幕墙结构计算入门培训.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,幕墙结构计算基础,第一章 概述,1,、幕墙计算现状,传统的计算原理,手工计算,各类计算软件发展迅速,大型软件受青睐,手工计算与软件联合、互补。,应用规范,2,、目前存在问题,计算人员实际经验不足,过渡依赖计算软件,形式主义,距离优化设计很远。,3,、今后发展趋势,有限元软件功能细化,计算人员更专业。,计算规范与标准更详细、准确。,第二章 杆件计算,第一节,、概述与计算对象,（,1,）单根杆件,-,框架,幕墙的立柱、,横梁,选用,横梁型材的截面特性,:,选用型材材质,:,铝合金,6063-T5,，断面如图：,型材强度设计值,:85.500N/mm,2,型材弹性模量,:E=0.7,10,5,N/mm,2,X,轴惯性矩,:I,x,=156.662cm,4,Y,轴惯性矩,:,I,y,=85.870cm,4,X,轴抵抗矩,:W,x1,=30.412cm,3,X,轴抵抗矩,:W,x2,=32.311cm,3,Y,轴抵抗矩,:W,y1,=23.424cm,3,Y,轴抵抗矩,:W,y2,=13.243cm,3,型材截面积,:A=11.383cm,2,型材计算校核处壁厚,:t=2.000mm,型材截面面积矩,:,S,s,=19.604cm,3,塑性发展系数,:,=1.05,幕墙横梁的强度计算,校核依据,:M,x,/,W,x,+M,y,/,W,y,f,a,=85.5(N/mm2),幕墙横梁的抗剪强度计算,校核依据,:,max,=49.6N/mm2,幕墙横梁的刚度计算,校核依据,:U max,L/180,横梁承受呈三角形分布线荷载作用,.,（,2,）多根杆件组成的结构体系：,-,框架,窗、单元板（立柱、横梁、中挺）,立柱公料材质,:,铝合金,6063-T5,，型材断面如图：,型材强度设计值,:85.500N/mm,2,型材弹性模量,:E=0.7,10,5,N/mm,2,X,轴惯性矩,:I,x,=401.788cm,4,Y,轴惯性矩,:,I,y,=76.622cm,4,X,轴抵抗矩,:W,x1,=55.325cm,3,X,轴抵抗矩,:W,x2,=38.866cm,3,型材截面积,:A=15.945cm,2,型材计算校核处壁厚,:t=3.000mm,型材截面面积矩,:,S,x,=36.070cm,3,塑性发展系数,:,=1.05,公立柱,母立柱,立柱母料材质,:,铝合金,6063-T5,，型材断面如图：,型材强度设计值,:85.500N/mm2,型材弹性模量,:E=0.7,105N/mm2,X,轴惯性矩,:Ix=381.848cm4,Y,轴惯性矩,:,Iy,=26.989cm4,X,轴抵抗矩,:Wx1=52.397cm3,X,轴抵抗矩,:Wx2=37.028cm3,型材截面积,:A=14.111cm2,型材计算校核处壁厚,:t=3.000mm,型材截面面积矩,:,Sx,=33.158cm3,塑性发展系数,:,=1.05,连续梁内力表：,M=,系数,*qL2;Q=,系数,*,qL,;f=,系数,*qL4/100EI,简支梁均布荷载作用内力公式,简支梁梯形荷载作用内力公式,简支梁三角形荷载作用内力公式,简支梁集中荷载作用内力公式,-,分段比,1/4,-,桁架,钢桁架、异型桁架、网架,一般采用有限元分析软件计算。,1,、,3D3S,2,、,Sap2000,3,、,Ansys,4,、,Staad,-,刚架,-,壳体,第二节、单根杆件计算,框架式幕墙：,立柱,1,）荷载,-,风荷载,W,k,=,z,s,z,W,0,gz,-,高度,Z,处的阵风,系数,z,-,风压高度变化,系数,s1 ,风压,体型,系数,W,k,-,-,垂直作用在幕墙表面上的风荷载标准值,(,kN,/m,2,),W,0,-,-,基本,风压,(,kN,/m,2,),场地类别,、建筑外轮廓、地区地域有关。,2,）截面特性,外轮廓：整体、组合,截面积,A,0,=8311 mm,2,X,轴惯性矩,I,X,=11897866 mm,4,X,轴抵抗矩,W,X,=86583 mm,3,X,轴面积矩,S,X,=91392 mm,3,塑性发展系数,=1.05,型材壁厚,t=2.5 mm,壁厚,材质,6063-T5,T6,3,）支撑形式,简支梁,-,铰接、固接、滑动铰。,4,）计算结果,横梁,1,）荷载,水平荷载：线性荷载输入。,竖向荷载：集中力,2,）截面特性,开口、闭口。