干掛石材幕墻計算書

1、干掛石材幕墻設(shè)計計算書 基本參數(shù):XX地區(qū)基本風壓0.650kN/m2 抗震設(shè)防烈度7度 設(shè)計基本地震加速度0.10g .設(shè)計依據(jù): 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準 GB 50068-2001 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB 50009-2001(2006版) 建筑抗震設(shè)計規(guī)范 GB 50011-2001 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB 50010-2002 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB 50017-2003 混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程JGJ 145-2004 玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 JGJ 102-2003 建筑幕墻 JG 3035-1996 玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗標準 JGJ/T 139-2001 鋁合金建筑型材 基材

2、GB/T 5237.1-2004 鋁合金建筑型材 陽極氧化、著色型材 GB/T 5237.2-2004 緊固件機械性能 螺栓、螺釘和螺柱 GB/T 3098.1-2000 緊固件機械性能 螺母 粗牙螺紋 GB/T 3098.2-2000 緊固件機械性能 自攻螺釘 GB/T 3098.5-2000 緊固件機械性能 不銹鋼螺栓、螺釘和螺柱 GB/T 3098.6-2000 緊固件機械性能 不銹鋼螺母 GB/T 3098.15-2000 浮法玻璃 GB 11614-1999 鋼化玻璃 GB/T 9963-1998 幕墻用鋼化玻璃與半鋼化玻璃 GB 17841-1999 建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊 (第二版

3、) BKCADPM集成系統(tǒng)(BKCADPM2006版).基本計算公式: (1).場地類別劃分: 地面粗糙度可分為A、B、C、D四類： -A類指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)； -B類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)； -C類指有密集建筑群的城市市區(qū)； -D類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。 本工程按B類地區(qū)計算風荷載。(2).風荷載計算: 幕墻屬于薄壁外圍護構(gòu)件，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001(2006版)規(guī)定采用 風荷載計算公式: Wk=gz×s×z×W0 （7.1.1-2） 其中: Wk-垂直作用在幕墻表面上的風

4、荷載標準值(kN/m2)； gz-高度Z處的陣風系數(shù),按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001(2006版)第7.5.1條取定。 根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算:gz=K(1+2f) 其中K為地區(qū)粗糙度調(diào)整系數(shù)，f為脈動系數(shù)。經(jīng)化簡，得： A類場地: gz=0.92×1+35-0.072×(Z/10)-0.12 B類場地: gz=0.89×1+(Z/10)-0.16 C類場地: gz=0.85×1+350.108×(Z/10)-0.22 D類場地: gz=0.80×1+350.252×(Z/10)-0.30 z-風壓高度

5、變化系數(shù),按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001(2006版)第7.2.1條取定。 根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算: A類場地: z=1.379×(Z/10)0.24 B類場地: z=1.000×(Z/10)0.32 C類場地: z=0.616×(Z/10)0.44 D類場地: z=0.318×(Z/10)0.60 本工程屬于B類地區(qū),故z=1.000×(Z/10)0.32 s-風荷載體型系數(shù),按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001(2006版)第7.3.3條取為：-1.2 W0-基本風壓,按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001(

6、2006版)附表D.4給出的50年一遇的風壓采用，但不得小于0.3kN/m2，大連地區(qū)取為0.650kN/m2(3).地震作用計算: qEAk=E×max×GAK 其中: qEAk-水平地震作用標準值 E-動力放大系數(shù),按 5.0 取定 max-水平地震影響系數(shù)最大值，按相應(yīng)抗震設(shè)防烈度和設(shè)計基本地震加速度取定: max選擇可按JGJ102-2003中的表5.3.4進行。表5.3.4 水平地震影響系數(shù)最大值max抗震設(shè)防烈度6度7度8度max0.040.08(0.12)0.16(0.24)注:7、8度時括號內(nèi)數(shù)值分別用于設(shè)計基本地震速度為0.15g和0.30g的地區(qū)。 設(shè)計

