资源描述
石材幕墙设计计算书
工程名称:
施工单位:
编制日期:
一、计算引用的规范、标准及资料
1、幕墙设计规范:
《建筑幕墙》 JG3035-1996
《金属与石材幕墙工程技术规范》 JGJ133-2001
《建筑幕墙物理性能分级》 GB/T15225-94
《建筑幕墙空气渗透性能检测方法》 GB/T15226-94
《建筑幕墙风压变形性能检测方法》 GB/T15227-94
《建筑幕墙雨水渗漏性能检测方法》 GB/T15228-94
《建筑幕墙保温性能测试方法》 GB8484
《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》 GB/T18250-2000
《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》 GB/T18575-2001
2、建筑设计规范:
《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001
《冷弯薄壁型钢结构设计规范》 GB50018-2002
《建筑设计防火规范》 GBJ16-2001
《建筑物防雷设计规范》 GB50057-2000
《建筑搞震设计规范》 GB50011-2001
4、金属板及石材规范:
《天然花岗石荒料》 JC/T204-2001
《天然大理石荒料》 JC/T202-2001
《天然板石》 GB/T18600-2001
《天然花岗石建筑板材》 GB/T18601-2001
《天然大理石建筑板材》料 JC/T79-2001
《天然大理石幕墙用环氧胶粘剂》 JC/T13890-2001
《天然饰面石材术语》 GB/T13890-92
《建筑材料放射性核素限量》 GB6566-2001
《干挂天然花岗岩,建筑板材及其不锈钢配件》 JC830-1998
6、钢材规范:
《冷拔异形钢管》 GB/T3094-2000
《碳素结构钢》 GB/T700-1988
《优质碳素结构钢》 GB/T699
《合金结构钢》 GB/T3077
《不锈钢和耐热钢冷扎带钢》 GB/T4239
《高耐候结构钢》 GB/Y4171-2000
《焊接结构用耐候钢》 GB/T4172-2000
《低合金高强度结构》 GB/Y1591-1994
《碳素结构和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》GB/T912
《碳素结构和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》GB/T3274
《结构用无缝钢管》 JBJ102
《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》 GB/T13912-1992
7、胶类及密封材料规范:
《混凝土接缝用密封胶》 JC/T881-2001
《硅酮建筑密封胶》 GB/14683-2003
《建筑用硅酮结构密封胶》 GB16776-2003
《聚硫建筑密封胶》 JC483-1992
《幕墙玻璃接缝用密封胶》 JC/T882-2001
《石材幕墙接缝用密封胶》 JC/T883-2001
二、基本参数
1、幕墙所在地区:
江苏省苏州市:
2、地区粗糙度分类等级:
幕墙属于薄壁外围护构件,按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
依照上面分类标准,本工程按C类地区考虑。
3、抗震烈度
按照国家规范《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)、《中国地震动参数区划图》(GB18306-2000)规定,哈尔滨地区地震基本烈度为7,地震动峰值加速度为0.1g,水平地需影响系数最大值为:amax=0.8。
三、幕墙承受荷载计算
1、风荷载标准值计算:
幕墙属于薄壁外围护构件,按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)计算:
Wk=βgzμzμsWo ……7.1.1-2[GB50009-2001]
上式中:
Wk:作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa);
Z:计算点标高:13.1m;
βgz:瞬时风压的阵风系数;
根据不同场地类型,按以下公式计算:
βgz=K(1+2 μf)
其中K为地区粗糙度调整系数,µf为脉动系数
C类场地:β=0. 85*(1+2 Pf)其中:µf=0.734(Z/10)-0.22”
对于C类地区,13. lm高度处瞬时风压的阵风系数:
βgZ= 0 .85*(1+2*(0.734(Z/10)-0.22))=1.14
µz:风压高度变化系数;
根据不同场地类型,按以下公式计算:
对于C类地区,l00m高度处风压高度变化系数:
µZ=0. 616* (Z/10)0.44=0. 74
