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槽式预埋件在幕墙中的应用
2020年12月01日    阅读量:1443    新闻来源:中国建材网 cnprofit.com  |  投稿

【摘 要】 建筑幕墙的埋件分为预埋件和后补埋件两种,而预埋件通常又分为平板预埋件和槽式预埋件。对于槽式预埋件,我们是从上个世纪80年代随着建筑幕墙在我国飞速发展后才渐渐使用的,因此我们对它的掌握程度相对要少一些。本文就槽式预埋件组成、优缺点、埋设方式、受力状态及计算实例等方面,做一个粗浅的陈述中国建材网cnprofit.com

槽式预埋件在幕墙中的应用 中国建材网,cnprofit.com

1前言


建筑幕墙的埋件分为预埋件和后补埋件两种,而预埋件通常又分为平板预埋件和槽式预埋件。平板预埋件在我国的建筑史上已经应用了很多年,无论从生产工艺方面还是从受力分析方面都有着相当成熟的经验。关于平板埋件的书籍和国家标准也很多,然而,对于槽式预埋件,我们 是从上个世纪80年代随着建筑幕墙在我国飞速发展后才渐渐使用的,因此我们对它的掌握程度相对要少一些,到目前为止,国家还没有出台针对于槽式预埋件的国家标准。

本文就槽式预埋件组成、优缺点、埋设方 式、受力状态及计算实例等方面,做一个粗浅的陈述,希望能给从事幕墙设计的同仁们提供一些参考。



2槽式预埋件的组成


槽式预埋件是由特殊形状的槽钢和锚筋两部分组成,锚筋通过焊接或铆接的形式同槽钢连接。


我们幕墙施工常用到的槽式预埋件的长度为300mm,锚筋长度为 100mm或60mm。槽式预埋件的抗拉承载力一般为100KN左右,抗剪承 载力为70KN左右,为了施工的安全性考虑,我们取3倍的安全系数, 即抗拉承载力的设计值为32KN,抗剪承载力设计值为23KN。


3  槽式预埋件与平板式预埋件的优缺点对比



槽式预埋件为近些年来幕墙施工中大量采用的一种埋件形式,由于其与平板式预埋件相比有较多的优点,因此,槽式预埋件在幕墙中的使用量有逐年增多的趋势。下面就槽式预埋件的优缺点进行一下说明。


(一)槽式预埋件与平板预埋件相比的优点


(1)从生产加工角度比较

  

槽式预埋件的加工工艺简单,质量检验方便。加工一个槽式预埋件共分四道工序,具体如下①槽钢下料,②锚筋下料,③铆接(或焊接)锚筋④表面防腐处理,加工一个这样的槽式预埋件大概用时5 分钟左右。而加工平板式预埋件的工序与槽式预埋件的工序相同,但是每道工序的用时都要比槽式预埋件长,平均加工一个平板式预埋件大概用时20分钟左右,因此槽式预埋件的加工效率要比平板预埋件高3倍左右。


(2) 从经济性角度比较


槽式预埋件价格便宜,节省工程造价。一个槽式预埋件的重量大概是2公斤左右,外加两个T型螺栓,一套槽式预埋件的价格大概为25元左右。而一个平板预埋件的重量大概为6公斤左右,一个平板 预埋件的价格大概为60元左右,因此槽式预埋件的价格要比平板预 埋件的价格节省1/2以上。


(3) 从施工的难易角度比较


槽式预埋件体积小,施工非常方便。槽式预埋件的锚筋只有一排,槽式预埋件的槽钢体积较小,不容易与主体结构的钢筋发生干涉,施工周期较短,能大大提高施工进度。而平预埋件所站的体积大,锚筋一般为两排两列布置,非常容易与主体结构的主筋发生干涉,由于施工工人不是非常清楚主筋的重要性,偶尔会为了埋设平板预埋件而把主体结构的主筋锯断,这样就会对建筑埋下安全隐患。另外,由于槽式预埋件的体积小,当主体结构为一较薄的板式结构 时,只能采用槽式预埋件而不能采用平板预埋件。