7、基本地震加速度為0.05g，抗震設(shè)防烈度6度： max=0.04 設(shè)計基本地震加速度為0.10g，抗震設(shè)防烈度7度： max=0.08 設(shè)計基本地震加速度為0.15g，抗震設(shè)防烈度7度： max=0.12 設(shè)計基本地震加速度為0.20g，抗震設(shè)防烈度8度： max=0.16 設(shè)計基本地震加速度為0.30g，抗震設(shè)防烈度8度： max=0.24 設(shè)計基本地震加速度為0.40g，抗震設(shè)防烈度9度： max=0.32 大連設(shè)計基本地震加速度為0.10g，抗震設(shè)防烈度為7度，故取max=0.08 GAK-幕墻構(gòu)件的自重(N/m2)(4).作用效應(yīng)組合:一般規(guī)定，幕墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)按下列規(guī)定驗算承載力和撓度

8、： a.無地震作用效應(yīng)組合時，承載力應(yīng)符合下式要求： 0S R b.有地震作用效應(yīng)組合時，承載力應(yīng)符合下式要求： SE R/RE式中 S-荷載效應(yīng)按基本組合的設(shè)計值； SE-地震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)按基本組合的設(shè)計值； R-構(gòu)件抗力設(shè)計值； 0-結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù)，應(yīng)取不小于1.0； RE-結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)，應(yīng)取1.0； c.撓度應(yīng)符合下式要求： df df,lim df-構(gòu)件在風荷載標準值或永久荷載標準值作用下產(chǎn)生的撓度值； df,lim-構(gòu)件撓度限值； d.雙向受彎的桿件，兩個方向的撓度應(yīng)分別符合dfdf,lim的規(guī)定。幕墻構(gòu)件承載力極限狀態(tài)設(shè)計時，其作用效應(yīng)的組合應(yīng)符合下列規(guī)

9、定： 1 有地震作用效應(yīng)組合時，應(yīng)按下式進行： S=GSGK+wwSWK+EESEK 2 無地震作用效應(yīng)組合時，應(yīng)按下式進行： S=GSGK+wwSWK S-作用效應(yīng)組合的設(shè)計值； SGk-永久荷載效應(yīng)標準值； SWk-風荷載效應(yīng)標準值； SEk-地震作用效應(yīng)標準值； G-永久荷載分項系數(shù)； W-風荷載分項系數(shù)； E-地震作用分項系數(shù)； W-風荷載的組合值系數(shù)； E-地震作用的組合值系數(shù)； 進行幕墻構(gòu)件的承載力設(shè)計時，作用分項系數(shù)，按下列規(guī)定取值： 一般情況下，永久荷載、風荷載和地震作用的分項系數(shù)G、W、E應(yīng)分別取1.2、1.4和1.3； 當永久荷載的效應(yīng)起控制作用時，其分項系數(shù)G應(yīng)取1.35

10、；此時，參與組合的可變荷載效應(yīng)僅限于豎向荷載效應(yīng)； 當永久荷載的效應(yīng)對構(gòu)件利時，其分項系數(shù)G的取值不應(yīng)大于1.0。 可變作用的組合系數(shù)應(yīng)按下列規(guī)定采用： 一般情況下，風荷載的組合系數(shù)W應(yīng)取1.0，地震作用于的組合系數(shù)E應(yīng)取0.5。 對水平倒掛玻璃及框架，可不考慮地震作用效應(yīng)的組合，風荷載的組合系數(shù)W應(yīng)取1.0（永久荷載的效應(yīng)不起控制作用時）或0.6(永久荷載的效應(yīng)起控制作用時)。幕墻構(gòu)件的撓度驗算時，風荷載分項系數(shù)W和永久荷載分項系數(shù)均應(yīng)取1.0，且可不考慮作用效應(yīng)的組合。.材料力學性能: 材料力學性能，主要參考JGJ 102-2003 玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范。(1).玻璃的強度設(shè)計值應(yīng)按表5.