μs:风荷载体型系数,根据计算点体型位置取1.2:
Wo:基本风压值(MPa),根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用,按重现期50年,绥化地区取0.00055MPa;
Wk= gzμZμsWo
=1.14*0.74*1.2*0.00055
=00056MPa
2.垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值:
qEAk=β E a maxGk/A ……5.3.4[JGJ102-2003]
qEAk:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)
βE:动力放大系数,取5.0;
a max:水平地震影响系数最大值,取0.10;
Gk:幕墙构件的重力荷载标准值(N);
A:幕墙构件的面积(mm2):
3.作用效应组合:
荷载和作用效应按下式进行组合:
S= GSGk+ wwSwk+EESEk ……5.4.1[JGJ102-20031]
上式中:
S:作用效应组合的设计值;
SGk:重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值;
Swk 、SEk:分别为风荷载,地震作用作为可变荷载产生的效应标准值:
G、w、 E:各效应的分项系数;
W E:分别为风荷载,地震作用效应的组合系数。
上面的G、w、 E为分项系数,按5.4.2、5.4.3、5.4.4 [JGJ102-2003]规定如下:
进行幕墙构件强度、连接件和预埋件承载力计算时:
重力荷载:G: 1.2;
风 荷 载:w:1.4;
地震作用: E:E: 1.3;
进行位移及挠度计算时;
重力荷载:G: 1.0;
风 荷 载:w:1.0;
地震作用: E:E: 1.0;
上式中,风荷载的组合系数W,为1.0;
地震作用的组合系数E为0.5 ;
四、石材的选用与校核:
1.石材面积:
B:石材幕墙分格宽:1.100m
H:石材幕墙分格高:0.4m
A:玻璃板块面积:
A=B×H
=1.1×0.4
=0.44m2
2、石材的强度计算:
校核依据:a≤f g=3.700 N/mm2
q:石材所受组合荷载:
a:石材短边边长:0.4m
b:石材长边边长:1.1m
t:石材厚度:20.Omm
:石材板面跨中弯曲系数,按边长比a/b查
表5.4.1得:0.0742
σw:石材所受应力:
采用Sw+O.6SE组合:
q=W+0.6×qEA
=0.784+0.6×0.03
=0.802kN/m2
σw=6×Ψ×q×a2×1000/(1.2Xt)2
=6×0.0742×0.802×0.82×1000/(1.2× 25.0)2
=0.2 5N/mm2
0.25N/mm2,< f g=3.70N/mm2石材的强度满足
3.石材剪应力计算:
校核依据:τmax≤[τ]
τ:石板中产生的剪应力设计值;
n:一个连连线上的螺栓数量:2
t:石板厚度:25mm
d:孔宽:7.Omm
s:孔底总长度:100.Omm
β:系数,取1.25
对边开孔
τ=s:×a×b×p×1000/[n×(t一d)×s〕
=0.802 ×0.8×1.2×1.25/[2×(25一7)× 100]
=0.0002671.8 N/mm2
所以石材抗剪强度满足要求。
7、挂钩剪应力校核
校核依据:τ max≤[τ]
τ:挂钩剪应力设计值
A:挂钩截面面积:200mm2
n:一个连接边上的挂钩数量:2
对边开槽
τ:=sz×a×b×0×1000/[n×2×A]
=0.00072≤125.000 N/mm2
所以挂件受剪强度满足要求。
五、幕墙立柱计算基本参数:
基本参数:
1:计算点标高:4.5m;
2:力学模型:多跨铰接连续静定梁:
3:立柱跨度:1.5m;
4:立柱左分格宽:1000mm;立柱右分格宽:1200mm;
5:立柱计算间距(指立柱左右分格平均宽度):B=1200mm;
6:板块配置:石材;
7:立柱材质:Q235;
8:安装方式:偏心受拉:
本处幕墙立柱按多跨铰接连续静定梁力学模型进行设计计算,受力模型如下:
多跨铰接连续静定梁力学模型
1.立柱型材选材计算:
(1)风荷载作用的线荷载集度(按矩形分布):
qwk:风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm);
Wk:风荷载标准值(MPa);
B:幕墙立柱计算间距(mm);
qwk=wkB
=0.00056*1200
=0.672N/mm
qw:风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm);
qw =1.4qwk
=1.4*0.672
=0. 94N/mm
(2)水平地震作用线荷载集度(按矩形分布)::
qEAK:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa);
β E:动力放大系数,取5.0;.
