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我国是石材幕墙的生产和使用大国，石材幕墙一
般采用天然石材，具有外形高贵典雅、耐冻和抗压性
能优越的特点而得到广泛的应用 [1]。随着建筑审美的
提升，幕墙施工技术的发展，越来越多的复杂造型出
现在石材幕墙上，因此石材幕墙的面板不再仅是均
匀的石板，而是出现了很多异形石材面板 [2]。但是，
JGJ 133—2001《金属与石材幕墙工程技术规范》 [3]，
进行石材幕墙抗震验算时，地震作用的等效均布荷载
如式（1）所示：
qEk=β Eαmax
A
（1）
式中： qEk为垂直于幕墙平面的分布水平地震作
用标准值； βE为动力放大系数； αmax 为水平地震影响
系数最大值； G 为幕墙构件包括板材和框架的重量；
A为面板构件的面积。
式（1）将地震作用转换为均匀分布的荷载进行
静力计算，方便抗震设计和验算。但从式（ 1）的本
质看，等效荷载是单位面积质量乘以地面运动的设计
加速度，在此基础上考虑结构的动力放大效应。因此，
式（1）适用于等厚度面板单元的等效地震作用，而
难以反映变厚度单元，单位面积质量随位置变化而导
致惯性力的非均匀性。幕墙单元常采用干挂技术安装
在主体结构上，如通槽式、短槽式、钢销式、背栓式
等 [4]。其中，背栓式在安全性、耐久性、可更换性、
抗震性、施工可操作性等具有较大的优势而得到广泛
应用 [5]。但从受力角度看，背栓式石材幕墙单元是通
过石材背后钻孔和背栓连接将荷载传递给主体结构。
对异形单元而言，由于水平和竖向荷载的非均匀分布
而易于导致石材在 钻孔处出现应力集中。此时钻孔周
围的岩石处于复杂应力状态 [6]，背栓开孔直径、深度
及石材厚度是影响孔边应力的主要因素，但目前还没
有明确考虑局部应力的石材安全评估方法。
针对异形石材幕墙单元安全性分析中存在的问
题，提出一种异形石材幕墙单元在地震作用下的计算
方法，将地震荷载的施加方式由原来的水平地震均布
异形背栓式石材幕墙安全性校核方法研究
王俊洋 1，张喜臣 1,2 ，郑秀春 1，樊继业 3
（1.建筑安全与环境国家重点实验室/中国建筑科学研究院有限公司，北京 100013；2.建科环能科技有限公司，北京 100013；
3.建研院检测中心有限公司，北京 100013）
［摘 要 ］ 随着施工技术的不断发展，石材幕墙逐步向构建多元化、造型复杂化方向发展，因此出现了
很多异形石材幕墙。为进行地震作用下异形石材幕墙的安全校核，提出基于加速度的等效荷载计算方法。
同时，为分析石材干挂施工时，背栓周围石材局部应力的影响，提出了采用最大剪应力和最大压应力进行
安全性校核的分析方法。在此基础上，以某一异形石材幕墙单元为例，进行了重力荷载、风荷载和地震荷
载作用下的安全校核，可供类似工程参考。
［关键词 ］ 异形石材幕墙；背栓式石材幕墙；地震作用；应力集中；有限元分析
［中图分类号］ TU 74 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 1001 -523X （2022 ）12-0093 -04
RESEARCH ON SAFETY CHECK METHOD OF SPECIAL-SHAPED BACKBOLT STONE
CURTAIN WALL
Wang Jun-yang, Zhang Xi-chen, Zheng Xiu-chun, Fan Ji-ye
［Abstract ］ With the continuous development of construction technology, stone curtain walls are gradually
developing to the direction of diversification and complex modeling, so there are many special-shaped stone curtain
walls. In order to check the safety of special-shaped stone curtain wall under earthquake action, a calculation method
of equivalent load based on acceleration is proposed. At the same time, in order to analyze the influence of the local
stress of
异形背栓式石材幕墙安全性校核方法研究（论文）.pdf