(4) 从是否方便幕墙龙骨的安装角度比较


槽式预埋件与幕墙龙骨的转接件采用T型螺栓连接,现场不需要焊接,安装非常方便。槽式预埋件是通过在其槽口内能够自由水平滑动的T型螺栓与幕墙龙骨转接件相连接,与T型螺栓连接的幕墙转接件在竖直方向上开长圆孔,幕墙转接件与幕墙龙骨连接的位置开垂直于幕墙面方向的长圆孔,这样就实现了幕墙龙骨安装的三维调整,安装非常方便,如下图二所示。平板预埋件也能实现三维调整,但是调整完之后需要焊接来固定,一方面为现场施工增大了难度,另一方面也增大了发生火灾的可能性。


(二)槽式预埋件与平板预埋件相比的缺点


槽式预埋件与平板预埋件相比,最为明显的缺点就是槽式预埋件的承载能力要比平板预埋件小很多,我们在上文已经提到,槽式预埋件的抗拉承载力设计值为32KN,抗剪承载力设计值为23KN,而平板预埋件的抗拉承载力设计值为140KN,抗剪承载力为55KN左右。因此当幕墙的跨度较大时或者幕墙面离结构面较远时,槽式预埋件就不合适了,只能选择平板预埋件。


4槽式预埋件的埋设形式



槽式预埋件的埋设形式大体上可分为两种,一种为主体立面放置, 另一种为主体楼面放置,下面对这两种形式分别给予介绍。


(一)主体立面放置


主体立面放置,即槽式预埋件埋设在主体结构的立面上,这种埋设方式是幕墙中最常见的一种埋设方式。其特点 是施工方便,适应性强,受力合理。几乎适用于所有的框架式幕墙的施工。但是当幕墙的放尺尺寸较小时,这种埋设 方式就不适用了。具体的埋设形式如图三所示。


(二)主体楼面放置


主体楼面放置,即槽式预埋件埋设在楼板上,这种埋设方式在单元式幕墙中非常常见,因为埋件埋设在楼板上,在进行单元幕墙的施工调整时非常方便。另外,当幕墙的放尺尺寸较小时,也只能采用这种埋设方式。具体埋设形式如图四所示。


5槽式预埋件的受力状态



由于槽式预埋件的埋设方式通常为以上两种形式,那么它的受力状态也通常分为两种形式,下面就这两种形式分别给予介绍。


(一)主体立面放置槽式预埋件的受力状态


主体立面放置的槽式预埋件其承载力应满足下式要求:

抗拉承载力应满足式(1)的要求

F=T+G*B/A≤[f]------------------------(1)

式中

F——槽式预埋件实际所承受的拉力设计值,KN;

T——幕墙传递给槽式预埋件的拉力设计值,KN;

G——幕墙的重力荷载设计值,KN;

A——槽式预埋件中心到幕墙转接件边缘的距离,m;

B——幕墙重力作用点到结构面的距离,m;

[f]——槽式预埋件的抗拉强度许用值,KN。

抗剪承载力应满足式(2)的要求

V=G≤[V]-----------------------------(2)

式中

V——槽式预埋件实际所承受的剪力设计值,KN;

G——幕墙的重力荷载设计值,KN;

[V]——槽式预埋件的抗剪强度许用值,KN。

槽式预埋件的受力状态图,如图五所示。


(二)主体楼面放置槽式预埋件的受力状态


主体楼面放置的槽式预埋件其承载 力应满足下式要求:

抗拉承载力应满足式(3)的要求

F=G*(C-D)/D≤[f]---------------------------------(3)

式中

F——槽式预埋件实际所承受的拉力设计值,KN;

G——幕墙的重力荷载设计值,KN;

C——幕墙重力作用点到槽式预埋件中心的距离,m;

D——槽式预埋件中心到楼板边缘的距离,m;

