3.2.2 背栓拉拔力:单个背栓所承受的支座反力:N=1420(N)分项系数取2.5,背栓拉拔力设计值应不小于N*=1420x2.5=3550(N),从背栓厂家的参考资料看,M8、锚深24mm的背栓抗拔力:干燥状态下最小值为6570N、浸水状态下最小值为4065N。 满足要求!
3.2.3 成本分析:经过计算单价约2200元/m2 。
4、C版方案设计分析
在深化设计第一版方案完成后,建设方组织召开了一次专家论证会,专家组提出了如下主要意见:
1) 方案基本可行,但需完善相关试验。
2) 面板及背栓拉拔的材料分项系数提高到2.85(总安全度为4.0)。
3) 适当加大每组两个背栓之间的间距,并做共同受力试验。
4) 由于承载能力富余量不是太大,建议减小石材分格尺寸。
5) 45mm厚石材较重,风险大,建议高处改用石材蜂窝板或其它品种面板。
根据专家组的意见,组织进行了相关试验,通过对试验结果进行分析,水饱和状态下面板的弯曲强度标准值仅为6.0MPa,B版方案的安全度富余量较小。并考虑到经济性等因素,结合建设方要求,向设计院和幕墙顾问公司提出将石材分格减小,并最终形成C版方案,参见图11:
4.1 C版方案主要措施及技术参数;
4.1.1 分格尺寸改为750*1200,改小分格能有效降低面板的弯曲应力及背栓拉拔力。
4.1.2 石材面板厚度改为40mm,适当减小了外墙总重量。
4.1.3 石材六面防水、背面满贴无纺布,提高长期使用安全性。
4.1.4 每块面板使用4组背栓,每组为单个共4个M8*44背栓,锚深24mm,提高可靠性。
4.2 C版方案计算结果分析;
根据“广东省建设工程质量安全监督检测总站”《投行大厦石材检测报告》和《石材挂装强度检测报告》对石灰石弯曲强度及背栓连接拉拔力检测结果,本项目采用的石灰石材料在水饱和状态下的弯曲强度标准值为6.0MPa,水饱和状态下的背栓拉拔力最小值为7880N,材料分项系数按2.85考虑,C版方案计算结果分析如下:
4.2.1 面板强度:
最大应力бmax=1.4759(N/mm2)≤f=6.0/2.85=2.10(N/mm2)
最大剪应力τmax=0.9209(N/mm2)≤fτ=1.05(N/mm2) 均满足要求!
4.2.2 背栓强度:
背栓在负风压作用下抗拉承载力Nt=1283.749(N)≤Nmax=7880/2.85=2764.9(N)
背栓抗拉强度бmax背栓=35.0874(N/mm2)≤fσs=280(N/mm2)
背栓抗剪强度τmax背栓=16.5304(N/mm2)≤fτs=265(N/mm2) 均满足要求!
4.2.3 成本分析:经过计算单价约1750元/m2 。
5、方案对比分析
以上各阶段的三个设计方案对比分析列表如下:(根据试验结果,面板弯曲强度标准值按6.0MPa、背栓拉拔力按7880N考虑)
6、小结
根据以上三个方案的计算分析,无论从安全性和经济性,C版方案相比之下是最好的,也是我们最终实施的方案。