,3,）支撑形式,一般采用铰接，钢结构有时会采用固接。,4,）计算结果,最大弯曲应力、最大剪应力，挠度,mm,。,横梁抗弯强度校核,校核依据：,按玻璃幕墙工程技术规范,JGJ102-2003,第,6.2.4,条,=,=83.195 N/mm,2,f,a,=85.5 N/mm,2,横梁抗弯强度符合规范要求。,横梁抗剪强度,校核,校核依据,：,按玻璃幕墙工程技术规范,JGJ102-2003,第,6.2.5,条,1,、竖直方向剪应力,t,：横梁截面垂直于,X,轴腹板的截面总宽度，取,t=5.0 mm,X,：横梁承受的竖直荷载产生的剪应力,=,=,1.475 N/mm,2,f,av,=49.6 N/mm,2,2,、水平方向剪应力,t,：横梁截面垂直于,Y,轴腹板的截面总宽度，取,t=5.0 mm,Y,：横梁承受的水平荷载产生的剪应力,=4.366 N/mm,2,f,av,=49.6 N/mm,2,横梁抗剪强度符合规范要求。,第三节、多杆结构体系,（,1,）,框架体系,-,窗：,1,）荷载,梯形荷载、三角形荷载,窗竖挺荷载,2,）截面特性,闭口型腔,锁五金件,3,）窗型,4,）支撑形式,5,）计算结果,-,单元板框架计算,1,）荷载,2,）截面特性,3,）分格,4,）连接形式,5,）计算结果,幕墙框架图,单元式幕墙组成,单元式幕墙立柱计算,载荷分布：按等位移原理，协同作用。,q=q1+q2 -(1),M=M1+M2 -(2),f1=f2 -(3),M,x1,=M*I,x1,/(I,x1,+I,x2,),M,x2,=M*I,x2,/(I,x1,+I,x2,),内力分配系数,立柱弯矩按公料、母料的抗弯刚度分配，分配系数计算如下：,I,x,=I,x1,+I,x2,=401.788+381.848=783.636cm,4,公料弯矩分配系数：,a,1,=I,x1,/I,x,=401.788/783.636=0.51,母料弯矩分配系数：,a,2,=I,x2,/I,x,=381.848/783.636=0.49,立柱剪力及轴向力按公料、母料的抗剪刚度分配，分配系数计算如下：,A=A,1,+A,2,=15.945+14.111=30.056cm,2,公料剪、轴力分配系数：,b,1,=A,1,/A=15.945/30.056=0.53,母料剪、轴力分配系数：,b,2,=A,2,/A=14.111/30.056=0.47,刚度分配系数,内力计算,简支梁受力：,连续梁受力：,M=q*L,2/8,逐跨内力分析：,立柱按多跨铰接连续静定梁进行设计计算：,第,1,跨内力：,RB1=5.53636151-(285/3615)2/2-0(285/3615)=9945N,P2=9945N,M1=5.536361521-(285/3615)22/8-02851-(1+285/3615)2/2+285/3615,=8931701Nmm,第,2,跨内力：,RB2=5.53636151-(285/3615)2/2-9945(285/3615)=9161N,P3=9161N,MA2=-(9945285+5.5362852/2)=-3059097Nmm,M2=5.536361521-(285/3615)22/8-99452851-(1+285/3615)2/2+285/3615,=7523383Nmm,第,3,跨内力：,RB3=5.53636151-(285/3615)2/2-9161(285/3615)=9223N,P4=9223N,MA3=-(9161285+5.5362852/2)=-2835650Nmm,M3=5.536361521-(285/3615)22/8-91612851-(1+285/3615)2/2+285/3615,=7634412Nmm,第,4,跨内力：,RB4=5.53636151-(285/3615)2/2-9223(285/3615)=9218N,P5=9218N,MA4=-(9223285+5.5362852/2)=-2853266Nmm,M4=5.536361521-(285/3615)22/8-92232851-(1+285/3615)2/2+285/3615,=7625659Nmm,第,5,跨内力：,RB5=5.53636151-(285/3615)2/2-9218(285/3615)=9218N,P6=9218N,MA5=-(9218285+5.5362852/2)=-2851877Nmm,