幕墻結(jié)構(gòu)計(jì)算入門(mén)培訓(xùn)

1、幕墻結(jié)構(gòu)計(jì)算基礎(chǔ)第一章 概述1、幕墻計(jì)算現(xiàn)狀傳統(tǒng)的計(jì)算原理手工計(jì)算各類(lèi)計(jì)算軟件發(fā)展迅速大型軟件受青睞手工計(jì)算與軟件聯(lián)合、互補(bǔ)。應(yīng)用規(guī)范2、目前存在問(wèn)題計(jì)算人員實(shí)際經(jīng)驗(yàn)不足過(guò)渡依賴計(jì)算軟件形式主義距離優(yōu)化設(shè)計(jì)很遠(yuǎn)。3、今后發(fā)展趨勢(shì)有限元軟件功能細(xì)化計(jì)算人員更專業(yè)。計(jì)算規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)更詳細(xì)、準(zhǔn)確。第二章 桿件計(jì)算第一節(jié)、概述與計(jì)算對(duì)象（1）單根桿件-框架幕墻的立柱、橫梁選用橫梁型材的截面特性: 選用型材材質(zhì): 鋁合金6063-T5，斷面如圖： 型材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: 85.500N/mm2 型材彈性模量: E=0.7105N/mm2 X軸慣性矩: Ix=156.662cm4 Y軸慣性矩: Iy=85.870

2、cm4 X軸抵抗矩: Wx1=30.412cm3 X軸抵抗矩: Wx2=32.311cm3 Y軸抵抗矩: Wy1=23.424cm3 Y軸抵抗矩: Wy2=13.243cm3 型材截面積: A=11.383cm2 型材計(jì)算校核處壁厚: t=2.000mm 型材截面面積矩: Ss=19.604cm3 塑性發(fā)展系數(shù): =1.05幕墻橫梁的強(qiáng)度計(jì)算 校核依據(jù): M x / W x+ M y/ W yf a=85.5 (N/mm2)幕墻橫梁的抗剪強(qiáng)度計(jì)算 校核依據(jù): max=49.6N/mm2幕墻橫梁的剛度計(jì)算 校核依據(jù): U maxL/180 橫梁承受呈三角形分布線荷載作用.（2）多根桿件組成的結(jié)構(gòu)

3、體系：-框架窗、單元板（立柱、橫梁、中挺）立柱公料材質(zhì): 鋁合金6063-T5，型材斷面如圖： 型材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: 85.500N/mm2 型材彈性模量: E=0.7105N/mm2 X軸慣性矩: Ix=401.788cm4 Y軸慣性矩: Iy=76.622cm4 X軸抵抗矩: Wx1=55.325cm3 X軸抵抗矩: Wx2=38.866cm3 型材截面積: A=15.945cm2 型材計(jì)算校核處壁厚: t=3.000mm 型材截面面積矩: Sx=36.070cm3 塑性發(fā)展系數(shù): =1.05公立柱母立柱立柱母料材質(zhì): 鋁合金6063-T5，型材斷面如圖： 型材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: 85.500N/m

4、m2 型材彈性模量: E=0.7105N/mm2 X軸慣性矩: Ix=381.848cm4 Y軸慣性矩: Iy=26.989cm4 X軸抵抗矩: Wx1=52.397cm3 X軸抵抗矩: Wx2=37.028cm3 型材截面積: A=14.111cm2 型材計(jì)算校核處壁厚: t=3.000mm 型材截面面積矩: Sx=33.158cm3 塑性發(fā)展系數(shù): =1.05連續(xù)梁內(nèi)力表：M=系數(shù)*qL2; Q=系數(shù)*qL ; f=系數(shù)*qL4/100EI簡(jiǎn)支梁均布荷載作用內(nèi)力公式簡(jiǎn)支梁梯形荷載作用內(nèi)力公式簡(jiǎn)支梁三角形荷載作用內(nèi)力公式簡(jiǎn)支梁集中荷載作用內(nèi)力公式-分段比 1/4-桁架鋼桁架、異型桁架、網(wǎng)架一

