牙科醫(yī)院能力提升項目設(shè)計計算書-幕墻計算書

牙科醫(yī)院能力提升項目設(shè)計計算書目錄TOC\o"1-3"\h\z15978石材幕墻設(shè)計計算書 基本參數(shù)幕墻所在地區(qū)重慶地區(qū)；地面粗糙度分類等級幕墻屬于外圍護構(gòu)件，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)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)；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)；依照上面分類標(biāo)準(zhǔn)，本工程按C類地形考慮。抗震設(shè)防按《建筑與市政工程抗震通用規(guī)范》GB55002-2021，建筑工程應(yīng)分為以下四個抗震設(shè)防類別：1.特殊設(shè)防類：應(yīng)為使用上有特殊要求的設(shè)施，涉及國家公共安全的重大建筑與市政工程和地震時可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害等特別重大災(zāi)害后果，需要進行特殊設(shè)防的建筑與市政工程，簡稱甲類；2.重點設(shè)防類：指地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的生命線相關(guān)建筑與市政工程，以及地震時可能導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害后果，需要提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的建筑與市政工程，簡稱乙類；3.標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類：指大量的除1、2、4款以外按標(biāo)準(zhǔn)要求進行設(shè)防的建筑與市政工程，簡稱丙類；4.適度設(shè)防類：指使用上人員稀少且震損不致產(chǎn)生次生災(zāi)害，允許在一定條件下適度降低要求的建筑與市政工程，簡稱丁類；在圍護結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計計算中：1.特殊設(shè)防類，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求加強其抗震措施；但抗震設(shè)防烈度為9度時應(yīng)按比9度更高的要求采取抗震措施。同時，應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評價的結(jié)果且高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求確定其地震作用；2.重點設(shè)防類，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的要求加強其抗震措施；但抗震設(shè)防烈度為9度時應(yīng)按比9度更高的要求采取抗震措施同時，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用；3.標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用；4.適度設(shè)防類，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用；根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010(2016年版)及《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306-2015的要求，本工程所在地重慶地區(qū)地震基本烈度為：6度，地震動峰值加速度為0.05g，由于本工程是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，因此實際抗震計算中的水平地震影響系數(shù)最大值應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度選取，也就是取：αmaxⅡ=0.04；本工程場地類型為：Ⅱ類場地，查表E.1[GB18306-2015]，場地地震動峰值加速度調(diào)整系數(shù)Fa=1；因此：αmax=Fa×αmaxⅡ=1×0.04=0.04幕墻承受荷載計算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計算方法幕墻屬于外圍護構(gòu)件，按《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》GB55001-2021及《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)計算：wk=βK1K2μzμs1w0……4.6.1[GB55001-2021]上式中：wk：作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；z：計算點標(biāo)高：9.2m；μz：風(fēng)壓高度變化系數(shù)；根據(jù)不同場地類型,按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》條文說明部分8.2.1提供的公式計算：A類場地：μzA=1.284×(z/10)0.24B類場地：μzB=1.000×(z/10)0.30C類場地：μzC=0.544×(z/10)0.44D類場地：μzD=0.262×(z/10)0.60公式中的截斷高度和梯度高度與計算陣風(fēng)系數(shù)時相同，也就是：對A類場地：當(dāng)z>300m時，取z=300m，當(dāng)z<5m時，取z=5m；對B類場地：當(dāng)z>350m時，取z=350m，當(dāng)z<10m時，取z=10m；對C類場地：當(dāng)z>450m時，取z=450m，當(dāng)z<15m時，取z=15m；對D類場地：當(dāng)z>550m時，取z=550m，當(dāng)z<30m時，取z=30m；對于C類地形，9.2m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)：μz=0.544×(15/10)0.44=0.6502K1：地形修正系數(shù)，按規(guī)范4.6.6[GB55001-2021]取：1.對山峰和山坡等地形，應(yīng)根據(jù)山坡全高、坡度和建筑物計算位置離建筑物地面的高度確定地形修正系數(shù)，其值不應(yīng)小于1.0；2.對于山間盆地、谷地等閉塞地形，地形修正系數(shù)不應(yīng)小于0.75；3.對于與風(fēng)向一致的谷口、山口。地形修正系數(shù)不應(yīng)小于1.2；4.其它情況，應(yīng)取1.0.綜上所述，本工程取：K1=1K2：風(fēng)向影響系數(shù)，按規(guī)范4.6.7[GB55001-2021]?。?.當(dāng)有15年以上符合觀測要求且可靠的風(fēng)氣象資料時，應(yīng)按照極值理論的統(tǒng)計方法計算不同風(fēng)向的風(fēng)向影響系數(shù)，所有風(fēng)向影響系數(shù)的最大值不應(yīng)小于1.0，最小值不應(yīng)小于0.8；2.其它情況，應(yīng)取1.0.綜上所述，本工程?。篕2=1β：風(fēng)荷載放大系數(shù)，GB55001-2021條文說明4.6.1指出：風(fēng)荷載脈動的增大效應(yīng)，一般通過平均風(fēng)荷載乘以風(fēng)振系數(shù)或陣風(fēng)系數(shù)來考慮，但也可以采用平均風(fēng)荷載與脈動風(fēng)荷載相疊加的方法來考慮，因此新規(guī)范未直接采用現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009的計算表達式，而是規(guī)定了計算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的基本原則。同時該規(guī)范的條文說明4.6.5指出：對于圍護結(jié)構(gòu)來說，由于不需要考慮結(jié)構(gòu)振動的影響，因此只需要考慮風(fēng)壓本身脈動的特性，這又與地形地貌，脈動風(fēng)特性和流場特性等因素有關(guān)。