干掛石材幕墻計(jì)算書(shū).doc

1、干掛石材幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)基本參數(shù) :XX 地區(qū)基本風(fēng)壓0.650kN/m 2抗震設(shè)防烈度7 度設(shè)計(jì)基本地震加速度0.10g. 設(shè)計(jì)依據(jù) :建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)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(jì)規(guī)范GB 50011-2001混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50010-2002鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(yàn)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T 139-2001鋁合金建筑型材基材 GB/T 5237.1-200

2、4鋁合金建筑型材陽(yáng)極氧化、著色型材GB/T 5237.2-2004緊固件機(jī)械性能螺栓、螺釘和螺柱GB/T 3098.1-2000緊固件機(jī)械性能螺母粗牙螺紋 GB/T 3098.2-2000緊固件機(jī)械性能自攻螺釘 GB/T 3098.5-2000緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺栓、螺釘和螺柱GB/T 3098.6-2000緊固件機(jī)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(jì)算手冊(cè)(第二版) BKCADPM集成系統(tǒng) (BKCADPM2006版 ) . 基本計(jì)算公

3、式 :(1).場(chǎng)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(jì)算風(fēng)荷載。(2).風(fēng)荷載計(jì)算 :幕墻屬于薄壁外圍護(hù)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(fēng)荷載計(jì)算公式: W k= gz s z W0（ 7.1.1-2）2其中 : W k- 垂直作用在幕墻表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m ) ； gz- 高度 Z 處的陣風(fēng)系數(shù) , 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范

4、GB50009-2001(2006 版 ) 第7.5.1條取定。根據(jù)不同場(chǎng)地類型, 按以下公式計(jì)算: gz=K(1+2 f )其中 K為地區(qū)粗糙度調(diào)整系數(shù)，f 為脈動(dòng)系數(shù)。經(jīng)化簡(jiǎn)，得：A類場(chǎng)地 : gz=0.92 1+35-0.072 (Z/10)-0.12 B類場(chǎng)地 : gz=0.89 1+(Z/10)-0.16 C類場(chǎng)地 : gz=0.85 1+350.108 (Z/10)-0.22D類場(chǎng)地 : gz=0.80 1+350.252 (Z/10)-0.30 z-風(fēng)壓高度變化系數(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(chǎng)地類型, 按以下公

5、式計(jì)算:A 類場(chǎng)地 : z=1.379 (Z/10) 0.24B 類場(chǎng)地 : z=1.000 (Z/10) 0.32C 類場(chǎng)地 : z=0.616 (Z/10) 0.44D 類場(chǎng)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(fēng)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：-1.2W 0- 基本風(fēng)壓 , 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50009-2001(2006 版 ) 附表 D.4 給出的 50 年一遇的風(fēng)壓采用，但不得小于0.3kN/m 2，大連地區(qū)取為 0.

6、650kN/m 2(3).地震作用計(jì)算 :qEAk= E maxGAK其中 : q EAk- 水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 E- 動(dòng)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(jì)基本地震加速度取定: max選擇可按 JGJ102-2003 中的表 5.3.4 進(jìn)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(shí)括號(hào)內(nèi)數(shù)值分別用于設(shè)計(jì)基本地震速度為0.15g和 0.30g的地區(qū)。設(shè)計(jì)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(jì)基本地震

7、加速度為0.10g ，抗震設(shè)防烈度7 度： max=0.08設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)基本地震加速度為0.10g ，抗震設(shè)防烈度為7 度，故取 max=0.08G AK- 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(yàn)算承載力和撓度：a. 無(wú)地震作用效應(yīng)組合時(shí)，承載力應(yīng)符合下式要求：