5、般采用有限元分析軟件計(jì)算。1、3D3S2、Sap20003、Ansys4、Staad -剛架-殼體第二節(jié)、單根桿件計(jì)算框架式幕墻：立柱1）荷載 -風(fēng)荷載Wk=zszW0 gz-高度Z處的陣風(fēng)系數(shù) z-風(fēng)壓高度變化系數(shù) s1 風(fēng)壓體型系數(shù) Wk-垂直作用在幕墻表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2) W0-基本風(fēng)壓(kN/m2) 場(chǎng)地類(lèi)別、建筑外輪廓、地區(qū)地域有關(guān)。2）截面特性外輪廓：整體、組合截面積 A0=8311 mm2 X軸慣性矩 IX=11897866 mm4X軸抵抗矩 WX=86583 mm3X軸面積矩 SX=91392 mm3塑性發(fā)展系數(shù) =1.05型材壁厚 t=2.5 mm 壁厚材質(zhì)60

6、63-T5,T63）支撐形式簡(jiǎn)支梁 - 鉸接、固接、滑動(dòng)鉸。4）計(jì)算結(jié)果橫梁1）荷載水平荷載：線性荷載輸入。豎向荷載：集中力2）截面特性開(kāi)口、閉口。3）支撐形式一般采用鉸接，鋼結(jié)構(gòu)有時(shí)會(huì)采用固接。4）計(jì)算結(jié)果最大彎曲應(yīng)力、最大剪應(yīng)力，撓度mm。橫梁抗彎強(qiáng)度校核橫梁抗彎強(qiáng)度校核校核依據(jù)： 按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第6.2.4條=83.195 N/mm2fa=85.5 N/mm2橫梁抗彎強(qiáng)度符合規(guī)范要求。橫梁抗剪強(qiáng)度橫梁抗剪強(qiáng)度校核校核校核依據(jù)： 按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第6.2.5條1、豎直方向剪應(yīng)力t：橫梁截面垂直于X軸腹板的截面總寬度，取t=5.0 m

7、mX：橫梁承受的豎直荷載產(chǎn)生的剪應(yīng)力= =1.475 N/mm2fav=49.6 N/mm22、水平方向剪應(yīng)力t：橫梁截面垂直于Y軸腹板的截面總寬度，取t=5.0 mmY：橫梁承受的水平荷載產(chǎn)生的剪應(yīng)力=4.366 N/mm2fav=49.6 N/mm2橫梁抗剪強(qiáng)度符合規(guī)范要求。第三節(jié)、多桿結(jié)構(gòu)體系（1）框架體系-窗：1）荷載梯形荷載、三角形荷載窗豎挺荷載2）截面特性閉口型腔鎖五金件3）窗型4）支撐形式5）計(jì)算結(jié)果-單元板框架計(jì)算1）荷載2）截面特性3）分格4）連接形式5）計(jì)算結(jié)果幕墻框架圖單元式幕墻組成單元式幕墻立柱計(jì)算載荷分布：按等位移原理，協(xié)同作用。q=q1+q2 -(1)M=M1+M2

8、 -(2)f1=f2 -(3)Mx1=M*Ix1/(Ix1+Ix2)Mx2=M*Ix2/(Ix1+Ix2)內(nèi)力分配系數(shù) 立柱彎矩按公料、母料的抗彎剛度分配，分配系數(shù)計(jì)算如下：Ix=Ix1+Ix2=401.788+381.848=783.636cm4公料彎矩分配系數(shù)：a1=Ix1/Ix=401.788/783.636=0.51母料彎矩分配系數(shù)：a2=Ix2/Ix=381.848/783.636=0.49 立柱剪力及軸向力按公料、母料的抗剪剛度分配，分配系數(shù)計(jì)算如下：A=A1+A2=15.945+14.111=30.056cm2公料剪、軸力分配系數(shù)：b1=A1/A=15.945/30.056=0.

