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建筑幕墙金属面板内力分析的探讨

来源:中国幕墙网收集整理  作者:*  日期:2006-11-20
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    现在很多建筑幕墙采用单层铝板、复合铝板、不锈钢板作为面板。这些面板根据尺寸大小可以是单块四边简支(不加肋)板或加肋板。由于这些面板是建筑物的围护结构的组成部份,除按建筑需要选用色彩、造型外,还要按围护构件进行内力分析和强度校核。对整块金属成型板进行内力分析可用有限元等方法进行,
    现在很多建筑幕墙采用单层铝板复合铝板不锈钢板作为面板。这些面板根据尺寸大小可以是单块四边简支(不加肋)板或加肋板。由于这些面板是建筑物的围护结构的组成部份,除按建筑需要选用色彩、造型外,还要按围护构件进行内力分析和强度校核。对整块金属成型板进行内力分析可用有限元等方法进行,也可根据规范列出的数表进行内力计算。用数表进行计算时,有些企业和技术人员还不能掌握计算要领,特别要指出三菱化成株式会社ALPOLIC板附录所列表11-1表面应力计算公式和计算实例,很多不知情单位大量引用,有些培训教材中也将它列入,以致有些单位在投标中,由于用ALPOLIC板的计算公式和计算方法计算而被判为计算错误,影响中标,现在对ALPOLIC板附录的计算公式与计算方法作一些分析,并提出对规范(《建筑结构静力计算手册》)所列数表应用的个人见解。

    经查ALPOLIC板附录的数表与机械工程手册(第二版)第一卷第5篇第8章P5-192~5-196,表5.8-3矩形板的应力变形计公式是一样的。表5.8-3中四边简支板的系数β是用来计算四边简支钢板(ν=0.30)的。也就是说这个数表不能用来计算四边简支单层板(ν=0.33)和四边简支复合铝板(ν=0.25)。还必需指出这个数表是用弹性薄板挠度理论编制的,其计算结果随挠度与板厚之比加大,当板的挠度大于板厚一半以后,计算结果就产生显著的误差。

    ALPOLIC板资料对加肋板的计算介绍,完全背离了数表编制的初衷,金属成型板加肋后,肋将整块板划分成不同支承条件的区格,这些区格仍是整块的组成部分,整块板没有分离。在查表计算时为了利用现有数表查取固端弯矩系数,将这些不同支承条件的区格取计算简图。怎样来确定由肋所形成的板区格的计算简图,赵西安教授提出的赵氏定理(JGJ133第5.4.4条)规定:

    1、 沿板材四周边缘:简支边;

    2、 中肋支承线:固定边。

    常用的加肋板有四种:

    A. 加一根横(竖)肋,这时肋两侧区格都可取三边简支(位于周边)、一边固定(位于中肋支承线)计算简图。


    这种区格,板中均有X、Y两个方向的跨中弯矩,中肋支承线支座处有支座弯矩,支座弯矩起控制作用,因些只需验算支座弯矩效应,如果两区格等跨,就可用查出的固端弯矩系数平衡后等到的支座弯矩系数求支座弯矩,如果不等跨就要先分别求出固端弯矩再平衡求出支座弯矩。

    B. 加两根横(竖)肋,两根肋将板划分为三个区格,其中两端两个区格取三边简支(位于周边)、一边固定(位于中肋支承线)计算简图,当中一个区格取两对边简支(位于周边)、两对边固定(位于中肋支承线)计算简图。


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