本條規(guī)定的圍護結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載放大系數(shù)下限值，假定了湍流度剖面取為負(fù)指數(shù)，且指數(shù)絕對值與平均風(fēng)剖面相同。考慮到湍流度的離散性，以及屋蓋邊緣、幕墻邊緣等區(qū)域分離流動的影響，實際風(fēng)荷載放大系數(shù)可能會大于該值，因此本條將其規(guī)定為圍護結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載放大系數(shù)的最低取值標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合以上說明，實際工程計算中，風(fēng)荷載放大系數(shù)可取陣風(fēng)系數(shù)βgz與1+0.7/μz0.5的較大值。即：β=max(βgz,1+0.7/μz0.5)其中：βgz：高度z處的陣風(fēng)系數(shù)；根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算：βgz=1+2gI10(z/10)-α……條文說明部分8.6.1[GB50009-2012]其中A、B、C、D四類地貌類別截斷高度分別為：5m、10m、15m、30m；A、B、C、D四類地貌類別梯度高度分別為：300m、350m、450m、550m；也就是：對A類場地：當(dāng)z>300m時，取z=300m，當(dāng)z<5m時，取z=5m；對B類場地：當(dāng)z>350m時，取z=350m，當(dāng)z<10m時，取z=10m；對C類場地：當(dāng)z>450m時，取z=450m，當(dāng)z<15m時，取z=15m；對D類場地：當(dāng)z>550m時，取z=550m，當(dāng)z<30m時，取z=30m；g：峰值因子，按GB50009-2012取2.5；I10：10m高名義湍流度，對應(yīng)A、B、C、D地面粗糙度，可分別取0.12、0.14、0.23和0.39；α：地面粗糙度指數(shù)，對應(yīng)A、B、C、D地面粗糙度，可分別取0.12、0.15、0.22和0.30；依次帶入公式，得：β=max(βgz,1+0.7/μz0.5)=max(1+2×2.5×0.23×(15/10)-0.22,1+0.7/μz0.5)=2.0519μs1：局部風(fēng)壓體型系數(shù)；按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012第8.3.3條：計算圍護結(jié)構(gòu)及其連接的風(fēng)荷載時，可按下列規(guī)定采用局部體型系數(shù)μs1：1封閉矩形平面房屋的墻面及屋面可按表8.3.3-1的規(guī)定采用；2檐口、雨篷、遮陽板、邊棱處的裝飾條等突出構(gòu)件，取-2.0；3其它房屋和構(gòu)筑物可按本規(guī)范第8.3.1條規(guī)定體型系數(shù)的1.25倍取值。本計算點為墻面大面位置，按如上說明，查表得：μs1(1)=1按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012第8.3.4條：計算非直接承受風(fēng)荷載的圍護構(gòu)件風(fēng)荷載時，局部體型系數(shù)可按構(gòu)件的從屬面積折減，折減系數(shù)按下列規(guī)定采用：1當(dāng)從屬面積不大于1m2時，折減系數(shù)取1.0；2當(dāng)從屬面積大于或等于25m2時，對墻面折減系數(shù)取0.8，對局部體型系數(shù)絕對值大于1.0的屋面區(qū)域折減系數(shù)取0.6，對其它屋面區(qū)域折減系數(shù)取1.0；3當(dāng)從屬面積大于1m2且小于25m2時，墻面和絕對值大于1.0的屋面局部體型系數(shù)可采用對數(shù)插值，即按下式計算局部體型系數(shù)：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(25)-μs1(1)]logA/1.4……8.3.4[GB50009-2012]其中：μs1(25)=0.8μs1(1)=0.8×1=0.8計算支承結(jié)構(gòu)時的構(gòu)件從屬面積：A=1.322×4.9=6.4778m2當(dāng)A>25時取a=25，當(dāng)A小于1時取A=1；LogA=0.811則：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(25)-μs1(1)]logA/1.4=1+[0.8-1]×0.811/1.4=0.884按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012第8.3.5條：計算圍護結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載時，建筑物內(nèi)部壓力的局部體型系數(shù)可按下列規(guī)定采用：1封閉式建筑物，按其外表面風(fēng)壓的正負(fù)情況取-0.2或0.2；2僅一面墻有主導(dǎo)洞口的建筑物：-當(dāng)開洞率大于0.02且小于或等于0.10時，取0.4μs1；-當(dāng)開洞率大于0.10且小于或等于0.30時，取0.6μs1；-當(dāng)開洞率大于0.30時，取0.8μs1；3其它情況，應(yīng)按開放式建筑物的μs1取值；注：1：主導(dǎo)洞口的開洞率是指單個主導(dǎo)洞口與該墻面全部面積之比；2：μs1應(yīng)取主導(dǎo)洞口對應(yīng)位置的值；本計算中建筑物內(nèi)部壓力的局部體型系數(shù)為0.2(封閉式建筑內(nèi)表面)；因此，計算非直接承受風(fēng)荷載的支承結(jié)構(gòu)時的局部風(fēng)壓體型系數(shù)為：μs1=0.884+0.2=1.084而對直接承受風(fēng)壓的面板結(jié)構(gòu)來說，其局部風(fēng)壓體型系數(shù)為：μs1=1+0.2=1.2w0：基本風(fēng)壓值(MPa)，根據(jù)現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012附表E.5中數(shù)值采用，但不小于0.3KN/m2，按重現(xiàn)期50年，重慶地區(qū)取0.0004MPa；計算支承結(jié)構(gòu)時的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk=βK1K2μzμs1w0=2.0519×1×1×0.6502×1.084×0.0004=0.000578MPa因為wk<0.001MPa，所以按JGJ102-2003，取wk=0.001MPa。計算面板材料時的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk=βK1K2μzμs1w0=2.0519×1×1×0.6502×1.2×0.0004=0.00064MPa因為wk<0.001MPa，所以按JGJ102-2003，取wk=0.001MPa。垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值qEk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]qEk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；βE：動力放大系數(shù),取5.0；αmax：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.04；Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)；A：幕墻構(gòu)件的面積(mm2)；平行于幕墻平面的集中水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值PEk=βEαmaxGk……5.3.5[JGJ102-2003]PEk：平行于幕墻平面的集中水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(N)；βE：動力放大系數(shù),取5.0；αmax：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.04；Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)；按照J(rèn)GJ102規(guī)范5.4節(jié)條文說明部分的規(guī)定，對于豎向幕墻和與水平面夾角大于75度、小于90度的斜玻璃幕墻，可不考慮豎向地震作用效應(yīng)的計算和組合。