8、 0SRb. 有地震作用效應(yīng)組合時(shí)，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(jì)值；S E-地震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)按基本組合的設(shè)計(jì)值；R-構(gòu)件抗力設(shè)計(jì)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：dddf -f,limf d f,lim構(gòu)件在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值或永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下產(chǎn)生的撓度值；- 構(gòu)件撓度限值；d.雙向受彎的桿件，兩個(gè)方向的撓度應(yīng)分別符合df df,lim的規(guī)定。幕墻構(gòu)件承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，其作用效應(yīng)的組合應(yīng)符合下列規(guī)定：1 有地震作用效應(yīng)組合時(shí)，應(yīng)按下式進(jìn)行：S= G

9、SGK+ wwSWK+ E ESEK2 無(wú)地震作用效應(yīng)組合時(shí)，應(yīng)按下式進(jìn)行：S-作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值；SGk-永久荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；SWk-風(fēng)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；SEk-地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； G- 永久荷載分項(xiàng)系數(shù)； W- 風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)； E- 地震作用分項(xiàng)系數(shù)； W- 風(fēng)荷載的組合值系數(shù)； E- 地震作用的組合值系數(shù)；進(jìn)行幕墻構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)時(shí)，作用分項(xiàng)系數(shù)，按下列規(guī)定取值：一般情況下，永久荷載、風(fēng)荷載和地震作用的分項(xiàng)系數(shù)G、 W、 E應(yīng)分別取1.2 、1.4 和 1.3 ；當(dāng)永久荷載的效應(yīng)起控制作用時(shí)，其分項(xiàng)系數(shù)G應(yīng)取1.35 ；此時(shí)，參與組合的可變荷載效應(yīng)僅限于豎向荷載效應(yīng)；當(dāng)永久荷載的效應(yīng)

10、對(duì)構(gòu)件利時(shí)，其分項(xiàng)系數(shù)G的取值不應(yīng)大于1.0 ?？勺冏饔玫慕M合系數(shù)應(yīng)按下列規(guī)定采用：一般情況下，風(fēng)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)對(duì)水平倒掛玻璃及框架，可不考慮地震作用效應(yīng)的組合，風(fēng)荷載的組合系數(shù)1.0 （永久荷載的效應(yīng)不起控制作用時(shí)）或0.6( 永久荷載的效應(yīng)起控制作用時(shí)E 應(yīng)取) 。0.5 。W應(yīng)取幕墻構(gòu)件的撓度驗(yàn)算時(shí)，風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)W 和永久荷載分項(xiàng)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(xué)性能 :材料力學(xué)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(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按表5.2.1的規(guī)定采用。表 5.2.1玻璃的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

11、f g(N/mm2)種類厚度（ mm）大面?zhèn)让嫫胀úＡ?28.019.55 1228.019.5浮法玻璃15 1924.017.0 2020.014.05 1284.058.8鋼化玻璃15 1972.050.4 2059.041.3注：1. 夾層玻璃和中空玻璃的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可按所采用的玻璃類型確定；2.當(dāng)鋼化玻璃的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到浮法玻璃強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的3 倍時(shí)，表中數(shù)值應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果予于調(diào)整；3.半鋼化玻璃強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可取浮法玻璃強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的2 倍。當(dāng)半鋼化玻璃的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)不到浮法玻璃強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的2 倍時(shí)，其設(shè)計(jì)值應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果予于調(diào)整；4. 側(cè)面玻璃切割后的斷面，其寬度為玻璃厚度。(2). 鋁合金

12、型材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f2（ N/mm）a鋁合金牌號(hào)狀態(tài)壁厚（ mm）強(qiáng)度設(shè)計(jì)值抗拉、抗壓抗剪6061T4不區(qū)分85.549.6T6不區(qū)分190.5110.56063T5不區(qū)分85.549.6T6不區(qū)分140.081.2T5 10124.472.2 10116.667.66063Af a局部承壓133.0199.0120.0161.0150.0141.5 10147.785.7172.0T6 10140.081.2163.0(3). 鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003的規(guī)定采用，也可按表 5.2.3