11、2.1的規(guī)定采用。表5.2.1 玻璃的強度設(shè)計值 fg(N/mm2)種 類厚度（mm）大 面?zhèn)?面普通玻璃528.019.5浮法玻璃51228.0 19.5151924.0 17.0 2020.0 14.0 鋼化玻璃51284.0 58.8151972.0 50.42059.0 41.3注：1. 夾層玻璃和中空玻璃的強度設(shè)計值可按所采用的玻璃類型確定；2. 當鋼化玻璃的強度標準達不到浮法玻璃強度標準值的3倍時，表中數(shù)值 應(yīng)根據(jù)實測結(jié)果予于調(diào)整；3. 半鋼化玻璃強度設(shè)計值可取浮法玻璃強度設(shè)計值的2倍。當半鋼化玻璃 的強度標準值達不到浮法玻璃強度標準值的2倍時，其設(shè)計值應(yīng)根據(jù)實 測結(jié)果予于調(diào)整；4

12、. 側(cè)面玻璃切割后的斷面，其寬度為玻璃厚度。(2).鋁合金型材的強度設(shè)計值應(yīng)按表5.2.2的規(guī)定采用。表5.2.2 鋁合金型材的強度設(shè)計值fa（N/mm2）鋁合金牌號狀 態(tài)壁厚（mm）強度設(shè)計值fa抗拉、抗壓抗剪局部承壓6061T4不區(qū)分85.5 49.6 133.0 T6不區(qū)分190.5 110.5 199.0 6063T5不區(qū)分85.5 49.6 120.0 T6不區(qū)分140.0 81.2 161.0 6063AT510124.4 72.2 150.0 10116.6 67.6 141.5 T610147.7 85.7 172.0 10140.0 81.2 163.0 (3).鋼材的強度設(shè)

13、計值應(yīng)按現(xiàn)行國家標準鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003的規(guī)定采用，也可按表5.2.3采用。表5.2.3 鋼材的強度設(shè)計值fs（N/mm2）鋼材牌號厚度或直徑d（mm）抗拉、抗壓、抗彎抗剪端面承壓Q235d1621512532516d4020512040d60200115Q345d1631018040016d3529517035d50265155注：表中厚度是指計算點的鋼材厚度；對軸心受力桿件是指截面中較厚鋼板的厚度.(4).玻璃幕墻材料的彈性模量可按表5.2.8的規(guī)定采用。表5.2.8 材料的彈性模量 E（N/mm2）材 料E玻 璃0.72105鋁合金0.70105鋼、不銹鋼2.06105

14、消除應(yīng)力的高強鋼絲2.05105不銹鋼絞線1.201051.50105高強鋼絞線1.95105鋼絲繩0.801051.00105 注：鋼絞線彈性模量可按實測值采用。(5).玻璃幕墻材料的泊松比可按表5.2.9的規(guī)定采用。表5.2.9 材料的泊松比材 料材 料玻璃0.20鋼、不銹鋼0.30鋁合金0.33高強鋼絲、鋼絞線0.30(6).玻璃幕墻材料的線膨脹系數(shù)可按表5.2.10的規(guī)定采用。表5.2.10 材料的線膨脹系數(shù)(1/)材料材料 玻璃0.80×10-51.00×10-5不銹鋼板1.80×10-5鋁合金2.35×10-5混凝土1.00×10-

15、5鋁材1.20×10-5砌磚體0.50×10-5(7).玻璃幕墻材料的重力密度標準值可按表5.3.1的規(guī)定采用。表5.3.1 材料的重力密度g（kN/m3)材料g材料g普通玻璃、夾層玻璃、鋼化玻璃、半鋼化玻璃25.6礦棉1.21.5玻璃棉0.51.0鋼材78.5巖棉0.52.5鋁合金28.0一、風荷載計算 標高為37.9m處風荷載計算(1). 風荷載標準值計算: W0:基本風壓 W0=0.65 kN/m2 gz: 37.9m高處陣風系數(shù)(按B類區(qū)計算) gz=0.89×1+(Z/10)-0.16=1.609 z: 37.9m高處風壓高度變化系數(shù)(按B類區(qū)計算):

16、(GB50009-2001(2006版) z=1.000×(Z/10)0.32 =1.000×(37.9/10)0.32=1.532 s:風荷載體型系數(shù) s=-1.20 Wk=gz×z×s×W0 (GB50009-2001(2006版) =1.609×1.532×1.2×0.650 =1.923 kN/m2(2). 風荷載設(shè)計值: W: 風荷載設(shè)計值(kN/m2) w: 風荷載作用效應(yīng)的分項系數(shù)：1.4 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001 3.2.5 規(guī)定采用 W=w×Wk=1.4×1.