9、53母料剪、軸力分配系數(shù)：b2=A2/A=14.111/30.056=0.47剛度分配系數(shù)內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)支梁受力：連續(xù)梁受力：M=q*L2/8 逐跨內(nèi)力分析： 立柱按多跨鉸接連續(xù)靜定梁進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算： 第1跨內(nèi)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跨內(nèi)力： RB2=5.53636151-(285/3615)2/2-9945(285/3615)=9161N P3=9161N

10、MA2=-(9945285+5.5362852/2)=-3059097Nmm M2=5.536361521-(285/3615)22/8-99452851-(1+285/3615)2/2+285/3615 =7523383Nmm 第3跨內(nèi)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跨內(nèi)

11、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跨內(nèi)力： RB5=5.53636151-(285/3615)2/2-9218(285/3615)=9218N P6=9218N MA5=-(9218285+5.5362852/2)=-2851877Nmm M5=5.536361521-(28

12、5/3615)22/8-92182851-(1+285/3615)2/2+285/3615 =7626349Nmm廣東全球通大廈立柱的內(nèi)力分析立柱的內(nèi)力分析第1跨內(nèi)力分析：RBi=qLi1-(Ai/Li)2/2-Pi(Ai/Li)，i=1 =3.13228501-(850/2850)2/2-0(850/2850) =4066NMi=qLi21-(Ai/Li)22/8，i=1 =3.132285021-(850/2850)22/8 =2639402Nmm第2跨內(nèi)力分析：Pi=RBi-1，i=2 =4066NRBi=qLi1-(Ai/Li)2/2-Pi(Ai/Li)，i=2 =3.13228501

13、-(850/2850)2/2-4066(850/2850) =2853NMi=qLi21-(Ai/Li)22/8-PiAi1-(1+(Ai/Li)2/2+Ai/Li，i=2 =3.132285021-(850/2850)22/8-40668501-(1+(850/2850)2/2+850/2850 =1065062NmmMA2=-(PiAi+qAi2/2)，(i=2) =-4587535Nmm第3跨內(nèi)力分析：Pi=RBi-1，i=3 =2853NRBi=qLi1-(Ai/Li)2/2-Pi(Ai/Li)，i=3 =3.13228501-(850/2850)2/2-2853(850/2850)

14、=3215NMi=qLi21-(Ai/Li)22/8-PiAi1-(1+(Ai/Li)2/2+Ai/Li，i=3 =3.132285021-(850/2850)22/8-28538501-(1+(850/2850)2/2+850/2850 =1534731NmmMA3=-(PiAi+qAi2/2)，(i=3) =-3556485Nmm天津國(guó)貿(mào)投標(biāo)計(jì)算橫梁計(jì)算幕墻橫梁按三角形簡(jiǎn)支梁計(jì)算水平荷載；由于玻璃下面有墊塊，因此自重荷載按集中受力模型考慮。水平荷載作用豎向荷載作用按照等撓度原則，進(jìn)行荷載分配，對(duì)于三角形荷載簡(jiǎn)支梁： q1kB4/120EaI1y=q2kB4/120EaI2y q1k+q2k

15、=qkq1k=qkI1y/(I1y+I2y) =2.9863867360/(3867360+5762240) =1.199N/mm q2k=qkI2y/(I1y+I2y) =2.9865762240/(3867360+5762240) =1.787N/mm（設(shè)計(jì)值） M1w=q1wB2/12 M1E=q1EB2/12（水平地震荷載） M1y=M1w+0.5M1E =q1B2/12 =1.79418402/12 =506147.2Nmm 按橫梁抗彎強(qiáng)度計(jì)算公式，應(yīng)滿足： M1x/W1nx+M1y/W1nyfa 按建筑幕墻5.1.9，b，自重標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙炔粦?yīng)超過(guò)其跨度的1/500，并且不應(yīng)大于

16、3mm； B/500=1840/500=3.68mm?。?df2,lim=3mm dfx=P1kaB2/24EaIax(3-42) =1361.615018402/24/70000/529090(3- 4(150/1840)2) =2.313mm因?yàn)?.313mm3mm，所以，單元橫框自重方向撓度可以滿足設(shè)計(jì)要求。平面內(nèi)變形分析建筑幕墻 GB/T 21086-2007框架式幕墻平面變形分析平面變形性能確定：主體結(jié)構(gòu)的彈性層間位移角限值，取=1/550。由主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，查玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003條文說(shuō)明中表4.1得：隱框玻璃幕墻板塊平面內(nèi)變形性能按玻璃幕墻工程技

