承载力介绍及计算方法.doc

第一部分 承载力介绍
径向承载力设计值：
径向承载力推荐值是指驳接件单爪（驳接头）抵抗玻璃面板传至驳接头的平面内作用的能力。
　　用于立面主要承受：玻璃自重；
用于水平的屋顶时，则没有此作用。
有斜度时，则要考虑自重作用在径向的分力。

玻璃面板重量计算：GK=T*B*H*ρ （1）
式中 GK---玻璃面板重量（N）
T ---玻璃的有效厚度(mm) 注：夹胶玻璃计算时考虑胶的厚度特殊情况下可不考虑胶层厚度
B ---玻璃的宽度（m）
H ---玻璃的高度（m）
ρ---玻璃的重力密度（取25.6）
径向力： Fy=1.2*GK/n （2）
式中 Fy---单爪径向承载力（N）
n---承重孔数，通常为2，代表一块玻璃重量由上部两孔吊挂承载点数
1.2---自重（永久荷载）分项系数,
当永久荷载的效应起控制作用时，其分项系数应取1.35；此时，参与组合的可变荷载效应仅限于竖向荷载效应。

例1：玻璃分格为2*2m，厚度为25.52（12+1.52PVB+12）mm的玻璃
由式（1）
可得，玻璃面板重量： GK=25.52*2*2*25.6=2613.248N
由式（2）
可得，径向承载力设计值为： Fy=1.2*2613.248/2=1568N
所得Fy=1568N即为单爪承受的径向力。

轴向承载力设计值：
　　 轴向承载力推荐值是指驳接件单爪（驳接头）抵抗玻璃面板传至驳接头
的平面外作用的能力。
　用于立面主要承受 ：风荷载、地震作用。
用于屋顶主要承受 ：自重、雪荷载等。

FX=q*B*H/n （3）
式中 FX---轴向承载力（N）
q----面外均布荷载设计值，主要指风荷载（N/m2）
B----玻璃的宽度（m）
H----玻璃的高度（m）
n----通常为4，代表四点支承。四点以外支承不适用此公式。
上式需在客户提供风荷载标准值或风荷载设计值时可知道套用。

若没有提供应与客户沟通，在不知道风荷载标准值或风荷载设计值时也可按下式计算。需提供幕墙标高、地区类别和基本风压。

风荷载标准值公式：Wk=βgzμsμzW0 （4） JGJ 102-20003
式中 Wk-----风荷载标准值（kN/m2）
βgz-----阵风系数，按《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定取值
μs -----风荷载体型系数，按《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定取值
μz------风压高度变化系数，按《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定取值
W0------基本风压（kN/m2），按《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定取值
以上数据也可用软件输入计算。输入计算时必需提供幕墙标高、地区类别、基本风压（或工程所在地查找）

例2：深圳工程，玻璃分格为2*2m，幕墙高度为35m，地区类别按C类
由式（4）
可得风荷载标准值： Wk=1.6183*1.0*1.4931*0.75=1.8123 kN/m2
其中，基本风压W0可在工具箱内或《建筑结构荷载规范》GB 50009中查工程所在地的风压、雪压查询。
体型系数μs按《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定取值，这里按墙面取值-1，对墙边角区时可取2。

风荷载设计值q = 1.4*Wk （5）
式中 Wk-----风荷载标准值（kN/m2）；
1.4----轴向（风荷载）分项系数；
由式（5）可得，风荷载设计值为： q=1.4*1.8123=2.537 kN/m2
由式（3）可得，轴向承载力设计值为： Fy= 2.53722*2*2/4
=2.537 kN=2537N
所得FX=2537N即为单爪承受的轴向力。

