幕墻膨脹螺栓抗拔力

1、幕墻膨脹螺栓抗拔力計算000011 基本參數(shù)幕墻所在地區(qū)東莞地區(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(GB50009-2001),本工程按B 類地形考慮。抗震設(shè)防按 建筑工程抗震設(shè)防分類標準， 建筑工程應(yīng)分為以下四個抗震設(shè)防類別：根據(jù)國家規(guī)范建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB50011-2001 2008版 )，東莞地區(qū)地震基本烈度為：7 度，地震動峰值加速度為，由于本工程是標準設(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.：m ma='000012 幕墻承受荷載計算風荷載標準值的計算方法幕墻屬于外圍護構(gòu)件，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB5

2、0009-2001 2006 年版 )計算：w k= B gz 呼 N siW)2006 年版上式中：w k：作用在幕墻上白風荷載標準值(MPa);Z ：計算點標高：；Bgz：瞬時風壓的陣風系數(shù)；根據(jù)不同場地類型，按以下公式計算(高度不足5m按5m計算)：3K(1+2 印)其中K為地面粗糙度調(diào)整系數(shù)，仙f為脈動系數(shù)B類場地：Bgz=X(1+2 陰) 其中：N f=(Z/10)對于 B 類地形，高度處瞬時風壓的陣風系數(shù)：B gz=X(1+2 X(Z/10) =Nz：風壓高度變化系數(shù)；根據(jù)不同場地類型, 按以下公式計算：B 類場地：陰=(Z/10)當 z>35om寸，取 z=350m 當 z

3、<iom寸，取 z=iom對于B 類地形，高度處風壓高度變化系數(shù)：z=X (Z/10)=NS1：局部風壓體型系數(shù)；按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001(2006 年版 )第條：驗算圍護構(gòu)件及其連接的強度時，可按下列規(guī)定采用局部風壓體型系數(shù)NS1 :一、外表面1. 正壓區(qū)按表采用；2. 負壓區(qū)- 對墻面，取- 對墻角邊，取二、內(nèi)表面對封閉式建筑物，按表面風壓的正負情況取或。本計算點為大面位置。按JGJ102-2003第條文說明：風荷載在建筑物表面分布是不均勻的，在檐口附近、 邊角部位較大。根據(jù)風洞試驗結(jié)果和國外的有關(guān)資料，在上述區(qū)域風吸力系數(shù)可取，其余墻面可考慮，由于維護結(jié)構(gòu)有開啟的

4、可能，所以還應(yīng)考慮室內(nèi)壓。對無開啟的結(jié)構(gòu)，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范條文說明第條指出“對封閉建筑物，考慮到建筑物內(nèi)實際存在的個別洞口和縫隙，以及機械通風等因素，室內(nèi)可能存在正負不同的氣壓，參照國外規(guī)范，大多取±的壓力系數(shù)，現(xiàn)取±”。即不論有無開啟扇，均要考慮內(nèi)表面的局部體型系數(shù)。另注：上述的局部體型系數(shù)si(1)是適用于圍護構(gòu)件的從屬面積 A小于或等 于1m的情況，當圍護構(gòu)件的從屬面積 A大于或等于10m時，局部風壓體型系數(shù) Nsi(io)可乘以折減系數(shù)，當構(gòu)件的從屬面積小于 10m而大于im時，局部風壓 體型系數(shù)si(A)可按面積的對數(shù)線性插值，即：呼i(A)=呼i(1)+呼1(1

5、0)-呼i(1)logA在上式中：當 A> 10m時取A=10m；當A0 1n2時取A=1m；w 0：基本風壓值(MPa),根據(jù)現(xiàn)行 <<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>>GB50009-2001附表 ( 全國基本風壓分布圖) 中數(shù)值采用，但不小于m2， 按重現(xiàn)期50 年， 順德地區(qū)?。挥嬎阒谓Y(jié)構(gòu)時的風荷載標準值計算支撐結(jié)構(gòu)時的構(gòu)件從屬面積：A= X 5=LogA=呼i(A尸 呼i(1)+呼i(10)-呼1(1)logA1 s1= +wk= B gz z slW)= XXX計算面板材料時的風荷載標準值計算面板材料時的構(gòu)件從屬面積：A= X =LogA=呼1(A尸 呼i(1)+