作用效應(yīng)組合荷載和作用效應(yīng)按下式進行組合：S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……5.4.1[JGJ102-2003]上式中：S：作用效應(yīng)組合的設(shè)計值；SGk：重力荷載作為永久荷載產(chǎn)生的效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；Swk、SEk：分別為風(fēng)荷載，地震作用作為可變荷載產(chǎn)生的效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；γG、γw、γE：各效應(yīng)的分項系數(shù)；ψw、ψE：分別為風(fēng)荷載，地震作用效應(yīng)的組合系數(shù)。上面的γG、γw、γE為分項系數(shù)，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]及表8.2.9[GB50068-2018]規(guī)定如下：進行幕墻構(gòu)件強度、連接件和預(yù)埋件承載力計算時：重力荷載：γG：1.3；風(fēng)荷載：γw：1.5；地震作用：γE：1.4；進行撓度計算時；重力荷載：γG：1.0；風(fēng)荷載：γw：1.0；地震作用：可不做組合考慮；上式中，風(fēng)荷載的組合系數(shù)ψw為1.0；地震作用的組合系數(shù)ψE為0.5；幕墻立柱計算基本參數(shù)：1：計算點標(biāo)高：9.2m；2：力學(xué)模型：雙跨梁；3：立柱跨度：L=4900mm；其中短跨長L1=400mm；長跨長L2=4500mm；4：立柱左分格寬：1322mm；立柱右分格寬：1322mm；5：立柱計算間距：B=1322mm；6：板塊配置：中空玻璃6+6mm；7：立柱材質(zhì)：Q235；8：安裝方式：偏心受拉；本處幕墻立柱按雙跨梁力學(xué)模型進行設(shè)計計算，受力模型如下：立柱型材選材計算(1)風(fēng)荷載作用的線荷載集度(按矩形分布)：qwk：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；B：幕墻立柱計算間距(mm)；qwk=wkB=0.001×1322=1.322N/mmqw：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計值(N/mm)；qw=1.5qwk=1.5×1.322=1.983N/mm(2)水平地震作用線荷載集度(按矩形分布)：qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；βE：動力放大系數(shù)，取5.0；αmax：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.04；Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)，(含面板和框架)；A：幕墻平面面積(mm2)；qEAk=βEαmaxG/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5×0.04×0.0005=0.0001MPaqEk：水平地震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；B：幕墻立柱計算間距(mm)；qEk=qEAkB=0.0001×1322=0.132N/mmqE：水平地震作用線荷載集度設(shè)計值(N/mm)；qE=1.4qEk=1.4×0.132=0.185N/mm(3)幕墻受荷載集度組合：用于強度計算時，采用Sw+0.5SE設(shè)計值組合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=1.983+0.5×0.185=2.076N/mm用于撓度計算時，采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值：……5.4.1[JGJ102-2003]qk=qwk=1.322N/mm(4)求支座反力R1及最大彎矩：由雙跨梁彎矩圖可知，兩支點0，2處彎矩為零，中支點彎矩最大為M1，而在均布荷載作用下，最大撓度在長跨內(nèi)出現(xiàn)。M1：中支座彎矩(N·mm)；R1：中支座反力(N)；M1=-q(L13+L23)/8L=-2.076×(4003+45003)/8/4900=-4829295N·mmR1=qL1/2-M1/L1+qL2/2-M1/L2=2.076×400/2-(-4829295/400)+2.076×4500/2-(-4829295/4500)=18232.614N確定材料的截面參數(shù)(1)截面的型材慣性矩要求：k2=0k1=4M1/(qL22)=4×4829295/(2.076×45002)=0.46查《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》第二版表3-9附注說明：x0=A/4+2R1/3cos(θ+240)其中：A=2+k1-k2=2.46R=((A/4)2-k1/2)3/2=0.057θ=1/3arccos((A3-12k1A-8(1-2k1-k2))/64R)=26.499x0=A/4+2R1/3cos(θ+240)=2.46/4+2×0.0571/3cos(26.499+240)=0.568λ=x0(1-2k1+3k1x0-2x02-k1x02+x03)=0.144代入df,lim=λqkL24/24EIxmin上式中：qk：風(fēng)荷載線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；L2：長跨長度(mm)；E：型材的彈性模量(MPa)，對Q235取206000MPa；Ixmin：材料需滿足的繞X軸最小慣性矩(mm4)；df,lim：按規(guī)范要求，立柱的撓度限值(mm)；關(guān)于幕墻龍骨撓度限值問題，由于目前JGJ133-2001、JGJ102-2003、JGJ336-2016、GB/T21086-2007等多部規(guī)范同時作用，這些規(guī)范制定年限跨度很大，限于規(guī)范制定時的上位法以及當(dāng)時的行業(yè)情況不同，這些規(guī)范對幕墻龍骨的撓度要求各有不同，具體要求分別如下：Ⅰ.按《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ133-2001：當(dāng)跨度≤7.5m時：鋁型材取跨度的1/180且不大于20mm，鋼型材取跨度的1/300且不大于15mm；當(dāng)跨度＞7.5m時：取跨度的1/500；Ⅱ.按《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003：對鋁型材取跨度的1/180，鋼型材取跨度的1/250；Ⅲ.按《人造板材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ336-2016：當(dāng)跨度≤4500mm時，撓度限值為跨度的1/180；當(dāng)4500mm＜跨度≤7000mm時，撓度限值為跨度的1/250+7；當(dāng)跨度＞7000mm時，撓度限值為跨度的1/200；Ⅳ.按《建筑幕墻》GB/T21086-2007：對鋁型材取跨度的1/180，鋼型材取跨度的1/250；對于構(gòu)件式玻璃幕墻或單元幕墻：當(dāng)跨距≤4500mm時，絕對撓度不應(yīng)該大于20mm；當(dāng)跨距＞4500mm時，絕對撓度不應(yīng)該大于30mm；(其它形式幕墻或外圍護結(jié)構(gòu)無絕對撓度限制)表面上看上述規(guī)范應(yīng)用范圍各有不同，但是實際上這些幕墻形式的龍骨受力并無區(qū)別，結(jié)合本工程實際情況，對本例中的撓度限值按JGJ336-2016?。