M5=5.536361521-(285/3615)22/8-92182851-(1+285/3615)2/2+285/3615,=7626349Nmm,广东全球通大厦,立柱的内力分析,第,1,跨内力分析：,R,Bi,=,qL,i,1-(A,i,/L,i,),2,/2-P,i,(A,i,/L,i,),，,i=1,=3.132,2850,1-(850/2850),2,/2-0,(850/2850),=4066N,M,i,=qL,i,2,1-(A,i,/L,i,),2,2,/8,，,i=1,=3.132,2850,2,1-(850/2850),2,2,/8,=2639402N,mm,第,2,跨内力分析：,P,i,=R,Bi-1,，,i=2,=4066N,R,Bi,=,qL,i,1-(A,i,/L,i,),2,/2-P,i,(A,i,/L,i,),，,i=2,=3.132,2850,1-(850/2850),2,/2-4066,(850/2850),=2853N,M,i,=qL,i,2,1-(A,i,/L,i,),2,2,/8-P,i,A,i,1-(1+(A,i,/L,i,),2,/2+A,i,/L,i,，,i=2,=3.132,2850,2,1-(850/2850),2,2,/8-4066,850,1-(1+(850/2850),2,/2+850/2850,=1065062N,mm,M,A2,=-(P,i,A,i,+qA,i,2,/2),，,(i=2),=-4587535N,mm,第,3,跨内力分析：,P,i,=R,Bi-1,，,i=3,=2853N,R,Bi,=,qL,i,1-(A,i,/L,i,),2,/2-P,i,(A,i,/L,i,),，,i=3,=3.132,2850,1-(850/2850),2,/2-2853,(850/2850),=3215N,M,i,=qL,i,2,1-(A,i,/L,i,),2,2,/8-P,i,A,i,1-(1+(A,i,/L,i,),2,/2+A,i,/L,i,，,i=3,=3.132,2850,2,1-(850/2850),2,2,/8-2853,850,1-(1+(850/2850),2,/2+850/2850,=1534731N,mm,M,A3,=-(P,i,A,i,+qA,i,2,/2),，,(i=3),=-3556485N,mm,天津国贸投标计算,横梁计算,幕墙横梁按三角形简支梁计算水平荷载；由于玻璃下面有垫块，因此自重荷载按集中受力模型考虑,。,水平荷载作用,竖向荷载作用,按照等挠度原则，进行荷载分配，对于三角形,荷载简支梁,：,q,1k,B,4,/120E,a,I,1y,=q,2k,B,4,/120E,a,I,2y,q,1k,+q,2k,=,q,k,q,1k,=,q,k,I,1y,/(I,1y,+I,2y,),=2.986,3867360/(3867360+5762240),=1.199N/mm,q,2k,=,q,k,I,2y,/(I,1y,+I,2y,),=2.986,5762240/(3867360+5762240),=,1.787N/mm,（设计值）,M,1w,=q,1w,B,2,/12,M,1E,=q,1E,B,2,/12,（水平地震荷载）,M,1y,=M,1w,+0.5M,1E,=q,1,B,2,/12,=1.794,1840,2,/12,=506147.2N,mm,按,横梁抗弯强度计算公式，应满足：,M,1x,/,W,1nx,+M,1y,/,W,1ny,f,a,按建筑幕墙,5.1.9,，,b,，自重标准值作用下挠度不应超过其跨度的,1/500,，并且不应大于,3mm,；,B/500=1840/500=3.68mm,取：,d,f2,lim,=3mm,d,fx,=P,1k,aB,2,/24E,a,I,ax,(3-4,2,),=1361.6,150,1840,2,/24/70000/529090,(3-4,(150/1840),2,),=2.313mm,因为,2.313mm,3mm,，所以，单元横框自重方向挠度可以满足设计要求。,平面内变形分析,建筑幕墙,GB/T 21086-2007,框架式幕墙平面变形分析,平面变形性能确定,：主体结构的弹性层间位移角限值，取,=1/550,。,由主体结构为钢筋混凝土框架结构，查玻璃幕墙工程技术规范,JGJ102-2003,条文说明中表,4.1,得,：隐框玻璃幕墙板块平面内变形性能,按玻璃幕墙工程技术规范,JGJ102-2003,第,4.3.12,条,=3,=3,1/550=1/183,1/150,=1/183,1/200,该隐框玻璃幕墙的变形性能应为级。