amax:水平地震影响系数最大值,取0.10;
Gk: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(mm2):
qEAk=βEamax×Gk/A ……5.3.4[JGJ102-2003]
=5*0.10*0.000625
=0.0003125N/mm
qEk:水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm);
B:幕墙立柱计算间距mm;
qEk=qEAkB
=0.0003125*1000
=0.3125N/mm
qE:水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm);
qE=1.3qEk
=1.3*0.3125=0.41N/mm
(3)幕墙受荷载集度组合:
用于强度计算时,采用Sw+0. 5SE设计值组合:……5.4.1[JGJ102-2003]
q=qW+0. 5qE
=0.63+0.5*0.41=0.835N/mm
用于挠度计算时,采用S_+0. 5SE标准值组合:…"""5.4.1〔JGJ102-20031
qk-qk+0.5qEk
=0.45+0.5*0.3125=0.61N/mm
2.选用立柱型材的截面特性:
按上一项计算结果选用型材号:[8
型材的抗弯强度设计值:fS=215MPa
型材的抗剪强度设计值:τs 125MPa
型材弹性模量:E=206000MPa
绕X轴惯性矩:Ix=1010000mm4
绕Y轴惯性矩:Iy=166000mm4
绕X轴净截面抵抗矩:W nx1=25300 mm3
绕X轴净截面抵抗矩:W nx2=5790mm3
型材净截面面积:An=1024.8mm2
型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度:t=8.Omm
型材受力面对中性轴的静矩:Sx=33500mm3
塑性发展系数:γ =l.05
3.立柱的内力分析:
第1跨内力分析:
RBi=qLi*[1一(Ai/Li)2]/2-Pi*(Ai/Li),i=1
=0.835*1500*[1一(600/1500)2]/2-0*(600/1500)
=526.05N
Mi=qLi2*[1一(Ai/Li)2]2/8,i=1
=0.835*15002*[1一(600/1500)2]2/8
=82852.9N·mm
第2跨内力分析:
Pi:=RBi-1,i=2
=526.05N
RBi,=qLi*[1-(Ai/Li)/2-Pi* (Ai/Li2)]2,i=2
=0.835*1500*[1-(600/1500)2]/2-526.05*(600/1500)
=315.63N
Mi=qLi2*[1-(Ai/Li)2]2/8-Pi*Ai*[1-(1+(Ai/Li))2/2+Ai/Li],i=2
=0.835*15002*[1-(600/1500)2]2/8-526.05*600*[1-(1+(600/1500)2/2+600/1500]
=-87840.2N·mm
MA2=-(Pi*Ai+qAi2/2),(i=2)
=-465930Nmm
第3跨内力分析:
Pi=RBi-1,i=3
=315.63N
RBi=qLi*[1一(Ai/Li) 2]/2-Pi* (Ai/Li),i=3
=0.835*1500*[1-(600/1500)2]/2-315.63*(600/1500)
=399.8N
Mi=qLi2*[1-(Ai/Li)2]2/8-Pi*Ai*[1-(1+(Ai/Li))2/2+Ai/Li〕,i=3
=0.835*15002*[1-(600/1500)2〕2/8-315.63*600*[1-(1+(600/1500)2/2+600/1500)
=162713.57N·mm
MA3(Pi*Ai+qAi2/2),(i=3)
=-339678.ON·mm
4.幕墙立柱的抗弯强度及抗剪强度验算:按下面强度公式校核抗弯强度:
f=N/An+Mx/γWnx <γWnx≤fs ……6.3.7 [JGJ102-2003]
上式中:
N:立柱轴力设计值(N);
Mx:立柱弯矩设计值(N·mm);
An:立柱净截面面积(mm2);
Wnx:在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3);
γ:塑性发展系数,取1.05;
fs:型材的抗弯强度设计值,取215MPa;
按下面强度公式校核立柱受剪强度:
τmax:蕊T S 125MPa(立柱的抗剪强度设计值)
(1)第1跨立柱跨中强度验算:
N1=1.2*0.0011*1000*(600+1500)
=2772N
f1=N1/An+M1/ γ Wnx
=2772/1204.8+82852.9/(1.05*25300)
=5.42MPa
f,=5.42MPa≤ 215MPa
第1跨立柱抗弯强度满足设计要求!
VBl=RBl=526.05N
τ=VBlSX/IXt
=526.05*33500/1010000/8.0
=2.18MPa
τlmax=2.18MPa≤125MPa
第1跨立柱抗剪强度满足设计要求!
(2)第2跨跨中弯矩最大处的强度验算:
从以上分析可以看到,第2跨后跨中弯矩最大值为:162713N·IIun,M3为一控制截面
N3=315.63N
f3=162713/( 1/05*25300)+315.63/1204.8=6.43MPa
f3=6.43MPa≤215MPa
第2跨立柱抗弯强度满足设计要求!