13、采用。表 5.2.32鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 f s（ N/mm）鋼材牌號(hào)厚度或直徑 d（ mm）抗拉、抗壓、抗彎抗端面承壓剪d 16215125Q23516 d 4020512032540 d 60200115d 16310180Q34516 d 3529517040035 d 50265155注：表中厚度是指計(jì)算點(diǎn)的鋼材厚度；對(duì)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2E （N/mm）材料E玻璃0.72 105鋁合金0.70 105鋼、不銹鋼2.06 105消除應(yīng)力的高強(qiáng)鋼絲2.05 105不銹鋼絞線1.20

14、 105 1.50 105高強(qiáng)鋼絞線1.95 105鋼絲繩0.80 105 1.00 105注：鋼絞線彈性模量可按實(shí)測(cè)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(qiáng)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 10-5 1.00 10-5不銹鋼板1.80 10-5鋁合金2.35 10 -5混凝土1.00 10-5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(biāo)準(zhǔn)

15、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/m 3)材料 g材料 g普通玻璃、夾層玻璃、25.6礦棉1.21.5鋼化玻璃、半鋼化玻璃玻璃棉0.51.0鋼材78.5巖棉0.52.5鋁合金28.0一、風(fēng)荷載計(jì)算標(biāo)高為 37.9m 處風(fēng)荷載計(jì)算(1).風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算:W 0: 基本風(fēng)壓W 0=0.65 kN/m 2 gz: 37.9m 高處陣風(fēng)系數(shù) ( 按 B 類區(qū)計(jì)算 ) gz=0.89 1+(Z/10)-0.16 =1.609 z: 37.9m 高處風(fēng)壓高度變化系數(shù)( 按 B 類區(qū)計(jì)算 ): (GB50009-2001(2006版) z=1.000 (Z/10)

16、0.32=1.000 (37.9/10)0.32 =1.532 s: 風(fēng)荷載體型系數(shù) s=-1.20W k= gz z s W0(GB50009-2001(2006版)=1.609 1.532 1.2 0.6502=1.923 kN/m(2).風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值 :W: 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值 (kN/m2 ) w: 風(fēng)荷載作用效應(yīng)的分項(xiàng)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 1.923=2.692kN/m 2二、板強(qiáng)度校核 :1. 石材強(qiáng)度校核用級(jí)石材，其抗彎強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為：8.0N/mm2石材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值： 3.70N/mm2石材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)

17、值： 1.90N/mm22校核依據(jù)： =3.700N/mma: 計(jì)算石板抗彎所用短邊長(zhǎng)度 : 0.600mb: 計(jì)算石板抗彎所用長(zhǎng)邊長(zhǎng)度 : 0.900mt: 石材厚度 : 25.0mmGAK: 石板自重 =700.00N/mm2m1:四角支承板彎矩系數(shù), 按短邊與長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)比 (a/b=0.667)查表得 : 0.1383W k: 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 : 1.923kN/m 2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/m 2 )qEAk=5 max GAK=5 0.080 700.000/1000=0.280kN/m2荷載組合設(shè)計(jì)值為：Sz=1.4 Wk+1.

18、3 0.5 qEAk=2.874kN/m2應(yīng)力設(shè)計(jì)值為：232 =6m1 Sz b 10 /t=60.1383 2.874 0.900 2 103/25.02=3.091N/mm222強(qiáng)度可以滿足要求3.091N/mm 3.700N/mm2. 石材剪應(yīng)力校核校核依據(jù) : max 2 : 石板中產(chǎn)生的剪應(yīng)力設(shè)計(jì)值(N/mm)n:一個(gè)連接邊上的掛鉤數(shù)量: 2t: 石板厚度 : 25.0mmd: 槽寬 : 7.0mms: 槽底總長(zhǎng)度 : 60.0mm : 系數(shù), 取 1.25對(duì)邊開(kāi)槽 =Sz Ao Bo 1000/n (t-d) s=1.098N/mm21.098N/mm2 1.900N/mm2石材