,玻璃幕墙工程技术规范,JGJ102-2003,单元板平面变形分析,主体,结构类型,为,多、高层钢结构,结构,，结构的层间,位移,角,为,：,=tan,-,1(,1/300),层高：,h=3600 mm,。,地震控制,层,间位移限值,为,：,lim,=,h,（,=3=1/100,，,=0.57,）,=3600/100,=36.00mm,如最大玻璃板块,HxW,=2100 x1200 mm,适应,变形值为,s,=L,=2100/100,=21.0 mm,对隐框,结构,胶的延展性好,，因此,通过构造与结构胶完全能满足地震荷载及风载作用下的平面内变形,。,对明框预留边框距离,a21/2=10.5 mm.,上下,30mm,单元板块横梁竖向位移量计算,：立柱材料的线膨胀系数最大单元板块高度,L:,方向尺寸温差,T:,最大温差,：实际伸缩调整系数,LA,：梁在柱间计算跨度，取,(mm),A,：梁挠度限制,名称,代号,取值,型材因热胀冷缩引起的位移,L,L=,T,L,=2.35X10,-5,80,5200,1,=,9.7mm,=2.35X10,-5,T=80,L=5200mm,=1,加工误差,d1,2mm,施工误差,d2,1.5mm,主体结构梁竖直变形位移量,d3,(LA/A),20%=,6.7mm,LA=10000mm,，,A=300,立柱徐变引起的横梁位移,d4,d4=LX0.001,=5200 x0.001,=,5.2mm,位移,计算过程,结果,极限收缩位移,L,+,d1+d2+d3+d4,25.1mm,极限扩张位移,L,+,d1+d2,13.2mm,设计单元板块横梁竖向伸缩缝,30mm,，满足计算要求。,单元板块平面内竖向位移设计,左右,15mm,名称,代号,取值,型材因热胀冷缩引起的位移,L,L=,T,L,=2.35X10,-5,80,1700,1,=,3.2mm,=2.35X10,-5,T=80,L=1700mm,=1,加工误差,d1,1mm,施工误差,d2,1.5mm,位移,计算过程,结果,极限收缩位移,L,+,d1+d2,5.7mm,极限扩张位移,L,+,d1+d2,5.7mm,：立柱材料的线膨胀系数最大单元板块高度,L:,方向尺寸温差,T:,最大温差,：实际伸缩调整系数,单元板块平面立柱极限水平位移量计算,设计单元板块立柱水平 伸缩缝,15mm,，满足计算要求。,单元板块平面内水平位移设计,（,2,）桁架,-,普通桁架,1,）荷载,线性荷载输入：,2,）截面特性,方管、圆管、组合截面。,上弦杆,下,弦杆,腹,杆,斜腹杆,3,）桁架类型（铰接节点、刚接节点）,焊接桁架,铰接桁架,混合型,4,）支撑形式（简支、滑动、固接）,铰接支撑：耳板、销轴,拉杆,上弦,杆,次桁架,采光顶桁架受力图,采光顶桁架计算模型图,5,）计算结果（整体、杆件）,强度,挠度,稳定性,连接件（耳板、螺栓、铆钉、销轴）,焊缝（三角形、对接）,例题,1,：,通过,计算可知，钢结构体系最大位移：,Fmax,=115.6/1.4=82.6 mmL/300=36000/300=120 mm,主结构钢架：,300(,299),管：,max=89.2 N/mm2,=215 N/mm2;,180X12,管：,max=65.0 N/mm2,=215 N/mm2;,次结构桁架：,195X12,管：,max=275.2 N/mm2,=310 N/mm2;,通过。,方管,160X80X10:,max=304.5 N/mm2,=310 N/mm2;,通过。,支座反力：,桁架,HJ01,：与主体结构连接为铰接：,Fx,=416.6,kN,Fy,=345.9,kN,Fz,=417.2,kN,注意，埋件应根据受力不同区别设计。,例题,2,钢管,203X8,：,max=46.5 Mpa,215 Mpa Ok.,钢管,273X14,：,max=31.3 Mpa,=0.6X 215=129.0 Mpa Ok.,钢管,500X16,：,max=17.5 Mpa,=0.6X 215=129.0 Mpa Ok.,钢管,400X16,：,max=11.2 Mpa,=0.6X 215=129.0Mpa Ok.,最大挠度,fmax=32.5/1.4=23.2 mm,fmax/2L=23.2/2X6000=1/5001/300,OK.,(3,）刚架,1,）荷载,全球通,南北飞翼幕墙结构,2,）截面特性,种类：管材、槽钢、工字、钢板。