V3mid = Pi*(Ai/Li)=210.42N (i=3)
τ3=V3mid记Sx/Ixt
=210.42*33500/1010000/8.0
=0.872MPa
τ3=0.872MPa≤125MPa
第3跨立柱抗剪强度满足设计要求!
fzs3=(6.432+0.8722)0.5=6.49MPa
fzs3=≤1.lfs=236.SMPa
第3跨立柱折算强度满足设计要求!
(3)支座弯矩最大处的强度验算:
从以上分析可以看到,支座弯矩最大处为:一465930·mm,M2A为一控制截面
N2=315.63N
f2A=465930/(1.05*25300)+315.63/1204.8
=17.85MPa
f2A=17.5MPa≤215MPa
第2跨立柱支座处抗弯强度满足设计要求!
V2A1=-(Pi+q*Ai/2*(2+Ai/Li)) (i=2)
=-916.83N
V2A2=Pi*(Ai/Li+q*Li/2) (i=2)
=323.9glN
{V2A}=593.ON
τ2A=VZ^Sx/Ixt
=593.0*33500/1010000/8.0
=2.46MPa
T2A=2.46MPa≤125MPa
第2跨立柱支座处抗剪强度满足设计要求!
fzs2A=(17.852+2.462)0.5= 18.02MPa
fzs2A≤1.1 fs=236.5MPa
第2跨立柱支座处折算强度满足设计要求!
5.幕墙立柱的挠度验算:
计算校核依据:
df,lim≤L/250
(1)第1跨立柱跨中挠度验算:
dfl,lim=5qkLi4/384EIx*(1-2.4(Al/Ll)2)
=0.0031mm
df2,c=qkA2L23/24E Ix*(-1+4(Al/Ll)2+3 (A2/L2) 3+ (P2A22L2/3EIx)*(1+A2/L2)
=Omm
dfl=dfl,mid+df2,c/2=0.0031mm
dfl=0.0031mm≤df,lim=(L1+a2) /250=13.2mm
第1跨立柱挠度可以满足要求!
(2)第2跨后跨中弯矩最大处的挠度验算:
从以上分析可以看到,第2跨后跨中弯矩最大值为:465930N· mm, M3为挠度控制截面
df3,mid=5qkLi4/384EIx-qkAi2Li2/32EIx-PiAiLi2/16EIx
=1.624mm
df4,c=qkAiLi3/24EIx*(-1+4 (Ai/Li) 2+3 (Ai/Li) 3)+(PiAi2Li/3EIx)*(1+Ai/Li)
=0.851mm
df3-dfi,mid+df(i+l),c/2=2.0495mm (i=3)
df3,mid=2.0495mm≤dfl,lim=L/250=13.2mm
立柱挠度可以满足要求!
六、幕墙横梁计算基本参数:
1:计算点标高:13.100m;
2:横梁跨度:B=1000mm;
3:横梁上分格高:800mm;横梁下分格高:800mm;
4:横梁间距(指横梁上下分格平均高度):H=800mm;
5:力学模型:三角荷载简支梁;
6:板块配置:石材;
7:横梁材质:Q235;
因为B>H,所以本处幕墙横梁按三角形荷载简支梁力学模型进行设计计算,受力膜型如下:
三角形荷载简支梁受力模型
1.横梁型材选材计算:
(1)横梁在风荷载作用下的线荷载集度(按三角形分布):
qwk:风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm);
Wk:风荷载标准值(MPa);
B:横梁跨度(mm);
qwk=wkB
=0.00056*1000
=0.56N/mm
qw:风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm);
qw=1.4qwk
=1.4*0.56
=0.784N/mm
(2)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用的线荷载集度(按三角形分布):
qEAk :垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(MPa);
βE:动力放大系数,取5.0;
amax:水平地震影响系数最大值,取0.1;
Gk:幕墙构件的重力荷载标准值(N),(主要指面板组件);
A:幕墙平面面积(2mm);
qEAk=βE a maxGk/A……5.3.4[JGJ102-20031
=5.0*0.11*0.001
=0. 0008MPa
qEk:横梁受水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm);
B:横梁跨度(mm):
qEk=qEAkB
=0.0008*1000
=0.80N/mm