合鄬隙认拗禐椋篖2/180=4500/180=25實際撓度限值為：df,lim=25mm代入上式：Ixmin=λqkL24/24Edf,lim=0.144×1.322×45004/24/206000/25=631575.874mm4(2)截面的型材抵抗矩要求：Wnx：立柱凈截面抵抗矩預(yù)選值(mm3)；Mx：彎矩組合設(shè)計值即M1(N·mm)；γ：塑性發(fā)展系數(shù)：對于冷彎薄壁型鋼龍骨，按《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018-2002，取1.00；對于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05；對于鋁合金龍骨，按最新《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50429-2007，取1.00； fs：型材抗彎強度設(shè)計值(MPa)，對Q235取215；Wnx=Mx/γfs=4829295/1.05/215=21392.226mm3選用立柱型材的截面特性按上一項計算結(jié)果選用型材號：150×70×3型材的抗彎強度設(shè)計值：215MPa型材的抗剪強度設(shè)計值：τs=125MPa型材彈性模量：E=206000MPa繞X軸慣性矩：Ix=4844510mm4繞Y軸慣性矩：Iy=1203420mm4繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=65695mm3繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx2=60362mm3型材凈截面面積：An=1533.888mm2型材線密度：γg=0.12041N/mm型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度：t=3mm型材受力面對中性軸的面積矩：Sx=39083mm3塑性發(fā)展系數(shù)：γ=1.05立柱的抗彎強度計算(1)立柱軸向拉力設(shè)計值：Nk：立柱軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值(N)；qGAk：幕墻單位面積的自重標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；A：立柱單元的面積(mm2)；B：幕墻立柱計算間距(mm)；L：立柱跨度(mm)；Nk=qGAkA=qGAkBL=0.0005×1322×4900=3238.9NN：立柱軸向拉力設(shè)計值(N)；N=1.3Nk=1.3×3238.9=4210.57N(2)抗彎強度校核：按雙跨梁(受拉)立柱強度公式，應(yīng)滿足：N/An+Mx/γWnx≤fs……6.3.7[JGJ102-2003]上式中：N：立柱軸力設(shè)計值(N)；Mx：立柱彎矩設(shè)計值(N·mm)；An：立柱凈截面面積(mm2)；Wnx：在彎矩作用方向的凈截面抵抗矩(mm3)；γ：塑性發(fā)展系數(shù)：對于冷彎薄壁型鋼龍骨，按《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018-2002，取1.00；對于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05；對于鋁合金龍骨，按最新《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50429-2007，取1.00；fs：型材的抗彎強度設(shè)計值，取215MPa；則：N/An+Mx/γWnx=4210.57/1533.888+4829295/1.05/60362=78.941MPa≤215MPa立柱抗彎強度滿足要求。立柱的撓度計算因為慣性矩預(yù)選是根據(jù)撓度限值計算的，所以只要選擇的立柱慣性矩大于預(yù)選值，撓度就滿足要求：實際選用的型材慣性矩為：Ix=4844510mm4預(yù)選值為：Ixmin=631575.874mm4實際撓度計算值為：df=λqkL24/24EIx=0.144×1.322×45004/24/206000/4844510=3.259mm而df,lim=25mm所以，立柱撓度滿足規(guī)范要求。立柱的抗剪計算校核依據(jù)：τmax≤τs=125MPa(立柱的抗剪強度設(shè)計值)(1)求中支座剪力設(shè)計值：采用Vw+0.5VE組合Vw1左=-(qL1/2-M1/L1)=-(2.076×400/2-(-4829295/400))=-12488.438NVw1右=qL2/2-M1/L2=2.076×4500/2-(-4829295/4500)=5744.177N取V=12488.438N(2)立柱剪應(yīng)力：τmax：立柱最大剪應(yīng)力(MPa)；V：立柱所受剪力(N)；Sx：立柱型材受力面對中性軸的面積矩(mm3)；Ix：立柱型材截面慣性矩(mm4)；t：型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度(mm)；τmax=VSx/Ixt=12488.438×39083/4844510/3=33.583MPa33.583MPa≤125MPa立柱抗剪強度滿足要求!幕墻橫梁計算基本參數(shù)：1：計算點標(biāo)高：9.2m；2：橫梁跨度：B=1322mm；3：橫梁上分格高：1592mm；橫梁下分格高：2400mm；4：橫梁計算間距：H=1996mm；5：力學(xué)模型：三角荷載簡支梁；6：板塊配置：中空玻璃6+6mm；7：橫梁材質(zhì)：6063-T5；因為B≤H，所以本處幕墻橫梁按三角形荷載簡支梁力學(xué)模型進行設(shè)計計算，受力模型如下：橫梁型材選材計算(1)橫梁在風(fēng)荷載作用下的線荷載集度(按三角形分布)：qwk：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；B：橫梁跨度(mm)；qwk=wkB=0.001×1322=1.322N/mmqw：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計值(N/mm)；qw=1.5qwk=1.5×1.322=1.983N/mm(2)垂直于幕墻平面的分布水平地震作用的線荷載集度(按三角形分布)：qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用(MPa)；βE：動力放大系數(shù)，取5.0；αmax：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.04；Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)，(主要指面板組件)；A：幕墻平面面積(mm2)；qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5.0×0.04×0.0004=0.00008MPaqEk：橫梁受水平地震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；B：橫梁跨度(mm)；qEk=qEAkB=0.00008×1322=0.106N/mmqE：橫梁受水平地震作用線荷載集度設(shè)計值(N/mm)；qE=1.4qEk=1.4×0.106=0.148N/mm(3)幕墻橫梁受荷載集度組合：用于強度計算時，采用Sw+0.5SE設(shè)計值組合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=1.983+0.5×0.148=2.057N/mm用于撓度計算時，采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值：……5.4.1[JGJ102-2003]qk=qwk=1.322N/mm(4)橫梁在風(fēng)荷載及地震組合作用下的彎矩值(按三角形分布)：My：橫梁受風(fēng)荷載及地震作用彎矩組合設(shè)計值(N·mm)；Mw：風(fēng)荷載作用下橫梁產(chǎn)生的彎矩(N·mm)；ME：地震作用下橫梁產(chǎn)生的彎矩(N·mm)；B：橫梁跨度(mm)；Mw=qwB2/12ME=qEB2/12采用Sw+0.5SE組合：My=Mw+0.5ME=qB2/12=2.057×13222/12=299582.166N·mm(5)橫梁在自重荷載作用下的彎矩值(按矩形分布)：Gk：橫梁自重線荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；H1：橫梁自重荷載作用高度(mm)，對掛式結(jié)構(gòu)取橫梁下分格高，對非掛式結(jié)構(gòu)取橫梁上分格高；Gk=0.0004×H1=0.0004×1592=0.637N/mmG：橫梁自重線荷載設(shè)計值(N/mm)；G=1.3Gk=1.3×0.637=0.828N/mmMx：橫梁在自重荷載作用下的彎矩設(shè)計值(N·mm)；B：橫梁跨度(mm)；Mx=GB2/8=0.828×13222/8=180885