第二部分 驳接爪计算介绍
第一部分对承载力的计算做介绍，第二部分将介绍驳接爪的计算方法。
一、标准产品开发的结构分析，应遵循以下两个原则：
1、产品在玻璃自重作用下的应力应小于材料屈服强度/1.15;
2、产品在玻璃自重和风荷载共同作用下的应力应小于材料抗拉强度/1.4。
如客户对我司产品的受力有疑问或要求提供计算书时，按上述第2条原则解释或出具计算书。
二、非标准产品开发的结构分析，应按以下原则进行：
1、优先采用的方法：产品在玻璃自重和风荷载共同作用下的应力应小于屈服强度/1.15。
如客户反映由上述方法开发的产品截面太大或成本太高时，在征得客户同意的情况下，可采用标准产品设计原则进行。
三、注意事项
以上结构分析均需考虑全面，如爪件必须考虑自重偏心对受力的影响。
采用有限元软件分析时，也应遵循上述原则。
向客户提供有限元分析计算时，须经部门主管同意方可提供。

四、计算分析说明
1、先列已知项，在计算中需知驳接头的型号、玻璃厚度，由此可得出玻璃中心到截面中心的距离；在取截面时，截面变化玻璃中心到截面的中心的距离也应相应的变化。
2、驳接爪的规格（孔中心距），分析受力薄弱位置。一般考虑爪耳与爪臂相交处的截面和爪臂根部的截面；
3、需注意爪臂受力方向的角度；
1）爪臂与自重方向为同一方向时按抗拉考虑，
2）爪臂与自重方向的角度不在同一方向00＜α＜900，即考虑自重产生的分力，
3）爪臂与自重方向垂直时仅有自重对爪臂产生弯矩。
4、计算弯矩，将轴向力产生的弯矩、自重产生的弯矩和驳接头悬挑时产生的弯矩分清。
5、抗弯截面系数，分清抗弯截面系数所对应的受力是轴向力、径向力还是驳接头悬挑时的重力所产生的弯矩。以免方向错误造成计算结果错误。
抗弯截面系数的选取需看荷载作用到截面的方向，垂直与荷载的截面即为抗弯截面。

6、图例
下图为250A4标准件，
1）、截面B-B:24*25的抗弯截面系数WX=2500，WZ=2400；
抗弯截面系数WX=2500为风压方向和考虑驳接头悬挑时自重的抗弯截面系数
抗弯截面系数WZ=2400为自重方向的抗弯截面系数
2）、Fx、Fy为径向力(自重)G的分力，Fz为轴向力(风荷载)
Fx乘以力臂L=149.3为径向力对爪臂产生的弯矩
Fy乘以力臂L1=（驳接头悬挑长度）89为驳接头悬挑时对爪臂产生的弯矩
Fz乘以力臂L=149.3为轴向力对爪臂产生的弯矩
弯矩M值与1）中对应的抗弯截面系数相除即为应力ρ，计算出每个弯矩所产生的应力和。具体计算方法见计算书
3)、方截面抗弯截面系数计算公式W=b*h2/6
圆截面抗弯截面系数计算公式W=π*D3/32
若为椭圆截面、梯形截面或其它非常规截面时可用软件(CAD工具箱)辅助设计。
圆截面爪件可选用第三强度理论公式对其计算。
由于其它截面的应力分布不均匀不采用第三强度理论公式计算。

以上计算同样适用于H型爪件、肋爪 。计算前需对爪件的受力形式先做一下分析。

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截面

α=
40
sinα=
0.6428
cosα=
0.766

单爪径向承载力FG=
1500
N

A=
600
mm2

Fx=G×Sinα=
964.1814
N

Fy=G×Cosα=
1149.067
N

Wx=
2500

b=
24
单爪轴向承载力Fz=
2500
N

Wz=
2400

h=
25

爪耳中心到截面距离
L=
149.5
mm

玻璃中心到截面中心的距离
L1=
89
mm

应力计算:

M1=Fx×L=
144145.1
N·mm

M2=Fy×L1=
102266.9
N·mm

M3=Fz×L=
448500
N·mm

ft=Fy/A=
1.915111
N/mm2

(自重作用应力值)σ1=
M1/Wz+M2/Wx+ft

=
102.8824
<178N/mm2

（总应力值）σ=
M3/Wx+σ1

=
282.2824
<346.4N/mm2
(做非标设计时，如客户没有特别说明，应小于178)

附图为上图
正式计算书
H型计算书
肋爪计算书（待整理）