幕墻點式支承玻璃建筑中金屬連接件的簡化設(shè)計方法（下）

　　2·2　緊固件的簡化設(shè)計方法
　　根據(jù)式(1)和式(2)可以算出緊固件在受拉和受壓情況下屈服時的拉力和壓力(表4)。點式支承玻璃結(jié)構(gòu)中玻璃板的承載性能試驗[4]表明,四邊形雙層玻璃板的破壞荷載約為11·7~17·3kN,平均分布到四個角點約為2·9~4·3kN,四邊形單層玻璃板的破壞荷載約為13·0~20·0kN,平均分布到四個角點約為3·3~5·0kN。因此,緊固件相對于玻璃板的強度儲備是很大的(表4)。

　　1)等比例縮小
　　對于相同形狀的緊固件,受拉和受壓時的應(yīng)力集中系數(shù)是相同的,因此屈服時拉力和壓力的大小只與緊固件的尺寸有關(guān)。形狀相同、尺寸不同的緊固件屈服時的拉力和壓力的關(guān)系式如下:

T1/T2=Ae1/Ae2=η(3
N1/N2=Ae1/Ae2=η2(4
　　式中,η為緊固件間的尺寸比例。從上兩式可見,當(dāng)緊固件的所有尺寸等比例縮小時,其屈服時的拉力和壓力是按比例的平方縮小的。由于緊固件相對于玻璃板有很大的強度儲備,因此可適當(dāng)減小緊固件的屈服拉力和壓力,使其相對于玻璃板的強度儲備為1。根據(jù)以上分析,在滿足建筑造型基礎(chǔ)上通過等比例縮小緊固件來減少材料用量的方法是可行的。采用各種緊固件較小的強度儲備值計算得到的縮小比例見表5。但在實際工程中,緊固件的縮小還要考慮玻璃孔的直徑及建筑美學(xué)上的要求。

　　2)采用鋁合金材料
　　常用鋁合金材料LD30(CS)的抗拉、抗壓和抗彎強度設(shè)計值均為191·1MPa,重度為27kN/m3。如果緊固件采用這種鋁合金材料,根據(jù)式(1)和式(2)可以得到其屈服時的拉力和壓力及相對于玻璃的強度儲備(表6)。表6表明,采用鋁合金材料時,緊固件的承載力有一定程度的減小,但與玻璃板的強度儲備值仍然大于1,并且其重量僅為相同形狀和尺寸的合金鋼緊固件的34%。見采用鋁合金做緊固件材料是可行的,而且可根據(jù)強度儲備進一步減小尺寸。

上一頁123下一頁