某綜合服務(wù)中心籃球場(chǎng)花崗巖雨篦子受彎破壞理論研究

【摘要】本文以某籃球場(chǎng)邊花崗巖雨水篦子為例，研究花崗巖壓彎破壞時(shí)的集中力的與花崗巖石材厚度、跨度的關(guān)系，為花崗巖石材設(shè)計(jì)提供一些參考建議。

【關(guān)鍵詞】花崗巖雨篦子;集中力;壓彎破壞;厚度;跨度

【中圖分類號(hào)】TU323.4

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

花崗巖石材作為天然酸性石材，廣泛應(yīng)用于室外硬質(zhì)鋪裝、雨水篦子等，花崗巖的受壓性能良好，但是受彎性能較差，且目前對(duì)花崗巖受彎性能與石材規(guī)格研究較少，本文以花崗巖雨篦子為例研究花崗巖受彎性能。

1、案例簡(jiǎn)介

1.1 結(jié)構(gòu)形式

本文以某籃球場(chǎng)排水明溝為研究對(duì)象，排水明溝寬度為300mm、深300mm，上側(cè)由花崗巖雨水篦子覆蓋，雨水篦子規(guī)格為300mm×450mm×30mm，將雨篦子簡(jiǎn)化為單向板。

2、受力分析

2.1 材料性能

花崗巖在力學(xué)、熱學(xué)性質(zhì)等方面，構(gòu)造致密、強(qiáng)度大、密度大、吸水率極低、質(zhì)地堅(jiān)硬、耐磨，屬酸性硬石材。主要物理力學(xué)性能見(jiàn)表1.

2.2 模型簡(jiǎn)化

假設(shè)花崗巖雨水篦子受力模型為簡(jiǎn)支梁，受力破壞時(shí)，該模型受自重荷載和集中荷載作用，考慮最危險(xiǎn)受力狀態(tài)為跨中作用荷載時(shí)，受力計(jì)算如下圖1、圖2：

1）均布荷載作用下，花崗巖沿跨度方向均布荷載：q=a×h×ρ0，跨中最大彎矩：

2）集中荷載作用下，跨中最大彎矩：

3）跨中截面總彎矩：

2.3 截面受力

計(jì)算中作如下假定：1）花崗巖截面符合應(yīng)變平截面假定;2）石材為拉壓各向同性線彈性材料，忽略各向異性對(duì)受彎性能影響;3）石材破壞為受拉區(qū)達(dá)到材料抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;4）中性軸位于截面中心【2】。當(dāng)受拉截面邊緣受力達(dá)到花崗巖材料彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)值frb，則截面承受最大彎矩：

2.4 最大集中力計(jì)算

根據(jù)構(gòu)件破壞平衡公式：R≥S ，即 Ma ≥Mz，

結(jié)論：

經(jīng)過(guò)對(duì)比分析可知，1）當(dāng)石材跨度不變時(shí)，不同的石材厚度與最大允許集中力荷載呈二次函數(shù)關(guān)系，厚度越大允許最大集中力越大。2）當(dāng)石材厚度不變時(shí)，石材跨度與最大允許集中力荷載為混合函數(shù)關(guān)系，跨度增大允許最大集中力變小。3）根據(jù)集中作用力公式可以求出不同規(guī)格石材可以承受的集中力。

參考文獻(xiàn)：

[1]JGJ133-2001《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》

[2]GB/T21086-2007《建筑幕墻》

[3]GB/T18601-2009《天然花崗石建筑板材》

[4]《花崗巖石樓板的受彎性能試驗(yàn)》華僑大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）Vol.33 No.2

作者簡(jiǎn)介：

李鴻運(yùn)（1987-），男，漢，河南開(kāi)封，土地工程初級(jí)工程師，碩士研究生，陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司渭南分公司，土地市場(chǎng)綜合開(kāi)發(fā)研究。