17、術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第4.3.12條=3=31/550=1/1831/150=1/1831/200該隱框玻璃幕墻的變形性能應(yīng)為級(jí)。玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003單元板平面變形分析主體結(jié)構(gòu)類(lèi)型為多、高層鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的層間位移角為：=tan -1(1/300)層高：h=3600 mm。地震控制層間位移限值為：lim=h（=3=1/100，=0.57）=3600/100=36.00mm如最大玻璃板塊HxW=2100 x1200 mm適應(yīng)變形值為s= L=2100/100=21.0 mm 對(duì)隱框結(jié)構(gòu)膠的延展性好，因此通過(guò)構(gòu)造與結(jié)構(gòu)膠完全能滿足地震荷載及風(fēng)載作用下的平面內(nèi)變形。對(duì)

18、明框預(yù)留邊框距離a21/2=10.5 mm.上下30mm單元板塊橫梁豎向位移量計(jì)算： 立柱材料的線膨脹系數(shù)最大單元板塊高度L : 方向尺寸溫差T :最大溫差： 實(shí)際伸縮調(diào)整系數(shù)LA： 梁在柱間計(jì)算跨度，取(mm)A： 梁撓度限制名稱代號(hào)取值型材因熱脹冷縮引起的位移LL=TL =2.35X10-58052001 =9.7mm=2.35X10-5 T=80L=5200mm =1加工誤差d12mm施工誤差d21.5mm主體結(jié)構(gòu)梁豎直變形位移量d3(LA/A) 20%=6.7mmLA=10000mm，A=300立柱徐變引起的橫梁位移d4d4=LX0.001 =5200 x0.001 =5.2mm位移計(jì)

19、算過(guò)程結(jié)果極限收縮位移L+d1+d2+d3+d425.1mm極限擴(kuò)張位移L+d1+d213.2mm設(shè)計(jì)單元板塊橫梁豎向伸縮縫30mm，滿足計(jì)算要求。單元板塊平面內(nèi)豎向位移設(shè)計(jì)左右15mm名稱代號(hào)取值型材因熱脹冷縮引起的位移LL=TL =2.35X10-58017001 =3.2mm=2.35X10-5 T=80L=1700mm =1加工誤差d11mm施工誤差d21.5mm位移計(jì)算過(guò)程結(jié)果極限收縮位移L+d1+d25.7mm極限擴(kuò)張位移L+d1+d25.7mm： 立柱材料的線膨脹系數(shù)最大單元板塊高度L : 方向尺寸溫差T :最大溫差： 實(shí)際伸縮調(diào)整系數(shù)單元板塊平面立柱極限水平位移量計(jì)算 設(shè)計(jì)單元

20、板塊立柱水平 伸縮縫15mm，滿足計(jì)算要求。單元板塊平面內(nèi)水平位移設(shè)計(jì)（2）桁架-普通桁架1）荷載線性荷載輸入：2）截面特性方管、圓管、組合截面。上弦桿下弦桿腹桿斜腹桿3）桁架類(lèi)型（鉸接節(jié)點(diǎn)、剛接節(jié)點(diǎn)）焊接桁架鉸接桁架混合型4）支撐形式（簡(jiǎn)支、滑動(dòng)、固接）鉸接支撐：耳板、銷(xiāo)軸(結(jié))40012971297550550鋼桁架 HJ-0858133750? 18000220024831650拉桿上弦桿次桁架采光頂桁架受力圖采光頂桁架計(jì)算模型圖5）計(jì)算結(jié)果（整體、桿件）強(qiáng)度撓度穩(wěn)定性連接件（耳板、螺栓、鉚釘、銷(xiāo)軸）焊縫（三角形、對(duì)接）例題1：通過(guò)計(jì)算可知，鋼結(jié)構(gòu)體系最大位移：Fmax=115.6/1.