6、呼1(10)-呼i(1)logAN s1= +Wk= 0 gz (I z N slW)= XXX垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值q EAk=B EOC maGk/A q EAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值(MPa)；B E：動力放大系數(shù)，取；OC max：水平地震影響系數(shù)最大值，?。籊 k：幕墻構(gòu)件的重力荷載標準值(N);A ：幕墻構(gòu)件的面積(mm2)；作用效應(yīng)組合荷載和作用效應(yīng)按下式進行組合：S= Y GSg+ 4 w Y wSwk+ 4 E Y ESEk 上式中：S ：作用效應(yīng)組合的設(shè)計值；S Gk：重力荷載作為永久荷載產(chǎn)生的效應(yīng)標準值；S wk、SEk：分別為風荷載，地

7、震作用作為可變荷載產(chǎn)生的效應(yīng)標準值；丫 G、丫 w、丫 E：各效應(yīng)的分項系數(shù)；巾w、巾E：分別為風荷載，地震作用效應(yīng)的組合系數(shù)。上面的丫 o ”、 ye為分項系數(shù)，按、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：Y G：；風荷載：丫 w：；地震作用：丫 E：；進行撓度計算時；重力荷載：Y G：；風荷載：丫 w：；地震作用：可不做組合考慮；上式中，風荷載的組合系數(shù)巾w為；地震作用的組合系數(shù)巾E為；000013 幕墻埋件計算（后錨固結(jié)構(gòu)）基本參數(shù)：1 ：計算點標高：；3 :幕墻立柱跨度：L=5000mm短跨Li=700mm長跨l_2=4300mm3 ：立柱計算間距：B=950

8、mm；4 ：立柱力學模型：雙跨梁，側(cè)埋；5 ：板塊配置：中空玻璃；6 ：選用錨栓：膨脹套管錨栓M12X110；荷載標準值計算（1） 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用：q Ek= 0 E a maG/A= XX（2） 連接處水平總力計算：對雙跨梁，中支座反力R,即為立柱連接處最大水平總力。q w：風荷載線荷載設(shè)計值（N/mm）;q w=X X 950=mmq e：地震作用線荷載設(shè)計值（N/mm）;q E=950=mmq=q w+米用S+組合：二+ 義=mmN ：連接處水平總力(N)；R 1：中支座反力(N)；N=R 1=qL(L12+3L1L2+L22)/8L 1L2=X 5000X (7002

9、+3 X 700X 4300+43002)/8/700/4300（3） 立柱單元自重荷載標準值：G k=XBL=X 950X5000=2375N（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R;e 0：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=義 2375=2850NN=R 1M=e °x V=70 義2850=199500N- mm錨栓群中承受拉力最大錨栓的拉力計算按規(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 N/n-Myi/ 2yi20 時：N

10、 sdh=N/n+My/ 2yi22 :當 N/n-Myi/ 2yi2<0 時：N sdh=(NL+M)y/By2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；y 1, yi：錨栓1及i至群錨形心軸的垂直距離；y 1/, yJ：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： 2N/n-My 1/ 2 y=4-199500 X 50/10000因為：>0所以：N sdh=N/n+My/2 y；=按JGJ102-2003的中第七條規(guī)定，這里的 Ndh再乘以2就是現(xiàn)場實際拉拔應(yīng)該達 到的值。群錨受剪內(nèi)

11、力計算按規(guī)定，當邊距c>10hef時，所有錨栓均勻分攤剪切荷載；當邊距c<10hef時，部分錨栓分攤剪切荷載； 其中：h J：錨栓的有效錨固深度；c ：錨栓與混凝土基材之間的距離；本例中：c=100mm<10hef =750mm所以部分螺栓受剪，承受剪力最大錨栓所受剪力設(shè)計值為：Vsdh=V/m=1425N上面公式中：錨栓鋼材破壞時的受拉承載力計算N Rd,s =kNRk,s/Y RS,NNRk,s=Asf stkNRd,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準值； k ：地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表選??；As：錨栓應(yīng)力截面面積；

12、f stk：錨栓極限抗拉強度標準值；YRS,N：錨栓鋼材受拉破壞承載力分項系數(shù)；N Rk,s =Asf stk=X400=33720NTRS=fyk>表f yk：錨栓屈服強度標準值;Y RS,N=f yk= 義 400 /240=2?。簓 rs,n=2N Rd,s=kNRk,s/RS,N=1 X 33720/2=16860N>N.dh=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。混凝土錐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/ 丫 Rc,