qE:横梁受水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm);
qE=1.3qEk
=1.3*0.80=1.04N/mm
(3)幕墙横梁受荷载集度组合:
用于强度计算时,采用Sw+O.5SE设计值组合: ……5.4.1[JGJ102-2003]
q=qw+0.5qE
=0.784+0. 5* 1.04
=1.304N/mm
用于挠度计算时,采用Sw+0.5SE标准值组合: ……5.4.1〔JGJ102-2403〕
qk=qwk+0.5qFk
=0.56+0.5*0.80
=0.96N/mm
(4)横梁在风荷载及地震组合作用下的弯矩值(按三角形分布):
My:横梁受风荷载及地震作用弯矩组合设计值(N·mm);
Mw:风荷载作用下横梁产生的弯矩(N·mm);
ME:地震作用下横梁产生的弯矩(N·mm);
B:横梁跨度(mm);
Mw=qwB2/12
ME=qEB2/12
采用Sw+0.5SE组合:
My=Mw+O.5ME
=qB2/12
=1.304*1000z/12
=108666.7N·mm
(5)横梁在自重荷载作用下的弯矩值(按矩形分布):
Gk:横梁自重线荷载标准值(N);
H:横梁间距(俪);
Gk=0.001*H
=0.001*900=0.9N/mm
G:横梁自重线荷载设计值(N);G=1 .2Gk
Gk=1.2*0.9=1.08N/mm
M:横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(N·mm);
B:横梁跨度(mm);
Mx=GB2/8
=1.08*10002/8
=135000N·mm
2.确定材料的截面参数:
(1)横梁抵抗矩预选:
Wnx:绕X轴横梁净截面抵抗矩预选值(mm3);
Wny:绕Y轴横梁净截面抵抗矩预选值(mm3);
Mx:横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(N•mm);
My:风荷载及地震作用弯矩组合设计值(N·mm);
γ:塑性发展系数:取1.05;
f5:型材抗弯强度设计值(MPa),对Q235取215:
按下面公式计算:
Wnx =Mx/γfs
=135000/1.05/215
=598.0mm3
Wny=My/γfs
=135000/1.05/215
=598.Omm3
(2)横梁惯性矩预选:
df, lim:按规范要求,横梁的挠度限值(mm);
B:横梁跨度(mm);
B/250=1000/250=4.Omm
取:
df,li=4.Omm
qk:风荷载与地震作用线荷载集度标准值组合(N/mm);
E:型材的弹性模量(MPa),对Q235取206000MPa;
Iymin:绕Y轴最小惯性矩(mm4);
B:横梁跨度(mm);
df,iim=qkB4/120EIymin ……(受风荷载与地震作用的挠度计算)Iymin=qkB4/120Edf,lim
=0.96*10004/120/206000/4.0
=9708/7mm4
Ixmin:绕X轴最小惯性矩(mm4);
G:横梁自重线荷载设计值(N):
df,lim= 5GB4/384EIxmin ……(自重作用下产生的挠度计算)
Ixmin=5GB4/384Edf,lim
=5*1.656*10004/384/206000/4.0
=26168.08mm4
3.选用横梁型材的截面特性:
按照上面的预选结果选取型材:
选用型材号:角码片40×40×4.0
型材抗弯强度设计值:215MPa
型材抗剪强度设计值:125MPa
型材弹性模量:E=206000MPa
绕X轴惯性矩:Ix=112100mm4
绕Y轴惯性矩:Iy 46400mm4
绕X轴净截面抵抗矩:Wnxl=3130mm3
绕X轴净截面抵抗矩:Wnx2= 3130mm3
绕Y轴净截面抵抗矩::Wnyl= 5030mm3
绕Y轴净截面抵抗矩;:Wny2= 5030mm3
型材净截面面积:An=480.3mm2
横梁与立柱连接时角片与横梁连接处横梁壁厚:t=5.Omm
横梁截面垂直于x轴腹板的截面总宽度:tx=5mm
横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度:ty=5.Omm
型材受力面对中性轴的静矩(绕X轴):Sx=3179mm3
型材受力面对中性轴的静矩(绕Y轴):Sy=3179mm3
塑性发展系数:γ=1.05
4.幕墙横梁的抗弯强度计算:
按横梁抗弯强度计算公式,应满足:
Mx/γWnx+My/γWny≤fs ……6.2.4[JGJ102-2003]
上式中:
Mx:横梁绕X轴方向(幕墙平面内方向)的弯矩设计值(N·mm);
My:横梁绕Y轴方向(垂直于幕墙平面方向)的弯矩设计值(N·mm);
