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幕墙铝板加劲肋的设计布置

发布时间:2014-7-23

【摘要】铝板加劲肋的设计,是铝板幕墙设计中不可缺少的一部分。本文通过铝板加劲肋的设计布置、安装方式等方面分析,提出铝板加劲肋的设计计算理论依据,从而是加劲肋的设计合理化、规范化。并且根据加劲肋截面的不同,其特性不同的分析,优化加劲肋的设计,降低材料的成本。

【关键词】 铝板幕墙 加劲肋 设计 计算

在金属铝板幕墙中,受建筑物构造及建筑幕墙整体分格的限制,幕墙用铝板单元板块难以满足幕墙外部荷载作用的要求,因此幕墙在设计时,在铝板板块的背衬面设置加劲肋,已增加铝板板块抵抗变形的能力。其实,加劲肋的设计要求是严格的,其布置间距直接影响铝板幕墙板块的设计计算,其截面尺寸形状直接影响到铝板板块抵抗外部荷载的能力。

1. 铝板加劲肋目前存在的问题

1.1从幕墙来看,幕墙铝板加劲肋在实际中存在一定的问题。首先,从铝板加劲肋的布置间距来看,铝板厂家很多都是根据“常规”的习惯进行布置加强筋。这样,铝板加工厂家既不知道工程基本情况,比如工程铝板安装高度、环境、具体安装部位等,也不知道外部荷载的设计取值,铝板生产厂家很难做到加劲肋布置的合理性。

1.2加劲肋的断面形状,不同的铝板加工厂家而不同。有的采用铝板折边,有的采用铝型材,还有的采用镀锌钢带(铝带)滚压一定的端面形状。不同的工厂,其生产工艺不同,加劲肋的断面形状不同。幕墙设计时也不能完整地给出加劲肋的设计,目前只能是铝板生产厂家技术人员根据自己的工厂情况进行二次设计。而实际材料入场控制,监理没有铝板加工图纸,幕墙设计师不会现场监督,只能是幕墙检查员(技术员)惯例接收,实际上就是来什么料,接收什么料,工程上没有严格控制。而铝板加工厂若仅考虑材料节约,降低制作安装加劲肋的成本,加劲肋的布局、端面尺寸形状就会出现不合理现象,也会使加劲肋达不到设计要求。

2加劲肋结构安装要求

加劲肋的主要作用是分担一部分幕墙铝板板块的外部荷载。铝板板块中部的荷载通过加劲肋传递给幕墙龙骨上,减少铝板板块的内部应力,促使铝板板块不会因为外部荷载超过极限而变形、破坏,见图1。

因此,铝板加劲肋应按设计结构系统要求进行设计与制作。加劲肋的安装完成尺寸应与铝板板块的弯边安装挂耳(或边肋)尺寸一致,如果加劲肋的高度尺寸大于铝板边有效安装尺寸,则铝板安装不到位,加劲肋与龙骨干涉;如果加劲肋的高度尺寸小于铝板边有效安装尺寸,加劲肋与铝板龙过不接触,有一定的间隙,加劲肋不能直接传递外部荷载到龙骨上,加劲肋的作用不能得到充分的发挥。见图2。

3.加劲肋与铝板组装要求

加劲肋与铝板板块的连接方式的不同,也会直接影响加劲肋的作用。由于加劲肋的计算按等弯矩原则化为等效均布荷载,加劲肋为固定边支撑形式,因此,加劲肋与铝板连接采用胶结比较好,符合计算形式。而目前铝板加劲肋与铝板的组装基本上采用电栓钉固定。若严格地说,电栓钉固定加劲肋,当建筑幕墙外部荷载为负值时,加劲肋就不会是与铝板等同受力了,不能按照等效均布荷载计算考虑了,见图3.。

铝板是靠周边弯边(或边肋)与龙骨连接固定的,因此,铝板加劲肋应该与铝板弯边(或边肋)有可靠地连接固定。这样不管幕墙的荷载方向如何,受力值正与负,加劲肋都能够承担一定的荷载并有效地传递到龙骨上,减少铝板应力造成的变形与破坏。见图4。