,材料：钢、不锈钢、铝合金。,3,）刚架类型,焊接连接、螺栓组,4,）支撑形式（铰接支座、刚接支座）,5,）计算结果（整体、杆件）,强度,挠度,稳定性（杆件整体、局部）,单,元,号,强度,绕,2,轴,整体,稳定,绕,3,轴,整体,稳定,绕,2,轴,抗剪,应力比,绕,3,轴,抗剪,应力比,绕,2,轴,W/l,绕,3,轴,W/l,结果,1,0.04,0.04,0.04,0.00,0.01,0,1/2355,满足,2,0.10,0.10,0.10,0.00,0.01,0,1/796,满足,3,0.07,0.07,0.07,0.00,0.01,0,1/1184,满足,4,0.10,0.11,0.11,0.00,0.01,0,1/796,满足,5,0.04,0.04,0.04,0.00,0.01,0,1/2356,满足,6,0.10,0.10,0.10,0.00,0.01,0,1/796,满足,7,0.10,0.11,0.10,0.00,0.01,0,1/796,满足,8,0.04,0.04,0.04,0.00,0.01,0,1/2356,满足,9,0.04,0.04,0.04,0.00,0.01,0,1/1938,满足,10,0.12,0.12,0.12,0.00,0.01,0,1/653,满足,11,0.08,0.08,0.08,0.00,0.01,0,1/972,满足,12,0.08,0.08,0.08,0.00,0.01,0,1/972,满足,13,0.25,0.25,0.25,0.01,0.00,1/1055,0,满足,14,0.20,0.20,0.20,0.03,0.00,1/1286,0,满足,15,0.22,0.22,0.22,0.03,0.00,1/1277,0,满足,16,0.25,0.25,0.25,0.01,0.00,1/1055,0,满足,17,0.19,0.19,0.19,0.03,0.00,1/531,0,满足,18,0.20,0.20,0.20,0.03,0.00,1/1286,0,满足,19,0.29,0.29,0.29,0.01,0.00,1/749,0,满足,20,0.27,0.27,0.27,0.04,0.00,1/938,0,满足,21,0.29,0.29,0.29,0.04,0.00,1/826,0,满足,22,0.29,0.29,0.29,0.01,0.00,1/749,0,满足,23,0.00,0.00,0.00,0.00,0.00,1/627,0,满足,24,0.27,0.27,0.27,0.04,0.00,1/938,0,满足,25,0.29,0.29,0.29,0.01,0.00,1/614,0,满足,26,0.28,0.28,0.28,0.04,0.00,1/800,0,满足,27,0.28,0.28,0.28,0.04,0.00,1/618,0,满足,28,0.29,0.29,0.29,0.01,0.00,1/614,0,满足,本工程有,2,种材料：,316,不锈钢 铝合金,6063-T5,设计验算结果表,(,强度和整体稳定为,(,应力,/,设计强度,),3D3S,有限元分析软件计算结果,（,4,）壳体,异型结构,张拉膜结构,第三章 板面计算,1,、玻璃计算,1,）荷载类型,2,）玻璃构成（夹胶、中空、双曲）,3,）物理特性,4,）支撑形式（边铰接、点支撑）,5,）计算结果（大面、小面、局部）,强度,挠度,玻璃挠度校核,不考虑大挠度效应时玻璃应力分布（第一主应力）,考虑大挠度效应时玻璃应力分布（第一主应力）,2,、铝板计算,1,）荷载类型,2,）铝板构造,3,）物理特性,4,）支撑形式（边铰接、边固接）,5,）计算结果（大面、局部）,强度,挠度,稳定性,3,、石材计算,1,）荷载类型,2,）构造形式（复杂、简单、造型）,3,）物理特性,4,）支撑形式（点支撑、边支撑）,背拴、,T,型挂件、铝合金挂件、背槽式、通槽挂,5,）计算结果（大面、小面、局部）,强度,挠度,例题：,水平方向,荷载组合,风荷载,+,水平地震荷载,风荷载和水平地震作用组合标准值计算,W,：风荷载作用效应分项系数，取,W,=1.0,按玻璃幕墙工程技术规范,JGJ102-2003,第,5.4.3,条规定,E,：地震荷载作用效应分项系数，取,E,=0.5,按玻璃幕墙工程技术规范,JGJ102-2003,第,5.4.3,条规定,qK,=,W,WK+E,qEK,=1.0,1.0+0.5,0.68,=1.34 KN/m2,风荷载和水平地震作用组合设计值计算,q=,W,W+E,qE,=1.0,1.4+0.5,0.884,=1.842 KN/m2,板块计算,（,1,）、立面石材采用：,30mm,厚花岗石，板块,1490X740mm,。