(1)一般规定
1)外叶墙板不宜小于50mm。
2)为了保证拉结件在混凝土中的锚固可靠,布置时拉结件距墙板边缘尺寸不宜小于150mm,不应小于100mm,为了满足防火要求,距离门窗洞口的尺寸不应小于150mm,拉结件之间的距离不应小于200mm。当个别保温拉结件位置与受力钢筋、灌浆套筒、承重预埋件相碰时,允许把拉结件偏移50~100mm。
3)保温板很薄时,拉结件的垂直挠度很小,拉结件布置间距往往由使用工况的抗剪力和生产脱模工况的锚固抗拔力起决定作用。
4)保温板很厚时,布置间距往往由使用工况下拉结件的挠度变形起控制作用,此时拉结件布置很密,受力不起控制作用。
5)防火性能应按非承重外墙的要求执行,当夹心保温材料的燃烧性能等级为B1、B2级时,内外叶墙板应采用不燃材料,且不应小于50mm。
6)三明治外墙板外叶墙板在使用过程中平面外风荷载起控制作用。按《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)规定计算。
7)三明治外墙板外叶墙板在脱模过程中平面外受重力荷载和平台吸附作用,可取重力荷载作用的1.2~1.5倍。
(2)外叶墙板受力计算
1)计算简图。
外叶板相当于以拉结件为支撑的无梁板。
2)荷载与作用。外叶板的荷载与作用包括自重、风荷载、地震作用、温度作用。
①外叶板自重荷载:外叶板自重荷载平行于板面,在设计拉结件时需要考虑,在设计计算外叶板时不用考虑。
②外叶板温度应力:外叶板与内叶板或柱梁同样的混凝土,热膨胀系数一样,但由于有保温层隔离,存在温差,温度变形不一样,由此会形成温度应力。
③风荷载:风荷载垂直于板面,是外叶板结构合计的主要荷载。
④地震作用:垂直于板面的地震作用,外叶板设计时需要考虑;平行于板面的地震作用,外叶板设计时不用考虑,拉结件结构设计时需要考虑。
⑤作用组合:计算外叶板和拉结件时,进行不同的作用组合。
3)内力计算。外叶板按无梁板计算,计算方法采用“等代梁经验系数法”,该方法以板系理论和试验结果为依据,把无梁板简化为连续梁进行计算。即按照多跨连续梁公式计算内力。
“等代梁经验系数法”将支点支座视为在一个方向上连续的支座,这与实际不符,所以需进行调整,调整的方法是将板分为支座板带和跨中板带,支座板带负担内力多一些(图10-45)。
图10-45 等代梁支座板带与跨中板带
支座板带和跨中板带都按照1/2跨度考虑,内力分配系数见表10-8。
表10-8 内力分配系数
4)配筋复核。计算外叶板内力后,可以对外叶板进行配筋设计。
(3)拉结件结构设计
1)作用分析。拉结件的荷载与作用包括外叶板重力、风荷载、地震作用、温度作用、脱模荷载和吊装荷载等。
①外叶板重力。外叶板重力是拉结件的主要荷载。包括传递给拉结件的剪力、弯矩和由于偏心形成的拉力(或压力)。
②风荷载。风荷载对拉结件的作用为拉力(风吸力时)和压力(风压力时)。(www.daowen.com)
③地震作用。平行于板面和垂直于板面的地震作用对拉结件产生不同方向的剪力和弯矩。
④温度作用。外叶板与内叶板的变形差对拉结件的作用而形成弯矩。
⑤脱模荷载。脱模荷载,即外叶板的重力加上模具的吸附力对拉结件形成拉力。
⑥翻转、吊装荷载。翻转或吊装时,外叶板的重力乘以动力系数对拉结件形成拉力。
2)拉结件锚固。拉结件在混凝土中的锚固设计没有规范可循,锚固方式与构造依据拉结件厂家的试验结果确定。结构设计师在选用拉结件时,应提供给厂家拉结件设计作用组合值,由厂家提供相应的拉结件设计。结构设计师应审核拉结件厂家提供的试验数据和结构计算书,并在图样中要求PC工厂进行试验验证。PC工厂在进行锚固试验时,混凝土强度应当是构件脱模时的强度,这时拉结件锚固最弱。
3)拉结件承载力和变形验算。
①拉结件的承载能力和变形主要以拉结件厂家的试验数据和经验公式为依据进行验算,设计要求PC工厂进行试验验证。拉结件所用材质不是通用建筑材料,其物理力学性能,如抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度、弹性模量等,都应当由工厂提供。
②计算简图。拉结件计算简图可视为两端嵌固。直杆式拉结件为两端嵌固杆。
树脂类拉结件断面沿长度是变化的,材质也是变化的。按各项均质等截面杆件计算有些勉强,计算只是一种参考,还是应强调PC工厂进行试验验证。
③拉结件验算内容。拉结件需要验算的内容为:剪切、拉力、剪切加受拉(或受压)、受弯、挠度。
④承载能力验算。拉结件所承受的剪力、拉力、弯矩,分别小于拉结件的允许剪力、拉力和弯矩,受力简图如图10-46所示。
图10-46 保温拉结件受力分析图
1—内叶墙板 2—保温连接杆
当同时承受拉力和剪力时
(Vs/Vt+Ps/Pt)≤1 (10-12)
式中 Vs——拉结件承受的剪力;
Vt——拉结件允许剪力(根据试验得到);
Ps——拉结件承受的拉力;
Pt——拉结件允许拉力(根据试验得到)。
变形计算:
Δ=Qgd3a/12EAIA (10-13)
式中 Δ——垂直荷载作用下,拉结件悬臂端的挠度值;
Qg——作用在单个拉结件悬臂端外叶墙自重荷载;
da——拉结件的悬臂端长度;
EA——拉结件的弹性模量;
IA——单个拉结件的截面惯性矩。
拉结件承载能力的安全系数应不小于4.0。
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