13、NN Rk,c =NRk,c X Ac,N/Ac,N0 X 小 s,N 小 re,N 小 ec,N 小 ucr,N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準值；k ：地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表選?。籝rgn：混凝土錐體破壞時的受拉承載力分項系數(shù)，按表采用，??；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準值；N Rk,c0= X f cu, X (膨脹及擴孔型錨栓) N Rk,c0= Xfcu,X (h ef-30)(化學錨栓)條文說明JGJ145-2004其中：f cu,k：混凝土立方體抗壓強

14、度標準值，當其在45-60MPa問時，應(yīng)乘以降低系數(shù)；h ef：錨栓有效錨固深度；N Rk,c0= Xfcu, XAc,N°：混凝土破壞錐體投影面面積，按取；s 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 承載力標準值的臨界間矩。scr,N =3hef=3 義 75=225mm02 A c,N =scr,N=22522=50625mmAc,N：混凝土實有破壞錐體投影面積，按取:A c,N =(c 1+S1+X Scr,N)x(C2+S2+X Scr,N)其中：c 1、c2：方向1及2的邊矩；s 1、S2：方向1及2的間距；c cr,N ：混凝土錐體破壞時的

15、臨界邊矩，取Cc,N= = X 75=；c 1<Ccr,NC 2< Ccr,NS 1& Scr,NS 2& Scr,NA c,N = (ci+Sl+X Scr,N)X (c2+S2+X Scr,N)=+90+ 義 225)義(100+75+ 義 225)巾s,N：邊矩c對受拉承載力的降低影響系數(shù)，按采用：巾s,N=+Xc/ccr,N01 (膨脹及擴孔型錨栓)巾s,N=1 (化學錨栓)條文說明JGJ145-2004其中c為邊矩，當為多個邊矩時，取最小值，且需滿足cmin<c<ccN,按：對于膨脹型錨栓( 雙錐體 ) c min=3hef對于膨脹型錨栓cmi

16、n=2hef對于擴孔型錨栓cmin=hef巾 s,N = + X c/c cr,N < 1=+ 義=1所以，3s,N取1 o巾re,N :表層混凝土因為密集配筋的玻璃作用對受拉承載力的降低影響系數(shù)，按采用，當錨固區(qū)鋼筋間距s>150mm£鋼筋直徑dwiOmmU s> 100mm寸，?。唤?re,N= + hf/200 < 1=+75/200所以，巾re,N取。巾ec,N：荷載偏心eN對受拉承載力的降低影響系數(shù)，按采用；巾 ec,N = 1/(1+2e N/s cr,N)=1巾ucr,N：未裂混凝土對受拉承載力的提高系數(shù)，按規(guī)范對于非化學錨栓取，對 化學錨栓?。?/p>

17、把上面所得到的各項代入，得：N Rk,c =NRk,c X Ac,N/Ac,N0 X 巾 s,N 巾 re,N 巾 ec,N 巾 ucr,N=X 50625X 1 X X 1 XNRd,c=kNRk,c/ 丫 Rc,N=>NSdg=所以，群錨混凝土錐體受拉破壞承載力滿足設(shè)計要求！混凝土劈裂破壞承載力計算小 h,sp=(h/2h ef)2/3<NRd,sp=kNRk,sp/ Y RspNRk,sp=W h,sp NRk,c上面公式中：N Rd,sp：混凝土劈裂破壞受拉承載力設(shè)計值；N Rk,sp：混凝土劈裂破壞受拉承載力標準值；k ：地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表選取；N Rk,

18、c：混凝土錐體破壞時的受拉承載力標準值；YRsp：混凝土劈裂破壞受拉承載力分項系數(shù)，按表取;巾h,sp：構(gòu)件厚度h對劈裂承載力的影響系數(shù)；N Rk,c=NRk,c X A,n/Ac,N X ijj s,N tp re,N q ec,N q ucr,N其中：N Rk,c =對于擴孔型錨栓：c cr,sp =2hef=150對于膨脹型錨栓：c cr,sp =3hef=225s cr,sp =2ccr,sp =450c1VOcr,sp02&Ocr,sp81Wscr,sp32&scr,spA c,N=(ci+si+x scr,sp )X (c 2+s2+X scr,sp )=(150+