17、923=2.692kN/m2二、板強度校核: 1.石材強度校核 用級石材，其抗彎強度標準值為：8.0N/mm2 石材抗彎強度設(shè)計值：3.70N/mm2 石材抗剪強度設(shè)計值：1.90N/mm2 校核依據(jù)：=3.700N/mm2 Ao: 石板短邊長：0.600m Bo: 石板長邊長：1.100m a: 計算石板抗彎所用短邊長度: 0.600m b: 計算石板抗彎所用長邊長度: 0.900m t: 石材厚度: 25.0mm GAK:石板自重=700.00N/mm2 m1: 四角支承板彎矩系數(shù), 按短邊與長邊的邊長比(a/b=0.667) 查表得: 0.1383 Wk: 風荷載標準值: 1.923kN

18、/m2 垂直于平面的分布水平地震作用: qEAk: 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用 (kN/m2) qEAk=5×max×GAK =5×0.080×700.000/1000 =0.280kN/m2 荷載組合設(shè)計值為： Sz=1.4×Wk+1.3×0.5×qEAk =2.874kN/m2 應(yīng)力設(shè)計值為： =6×m1×Sz×b2×103/t2 =6×0.1383×2.874×0.9002×103/25.02 =3.091N/mm2 3.091N/m

19、m23.700N/mm2 強度可以滿足要求 2.石材剪應(yīng)力校核 校核依據(jù): max :石板中產(chǎn)生的剪應(yīng)力設(shè)計值(N/mm2) n:一個連接邊上的掛鉤數(shù)量: 2 t:石板厚度: 25.0mm d:槽寬: 7.0mm s:槽底總長度: 60.0mm :系數(shù),取1.25 對邊開槽 =Sz×Ao×Bo××1000/n×(t-d)×s =1.098N/mm2 1.098N/mm21.900N/mm2 石材抗剪強度可以滿足 3.掛鉤剪應(yīng)力校核 校核依據(jù): max :掛鉤剪應(yīng)力設(shè)計值(N/mm2) Ap:掛鉤截面面積: 19.600mm2 n:一個

20、連接邊上的掛鉤數(shù)量: 2 對邊開槽 =Sz×Ao×Bo××1000/(2×n×Ap) =30.245N/mm2 30.245N/mm2125.000N/mm2 掛板抗剪強度可以滿足 三、幕墻立柱計算: 1. 荷載計算:(1)風荷載均布線荷載設(shè)計值(矩形分布) qw: 風荷載均布線荷載設(shè)計值(kN/m) W: 風荷載設(shè)計值: 2.692kN/m2 B: 幕墻分格寬: 1.000m qw=W×B =2.692×1.000 =2.692 kN/m(2)立柱彎矩: Mw: 風荷載作用下立柱彎矩(kN.m) qw: 風荷載均

21、布線荷載設(shè)計值: 2.692(kN/m) Hsjcg: 立柱計算跨度: 3.300m Mw=qw×Hsjcg2/8 =2.692×3.3002/8 =3.664 kN·m qEA: 地震作用設(shè)計值(KN/m2): 垂直于幕墻平面的均布水平地震作用標準值: qEAk: 垂直于幕墻平面的均布水平地震作用標準值 (kN/m2) qEAk=5×max×GAk =5×0.080×700.000/1000 =0.280 kN/m2 E: 幕墻地震作用分項系數(shù): 1.3 qEA=1.3×qEAk =1.3×0.280