19、抗剪強(qiáng)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(jì)值(N/mm2)Ap: 掛鉤截面面積: 19.600mm2n: 一個(gè)連接邊上的掛鉤數(shù)量 : 2對(duì)邊開(kāi)槽 =Sz Ao Bo 1000/(2 n Ap)=30.245N/mm230.245N/mm2 125.000N/mm2掛板抗剪強(qiáng)度可以滿足三、幕墻立柱計(jì)算 :1. 荷載計(jì)算 :(1) 風(fēng)荷載均布線荷載設(shè)計(jì)值 ( 矩形分布 )qw:風(fēng)荷載均布線荷載設(shè)計(jì)值(kN/m)W: 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值 : 2.692kN/m 2B: 幕墻分格寬 : 1.000mqw=W B=2.692 1.000=2.692 kN/m(2) 立柱彎矩

20、:M w:風(fēng)荷載作用下立柱彎矩(kN.m)qw:風(fēng)荷載均布線荷載設(shè)計(jì)值: 2.692(kN/m)Hsjcg :立柱計(jì)算跨度 : 3.300mM w=qw Hsjcg2/8=2.692 3.300 2/8=3.664 kN mqEA:地震作用設(shè)計(jì)值(KN/m2 ):垂直于幕墻平面的均布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值:qEAk: 垂直于幕墻平面的均布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m 2)qEAk=5 max GAk=5 0.080 700.000/1000=0.280 kN/m2 E:幕墻地震作用分項(xiàng)系數(shù): 1.3qEA=1.3 qEAk=1.3 0.2802=0.364 kN/mqE：水平地震作用均布線作用設(shè)計(jì)

21、值( 矩形分布 )qE=qEA B=0.364 1.000=0.364 kN/mM E:地震作用下立柱彎矩(kN m):2M E=qE Hsjcg /82=0.364 3.300 /8=0.495kN mM: 幕墻立柱在風(fēng)荷載和地震作用下產(chǎn)生彎矩(kN m)采用 SW+0.5S E 組合M=M w+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(hào) : XC1HHH選用的立柱材料牌號(hào) :Q235 d=16型材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 : 抗拉、抗壓215.000N/mm2抗剪 125.0N/mm2型材彈性模量52: E=2.10 10 N/mmX 軸慣

22、性矩 :I4x=101.000cmY軸慣性矩 : Iy=16.600cm4立柱型材在彎矩作用方向凈截面抵抗矩: W n=25.300cm3立柱型材凈截面積: A n=10.250cm2立柱型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度: LT_x=6.000mm3立柱型材計(jì)算剪應(yīng)力處以上( 或下 ) 截面對(duì)中和軸的面積矩: S s=37.400cm3. 幕墻立柱的強(qiáng)度計(jì)算 :校核依據(jù) : N/A n+M/( 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:G k=700 B/1000=700 1.000/1000=0.700kN/mNk:立柱受力 :Nk=

23、Gk L=0.700 3.300=2.310kNN: 立柱受力設(shè)計(jì)值 :r G:結(jié)構(gòu)自重分項(xiàng)系數(shù) : 1.2N=1.2Nk=1.22.310=2.772kN : 立柱計(jì)算強(qiáng)度 (N/mm2)( 立柱為拉彎構(gòu)件 )N: 立柱受力設(shè)計(jì)值 : 2.772kNAn: 立柱型材凈截面面積: 10.250cm2M:立柱彎矩 : 3.912kN mWn: 立柱在彎矩作用方向凈截面抵抗矩3: 25.300cm : 塑性發(fā)展系數(shù) : 1.05 =N10/A n+M 103/(1.05 Wn)=2.772 10/10.250+3.912 103/(1.05 25.300)=149.965N/mm2149.965N

24、/mm2 1/250撓度不滿足要求！層間增加一支點(diǎn)，立柱計(jì)算跨度：1.65m 計(jì)算如下：校核依據(jù) : d f L/250df =5 qWk Hsjcg 4 1000/(384 2.1 I x )=0.875mmDu: 立柱最大撓度與其所在支承跨度( 支點(diǎn)間的距離 ) 比值 :L: 立柱計(jì)算跨度 : 1.650mDu=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(jì)算 :校核依據(jù) : max =125.0N/mm 2(1)Q wk:風(fēng)荷載作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)Q wk=Wk Hsjcg B/2=1.923 3.300 1.0