.294N·mm確定材料的截面參數(shù)(1)橫梁抵抗矩預(yù)選：Wnx：繞X軸橫梁凈截面抵抗矩預(yù)選值(mm3)；Wny：繞Y軸橫梁凈截面抵抗矩預(yù)選值(mm3)；Mx：橫梁在自重荷載作用下的彎矩設(shè)計值(N·mm)；My：風(fēng)荷載及地震作用彎矩組合設(shè)計值(N·mm)；γx，γy：塑性發(fā)展系數(shù)：對于冷彎薄壁型鋼龍骨，按《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018-2002，取1.00；對于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05；對于鋁合金龍骨，按最新《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50429-2007，均取1.00；fa：型材抗彎強度設(shè)計值(MPa)，對6063-T5取90；按下面公式計算：Wnx=Mx/γxfa=180885.294/1.00/90=2009.837mm3Wny=My/γyfa=299582.166/1.00/90=3328.691mm3(2)橫梁慣性矩預(yù)選：df1,lim：按規(guī)范要求，橫梁在水平力標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度限值(mm)；df2,lim：按規(guī)范要求，橫梁在自重力標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度限值(mm)；B：橫梁跨度(mm)；不同的幕墻規(guī)范對橫梁的撓度限值要求與立柱是相同的，懸臂構(gòu)件跨度按其挑出長度2倍取值；此外：GB/T21086-2007旳5.1.9要求自重標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙炔粦?yīng)超過其跨度的1/500，并且不應(yīng)大于3mm；JGJ336-2016中第7.1.7則要求自重標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙炔粦?yīng)超過其跨度的1/250，且無絕對撓度要求；結(jié)合本工程的實際情況，按JGJ336-2016?。罕竟こ痰膿隙认拗等≈禐椋篸f1,lim=B/180=7.344mmdf2,lim=B/250=5.288mmqk：風(fēng)荷載作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；E：型材的彈性模量(MPa)，對6063-T5取70000MPa；Iymin：繞Y軸最小慣性矩(mm4)；B：橫梁跨度(mm)；df1,lim=qkB4/120EIymin……(受風(fēng)荷載與地震作用的撓度計算)Iymin=qkB4/120Edf1,lim=1.322×13224/120/70000/7.344=65455.376mm4Ixmin：繞X軸最小慣性矩(mm4)；Gk：橫梁自重線荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；df2,lim=5GkB4/384EIxmin……(自重作用下產(chǎn)生的撓度計算)Ixmin=5GkB4/384Edf2,lim=5×0.637×13224/384/70000/5.288=68440.716mm4選用橫梁型材的截面特性按照上面的預(yù)選結(jié)果選取型材：選用型材號：YK65×60×2.5型材抗彎強度設(shè)計值：90MPa型材抗剪強度設(shè)計值：55MPa型材彈性模量：E=70000MPa繞X軸慣性矩：Ix=202250mm4繞Y軸慣性矩：Iy=527480mm4繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=7573mm3繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx2=5282mm3繞Y軸凈截面抵抗矩：：Wny1=9132mm3繞Y軸凈截面抵抗矩：：Wny2=13307mm3型材凈截面面積：An=680.534mm2型材線密度：γg=0.018374N/mm橫梁與立柱連接時角片與橫梁連接處橫梁壁厚：t=2mm橫梁截面垂直于X軸腹板的截面總寬度：tx=2mm橫梁截面垂直于Y軸腹板的截面總寬度：ty=2mm型材受力面對中性軸的面積矩(繞X軸)：Sx=4400mm3型材受力面對中性軸的面積矩(繞Y軸)：Sy=8530mm3塑性發(fā)展系數(shù)：γx=γy=1.00幕墻橫梁的抗彎強度計算按橫梁抗彎強度計算公式，應(yīng)滿足：Mx/γxWnx+My/γyWny≤fa……6.2.4[JGJ102-2003]上式中：Mx：橫梁繞X軸方向(幕墻平面內(nèi)方向)的彎矩設(shè)計值(N·mm)；My：橫梁繞Y軸方向(垂直于幕墻平面方向)的彎矩設(shè)計值(N·mm)；Wnx：橫梁繞X軸方向(幕墻平面內(nèi)方向)的凈截面抵抗矩(mm3)；Wny：橫梁繞Y軸方向(垂直于幕墻平面方向)的凈截面抵抗矩(mm3)；γx，γy：塑性發(fā)展系數(shù)：對于冷彎薄壁型鋼龍骨，按《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018-2002，取1.00；對于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05；對于鋁合金龍骨，按最新《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50429-2007，取1.00；fa：型材的抗彎強度設(shè)計值，取90MPa。采用SG+Sw+0.5SE組合，則：Mx/γxWnx+My/γyWny=180885.294/1.00/5282+299582.166/1.00/9132=67.051MPa≤90MPa橫梁抗彎強度滿足要求。橫梁的撓度計算因為慣性矩預(yù)選是根據(jù)撓度限值計算的，所以只要選擇的橫梁慣性矩大于預(yù)選值，撓度就滿足要求：實際選用的型材慣性矩為：Ix=202250mm4Iy=527480mm4預(yù)選值為：Ixmin=68440.716mm4Iymin=65455.376mm4橫梁撓度的實際計算值如下：df1=qkB4/120EIy=1.322×13224/120/70000/527480=0.911mmdf2=5GkB4/384EIx=5×0.637×13224/384/70000/202250=1.789mmdf1,lim=7.344mmdf2,lim=5.288mm所以，橫梁撓度滿足規(guī)范要求。橫梁的抗剪計算校核依據(jù)：τmax≤τa=55MPa(型材的抗剪強度設(shè)計值)(1)Vwk：風(fēng)荷載作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(N)：Vwk=qwkB/4=1.322×1322/4=436.921N(2)Vw：風(fēng)荷載作用下剪力設(shè)計值(N)：Vw=1.5Vwk=1.5×436.921=655.382N(3)VEk：地震作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(N)：VEk=qEkB/4=0.106×1322/4=35.033N(4)VE：地震作用下剪力設(shè)計值(N)：VE=1.4VEk=1.4×35.033=49.046N(5)Vx：水平總剪力(N)；Vx：橫梁受水平總剪力(N)：采用Vw+0.5VE組合：Vx=Vw+0.5VE=655.382+0.5×49.046=679.905N(6)Vy：垂直總剪力(N)：Vy=1.3×0.0004×BH1/2=1.3×0.0004×1322×1592/2=547.202N(7)橫梁剪應(yīng)力校核：τx：橫梁水平方向剪應(yīng)力(MPa)；Vx：橫梁水平總剪力(N)；Sy：橫梁型材受力面對中性軸的面積矩(mm3)(繞Y軸)；Iy：橫梁型材截面慣性矩(mm4)；ty：橫梁截面垂直于Y軸腹板的截面總寬度(mm)；τx=VxSy/Iyty……6.2.5[JGJ102-2003]=679.905×8530/527480/2=5.497MPa5.497MPa≤55MPaτy：橫梁垂直方向剪應(yīng)力(MPa)；Vy：橫梁垂直總剪力(N)；Sx：橫梁型材受力面對中性軸的面積矩(mm3)(繞X軸)；Ix：橫梁型材截面慣性矩(mm4)；tx：橫梁截面垂直于X軸腹板的截面總寬度(mm)；τy=VySx/Ixtx……6.2.5[JGJ102-2003]=547.202×4400/202250/2=5.952MPa5.952MPa≤55MPa橫梁抗剪強度能滿足!