结构时,只能采用C型槽式埋件而不能采用平板预埋件。如今建筑幕墙的施工已大量使用C型槽式埋件

        通常采用C型槽式埋件的设计中,建筑幕墙构架一般通过左右2个角钢转接件分别用T型螺栓与C型槽式埋件连接。有设计人员在设计时只计算T型螺栓的受力状况而忽略偶然因素影响对螺栓数量的选择,采用的节点方式为每个角钢转接件与C型槽式埋件间用一颗T型螺栓固定建筑玻璃幕墙,如图1所示。但这种幕墙节点设计方式存在一定的结构隐患,严重时将导致幕墙结构失稳。

      建筑幕墙采用槽式埋件设计中T型螺栓的设置

      图1  C型槽式埋件

        现行中华人民共和国行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ102-2003)中第5.5.2条规定:玻璃幕墙构架连接处的连接件、焊缝、螺栓、铆钉设计,应符合国家现行标准《钢结构设计规范》GB 50017和《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99的有关规定。连接处的受力螺栓、铆钉不应少于2个。相应的条文说明中解释如下:为防止偶然因素的影响而使连接破坏计施施工效果图,每个连接部位的受力螺栓、铆钉等,至少需要布置2个。在《金属与石材幕墙工程技术规范》(JGJ133-2001)第5.8.1条中亦做出了相类似规定。

        所以,如果设计时采用的节点方式为每个角钢转接件与C型槽式埋件间用一颗T型螺栓固定是违反规范的。虽然从整个节点看是总共是2个T型螺栓在承受幕墙荷载,可一旦其中1个T型螺栓因偶然因素失效,则角钢转接件受力状态从两边受力变成单边受力,幕墙结构体系可能就遭到破坏。下面举例说明:

      建筑幕墙采用槽式埋件设计中T型螺栓的设置

      玻璃幕墙工程

        某玻璃幕墙工程采用C型槽式埋件,节点方式如图1所示,转接件规格为130X80X8mm厚Q235角钢(L=130mm,t=8mm),支座反力RA=14.67KN,偏心距ea=39mm,钢材的抗拉强度设计值fs=215 MPa。

      建筑幕墙采用槽式埋件设计中T型螺栓的设置

      图2  角钢转接件

        一、正常状态下:

        角钢转接件截面受到的剪力 Fa=RA/2=7.33 KN

        角钢转接件所受偏心弯矩 Ma= Fa×ea=0.29 KN・m

        角钢转接件所受正应力验算(如图3)

      建筑幕墙采用槽式埋件设计中T型螺栓的设置

      图3  角钢转接件构成图

        取最不利截面A-A截面验算:

        Wa=L×t2/6=130×82/6=1386.67mm3

        σa= Ma/1.05/Wa=196.42MPafs=215 MPa

        角钢转接件受力不满足要求!

        从上述例子可以得出结论,一旦其中1个T型螺栓因偶然因素失效,而角钢转接件的选用又偏小时,幕墙结构体系可能就遭到破坏。所以,当建筑幕墙设计预埋锚固件采用C型槽式埋件时,应该遵循以下原则:

        1、严格按照《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ102-2003)、《金属与石材幕墙工程技术规范》(JGJ133-2001)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2012)的要求,建筑幕墙选用C型槽式埋件设计时,幕墙构架连接处的T型螺栓不应少于2个;

        2、如在局部位置只能设置每边只有1个T型螺栓,应保证当其中1个T型螺栓因偶然因素失效时转接件的承载力能满足单边受力的要求。

        幕墙每个连接部位的受力螺栓不应少于2个,但由于理解上的差异,部份设计师在C型槽式埋件与幕墙构架连接的设计中,两个角钢转接件分别只设置1个T型螺栓连接。

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