22、=0.364 kN/m2 qE：水平地震作用均布線作用設(shè)計值(矩形分布) qE=qEA×B =0.364×1.000 =0.364 kN/m ME: 地震作用下立柱彎矩(kN·m): ME=qE×Hsjcg2/8 =0.364×3.3002/8 =0.495kN·m M: 幕墻立柱在風荷載和地震作用下產(chǎn)生彎矩(kN·m) 采用SW+0.5SE組合 M=Mw+0.5×ME =3.664+0.5×0.495 =3.912kN·m2. 選用立柱型材的截面特性: 立柱型材號: XC1HHH 選用的立柱材

23、料牌號:Q235 d<=16 型材強度設(shè)計值: 抗拉、抗壓215.000N/mm2 抗剪125.0N/mm2 型材彈性模量: E=2.10×105N/mm2 X軸慣性矩: Ix=101.000cm4 Y軸慣性矩: Iy=16.600cm4 立柱型材在彎矩作用方向凈截面抵抗矩: Wn=25.300cm3 立柱型材凈截面積: An=10.250cm2 立柱型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度: LT_x=6.000mm 立柱型材計算剪應(yīng)力處以上(或下)截面對中和軸的面積矩: Ss=37.400cm3 塑性發(fā)展系數(shù): =1.053. 幕墻立柱的強度計算: 校核依據(jù): N/An+M/(&

24、#215;Wn)a=215.0N/mm2(拉彎構(gòu)件) B: 幕墻分格寬: 1.000m 幕墻自重線荷載: Gk=700×B/1000 =700×1.000/1000 =0.700kN/m Nk: 立柱受力: Nk=Gk×L =0.700×3.300 =2.310kN N: 立柱受力設(shè)計值: rG: 結(jié)構(gòu)自重分項系數(shù): 1.2 N=1.2×Nk =1.2×2.310 =2.772kN : 立柱計算強度(N/mm2)(立柱為拉彎構(gòu)件) N: 立柱受力設(shè)計值: 2.772kN An: 立柱型材凈截面面積: 10.250cm2 M: 立柱彎矩

25、: 3.912kN·m Wn: 立柱在彎矩作用方向凈截面抵抗矩: 25.300cm3 : 塑性發(fā)展系數(shù): 1.05 =N×10/An+M×103/(1.05×Wn) =2.772×10/10.250+3.912×103/(1.05×25.300) =149.965N/mm2 149.965N/mm2 < a=215.0N/mm2 立柱強度可以滿足 4. 幕墻立柱的剛度計算: 校核依據(jù): dfL/250 df: 立柱最大撓度 df=5×qWk×Hsjcg4×1000/(384×2.

26、1×Ix)=14.000mm Du: 立柱最大撓度與其所在支承跨度(支點間的距離)比值: L: 立柱計算跨度: 3.300m Du=U/(L×1000) =14.000/(3.300×1000) =1/236 1/236 > 1/250 撓度不滿足要求！ 層間增加一支點，立柱計算跨度：1.65m 計算如下：校核依據(jù): dfL/250 df=5×qWk×Hsjcg4×1000/(384×2.1×Ix)=0.875mm Du: 立柱最大撓度與其所在支承跨度(支點間的距離)比值: L: 立柱計算跨度: 1.650m

27、 Du=U/(L×1000) =0.875/(1.650×1000) =1/1886 < 1/250 撓度可以滿足要求！5. 立柱抗剪計算: 校核依據(jù): max=125.0N/mm2(1)Qwk: 風荷載作用下剪力標準值(kN) Qwk=Wk×Hsjcg×B/2 =1.923×3.300×1.000/2 =3.173kN(2)Qw: 風荷載作用下剪力設(shè)計值(kN) Qw=1.4×Qwk =1.4×3.173 =4.442kN(3)QEk: 地震作用下剪力標準值(kN) QEk=qEAk×Hsjcg&