19、90+ X 450) X (100+75+ X 450)=186000mmA c,N =(s cr,sp )=(450)2=202500mm巾s,N：邊矩c對受拉承載力的降低影響系數(shù)，按采用：巾s,N = + X c/ccr,sp <1 （膨脹及擴孔型錨栓） 其中c為邊矩，當為多個邊 矩時，取最小值，且需滿足Gmin<c<Gcr,sp ,按：對于膨脹型錨栓（ 雙錐體 ） cmin=3hef對于膨脹型錨栓cmin=2hef對于擴孔型錨栓cmin=hef巾 s,N=+X c/c cr,sp w 1=+150/225=<1所以，巾s,N取。4 ec,N=1巾ucr,N：未裂混

20、凝土對受拉承載力的提高系數(shù)，按規(guī)范對于非化學錨栓取，對 化學錨栓?。话焉厦嫠玫降母黜棿?，得：N Rk,c =NRk,c X Ac,N/Ac,N0 X 小 s,N 小 re,N 小 ec,N 小 ucr,N= X 186000/202500 X X X 1 X2/3h,sp=(h/2h ef)2/3 =(900/2/75)所以，巾h,sp =N Rk,sp=4 h,sp NRk,c= xN Rd,sp=kNRk,sp /Rsp=x=> Nsdg=所以，混凝土劈裂破壞承載力滿足設(shè)計要求！錨栓鋼材受剪破壞承載力計算VRd,s=kV?k,s/ y Rs,V其中：V Rd,s：鋼材破壞時的受剪

21、承載力設(shè)計值；V Rk,s：鋼材破壞時的受剪承載力標準值；k ：地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表選??；YRs,V：鋼材破壞時的受剪承載力分項系數(shù)，按表選用：丫 Rs,V=fyk表按規(guī)范，該系數(shù)要求不小于、fstk0800MPafyk/f stk V ；對本例，YRs,V=fyk表=X 400/240=2實際選取丫 Rs,V=2；V Rk,s=XX 400=16860NV Rd,s = kV?k,s/ Y Rs,V=1 X 16860/2=8430N>VSdh=1425N所以，錨栓鋼材受剪破壞承載力滿足設(shè)計要求！混凝土楔形體受剪破壞承載力計算VRd,c=kV?k,c/ y Rc,V在上面

22、公式中：Rk,c=V?k,c° X Ac,v/Ac,v°X 3 s,V 巾 h,V 巾 a,V 巾 ec,V 3ucr,VV Rd,c：構(gòu)件邊緣混凝土破壞時的受剪承載力設(shè)計值;VRk,c：構(gòu)件邊緣混凝土破壞時的受剪承載力標準值；k ：地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表選取；YRc,V：構(gòu)件邊緣混凝土破壞時的受剪承載力分項系數(shù)，按表采用，??；V Rk,c0：混凝土理想楔形體破壞時的受剪承載力標準值，按采用；A c,V°：單錨受剪，混凝土理想楔形體破壞時在側(cè)向的投影面積，按采用;A c,V：群錨受剪，混凝土理想楔形體破壞時在側(cè)向的投影面積，按采用；巾s,V：邊距比c2

23、/ci對受剪承載力的影響系數(shù)，按采用；巾h,V：邊厚比ci/h對受剪承載力的影響系數(shù)，按采用；巾a，V：剪切角度對受剪承載力的影響系數(shù)，按采用；巾ec,V：偏心荷載對群錨受剪承載力的降低影響系數(shù)，按采用；f ucr,V：未裂混凝土級錨區(qū)配筋對受剪承載力的提高影響系數(shù)，按采用； 卜面依次對上面提到的各參數(shù)計算：c 1=c 2=100mm巾 s,v=+x c2/ < 1=+ x 100/=<1?。? s,V =V Rk,c = X (d nom)(l f/d nom)(f cu,k)其中：d nonri錨栓外徑(mm)；l f：剪切荷載下錨栓有效長度，取IfWhef,且l f<8d,本處取75mmV Rk,c°=X(dnom)(l f/dnom)(f cu,k)= X (12)(75/12)(25) 乂 =A c,V = 義A c,V=+s2+c) x hX+75+100)X900=309375900) 1/3巾 h,v=h)1/3 > 1=<1取：巾 h,v=1