幕墙金属板设计5. 4金属板设计5. 4. 1单层铝板、蜂窝铝板、铝塑复合板和不锈钢板在制作构件时,应四周折边 铝塑复合板和蜂窝铝板折边时应采用机械刻槽,并应严格控制槽的深度,槽底不得触及面板5. 4. 2金属板应按需要设置边肋和中肋等加劲肋,铝塑复合板折边处应设边肋加劲肋可釆用金属方管、槽形或角形型材加劲肋应与金属板可靠连结,并应有防腐措施5. 4. 3金属板的计算应符合下列规定:1金属板在风荷载或地震作用下的最大弯曲应力标准值应分别按下式计算当板的挠 度大于板厚时,应按本条第4款的规定考虑大挠度的影响6)11 cod2% _ T式中械、gel分别为风荷毂或垂直于板而方向的地震作用产生的板中垠大弯曲 应力标准值(MPa);7—风荷戟标准qEk—垂胃于板而方向的地震作用标准值(MPa);1—金属板区格的边长(mni);恥一板的弯矩系数,应按其边算条件山本规范附录B表确定各区格板边界条件,应按本规范第5-4.4条的规定采用:t—金屈板的J1?度(min )<2金属板中由各种荷载或作用产生的最大应力标准值,应按本规范第5. 1. 8条的规 定进行组合,所得的最大应力设计值不应超过金属板强度设计值。
单层铝板的强度设计值按 本规范第5. 3. 2条的规定采用;不锈钢板的强度设计值按本规范第5. 3. 5条的规定釆 用3铝塑复合板和蜂窝铝板计算时,厚度应取板的总厚度,其强度按表5.3.3和表采用,其弹性模量按表5. 3. 9采用4考虑金属板在外荷载和作用下大挠度变形的影响时,可将式5.4. 3-1和式5.4. 3-2计算的应力值乘以折减系数,折减系数可按表5. 4. 3采用表折减系数051020406080100120n1.000.950.900.S10.740.690.640.610150200250300350400n0.540.500460.430.410.40表中0可按式5.43-3计算:(5.43-3)—曲" &二(①+0.6仏&)/Er4或 _ 少式中 a k—凤荷载标准值(MPa):qtk- fi戌于板山1方向地震作用标准你MP汕 a—金属板区格短边边长(mm);r—金属板孚度(mm);E—金屈板的弹性模兄(MPa)5当进行板的挠度计算时,也应考虑大挠度的影响,按小挠度公式计算的挠度值也应 乘以折减系数5. 4. 4由肋所形成的板区格,其四边支承型式应符合下列规定:1沿板材四周边缘:简支边;2中肋支承线:固定边。
5. 4. 5金属板材应沿周边用螺栓固定于横梁或立柱上,螺栓直径不应小于4mm,螺栓的数量应根据板材所承受的风荷载和地震作用经计算后确定5. 4. 6金属板材的边肋截面尺寸应按构造要求设计单跨中肋应按简支梁设计,中肋应 有足够的刚度,其挠度不应大于中肋跨度的1/3005・4. 7金属板面作用的荷载应按三角形或梯形分布传递到肋上,进行肋的计算时应按等弯矩原则化为等效均布荷载口)图547:向肋的传递(a)方板;(b)矩形板5. 4金属板设计5. 4. 1铝塑复合板和蜂窝铝板刻槽折过后,只剩下0・5mm或lmm厚的单层面板,角 部形成薄弱点,影响强度和耐久性如果刻槽时伤及此层而板,后果更为严重因此必须采 用机械刻槽,而11严格控制刻槽深度,不得损伤面板5. 4. 3目前采用的簿板计算公式:a = 6T2 (应力)C和“=瞥(挠度)是在小挠度情况下推导出來的,它假定板只受到弯曲,只有弯曲应力而面内薄膜应力则 忽略不计因此它的适用范围是:u
由丁计算出來的应力o和挠度u比实际大得多,计算结果不代表实际数 值(图5. l)o应力 或挠度丈际应力 和捺度值荷鐵q增加时 挠度“与板厚 比值u/t图5.i大挠度状态下理论计算结果与实际结果按此计算结果设计板材,不仅会使材料用量大大増多,而11应力控制和挠度控制条件也 失去了意义通常玻璃板和铝板的挠度都允许到边长的1/100,对于边长为1000mm的玻璃板,挠 度允许值可达10mm,已为厚度6mm的1. 6倍:对于边长为500mm的铝板,挠度允许 值5mm也达到板厚的1. 6倍,此时应力、挠度的计算值会比实际值大30%〜50%用计 算挠度u小丁•边长的1/100与预期的控制值偏严太多,强度条件也偏严太多为此,对玻璃板和铝板计算,应对现行小挠度应力和挠度计算公式,考虑一个系数r] f 以修正(表5. 4)大挠度板的计算是非常复朵的非线性弹性力学问题,难以用简单公式计算,而要用到专 门的计算方法和专门的软件,对具体问题进行具体计算,显然这对于幕墙设计是不适用的英国B.Aalami和对不同边界的矩形板进行了系统计算,发表于《Thin Plate Design For Transverse Loading》一书中,根据其大量计算结果,适当简化、归并 以利于实际应用,选择了与挠度直接相关的参量e为主要参数,编制了表5. 4. 3。
参数e 的量纲就是挠度与厚度之比:EC Et3 D表5.4 考虑大挠度影响应力计算结果的折减系数nB.AalamiD.CWilliaiiis 的计算结果. 边长比b/s为表5.4.3的取值1.01.52.01.0001.0001.0001.00100.9750.9040.9100.95200.9650.8140.8200.90400.8030.6190.6430.811200.4800.3330.3630.612000.3500.2350.2600.503000.2850.1750.1950.43>4000.2410.1410.1550.40按原计算结果,n数值随e下降很快,即按小挠度公式计算的应力和挠度可以折减很多, 为安全稳妥,在编制表5. 4. 3时,取了较厚计算结果偏大的数值,留有充分的余地按表 5. 4. 3耳取值对小挠度公式应力计算结果进行折减,不仅是合理地减小了板材厚度,也节 省了材料,而JI还有较大的安全余地同样在计算板的挠度U时,也宜考虑此折减系数F](表5. 5)由丁•板的应力与挠度计算中,泊松比u的影响很有限,这一系数口原则上也适用丁•玻璃 板的应力与挠度计算表55 考虑大挠度影响的挠度U计算结果的折威系数HB.Aalami和D.CWilliams的计算结果,当长比b/a为表543的取值1.01.52.0W11.0001.0001.0001.00100.9550.9060.9160.95200.8940.8120.8320.90400.7530.6470.6740.811200.4820.3940.4170.612000.3750.30403220.503000.3040.2450.2520 43M4Q00.2010.2090.2210.405. 4. 4铝板如果未加中肋,则四周边肋支承。
由丁•边肋可因板面挠曲而转动(扭转),因 而边肋支承按简支边考虑中肋两侧均为铝板,在荷载下基本不发生转动,可认为是固定边因此附录B表B・0. 1按三种边界条件给出板的弯矩系数板的应力计算公式(5. 4. 3-1)、(5. 4. 3・2)为弹性薄板的小挠度公式,适用于挠 度ust的情况,但通常铝板在风力作用下己远超此范围,宜按5. 4. 3条规定对计算结果 予以折减。