28、#215;B/2 =0.280×3.300×1.000/2 =0.462kN(4)QE: 地震作用下剪力設(shè)計值(kN) QE=1.3×QEk =1.3×0.462 =0.601kN(5)Q: 立柱所受剪力: 采用Qw+0.5QE組合 Q=Qw+0.5×QE =4.442+0.5×0.601 =4.743kN(6)立柱剪應(yīng)力: : 立柱剪應(yīng)力: Ss: 立柱型材計算剪應(yīng)力處以上(或下)截面對中和軸的面積矩: 37.400cm3 立柱型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度: LT_x=6.000mm Ix: 立柱型材截面慣性矩: 101.00

29、0cm4 =Q×Ss×100/(Ix×LT_x) =4.743×37.400×100/(101.000×6.000) =29.270N/mm2 =29.270N/mm2 < 125.0N/mm2 立柱抗剪強度可以滿足 四、立柱與主結(jié)構(gòu)連接 采用SG+SW+0.5SE組合 N1wk: 連接處風荷載總值(N): N1wk=Wk×B×Hsjcg×1000 =1.923×1.000×3.300×1000 =6345.9N 連接處風荷載設(shè)計值(N) : N1w=1.4×

30、N1wk =1.4×6345.9 =8884.26N N1Ek: 連接處地震作用(N): N1Ek=qEAk×B×Hsjcg×1000 =0.280×1.000×3.300×1000 =924.0N N1E: 連接處地震作用設(shè)計值(N): N1E=1.3×N1Ek =1.3×924.0 =1201.2N N1: 連接處水平總力(N): N1=N1w+0.5×N1E =8884.26+0.5×1201.2 =9484.86N N2: 連接處自重總值設(shè)計值(N): N2k=700×

31、;B×Hsjcg =700×1.000×3.300 =2310.0N N2: 連接處自重總值設(shè)計值(N): N2=1.2×N2k =1.2×2310.0 =2772.0N N: 連接處總合力(N): N=(N12+N22)0.5 =(9484.862+2772.0002)0.5 =9881.63N根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003 公式7.1.1-1、7.1.1-2和7.1.1-3計算 hf:角焊縫焊腳尺寸8.000mm L:角焊縫實際長度80.000mm he:角焊縫的計算厚度=0.7hf=5.6mm Lw:角焊縫的計算長度=L-2h

32、f=64.0mm fhf:角焊縫的強度設(shè)計值:120N/mm2 f:角焊縫的強度設(shè)計值增大系數(shù)，取值為:1.22 m:彎矩引起的應(yīng)力 m=6×M/(2×he×lw2×f) =35.88N/mm2 n:法向力引起的應(yīng)力 n =N/(2×he×Lw×f) =10.85N/mm2 :剪應(yīng)力 =V/(2×Hf×Lw) =2.71N/mm2 :總應(yīng)力 =(m+n)2+2)0.5 =46.81 =46.81N/mm2fhf=120N/mm2 焊縫強度可以滿足! 五、幕墻預(yù)埋件總截面面積計算 本工程預(yù)埋件受拉力和剪力

33、V: 剪力設(shè)計值: V=N2 =2772.0N N: 法向力設(shè)計值: N=N1 =9484.86N M: 彎矩設(shè)計值(N·mm): e2: 螺孔中心與錨板邊緣距離: 60.0mm M=V×e2 =2772.0×60.0 =166320.0N·mm Num1: 錨筋根數(shù): 4根 錨筋層數(shù): 2層 r: 錨筋層數(shù)影響系數(shù): 1.0 關(guān)于混凝土：強度等級C30 混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值:fc=14.300N/mm2 按現(xiàn)行國家標準混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB50010-2002 表4.1.4采用。 選用HPB 235錨筋 錨筋強度設(shè)計值:fy=210.000N/m

34、m2 d: 鋼筋直徑: 12.0mm v: 鋼筋受剪承載力系數(shù): v=(4.0-0.08×d)×(fc/fy)0.5 依據(jù)GB50010 10.9.1-5式計算 =(4.0-0.08×12.000)×(14.300/210.000)0.5 =0.8 因為v大于0.7，所以取v=0.7 t: 錨板厚度: 8.0mm b: 錨板彎曲變形折減系數(shù): b=0.6+0.25×(t/d) 依據(jù)GB50010 10.9.1-6式計算 =0.6+0.25×(8.0/12.000) =0.8 Z: 外層鋼筋中心線距離: 120.0mm As: 錨筋實際