25、00/2=3.173kN(2)Q w:風(fēng)荷載作用下剪力設(shè)計(jì)值(kN)Q w=1.4 Qwk=1.4 3.173=4.442kN(3)Q Ek:地震作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)Q Ek=qEAk Hsjcg B/2=0.280 3.300 1.000/2=0.462kN(4)Q E:地震作用下剪力設(shè)計(jì)值(kN)Q E=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=Q w+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(jì)算剪應(yīng)力處以上( 或下 ) 截面對(duì)中和軸的面積矩:

26、37.400cm 3立柱型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度 : LT_x=6.000mm 4 =QSs 100/(I x LT_x)=4.743 37.400 100/(101.000 6.000)2=29.270N/mm =29.270N/mm2 125.0N/mm 2立柱抗剪強(qiáng)度可以滿足四、立柱與主結(jié)構(gòu)連接采用 S +S +0.5S 組合GWEN1wk:連接處風(fēng)荷載總值(N):N1wk=Wk B Hsjcg 1000=1.923 1.000 3.300 1000=6345.9N連接處風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(N) :N1w=1.4 N1wk=1.4 6345.9=8884.26NN1Ek:連接處地震作

27、用(N):N1Ek=qEAk B Hsjcg 1000=0.280 1.000 3.300 1000=924.0NN1E:連接處地震作用設(shè)計(jì)值(N):N1E=1.3 N1Ek=1.3 924.0=1201.2NN1: 連接處水平總力(N):N1=N1w+0.5 N1E=8884.26+0.5 1201.2=9484.86NN2:連接處自重總值設(shè)計(jì)值(N):N2k=700B Hsjcg=700 1.000 3.300=2310.0NN2:連接處自重總值設(shè)計(jì)值(N):N2=1.2 N2k=1.2 2310.0=2772.0NN: 連接處總合力 (N): N=(N 12+N22) 0.5=(9484

28、.862+2772.000 2) 0.5=9881.63N根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003 公式 7.1.1-1、 7.1.1-2和 7.1.1-3計(jì)算h f : 角焊縫焊腳尺寸8.000mmL: 角焊縫實(shí)際長(zhǎng)度 80.000mmhe: 角焊縫的計(jì)算厚度=0.7h f =5.6mmLw: 角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度=L-2h f =64.0mmfhf : 角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:120N/mm2 f : 角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)，取值為:1.22 m: 彎矩引起的應(yīng)力 m=6 M/(2 hel w2 f )=35.88N/mm2 n: 法向力引起的應(yīng)力 n =N/(2 he Lw f )=10.

29、85N/mm2 : 剪應(yīng)力 =V/(2 Hf Lw)=2.71N/mm : 總應(yīng)力22 2 0.5 =( m+n) + )=46.8122 =46.81N/mm f hf =120N/mm焊縫強(qiáng)度可以滿足!五、幕墻預(yù)埋件總截面面積計(jì)算本工程預(yù)埋件受拉力和剪力V: 剪力設(shè)計(jì)值 : V=N 2=2772.0NN: 法向力設(shè)計(jì)值 : N=N 1=9484.86NM: 彎矩設(shè)計(jì)值 (N mm):e2: 螺孔中心與錨板邊緣距離: 60.0mmM=V e2=2772.0 60.0=166320.0N mmN um1: 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：

30、強(qiáng)度等級(jí)C30混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:f c=14.300N/mm2按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2002 表 4.1.4 采用。選用 HPB 235 錨筋錨筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 :f y =210.000N/mm2d:鋼筋直徑 : 12.0mm v: 鋼筋受剪承載力系數(shù): v=(4.0-0.08 d) (fc/f y ) 0.5依據(jù) GB50010 10.9.1-5式計(jì)算=(4.0-0.0812.000) (14.300/210.000)0.5=0.8因?yàn)?v 大于 0.7 ，所以取 v=0.7t: 錨板厚度 : 8.0mm b: 錨板彎曲變形折減系數(shù): b=0.6+0.25 (