21、4=82.6 mmL/300=36000/300=120 mm主結(jié)構(gòu)鋼架：300(299)管：max=89.2 N/mm2=215 N/mm2;180X12管：max=65.0 N/mm2=215 N/mm2;次結(jié)構(gòu)桁架：195X12管：max=275.2 N/mm2=310 N/mm2; 通過(guò)。方管160X80X10: max=304.5 N/mm2=310 N/mm2; 通過(guò)。支座反力：支座反力：桁架HJ01：與主體結(jié)構(gòu)連接為鉸接：Fx=416.6 kN Fy=345.9 kN Fz=417.2 kN注意，埋件應(yīng)根據(jù)受力不同區(qū)別設(shè)計(jì)。例題2鋼管203X8：max=46.5 Mpa215 M

22、pa Ok.鋼管273X14：max=31.3 Mpa=0.6X 215=129.0 Mpa Ok.鋼管500X16：max=17.5 Mpa=0.6X 215=129.0 Mpa Ok.鋼管400X16：max=11.2 Mpa=0.6X 215=129.0Mpa Ok.最大撓度 fmax=32.5/1.4=23.2 mmfmax/2L=23.2/2X6000=1/5001/300, OK.(3）剛架1）荷載全球通南北飛翼幕墻結(jié)構(gòu)2）截面特性種類(lèi)：管材、槽鋼、工字、鋼板。材料：鋼、不銹鋼、鋁合金。3）剛架類(lèi)型焊接連接、螺栓組4）支撐形式（鉸接支座、剛接支座）5）計(jì)算結(jié)果（整體、桿件）強(qiáng)度撓度

23、穩(wěn)定性（桿件整體、局部）單元號(hào)強(qiáng)度繞2軸整體穩(wěn)定繞3軸整體穩(wěn)定繞2軸抗剪應(yīng)力比繞3軸抗剪應(yīng)力比繞2軸W/l繞3軸W/l結(jié)果10.040.040.040.000.0101/2355滿足20.100.100.100.000.0101/796滿足30.070.070.070.000.0101/1184滿足40.100.110.110.000.0101/796滿足50.040.040.040.000.0101/2356滿足60.100.100.100.000.0101/796滿足70.100.110.100.000.0101/796滿足80.040.040.040.000.0101/2356滿足90.

24、040.040.040.000.0101/1938滿足100.120.120.120.000.0101/653滿足110.080.080.080.000.0101/972滿足120.080.080.080.000.0101/972滿足130.250.250.250.010.001/10550滿足140.200.200.200.030.001/12860滿足150.220.220.220.030.001/12770滿足160.250.250.250.010.001/10550滿足170.190.190.190.030.001/5310滿足180.200.200.200.030.001/12860

25、滿足190.290.290.290.010.001/7490滿足200.270.270.270.040.001/9380滿足210.290.290.290.040.001/8260滿足220.290.290.290.010.001/7490滿足230.000.000.000.000.001/6270滿足240.270.270.270.040.001/9380滿足250.290.290.290.010.001/6140滿足260.280.280.280.040.001/8000滿足270.280.280.280.040.001/6180滿足280.290.290.290.010.001/6140

26、滿足本工程有2種材料：316不銹鋼 鋁合金6063-T5 設(shè)計(jì)驗(yàn)算結(jié)果表 (強(qiáng)度和整體穩(wěn)定為(應(yīng)力/設(shè)計(jì)強(qiáng)度)3D3S有限元分析軟件計(jì)算結(jié)果（4）殼體異型結(jié)構(gòu)張拉膜結(jié)構(gòu)第三章 板面計(jì)算1、玻璃計(jì)算1）荷載類(lèi)型2）玻璃構(gòu)成（夾膠、中空、雙曲）3）物理特性4）支撐形式（邊鉸接、點(diǎn)支撐）5）計(jì)算結(jié)果（大面、小面、局部）強(qiáng)度撓度玻璃撓度校核不考慮大撓度效應(yīng)時(shí)玻璃應(yīng)力分布（第一主應(yīng)力）考慮大撓度效應(yīng)時(shí)玻璃應(yīng)力分布（第一主應(yīng)力）2、鋁板計(jì)算1）荷載類(lèi)型2）鋁板構(gòu)造3）物理特性4）支撐形式（邊鉸接、邊固接）5）計(jì)算結(jié)果（大面、局部）強(qiáng)度撓度穩(wěn)定性3、石材計(jì)算1）荷載類(lèi)型2）構(gòu)造形式（復(fù)雜、簡(jiǎn)單、造型）3）物