玻璃板塊的選用與校核基本參數(shù)：1：計算點標(biāo)高：9.2m；2：玻璃板尺寸：寬×高=B×H=1322mm×2400mm；3：玻璃配置：中空玻璃，外片鋼化玻璃6mm，內(nèi)片鋼化玻璃6mm；模型簡圖為：玻璃板塊荷載計算：(1)外片玻璃荷載計算：t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)；wk：作用在板塊上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；GAk1：外片玻璃單位面積自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)；qEAk1：外片玻璃地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；γg1：外片玻璃的體積密度(N/mm3)；wk1：分配到外片上的風(fēng)荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；qk1：分配到外片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；q1：分配到外片玻璃上的荷載組合設(shè)計值(MPa)；GAk1=γg1t1=0.0000256×6=0.000154MPaqEAk1=βEαmaxGAk1=5×0.04×0.000154=0.000031MPawk1=1.1wkt13/(t13+t23)=1.1×0.001×63/(63+63)=0.00055MPaqk1=wk1+0.5qEAk1=0.00055+0.5×0.000031=0.000566MPaq1=1.5wk1+0.5×1.4qEAk1=1.5×0.00055+0.5×1.4×0.000031=0.000847MPa(2)內(nèi)片玻璃荷載計算：t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)；wk：作用在板塊上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；GAk2：內(nèi)片玻璃單位面積自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)qEAk2：內(nèi)片玻璃地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)γg2：內(nèi)片玻璃的體積密度(N/mm3)；wk2：分配到內(nèi)片上的風(fēng)荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；qk2：分配到內(nèi)片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；q2：分配到內(nèi)片玻璃上的荷載組合設(shè)計值(MPa)；GAk2=γg2t2=0.0000256×6=0.000154MPaqEAk2=βEαmaxGAk2=5×0.04×0.000154=0.000031MPawk2=wkt23/(t13+t23)=0.001×63/(63+63)=0.0005MPaqk2=wk2+0.5qEAk2=0.0005+0.5×0.000031=0.000516MPaq2=1.5wk2+0.5×1.4qEAk2=1.5×0.0005+0.5×1.4×0.000031=0.000772MPa(3)玻璃板塊整體荷載組合計算：用于強度計算時，采用Sw+0.5SE設(shè)計值組合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=1.5wk+0.5×1.4(qEAk1+qEAk2)=1.5×0.001+0.5×1.4×(0.000031+0.000031)=0.001543MPa用于撓度計算時，采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值：……5.4.1[JGJ102-2003]wk=0.001MPa玻璃的強度計算：校核依據(jù)：σ≤[fg](1)外片校核：θ1：外片玻璃的計算參數(shù)；η1：外片玻璃的折減系數(shù)；qk1：作用在外片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；a：分格短邊長度(mm)；E：玻璃的彈性模量(MPa)；t1：外片玻璃厚度(mm)；θ1=qk1a4/Et14……6.1.2-3[JGJ102-2003]=0.000566×13224/72000/64=18.527按系數(shù)θ1，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η1=0.926；σ1：外片玻璃在組合荷載作用下的板中最大應(yīng)力設(shè)計值(MPa)；q1：作用在板塊外片玻璃上的荷載組合設(shè)計值(MPa)；a：玻璃短邊邊長(mm)；b：玻璃長邊邊長(mm)；t1：外片玻璃厚度(mm)；m1：外片玻璃彎矩系數(shù)，按邊長比a/b查表6.1.2-1[JGJ102-2003]得m1=0.0933；σ1=6m1q1a2η1/t12……6.1.2[JGJ102-2003]=6×0.0933×0.000847×13222×0.926/62=21.315MPa21.315MPa≤fg1=84MPa(鋼化玻璃)外片玻璃的強度滿足要求!(2)內(nèi)片校核：θ2：內(nèi)片玻璃的計算參數(shù)；η2：內(nèi)片玻璃的折減系數(shù)；qk2：作用在內(nèi)片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；a：分格短邊長度(mm)；E：玻璃的彈性模量(MPa)；t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)；θ2=qk2a4/Et24……6.1.2-3[JGJ102-2003]=0.000516×13224/72000/64=16.89按系數(shù)θ2，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η2=0.932σ2：內(nèi)片玻璃在組合荷載作用下的板中最大應(yīng)力設(shè)計值(MPa)；q2：作用在板塊內(nèi)片玻璃上的荷載組合設(shè)計值(MPa)；a：玻璃短邊邊長(mm)；b：玻璃長邊邊長(mm)；t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)；m2：內(nèi)片玻璃彎矩系數(shù)，按邊長比a/b查表6.1.2-1[JGJ102-2003]得m2=0.0933；σ2=6m2q2a2η2/t22……6.1.2[JGJ102-2003]=6×0.0933×0.000772×13222×0.932/62=19.554MPa19.554MPa≤fg2=84MPa(鋼化玻璃)內(nèi)片玻璃的強度滿足要求!玻璃最大撓度校核：校核依據(jù)：df=ημwka4/D≤df,lim……6.1.3-2[JGJ102-2003]上面公式中：df：玻璃板撓度計算值(mm)；η：玻璃撓度的折減系數(shù)；μ：玻璃撓度系數(shù)，按邊長比a/b查表6.1.3[JGJ102-2003]得μ=0.00939；wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)a：玻璃板塊短邊尺寸(mm)；D：玻璃的彎曲剛度(N·mm)；df,lim：許用撓度，取短邊長的1/60，為22.033mm；其中：D=Ete3/(12(1-υ2))……6.1.3-1[JGJ102-2003]上式中：E：玻璃的彈性模量(MPa)；te：玻璃的等效厚度(mm)；υ：玻璃材料泊松比，為0.2；te=0.95×(t13+t23)1/3……6.1.5-3[JGJ102-2003]=0.95×(63+63)1/3=7.182mmD=Ete3/(12(1-υ2))=72000×7.1823/(12×(1-0.22))=2315347.704N·mmθ：玻璃板塊的計算參數(shù)；θ=wka4/Ete4……6.1.2-3[JGJ102-2003]=0.001×13224/72000/7.1824=15.945按參數(shù)θ，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η=0.936df=ημwka4/D=0.936×0.00939×0.001×13224/2315347.704=11.594mm11.594mm≤df,lim=22.033mm(中空玻璃)玻璃撓度能滿足要求!