35、總截面積: As=Num1××d2/4 =4.000×3.14×d2/4 =452.2mm2 錨筋的總截面積計算值: 依據(jù)GB50010 10.9.1-1和10.9.1-2等公式計算 As1=V/(r×v×fy)+N/(0.8×b×fy)+M/(1.3×r×b×fy×Z) =95.78mm2 As2=N/(0.8×b×fy)+M/(0.4×r×b×fy×Z) =91.20mm2 95.78mm2 < 452.2

36、mm2 91.20mm2 < 452.2mm2 4根12.000錨筋可以滿足要求! 錨板面積 A=25200.0 mm2 0.5fcA=180180.0 N N=9484.86N < 0.5fcA 錨板尺寸可以滿足要求! 六、幕墻預(yù)埋件焊縫計算 根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003 公式7.1.1-1、7.1.1-2和7.1.1-3計算 hf:角焊縫焊腳尺寸8.000mm L:角焊縫實際長度100.000mm he:角焊縫的計算厚度=0.7hf=5.6mm Lw:角焊縫的計算長度=L-2hf=84.0mm fhf:角焊縫的強度設(shè)計值:160N/mm2 f:角焊縫的強度設(shè)計值增

37、大系數(shù)，取值為:1.22 m:彎矩引起的應(yīng)力 m=6×M/(2×he×lw2×f) =10.350N/mm2 n:法向力引起的應(yīng)力 n =N/(2×he×Lw×f) =8.26N/mm2 :剪應(yīng)力 =V/(2×Hf×Lw) =2.063N/mm2 :總應(yīng)力 =(m+n)2+2)0.5 =18.724 =18.724N/mm2fhf=160N/mm2 焊縫強度可以滿足! 七、幕墻橫梁計算 1. 選用橫梁型材的截面特性: 選用型材號: XC5XF023 選用的橫梁材料牌號: Q235 d<=16 橫梁型

38、材抗剪強度設(shè)計值: 125.000N/mm2 橫梁型材抗彎強度設(shè)計值: 215.000N/mm2 橫梁型材彈性模量: E=2.05×105N/mm2 Mx橫梁繞截面X軸(平行于幕墻平面方向)的彎矩(N.mm) My橫梁繞截面Y軸(垂直于幕墻平面方向)的彎矩(N.mm) Wnx橫梁截面繞截面X軸(幕墻平面內(nèi)方向)的凈截面抵抗矩: Wnx=7.900cm3 Wny橫梁截面繞截面Y軸(垂直于幕墻平面方向)的凈截面抵抗矩: Wny=2.560cm3 型材截面積: A=4.800cm2 塑性發(fā)展系數(shù)，可取1.052. 幕墻橫梁的強度計算: 校核依據(jù): Mx/Wnx+My/Wnyf=215.0(

39、1)橫梁在自重作用下的彎矩(kN·m) 橫梁上分格高: 0.100m 橫梁下分格高: 0.600m H-橫梁受荷單元高(應(yīng)為上下分格高之和的一半): 0.350m l-橫梁跨度,l=1100mm GAk: 橫梁自重: 700 N/m2 Gk: 橫梁自重荷載線分布均布荷載標準值(kN/m): Gk=700×H/1000 =700×0.350/1000 =0.245kN/m G: 橫梁自重荷載線分布均布荷載設(shè)計值(kN/m) G=1.2×Gk =1.2×0.245 =0.294kN/m My: 橫梁在自重荷載作用下的彎矩(kN·m) My

40、=G×B2/8 =0.294×1.1002/8 =0.044kN·m(2)橫梁在風荷載作用下的彎矩(kN·m) 風荷載線分布最大集度標準值(梯形分布) qwk=Wk×H =1.923×0.350 =0.673KN/m 風荷載線分布最大集度設(shè)計值 qw=1.4×qwk =1.4×0.673 =0.942kN/m Mxw: 橫梁在風荷載作用下的彎矩(kN·m) Mxw=qw×B2×(3-H2/B2)/24 =0.942×1.1002×(3-0.3502/1.1002)/