Wnx:横梁绕X轴方向(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩(mm3);
Wny:横梁绕Y轴方向(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩(mm3);
γ:塑性发展系数,取1.05;
fs:型材的抗弯强度设计值,取215MPao采用S,+S.+0. 5SE组合,则:
Mx/γWnx+My/γ Wny,=135000/1.05/3130+135000/1.05/5030
=66.64MPa - 215MPa。
横梁抗弯强度满足要求。
5.横梁的挠度计算:
因为惯性矩预选是根据挠度限值计算的,所以只要选择的横梁惯性矩大于预选值,挠度就满足要求:
实际选用的型材惯性矩为:
Ix=112100mm4
Iy= 46400mm4
预选值为:
Ixmin=26168.08mm4
Iymin=9708. 7mm4
所以,横梁挠度满足规范要求。
6.横梁的抗剪计算:(三角荷载作用下)
校核依据:
γmax成γs=125MPa(型材的抗剪强度设计值)
(1)Vwk:风荷载作用下剪力标准值(N):
Vwk=qwkB/4
=0.56*1000/4
=140N
(2) Vw:风荷载作用下剪力设计值(N):
Vw=1.4Vwk
=1.4*140
=196N
(3) VEk:地震作用下剪力标准值(N):
VEk=qEkB/4
=0.80*1000/4
=200.ON
(4) VE:地震作用下剪力设计值(N):
VE=1.3VEk
=1.3*200.0
=260.ON
(5)Vx:水平总剪力(N);
Vx:横梁受水平总剪力(N):
采用VW+O.5VE组合:
Vx=VW+O.5VE
=196+0.5*260=326.ON
(6) Vy:垂直总剪力(N):
Vy= 1.2*0.001*BH/2
=1.2*0.001*1000*900/2
=540.ON
(7)横梁剪应力校核:
γx:横梁水平方向剪应力(N);
Vx:横梁水平总剪力(N);
Sy:横梁型材受力面对中性轴的静矩(mm3)(绕Y轴);
Iy:横梁型材截面惯性矩(mm4);
ty:横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度(mm);
τx=VxSy/Iyty ……6.2.5[JGJ102-2003]
=326*3179/46400/5
=4.47MPa
4.47MPa≤ 125MPa
τy:横梁垂直方向剪应力(N);
Vy:横梁垂直总剪力(N);
Sx:横梁型材受力面对中性轴的静矩(mm3)(绕X轴):
Ix:横梁型材截面惯性矩(mm4):
tx:横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm);
τy,=VySx/Ixtx ……6.2.5[JGJ102-20031
=540*3179/112100/5
=3.06MPa
3.06MPa≤ 125MPa
横梁抗剪强度能满足!
3.立柱与主结构连接
(1)连接处水平剪切总力计算:
对多跨铰接连续静定梁,支座反力最大值即为立柱连接处最大水平剪切总力。
Nl:连接处水平剪切总力(N);
Nl=526.05N
(2)连接处重力总力:
NGk:连接处自重总值标准值(N):
Bl:立柱计算间距(mm):
L:立柱跨度(mm);
NGk=0.0011*B,L
=0.0011*1000*1500
=1650N
NG:连接处自重总值设计值(N):
NG=1.2NIk
=1.2*1650
=1980N
(3)连接处总剪力:
N:连接处总剪力(N):
N=(Nl2+NG2)0.5
=(526.052+19802)0.5
=2048.6N
(4)螺栓承载力计算:
Nv3b:螺栓受剪承载能力设计值(N);
nv3:剪切面数:取2;
d:螺栓公称直径:12mm;
fv3b:螺栓连接的抗剪强度设计值,对奥氏体不锈钢(C50)取175MPa;
Nv3b =nv3πd2fv3b/4; ……7.2.1-1 [GB50017-2003]
=2*3.14*122*175/4
=39564N
Nnum3:螺栓个数:
Nnum3=N/Nv3b
=2048.6/39564
=0.052个 实际取2个
(5)立柱型材壁抗承压能力计算:
Nc4:立柱型材壁抗承压能力(N):
Nnum3:连接处螺栓个数;
d:螺栓公称直径:12mm;
t2:连接部位立柱壁厚:8. Omm;
fc4:型材的承压强度设计值,对Q235取305MPa;
NC4=2*Nnum3dt2fc4 ……7.2.1-3[GB50017-2003]
=2*2*12*8.0*305
=117120N
117120N≥2048.6N
强度可以满足要求!