連接件計算基本參數(shù)：1：計算點標(biāo)高：9.2m；2：立柱計算間距：B1=1322mm；3：橫梁計算分格尺寸：寬×高=B×H=1322mm×1996mm；4：幕墻立柱跨度：L=4900mm，短跨L1=400mm，長跨L2=4500mm；5：板塊配置：中空玻璃；6：龍骨材質(zhì)：立柱為：Q235；橫梁為：6063-T5；7：立柱與主體連接鋼角碼壁厚：8mm；8：立柱與主體連接螺栓公稱直徑：12mm；9：立柱與橫梁連接處鋁角碼厚度：3mm；10：橫梁與角碼連接螺栓公稱直徑：6mm；11：立柱與角碼連接螺栓公稱直徑：6mm；12：立柱受力模型：雙跨；13：連接形式：立柱與主體：螺栓連接橫梁與立柱：螺栓連接；因為B≤H，所以本處幕墻橫梁按三角形荷載模型進行設(shè)計計算：橫梁與角碼間連接(1)風(fēng)荷載作用下橫梁剪力設(shè)計值(按三角形分布)：Vw=1.5wkB2/4=1.5×0.001×13222/4=655.382N(2)地震作用下橫梁剪力標(biāo)準(zhǔn)值(按三角形分布)：VEk=βEαmaxGk/A×B2/4=5.0×0.04×0.0004×13222/4=34.954N(3)地震作用下橫梁剪力設(shè)計值：VE=1.4VEk=1.4×34.954=48.936N(4)連接部位總剪力N1：采用Sw+0.5SE組合：N1=Vw+0.5VE=655.382+0.5×48.936=679.85N(5)連接螺栓計算：Nv1b：螺栓受剪承載能力設(shè)計值(N)；nv1：剪切面數(shù)：取1；de：螺紋有效直徑：5.061833mm；fv1b：螺栓連接的抗剪強度設(shè)計值，對奧氏體不銹鋼（A50）取190MPa；Nv1b=nv1πde2fv1b/4=1×3.14×5.0618332×190/4=3821.544NNnum1：螺栓個數(shù)：Nnum1=N1/Nv1b=679.85/3821.544=0.178個實際取2個(6)連接部位橫梁型材壁承壓能力計算：Nc1：連接部位幕墻橫梁型材壁承壓能力設(shè)計值(N)；Nnum1：橫梁與角碼連接螺栓數(shù)量：2個；d：螺栓公稱直徑：6mm；t1：連接部位橫梁壁厚：2mm；fc1：型材承壓強度設(shè)計值，對6063-T5取185MPa；Nc1=Nnum1dt1fc1=2×6×2×185=4440N4440N≥679.85N強度可以滿足!角碼與立柱連接(1)自重荷載計算：N2k：自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)：B：橫梁寬度(mm)；Hg：橫梁受自重荷載分格高(mm)；N2k=0.0004×B×Hg/2=0.0004×1322×1592/2=420.925NN2：自重荷載(N)：N2=1.3×N2k=1.3×420.925=547.202N(2)連接處組合荷載N：采用SG+Sw+0.5SEN=(N12+N22)1/2=(679.852+547.2022)0.5=872.712N(3)連接處螺栓強度計算：Nv2b：螺栓受剪承載能力設(shè)計值(N)；nv2：剪切面數(shù)：取1；de：螺紋有效直徑：5.061833mm；fv2b：螺栓連接的抗剪強度設(shè)計值，對奧氏體不銹鋼（A50）取190MPa；Nv2b=nv2πde2fv2b/4=1×3.14×5.0618332×190/4=3821.544NNnum2：螺栓個數(shù)：Nnum2=N/Nv2b=872.712/3821.544=0.228個實際取2個(4)連接部位立柱型材壁承壓能力計算：Nc2：連接部位幕墻立柱型材壁承壓能力設(shè)計值(N)；Nnum2：連接處螺栓個數(shù)；d：螺栓公稱直徑：6mm；t2：連接部位立柱壁厚：3mm；fc2：型材的承壓強度設(shè)計值，對Q235取305MPa；Nc2=Nnum2dt2fc2=2×6×3×305=10980N10980N≥872.712N強度可以滿足!(5)連接部位鋁角碼壁承壓能力計算：Nc3：連接部位幕墻鋁角碼壁承壓能力設(shè)計值(N)；Nnum2：連接處螺栓個數(shù)；d：螺栓公稱直徑：6mm；t3：角碼壁厚：3mm；fc3：型材的承壓強度設(shè)計值，對6063-T5取185MPa；Nc3=Nnum2dt3fc3=2×6×3×185=6660N6660N≥872.712N強度可以滿足!立柱與主結(jié)構(gòu)連接(1)連接處水平剪切總力計算：對雙跨梁，中支座反力R1，即為立柱連接處最大水平剪切總力。qw：風(fēng)荷載線分布集度設(shè)計值(N/mm)；qw=1.5wkB1=1.5×0.001×1322=1.983N/mmqE：地震作用線分布集度設(shè)計值(N/mm)；qE=1.4βEαmaxGk/A×B1=1.4×5.0×0.04×0.0005×1322=0.185N/mm采用Sw+0.5SE組合：q=qw+0.5×qE=1.983+0.5×0.185=2.076N/mmN1：連接處水平剪切總力(N)；R1：中支座反力(N)；N1=R1=qL(L12+3L1L2+L22)/8L1L2=2.076×4900×(4002+3×400×4500+45002)/8/400/4500=18232.614N(2)連接處重力總力：NGk：連接處自重總值標(biāo)準(zhǔn)值(N)；B1：立柱計算間距(mm)；L：立柱跨度(mm)；NGk=0.0005×B1L=0.0005×1322×4900=3238.9NNG：連接處自重總值設(shè)計值(N)：NG=1.3NGk=1.3×3238.9=4210.57N(3)連接處總剪力：N：連接處總剪力(N)：N=(N12+NG2)0.5=(18232.6142+4210.572)0.5=18712.485N(4)螺栓承載力計算：Nv3b：螺栓受剪承載能力設(shè)計值(N)；nv3：剪切面數(shù)：取2；de：螺紋有效直徑：10.35821mm；fv3b：螺栓連接的抗剪強度設(shè)計值，對奧氏體不銹鋼（A50）取190MPa；Nv3b=nv3πde2fv3b/4=2×3.14×10.358212×190/4=32005.357NNnum3：螺栓個數(shù)：Nnum3=N/Nv3b=18712.485/32005.357=0.585個實際取2個(5)立柱型材壁承壓能力計算：Nc4：立柱型材壁承壓能力(N)；nv3：剪切面數(shù)：取2；Nnum3：連接處螺栓個數(shù)；d：螺栓公稱直徑：12mm；t2：連接部位立柱壁厚：3mm；fc4：型材的承壓強度設(shè)計值，對Q235取305MPa；Nc4=nv3×Nnum3dt2fc4=2×2×12×3×305=43920N43920N≥18712.485N強度可以滿足要求!(6)鋼角碼型材壁承壓能力計算：Nc5：鋼角碼型材壁承壓能力(N)；nv4：剪切面數(shù)：取2；Nnum3：連接處螺栓個數(shù)；d：連接螺栓直徑：12mm；t4：幕墻鋼角碼壁厚：8mm；fc5：鋼角碼的承壓強度設(shè)計值，對Q235取305MPa；Nc5=nv4×Nnum3dt4fc5=2×2×12×8×305=117120N117120N≥18712.485N強度可以滿足要求!幕墻埋件計算(特殊倒錐形化學(xué)錨栓)基本參數(shù)：1：計算點標(biāo)高：9.2m；2：幕墻立柱跨度：L=4900mm，短跨L1=400mm，長跨L2=4500mm；3：立柱計算間距：B=1322mm；4：立柱力學(xué)模型：雙跨梁，側(cè)埋；5：板塊配置：中空玻璃；6：選用錨栓：慧魚特殊柱錐化學(xué)錨栓FHB-A12x100HDG錨栓排數(shù)×列數(shù)：2×2；錨栓最外排間距×最外列間距：150mm×200mm；混凝土等級：C30；；荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算(1)垂直于幕墻平面的分布水平地震作用：qEk=βEαmaxGk/A=5.0×0.04×0.0005=0.0001MPa(2)連接處水平總力計算：對雙跨梁，中支座反力R1，即為立柱連接處最大水平總力。