41、24 =0.138kN·m(3)地震作用下橫梁彎矩 qEAk: 橫梁平面外地震作用: E: 動力放大系數(shù): 5 max: 地震影響系數(shù)最大值: 0.080 GAk: 幕墻構(gòu)件自重: 700 N/m2 qEAk=5×max×700/1000 =5×0.080×700/1000 =0.280kN/m2 qex: 水平地震作用最大集度標準值 B: 幕墻分格寬: 1.100m 水平地震作用最大集度標準值(梯形分布) qex=qEAk×H =0.280×0.350 =0.098KN/m qE: 水平地震作用最大集度設(shè)計值 E: 地震作

42、用分項系數(shù): 1.3 qE=1.3×qex =1.3×0.098 =0.127kN/m MxE: 地震作用下橫梁彎矩: MxE=qE×B2×(3-H2/B2)/24 =0.127×1.1002×(3-0.3502/1.1002)/24 =0.019kN·m(4)橫梁強度: : 橫梁計算強度(N/mm2): 采用SG+SW+0.5SE組合 Wnx: 橫梁截面繞截面X軸的凈截面抵抗矩: 7.900cm3 Wny: 橫梁截面繞截面Y軸的凈截面抵抗矩: 2.560cm3 : 塑性發(fā)展系數(shù): 1.05 =103×My/(1.

43、05×Wny)+103×Mxw/(1.05×Wnx)+0.5×103×MxE/(1.05×Wnx) =35.30N/mm2 35.30N/mm2 < a=215.0N/mm2 橫梁正應(yīng)力強度可以滿足 3. 幕墻橫梁的抗剪強度計算: 校核依據(jù): x=Vy×Sx/(Ix×tx)125.0N/mm2 校核依據(jù): y=Vx×Sy/(Iy×ty)125.0N/mm2 Vx-橫梁水平方向(X軸)的剪力設(shè)計值N； Vy-橫梁豎直方向(Y軸)的剪力設(shè)計值N； Sx-橫梁截面計算剪應(yīng)力處以上(或下)截面對中

44、性軸(X軸)的面積矩=11.412cm3； Sy-橫梁截面計算剪應(yīng)力處左邊(或右邊)截面對中性軸(Y軸)的面積矩=20.000cm3； Ix-橫梁繞截面X軸的毛截面慣性矩=11.210cm4； Iy-橫梁繞截面y軸的毛截面慣性矩=4.630cm4； tx-橫梁截面垂直于X軸腹板的截面總寬度=6.0mm； ty-橫梁截面垂直于Y軸腹板的截面總寬度=7.0mm； f-型材抗剪強度設(shè)計值=125.0N/mm2；(1)Qwk: 風荷載作用下橫梁剪力標準值(kN) Wk: 風荷載標準值: 1.923kN/m2 B: 幕墻分格寬: 1.100m 風荷載呈梯形分布時： Qwk=Wk×H×

45、B×(1-H/B/2)/2 =1.923×0.350×1.100×(1-0.350/(1.100×2)/2 =0.311kN(2)Qw: 風荷載作用下橫梁剪力設(shè)計值(kN) Qw=1.4×Qwk =1.4×0.311 =0.436kN(3)QEk: 地震作用下橫梁剪力標準值(kN) 地震作用呈梯形分布時： QEk=qEAk×H×B×(1-H/B/2)/2 =0.280×0.350×1.100×(1-0.350/(1.100×2)/2 =0.045kN(4)QE:地震作用下橫梁剪力設(shè)計值(kN) E: 地震作用分項系數(shù): 1.3 QE=1.3×QEk =1.3×0.045 =0.059kN(5)Vy: 橫梁豎直方向(y軸)的剪力設(shè)計值(kN): 采用Vy=Qw+0.5QE組合 Vy=Qw+0.5×QE =0.436+0.5×0.059 =0.4655kN(6)Vx: 橫梁水平方向(x軸)的剪力設(shè)計值(kN): V