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在幕墻的設計中,需要根據石材的尺寸、色彩、材質等因素繪制出詳細的結構詳圖,然后按照相關設計規范完成相關節點的抗震、抗壓及其他相關參數的力學驗算,保證石材幕墻應用的安全性和穩定性。常規上在石材的選擇上應根據石材幕墻在室內和室外的特點,按照立面圖和各個節點的詳圖,針對其強度、吸水率和抗震水平等各種參數,進行力學計算來確定石材的選取,應優先考慮石材產品的特征、顏色、物理性能以及紋理等性質,同時結合幕墻的分格形式、建筑造價、設計布局等要求到達建筑物整體設計效果最佳的石材。

在高層幕墻設計中,對于石材幕墻相關節點的力學性能計算中,需要結合幕墻設計的結構方式、連接方式、材料性質以及國家行業行為標準的要求完成幕墻體系的力學計算。其中主要可以分為以下幾個方面:

(1)承受荷載的確定。通常,在確定荷載時,需要考慮石材自重、風荷載、地震荷載、以及其他荷載形式,保持結構荷載的有效傳遞,對于不確定荷載,可以根據國家標準推算以及模擬試驗來確定。

(2)石材受力計算。在計算石材受力之前,需要確定石材的荷載形式及石材的干掛方式,從而確定石材幕墻的計算模型,對石材幕墻的承重方式、安全性等做出計算。此外,還需要對石材自身的應力做出分析,其中包括石材的物理性能及各項指標,根據不同的石材特性安全系數完成計算。

(3)石材的抗彎、抗剪性驗算。對于各向異性的石材,石材幕墻相關板塊的受彎驗算可以分為兩種情況,一是石材板塊中發生最大彎曲應力的點在另一方向上的應力為零,只要此最大應力小于對應方向上的石材允許應力則石材板塊自身的抗彎性能滿足要求,反之則不滿足。二是石材板塊中發生最大彎曲應力的點在另一方向上的應力不為零,則驗算時也應該同時考慮此應力。這時可以應用內摩擦理論進行驗算。對石材的抗剪性驗算時,需要根據石材的計算厚度、孔深度等參數進行驗算。