qw：風(fēng)荷載線荷載設(shè)計值(N/mm)；qw=1.5wkB=1.5×0.001×1322=1.983N/mmqE：地震作用線荷載設(shè)計值(N/mm)；qE=1.4qEkB=1.4×0.0001×1322=0.185N/mm采用Sw+0.5SE組合：……5.4.1[JGJ133-2001]q=qw+0.5qE=1.983+0.5×0.185=2.076N/mmN：連接處水平總力(N)；R1：中支座反力(N)；N=R1=qL(L12+3L1L2+L22)/8L1L2=2.076×4900×(4002+3×400×4500+45002)/8/400/4500=18232.614N(3)立柱單元自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Gk=0.0005×BL=0.0005×1322×4900=3238.9N(4)校核處埋件受力分析：V：剪力(N)；N：軸向拉力(N)，等于中支座反力R1；e0：剪力作用點到埋件距離，即立柱螺栓連接處到埋件面距離(mm)；V=1.3Gk=1.3×3238.9=4210.57NN=R1=18232.614NM=e0×V=80×4210.57=336845.6N·mm錨栓群中錨栓的拉力計算按5.2.2[JGJ145-2013]規(guī)定，在軸心拉力和彎矩共同作用下(下圖所示)，進行彈性分析時，受力最大錨栓的拉力設(shè)計值應(yīng)按下列規(guī)定計算：1：當(dāng)N/n-My1/Σyi2≥0時：5.2.2-1[JGJ145-2013]Nsdh=N/n+My1/Σyi25.2.2-2[JGJ145-2013]2：當(dāng)N/n-My1/Σyi2<0時：Nsdh=(NL+M)y1//Σyi/25.2.2-3[JGJ145-2013]在上面公式中：M：彎矩設(shè)計值；Nsdh：群錨中受拉力最大錨栓的拉力設(shè)計值；y1，yi：錨栓1及i至群錨形心軸的垂直距離；y1/，yi/：錨栓1及i至受壓一側(cè)最外排錨栓的垂直距離；L：軸力N作用點至受壓一側(cè)最外排錨栓的垂直距離；在本例中：N/n-My1/Σyi2=18232.614/4-336845.6×75/22500=3435.335因為：3435.335≥0所以：Nsdh=N/n+My1/Σyi2=5680.972N按JGJ102-2003的5.5.7中第七條規(guī)定，這里的Nsdh再乘以2[=11361.944N]就是現(xiàn)場實際拉拔應(yīng)該達到的值。另外，我們接著分析一下錨栓群受拉區(qū)的總拉力：當(dāng)N/n-My1/Σyi2≥0時：螺栓群中的所有錨栓在組合外力作用下都承受拉力，中性軸在錨栓群形心位置，這種情況下群錨受拉區(qū)總拉力為：Nsdg=N+MΣyi/Σyi2=N而當(dāng)N/n-My1/Σyi2＜0時：最下排的錨栓底部埋板部分為結(jié)構(gòu)受壓區(qū)，螺栓群的中性軸取最下一排錨栓位置，這種情況下群錨受拉區(qū)總拉力為：Nsdg=ΣNsi5.2.3-1[JGJ145-2013]Nsi=Nsdh·yi//y1/5.2.3-2[JGJ145-2013]對上兩個公式整理后，得：Nsdg=(NL+M)Σyi//Σyi/2本例中，因為：3435.335≥0所以：Nsdg=N+MΣyi/Σyi2=N=18232.614N群錨受剪內(nèi)力計算按5.3.1[JGJ145-2013]的規(guī)定，計算鋼材破壞或混凝土剪撬破壞時，應(yīng)按群錨中所有錨栓均承受剪力進行計算，也就是：Vsdh=4210.57/4=1052.642N錨栓鋼材破壞時的受拉承載力計算NRd,s=kNRk,s/γRS,N6.1.2-1[JGJ145-2013]NRk,s=fykAs6.1.2-2[JGJ145-2013]上面公式中：NRd,s：錨栓鋼材破壞時的受拉承載力設(shè)計值；NRk,s：錨栓鋼材破壞時的受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值；k：地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表4.3.9[JGJ145-2013]選取；As：錨栓應(yīng)力截面面積；fyk：機械錨栓屈服強度標(biāo)準(zhǔn)值；γRS,N：錨栓鋼材受拉破壞承載力分項系數(shù),按規(guī)范表4.3.10,?。害肦S,N=1.2；NRk,s=Asfyk=84.3×640=53952NNRd,s=kNRk,s/γRS,N=1×53952/1.2=44960N≥Nsdh=5680.972N錨栓鋼材受拉破壞承載力滿足設(shè)計要求！混凝土錐體受拉破壞承載力計算因錨固點位于結(jié)構(gòu)受拉面，而該結(jié)構(gòu)為普通混凝土結(jié)構(gòu)，故錨固區(qū)基材應(yīng)判定為開裂混凝土?；炷铃F體受拉破壞時的受拉承載力設(shè)計值NRd,c應(yīng)按下列公式計算：NRd,c=kNRk,c/γRc,N6.1.3-1[JGJ145-2013]NRk,c=NRk,c0×Ac,N/Ac,N0×ψs,Nψre,Nψec,N6.1.3-2[JGJ145-2013]對于開裂混凝土土：NRk,c0=7.0×fcu,k0.5×hef1.56.1.3-3[JGJ145-2013]對于不開裂混凝土土：NRk,c0=9.8×fcu,k0.5×hef1.56.1.3-4[JGJ145-2013]在上面公式中：NRd,c：混凝土錐體破壞時的受拉承載力設(shè)計值；NRk,c：混凝土錐體破壞時的受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值；k：地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表4.3.9[JGJ145-2013]選?。沪肦c,N：混凝土錐體破壞時的受拉承載力分項系數(shù)，按表4.3.10[JGJ145-2013]采用，取1.8；NRk,c0：開裂混凝土單錨栓受拉，理想混凝土錐體破壞時的受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值；fcu,k：混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)其在45-60MPa間時，應(yīng)乘以降低系數(shù)0.95；hef：錨栓有效錨固深度；NRk,c0=7.0×fcu,k0.5×hef1.5=7.0×300.5×1001.5=38340.579NAc,N0：混凝土理想錐體破壞投影面面積，按6.1.4[JGJ145-2013]?。籹cr,N：混凝土錐體破壞情況下，無間距效應(yīng)和邊緣效應(yīng)，確保每根錨栓受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值的臨界間矩。scr,N=3hef=3×100=300mmAc,N0=scr,N26.1.4[JGJ145-2013]=3002=90000mm2Ac,N：混凝土實際錐體破壞投影面積，按6.1.5[JGJ145-2013]取：當(dāng)N/n-My1/Σyi2≥0時：Ac,N=(min(c1,ccr,N)+s1+min(c1a,ccr,N))×(min(c2,ccr,N)+s2+0.5scr,N)……情況一當(dāng)N/n-My1/Σyi2<0時：若錨栓共有2排，則：Ac,N=(min(c1a,ccr,N)+min(c1+s1,ccr,N))×(min(c2,ccr,N)+s2+0.5scr,N)……情況二若錨栓共有3-4排(下面公式中參數(shù)n為錨栓層數(shù))，則：Ac,N=(min(c1a,ccr,N)+s1×(n-2)/(n-1)+min(ccr,N,c1+s1/(n-1)))×(min(c2,ccr,N)+s2+0.5scr,N)……情況三其中：c1、c1a、c2：方向1及2的邊矩；s1、s2：方向1及2的間距；ccr,N：混凝土錐體破壞時的臨界邊矩，取ccr,N=1.5hef=1.5×100=150mm；c1≤ccr,Nc1a≤ccr,Nc2≤ccr,N所以，本計算為：Ac,N=(min(c1,ccr,N)+s1+min(c1a,ccr,N))×(min(c2,ccr,N)+s2+0.5scr,N)=(100+150+150)×(150+200+0.5×300)=200000mm2ψs,N：邊矩c對受拉承載力的降低影響系數(shù)，按6.1.6[JGJ145-2013]采用：ψs,N=0.7+0.3×c/ccr,N≤16.1.6[JGJ145-2013]其中c為邊矩，當(dāng)為多個邊矩時，取最小值；ψs,N=0.7+0.3×c/ccr,N≤1=0.7+0.3×100/150=0.9所以，ψs,N取0.9。ψre,N：表層混凝土因為密集配筋的剝離作用對受拉承載力的降低影響系數(shù)，按6.1.7[JGJ145-2013]采用，當(dāng)錨固區(qū)鋼筋間距s≥150mm或鋼筋直徑d≤10mm且s≥100mm