(6)钢角码型材壁抗承压能力计算:
Nc5:钢角码型材壁抗承压能力(N):
Nnum3:连接处螺栓个数;
d:连接螺栓公称直径:12mm;
t4:幕墙钢角码壁厚:6mm;
fc5:钢角码的抗压强度设计值,对Q235取305MPa;
N c5=2*N num3dt4f c5 ……7.2.1-3[GB50017-2003]
=2*2*12*6*305
=87840N
87840≥2048.6N强度可以满足要求!
七、幕墙埋件计算(土建预埋)基本参数:
1:计算点标高:13.100m;
3:幕墙立柱跨度:L=1500mm;
3:立柱计算间距(指立柱左右分格平均宽度):B=1000mm;
4:立柱力学模型:多跨铰接连续静定梁;
5:埋件位置:侧埋;
6:板块配置:石材;
7:混凝土强度等级:C25;
1.荷载及受力分析计算:
(1)连接处水平总力计算:
对多跨铰接连续静定梁,支座反力最大值即为立柱连接处最大水平剪切总力。
N:连接处水平总力(N);
N=2048.6N
(2)立柱单元自重荷载标准值:
Gk=0.0011*BL
=0.0011*1000*1500
=1650N
(3)校核处埋件受力分析:
V:剪力(N);
N:轴向拉力(N),等于中支座反力R1;
eo:剪力作用点到埋件距离,即立柱螺栓连接处到埋件面距离(mm);V=1.2Gk
=1.2*1650
=1980N
N=2048.6NM
=eo*V
=100*1980
=198004N·mm
2.埋件计算:
校核依据,同时满足以下两个条件:
a:AS)≥aravfy+N/0.8abfy+M/1.3arabfyz C.0.1一1〔JGJ102-2003]
b:AS≥0.8abfy+M/0. 4arabfyz C. 0. 1-2[JGJ102-20031
其中:
As:锚筋的总截面面积(mm2):
V:剪力设计值(N);
ar:钢筋层数影响系数,二层取1.0,三层取0.91四层取0.85;
av:钢筋受剪承载力系数,不大于0. 7;
fy:锚筋抗拉强度设计值(MPa),按[GB500101选取,但不大于300MPa;
N:法向拉力设计值(N);
ab:锚板弯曲变形折减系数;M:弯矩设计值(N·mm);
z:沿剪力作用方向最外层锚筋中心线之间的距离(mm);另外:
d:锚筋直径(mm);t:锚板厚度(mm);
fc:混凝土轴心抗压强度设计值(MPa),按[GB50010〕选取;
ab=(4.0-0.08d)*(fc/fy)0.5 C. 0. 1-5〔JGJ102-2003]
=(4.0-0.08*12)*(11.9/210)0.5
=0.724因为av>0.7,所以取0.7
ab=0.6+0.25t/d C. 0. 1-6[JGJ102-2003]
=0.6+0.25*8/12
=0.767
AS=nπd2/4
=4*3.14*122/4
=452.16mm2
V/aravfy+N/0.8abfy+M/1.3arabfyz
=1980/1/0.7/210+2048/0.8/0.767/210+198000/1.3/1/0.767/210/110
=37.96mm2≤As=452.16mm2
N/0.8abfy +M/0.4arabfyz
=2048/0.8/0.767/210+198000/0.4/i/0-767/210/110
=43.831mm2≤As=452.16mm2
所以,预埋件锚筋总截面积可以满足承载力要求。3.锚板总面积校核:
A:锚板总面积(2mm);
fc:混凝土轴心抗压强度设计值(MPa),按[GB50010]选取;
0.5LA=0.5*11.9*60000
=357000N
N=2048N ≤0.5fcA
埋板面积满足要求。
4.锚筋长度计算:
计算依据:
1a=1.1* a*(fy/ft)*d C. 0.5[JGJ102-2003]
在上面的公式中:
1a:受拉钢筋的锚固长度(mm);
ft:混凝土轴心抗拉强度设计值(MPa),按[GB50010]选取,当混凝土强度高于C40时,按C40取值;
fy:锚筋抗拉强度设计值(MPa),按[GB50010]选取;
d:锚筋公称直径(mm);
a:锚筋的外型系数,光圆筋取0.16,带肋筋取0.14:
1a =1.1*a*(fy/ft) *d
=1.1*0.16*(210/1
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