[f]——槽式预埋件的抗拉强度许用值,KN。

抗剪承载力应满足式(4)的要求

V=T≤[V]---------------- -------------(4)

式中

V——槽式预埋件实际所承受的剪力设计值,KN;

T——幕墙传递给槽式预埋件的剪力设计值,KN;

[V]——槽式预埋件的抗剪强度许用值,KN。

槽式预埋件的受力状态图,如图六所示。



6槽式预埋件的计算实例



【例题一】位于北京市朝阳区八里庄附近某一玻璃幕墙工程,本工程的最不利标高为100米,层间高度为H=3.6米,分格宽度为B=1.2 米,玻璃采用6+12A+6mm双钢化中空玻璃。幕墙所在地区的地面粗糙度为C类,风荷载按照50年一遇考虑。此工程采用槽式预埋件,埋件的布置形式及相关尺寸见图七所示,请验算本工程采用槽式预埋件是否安全?


【解】根据已知条件,再根据《建筑结构荷载规范》、《建筑抗震设计规范》及《玻璃幕墙工程技术规范》结合本文(1)及(2)的公司,具体计算如下:


F=T+G*B/A≤[f]-----(1) V=G≤[V]--------(2)

式中

F——槽式预埋件实际所承受的拉力设计值,KN;

T——幕墙传递给槽式预埋件的拉力设计值,KN;

T=(W+EQ)*B*H

=(1.4x2.448+1.3x0.5x0.27)x1.2x3.6=15.56KN

G——幕墙的重力荷载设计值,KN;G=1.6KN

A——槽式预埋件中心到幕墙转接件边缘的距离,m;

A=60mm=0.06m

B——幕墙重力作用点到结构面的距离,m;

B=100mm=0.1m

[f]——槽式预埋件的抗拉强度许用值,KN;

[f]=32KN

[V]——槽式预埋件的抗剪强度许用值,KN。

[V]=23KN

把上面的数据带入公式(1)得:

F=T+G*B/A=15.56+1.6x0.1/0.06=18.23KN≤[f]=32KN,因此抗拉承载力满足要求!

把上面的数据带入公式(2)得:V=G=1.6≤[V]=23KN,因此抗剪承载力满足要求!


综上所述,本工程采用槽式预埋件主体立面放置是安全的!


【例题二】本例题的荷载条件【例题一】相同,所不同的是,槽式预埋件主体楼面放置,埋件的布置形式及相关尺寸见图八所示,请验算本工程采用槽式预埋件是否安全?


【解】根据已知条件,再根据《建筑结构荷载规范》、《建筑抗震设计规范》及《玻璃幕墙工程技术规范》结合本文(3)及(4)的公司,具体计算如下:


F=G*(C-D)/D≤[f]-----(3) V=T≤[V]--------(4)

式中

F——槽式预埋件实际所承受的拉力设计值,KN;

T——幕墙传递给槽式预埋件的剪力设计值,KN;

T=15.56KN

G——幕墙的重力荷载设计值,KN;G=1.6KN

C——幕墙重力作用点到槽式预埋件中心的距离,m;

C=210mm=0.21m

D——槽式预埋件中心到楼板边缘的距离,m;

D=140mm=0.14m

[f]——槽式预埋件的抗拉强度许用值,KN;

[f]=32KN

[V]——槽式预埋件的抗剪强度许用值,KN。

[V]=23KN

把上面的数据带入公式(3)得:

F=G*(C-D)/D≤[f]=1.6x(0.21-0.14)/0.14=0.8KN≤[f]=32KN, 因此抗拉承载力满足要求!

把上面的数据带入公式(4)得:

V=T=15.56≤[V]=23KN,因此抗剪承载力满足要求!


综上所述,本工程采用槽式预埋件主体楼面放置是安全的!


比较【例题一】和【例题二】可以得出这样的结论,当埋件主体立面放置时,埋件所承受的拉力较大,剪力较小;当埋件主体楼面放置时,埋件所承受的剪力较大,拉力较小。


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