,板块计算模型详见下图：,（,2,）、计算结果与校核,，,本计算采用,Ansys,板单元,shell63,。,计算结果详见下列图表。,经计算，在水平荷载作用下，石材板块内力与挠度如下：,最大挠度：,fmax,=0.3 mm,；,最大,拉,应力：,max=2.3 N/mm2,=8.0N/mm2/2.15=3.72 N/mm2,通过。,金属与石材幕墙工程技术规范,JGJ 133,金属与石材幕墙工程技术规范,JGJ 133,第四章 埋件计算,1,、预埋件,-,平板埋件,1,）荷载（拉压力、剪力、弯矩）,2,）埋件构造（钢筋、钢板、锚板）,3,）主体混凝土性能参数,4,）计算结果,承载力极值,法向拉力设计值 N 4.3kN,弯矩设计值 M 1.329kNm,剪力设计值 V 63.9kN,受力直锚筋的层数 n 2 层,每层直锚筋的根数、直径为：212,直锚筋的间距 b1 100mm,沿剪力方向最外层锚筋中心线之间的距离 z 100mm,常用埋件计算例题：,锚板厚度 t 10mm,锚板宽度 B 300mm,锚板高度 H 180mm,锚板的弯曲变形折减系数 b,混凝土强度等级：C30 fc 14.3N/mm,筋的抗拉强度设计值 fy 300N/mm,锚筋的总截面面积 As 验算,当有剪力、法向拉力和弯矩共同作用时，应按混凝土规范式 10.9.12 及式 10.9.12,两个公式计算，并取其中的较大值：,As V/r/v/fy+N/0.8/b/fy+M/1.3/r/b/fy/z,As,N/0.8/,b/,fy,+M/0.4/,r/,b/,fy,/z,锚筋的受剪承载力系数 v 按混凝土规范式 10.9.15 计算：,v (4.0-0.08*d)*(fc/fy)0.5 (4.0-0.08*12)*(14.3/300)0.5,0.66,锚板的弯曲变形折减系数 b 按混凝土规范式 10.9.16 计算：,b 0.6+0.25*t/d 0.6+0.25*10/12 0.81,当锚筋层数 n 2 时，锚筋层数影响系数 r 1.00,锚筋的总截面面积 As 2*2*(12/2)2 452mm,As1 V/r/v/fy+N/0.8/b/fy+M/1.3/r/b/fy/z,As1,63944/1.00/0.66/300+4274/0.8/0.81/300+1329292/1.3/1.00/0.81/300/100,321+22+42,385mm,As,452mm,As2,N/0.8/,b/,fy,+M/0.4/,r/,b/,fy,/z,As2,4274/0.8/0.81/300+1329292/0.4/1.00/0.81/300/100,22+137,159mm,As,452mm,锚筋间距和锚筋至构件边缘的距离,按混凝土规范第 10.9.6 条，对受剪预埋件，其锚筋的间距 b、b1 不应大于 300mm，且,b1 不应小于 6d 和 70mm；锚筋至构件边缘的距离 c1，不应小于 6d 和 70mm，b、c 不应,小于 3d 和 45mm。即：b、b1 300mm，b、c 45mm，b1、c1 72mm,锚板的构造要求,锚板的厚度宜大于锚筋直径的 0.6 倍。受拉和受弯预埋件的锚板厚度尚宜大于b/8。,锚板的厚度 t 10mm Max0.6d,b/8 Max7.2,6.3 7.2mm,锚筋中心至锚板边缘的距离 t1 Max2d,20 24mm,锚板最小宽度 Bmin 1*50+2*24mm 98mm B 300mm，满足要求。,锚板最小高度 Hmin 1*100+2*24mm 148mm H 180mm，满足要求。,当锚筋直径不大于 20mm 时，宜采用压力埋弧焊。HRB335 级、HRB440 级钢筋采用手工焊时，焊缝高度不宜小于 0.6d 7mm。,钢结构埋件计算举例：,钢结构天幕采光顶埋件计算,预埋件,EM01,计算,受力节点见下图，在楼板处为铰接支座。