31、t/d)依據(jù) GB50010 10.9.1-6式計(jì)算=0.6+0.25(8.0/12.000)=0.8Z: 外層鋼筋中心線距離 : 120.0mmA s: 錨筋實(shí)際總截面積 : A s=Num1 d2/4=4.000 3.14 d2/4=452.2mm2錨筋的總截面積計(jì)算值 :依據(jù) GB50010 10.9.1-1和 10.9.1-2等公式計(jì)算As1=V/( r v f y )+N/(0.8 b f y)+M/(1.3 r b f y Z)=95.78mm2As2=N/(0.8 b f y)+M/(0.4 r b f y Z)=91.20mm295.78mm 2 452.2mm 291.20m

32、m 2 452.2mm 24 根 12.000 錨筋可以滿足要求 !錨板面積A=25200.0 mm 20.5fcA=180180.0 NN=9484.86N 0.5fcA錨板尺寸可以滿足要求!六、幕墻預(yù)埋件焊縫計(jì)算根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017-2003 公式 7.1.1-1 、 7.1.1-2 和 7.1.1-3 計(jì)算 h f : 角焊縫焊腳尺寸 8.000mmL: 角焊縫實(shí)際長(zhǎng)度 100.000mmhe: 角焊縫的計(jì)算厚度=0.7h f =5.6mmLw: 角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度=L-2h f =84.0mmf2hf : 角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:160N/mm f : 角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系

33、數(shù)，取值為:1.22 m: 彎矩引起的應(yīng)力2 m=6 M/(2 hel w 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=18.72422 =18.724N/mm f hf =160N/mm焊縫強(qiáng)度可以滿足!七、幕墻橫梁計(jì)算1. 選用橫梁型材的截面特性 :選用型材號(hào) : XC5XF023選用的橫梁材料牌號(hào) : Q235 d=16橫梁型材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: 125.000N/mm橫梁型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: 215.000N/mm

34、52橫梁型材彈性模量: E=2.05 10 N/mm22M x 橫梁繞截面X 軸 ( 平行于幕墻平面方向) 的彎矩 (N.mm)M y 橫梁繞截面Y 軸 ( 垂直于幕墻平面方向) 的彎矩 (N.mm)33W ny 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: W ny=2.560cm型材截面積 : A=4.800cm 塑性發(fā)展系數(shù)，可取21.052. 幕墻橫梁的強(qiáng)度計(jì)算 :校核依據(jù) : M x/ Wnx+My/ Wnyf=215.0(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: 0.600mH-橫梁受荷單元高( 應(yīng)為上下分格高之和的

35、一半): 0.350ml-橫梁跨度 ,l=1100mmG Ak:橫梁自重 : 700 N/m 2G k:橫梁自重荷載線分布均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m):G k=700 H/1000=700 0.350/1000=0.245kN/mG:橫梁自重荷載線分布均布荷載設(shè)計(jì)值(kN/m)G=1.2Gk=1.20.245=0.294kN/mM y:橫梁在自重荷載作用下的彎矩(kN m)M y=G B2/8=0.294 1.100 2/8=0.044kN m(2) 橫梁在風(fēng)荷載作用下的彎矩 (kN m)風(fēng)荷載線分布最大集度標(biāo)準(zhǔn)值 ( 梯形分布 )qwk=Wk H=1.923 0.350=0.673KN/m風(fēng)荷

