【摘要】鋁板加勁肋的設計,是鋁板幕墻設計中不可缺少的一部分。本文通過鋁板加勁肋的設計布置、安裝方式等方面分析,提出鋁板加勁肋的設計計算理論依據(jù),從而是加勁肋的設計合理化、規(guī)范化。并且根據(jù)加勁肋截面的不同,其特性不同的分析,優(yōu)化加勁肋的設計,降低材料的成本。
【關鍵詞】 鋁板幕墻 加勁肋 設計 計算
在金屬鋁板幕墻中,受建筑物構造及建筑幕墻整體分格的限制,幕墻用鋁板單元板塊難以滿足幕墻外部荷載作用的要求,因此幕墻在設計時,在鋁板板塊的背襯面設置加勁肋,已增加鋁板板塊抵抗變形的能力。其實,加勁肋的設計要求是嚴格的,其布置間距直接影響鋁板幕墻板塊的設計計算,其截面尺寸形狀直接影響到鋁板板塊抵抗外部荷載的能力。
1. 鋁板加勁肋目前存在的問題
1.1從幕墻來看,幕墻鋁板加勁肋在實際中存在一定的問題。首先,從鋁板加勁肋的布置間距來看,鋁板廠家很多都是根據(jù)“常規(guī)”的習慣進行布置加強筋。這樣,鋁板加工廠家既不知道工程基本情況,比如工程鋁板安裝高度、環(huán)境、具體安裝部位等,也不知道外部荷載的設計取值,鋁板生產(chǎn)廠家很難做到加勁肋布置的合理性。
1.2加勁肋的斷面形狀,不同的鋁板加工廠家而不同。有的采用鋁板折邊,有的采用鋁型材,還有的采用鍍鋅鋼帶(鋁帶)滾壓一定的端面形狀。不同的工廠,其生產(chǎn)工藝不同,加勁肋的斷面形狀不同。幕墻設計時也不能完整地給出加勁肋的設計,目前只能是鋁板生產(chǎn)廠家技術人員根據(jù)自己的工廠情況進行二次設計。而實際材料入場控制,監(jiān)理沒有鋁板加工圖紙,幕墻設計師不會現(xiàn)場監(jiān)督,只能是幕墻檢查員(技術員)慣例接收,實際上就是來什么料,接收什么料,工程上沒有嚴格控制。而鋁板加工廠若僅考慮材料節(jié)約,降低制作安裝加勁肋的成本,加勁肋的布局、端面尺寸形狀就會出現(xiàn)不合理現(xiàn)象,也會使加勁肋達不到設計要求。
2加勁肋結構安裝要求
加勁肋的主要作用是分擔一部分幕墻鋁板板塊的外部荷載。鋁板板塊中部的荷載通過加勁肋傳遞給幕墻龍骨上,減少鋁板板塊的內(nèi)部應力,促使鋁板板塊不會因為外部荷載超過極限而變形、破壞,見圖1。
因此,鋁板加勁肋應按設計結構系統(tǒng)要求進行設計與制作。加勁肋的安裝完成尺寸應與鋁板板塊的彎邊安裝掛耳(或邊肋)尺寸一致,如果加勁肋的高度尺寸大于鋁板邊有效安裝尺寸,則鋁板安裝不到位,加勁肋與龍骨干涉;如果加勁肋的高度尺寸小于鋁板邊有效安裝尺寸,加勁肋與鋁板龍過不接觸,有一定的間隙,加勁肋不能直接傳遞外部荷載到龍骨上,加勁肋的作用不能得到充分的發(fā)揮。見圖2。
3.加勁肋與鋁板組裝要求
加勁肋與鋁板板塊的連接方式的不同,也會直接影響加勁肋的作用。由于加勁肋的計算按等彎矩原則化為等效均布荷載,加勁肋為固定邊支撐形式,因此,加勁肋與鋁板連接采用膠結比較好,符合計算形式。而目前鋁板加勁肋與鋁板的組裝基本上采用電栓釘固定。若嚴格地說,電栓釘固定加勁肋,當建筑幕墻外部荷載為負值時,加勁肋就不會是與鋁板等同受力了,不能按照等效均布荷載計算考慮了,見圖3.。
鋁板是靠周邊彎邊(或邊肋)與龍骨連接固定的,因此,鋁板加勁肋應該與鋁板彎邊(或邊肋)有可靠地連接固定。這樣不管幕墻的荷載方向如何,受力值正與負,加勁肋都能夠承擔一定的荷載并有效地傳遞到龍骨上,減少鋁板應力造成的變形與破壞。見圖4。