,-,槽式埋件,1,）荷载（拉压力、剪力、弯矩）,2,）埋件构造、分类（钢板槽、锚筋）,3,）主体混凝土性能参数,4,）计算结果,承载力极值,Particular quality features associated with HALFEN cast-in channels are:,high bearing loads up to 32,kN,or 108,kN,/m,small edge distances of minimum 5 cm,easy to adjust,assembly without noise and dirt,officially approved for static and dynamic loads,a high degree of corrosion protection,available both in stainless steel and hot-dip galvanized,2,、后置埋件,-,平板埋件,1,）荷载（拉压力、剪力、弯矩）,2,）埋件构造（锚栓、钢板）,化学锚固,机械锚固,3,）主体混凝土性能参数,4,）计算结果,承载力极值,化学锚栓选型：,慧鱼化学锚栓设计参数,膨胀螺栓,螺栓材料 常用材料：,Q215,、,Q235,、,25,和,45,号钢，对于重要的或特殊用途的螺纹联接件，可选用,15Cr,，,20Cr,，,40Cr,，,15MnVB,，,30CrMrSi,等机械性能较高的合金钢。,-,复杂后置埋件,通过钢板焊接组合形成。,焊缝计算：,焊缝验算,（,1,）计算说明,由于角钢的翼缘的侧向刚度较低，一般不考虑其承受剪力，故全部剪力由腹板上的一条长,110 mm,的焊缝承担，弯矩和拉力则由全部焊缝来承担。,（,2,）焊缝有效截面的几何参数,h,f,：焊缝高度，取,h,f,=8 mm,t,min,：被焊接的两块钢板中，厚度最小的钢板厚度，取,t,min,=8 mm,h,fmax,：允许焊缝最大高度,h,fmax,=1.2t,min,=1.2,8=9.6 mm,t,max,：被焊接的两块钢板中，厚度最大的钢板厚度，取,t,max,=8 mm,h,fmin,：允许焊缝最小高度,h,fmin,=1.5tmax0.5=1.5,80.5=4.2 mm,h,fmin,=4.2 mm,h,f,=8 mm,h,fmax,=9.6 mm,L,1,：竖向焊缝有效长度,L,1,=110-10=100 mm,A,1,：竖向焊缝计算截面面积,A,1,=0.7h,f,L,1,=0.7,8,100=560 mm,2,整个焊缝的总截面特性,面积,A=1680 mm,惯性矩,I=2268800 mm,4,抵抗矩,W=32448 mm,3,（,3,）焊缝强度验算,：由弯矩和拉力产生的垂直于焊缝长度方向的应力,=18.9 N/mm,2,f,fw,=160 N/mm,2,1,：由弯矩和拉力产生的垂直于焊缝长度方向的竖向焊缝应力,1,=,=18.9 N/mm,2,1,：由剪力产生的竖向焊缝剪应力,1,=V,3,/2A,1,=4.627,10,3,/2/560=4.13 N/mm,2,：正面角焊缝的强度设计值提高系数，取,=1.22,=16 N/mm,2,f,fw,=160 N/mm,2,焊缝满足设计要求。,第五章 连接件计算,1,、上墙件,-,框架式幕墙上墙件,材料：钢板,螺栓,调节件,连接壁厚,荷载计算,（,1,）,M12,螺栓承受的剪力,V,1,：,M12,螺栓承受的竖直方向剪力,V,1,=N=4.627 KN,（见第四章第二节）,V,2,：,M12,螺栓承受的水平方向剪力,V,2,=2V=2,6.751=13.5 KN,（见第四章第二节）,V,：,M12,螺栓承受的剪力,V=14.271 KN,（,2,）焊缝承受的荷载,V,3,：焊缝承受的竖直方向剪力,V,3,=V,1,=4.627 KN,M,：焊缝受到的弯矩作用,M=V,3,d,1,=4.627,0.08=0.37 KN,m,N,：焊缝承受的拉力,N=V,2,=13.5 KN,3,、,M12,螺栓验算,n,：螺栓个数，,n=2,n,V,：每个螺栓剪切面数,A,0,：,M12,螺栓有效面积,取,A,0,=84.3 mm,2,N,Vb,：,M12,螺栓的抗剪能力,N,Vb,=n,n,V,A,0,f,V,=2,2,84.3,245=82614 N,V=14271 N,M12,不锈钢螺栓满足设计要求。