36、載線分布最大集度設(shè)計(jì)值qw=1.4 qwk=1.4 0.673=0.942kN/mM xw:橫梁在風(fēng)荷載作用下的彎矩(kN m)M xw=qw B2 (3-H 2/B 2)/24=0.942 1.100 2 (3-0.3502/1.1002)/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(dòng)力放大系數(shù): 5 max:地震影響系數(shù)最大值: 0.080G Ak:幕墻構(gòu)件自重 : 700 N/m 2qEAk=5 max 700/1000=5 0.080 700/1000=0.280kN/m2qex:水平地震作用最大集度標(biāo)準(zhǔn)值B: 幕墻分格寬 : 1.100m水

37、平地震作用最大集度標(biāo)準(zhǔn)值( 梯形分布 )qex=qEAk H=0.280 0.350=0.098KN/mqE:水平地震作用最大集度設(shè)計(jì)值 E: 地震作用分項(xiàng)系數(shù) : 1.3 q E=1.3 qex=1.3 0.098=0.127kN/mM xE:地震作用下橫梁彎矩:M xE=qE B2 (3-H 2/B 2)/24=0.127 1.100 2 (3-0.350 2/1.100 2)/24=0.019kN m(4) 橫梁強(qiáng)度 : : 橫梁計(jì)算強(qiáng)度 (N/mm2):采用 SG+SW+0.5S E組合W nx:橫梁截面繞截面X 軸的凈截面抵抗矩: 7.900cmW ny:橫梁截面繞截面Y 軸的凈截面

38、抵抗矩: 2.560cm :塑性發(fā)展系數(shù) : 1.0533 =103 My/(1.05 Wny)+10 3 Mxw/(1.05 Wnx)+0.5 103 MxE/(1.05 Wnx)=35.30N/mm235.30N/mm2 a=215.0N/mm2橫梁正應(yīng)力強(qiáng)度可以滿足3. 幕墻橫梁的抗剪強(qiáng)度計(jì)算 :校核依據(jù) : x=Vy Sx /(I x t x ) 125.0N/mm2校核依據(jù) : y=Vx Sy /(I y t y ) 125.0N/mm2Vx-Vy-Sx-Sy-Ix-Iy-tx-橫梁水平方向(X 軸 ) 的剪力設(shè)計(jì)值N；橫梁豎直方向(Y 軸 ) 的剪力設(shè)計(jì)值N；橫梁截面計(jì)算剪應(yīng)力處以

39、上 ( 或下 ) 截面對(duì)中性軸 (X 軸) 的面積矩 =11.412cm3；橫梁截面計(jì)算剪應(yīng)力處左邊 ( 或右邊 ) 截面對(duì)中性軸 (Y 軸 ) 的面積矩 =20.000cm3；橫梁繞截面 X 軸的毛截面慣性矩 =11.210cm4；橫梁繞截面y 軸的毛截面慣性矩=4.630cm 4；橫梁截面垂直于X 軸腹板的截面總寬度=6.0mm；t y- 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(qiáng)度設(shè)計(jì)值 =125.0N/mm2；(1)Q wk:風(fēng)荷載作用下橫梁剪力標(biāo)準(zhǔn)值 (kN)W k:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 : 1.923kN/m 2B: 幕墻分格寬 : 1.100m風(fēng)荷載呈梯形分布時(shí)：

40、Q wk=Wk H B(1-H/B/2)/2=1.923 0.350 1.100 (1-0.350/(1.100 2)/2=0.311kN(2)Q w:風(fēng)荷載作用下橫梁剪力設(shè)計(jì)值Q w=1.4 Qwk=1.4 0.311(kN)=0.436kN(3)Q Ek:地震作用下橫梁剪力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)地震作用呈梯形分布時(shí)：Q Ek=qEAk H B(1-H/B/2)/2=0.280 0.350 1.100 (1-0.350/(1.100 2)/2=0.045kN(4)Q E:地震作用下橫梁剪力設(shè)計(jì)值 (kN) E: 地震作用分項(xiàng)系數(shù) : 1.3 Q E=1.3 QEk=1.3 0.045=0.059kN(5)V y:橫梁豎直方向(y 軸 ) 的剪力設(shè)計(jì)值