,立柱局部抗压承载力,d,：,M12,螺栓孔径，取,d=12 mm,t,：穿过立柱的总壁厚,t=2t=2,2.5=5 mm,n,：螺栓个数，,n=2,N,Cb,：立柱局部承压能力,N,Cb,=n,d,t,f,ab,=2,12,5,120.0=14400 N,V=14271 N,立柱局部承压能力满足设计要求。,-,单元板上墙件,材料：钢板、铝板,螺栓,调整螺栓,连接壁厚,N,1,:,连接处水平总力,(N):,N,l,=q,1,H,sjcg,=5.536,3900,=21590.400kN/m,N,2,:,连接处自重总值设计值,(N):,N,2,=3089.0N,N:,连接处总合力,(N):,N=(N,1,2,+N,2,2,),0.5,=(21590.400,2,+3089.000,2,),0.5,=22810.257N,D,2,:,连接不锈钢螺栓（,A2-70,）直径,:12.000mm,D,0,:,连接螺栓有效直径,:10.360mm,N,vb,:,不锈钢螺栓的承载能力,:,N,v,:,连接处剪切面数,:1,N,vb,=N,v,3.14D,0,2,f,v,/4,=13.1410.360,2,245/4,=20642.000N,N,um1,:,立梃与建筑物主结构连接的螺栓个数,:,N,um1,=N/,N,vb,=22810.257/20642.000,=1.105,个,设计有,4,个（公、母料上各有,2,个独立受力的螺栓），受力可以满足要求,。,不锈钢螺栓验算,N,cbl,:,立梃型材（,6063-T5,）壁抗承压能力,(N):,D,2,:,连接螺栓直径,:12.000mm,N,v,:,连接处剪切面数,:4,t:,立梃局部壁厚,:5.000mm(,螺栓处局部加厚,)+6.0mm(,铝合金卡块,)=11.0mm(,如图中标注,),N,cbl,=D,2,f,ce,tN,um1,=12.00012011.0004.000,=63360.0N,63360.000N 22810.257N,铝立柱局部承压强度可以满足。,N,cbg,:,铝合金挂码型材,(Q235),壁抗承压能力,(N):,L,ct2,:,连接处铝合金挂码壁厚,:12.000mm,N,cbg,=D,2,f,ce,L,ct2,N,um1,=12.00012012.0004.000,=69120.000N,69120.000N 22810.257N,铝合金挂码局部承压强度可以满足。,铝合金连接件验算,2,、耳板,1,）荷载,2,）截面尺寸,3,）销轴形式,4,）焊缝尺寸,5,）计算结果,3,、五金件,1,）荷载,2,）截面尺寸,3,）销轴形式,4,）焊缝尺寸,5,）计算结果,-,门、窗五金,锁点计算,传动计算,1,、,幕墙,承受荷载计算,风荷载标准值的计算方法,参考天津国际贸易中心项目风洞实验报告，按最大风压值：,w,k,=4.1KPa=4100Pa,，校核锁点时的玻璃面密度取,G=0.014X25.6=0.358kPa,；,开启窗锁点计算,基本参数：,1,：分格尺寸：,1500mm,700mm,(1),风荷载作用：,q,wk,：风荷载线分布最大荷载标准值,(N/mm,2,),；,w,k,：风荷载标准值,(,MPa,),；,q,wk,=,w,k,=0.004100N/mm,2,(2),水平地震作用：,q,EAk,：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值,(,MPa,),；,E,：动力放大系数，取,5.0,；,max,：水平地震影响系数最大值，取,0.12,；,G,k,：幕墙构件的重力荷载标准值,(N),，,(,含面板和框架,),；,A,：幕墙平面面积,(mm,2,),；,q,EAk,=,E,max,G,k,/A,5.3.4JGJ102-2003,=5,0.12,0.000358,=0.00021MPa,q,Ek,：水平地震作用线荷载集度标准值,(N/mm),；,B,：开启扇分格宽度,(mm),；,q,E,：水平地震作用线荷载集度设计值,(N/mm),；,q,E,=1.3q,Ek,=1.3,0.00021,=0.00028N/mm,2,(3),幕墙受荷载集度组合：,用于强度计算时，采用,S,w,+0.5S,E,设计值组合：,5.4.1JGJ102-2003,q=1.4q,kw,+0.5q,E,=1.4,0.0041+0.5,0.00028,=5.88kN/m,2,N=5.88,0.7,1.5=6.17,kN,2,、窗扇受力计算,作用锁点剪力许用值为,V=1200 N.,窗扇为上悬开启，六点锁设计，在闭合状态时，锁点受力如下：,其