27、理特性4）支撐形式（點(diǎn)支撐、邊支撐）背拴、T型掛件、鋁合金掛件、背槽式、通槽掛5）計(jì)算結(jié)果（大面、小面、局部）強(qiáng)度撓度例題：例題：水平方向水平方向荷載組合荷載組合風(fēng)荷載+水平地震荷載風(fēng)荷載和水平地震作用組合標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算W：風(fēng)荷載作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)，取W=1.0按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第5.4.3條規(guī)定E：地震荷載作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)，取E=0.5按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第5.4.3條規(guī)定qK =WWK+EqEK =1.01.0+0.50.68 =1.34 KN/m2風(fēng)荷載和水平地震作用組合設(shè)計(jì)值計(jì)算q =WW+EqE =1.01.4+0.50.884=1.842

28、 KN/m2板塊計(jì)算板塊計(jì)算（1）、立面石材采用：30mm厚花崗石，板塊1490X740mm。板塊計(jì)算模型詳見(jiàn)下圖：（2）、計(jì)算結(jié)果與校核，本計(jì)算采用Ansys板單元shell63。計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)下列圖表。經(jīng)計(jì)算，在水平荷載作用下，石材板塊內(nèi)力與撓度如下：最大撓度：fmax=0.3 mm；最大拉應(yīng)力：max=2.3 N/mm2=8.0N/mm2/2.15=3.72 N/mm2, 通過(guò)。金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ 133金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ 133第四章 埋件計(jì)算1、預(yù)埋件-平板埋件1）荷載（拉壓力、剪力、彎矩）2）埋件構(gòu)造（鋼筋、鋼板、錨板）3）主體混凝土性能參數(shù)4）計(jì)算結(jié)果承

29、載力極值法向拉力設(shè)計(jì)值 N 4.3kN 彎矩設(shè)計(jì)值 M 1.329kNm剪力設(shè)計(jì)值 V 63.9kN受力直錨筋的層數(shù) n 2 層每層直錨筋的根數(shù)、直徑為： 212直錨筋的間距 b1 100mm 沿剪力方向最外層錨筋中心線之間的距離 z 100mm常用埋件計(jì)算例題：錨板厚度 t 10mm 錨板寬度 B 300mm 錨板高度 H 180mm錨板的彎曲變形折減系數(shù) b混凝土強(qiáng)度等級(jí)：C30 fc 14.3N/mm筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fy 300N/mm錨筋的總截面面積 As 驗(yàn)算 當(dāng)有剪力、法向拉力和彎矩共同作用時(shí)，應(yīng)按混凝土規(guī)范式 10.9.12 及式 10.9.12 兩個(gè)公式計(jì)算，并取其中的較大

30、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錨筋的受剪承載力系數(shù) v 按混凝土規(guī)范式 10.9.15 計(jì)算： v (4.0 - 0.08 * d) * (fc / fy) 0.5 (4.0-0.08*12)*(14.3/300)0.5 0.66錨板的彎曲變形折減系數(shù) b 按混凝土規(guī)范式 10.9.16 計(jì)算： b 0.6 + 0.25 * t / d 0.6+0.25*10/12 0.81當(dāng)錨筋層數(shù) n 2 時(shí)，錨

31、筋層數(shù)影響系數(shù) r 1.00錨筋的總截面面積 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+1329292/0.4/1.00/0.81/30

32、0/100 22+137 159mm As 452mm錨筋間距和錨筋至構(gòu)件邊緣的距離 按混凝土規(guī)范第 10.9.6 條，對(duì)受剪預(yù)埋件，其錨筋的間距 b、b1 不應(yīng)大于 300mm，且 b1 不應(yīng)小于 6d 和 70mm；錨筋至構(gòu)件邊緣的距離 c1，不應(yīng)小于 6d 和 70mm，b、c 不應(yīng) 小于 3d 和 45mm。即：b、b1 300mm，b、c 45mm，b1、c1 72mm錨板的構(gòu)造要求錨板的厚度宜大于錨筋直徑的 0.6 倍。受拉和受彎預(yù)埋件的錨板厚度尚宜大于b/8。錨板的厚度 t 10mm Max0.6d, b/8 Max7.2, 6.3 7.2mm錨筋中心至錨板邊緣的距離 t1 Ma

33、x2d, 20 24mm 錨板最小寬度 Bmin 1*50+2*24mm 98mm B 300mm，滿足要求。 錨板最小高度 Hmin 1*100+2*24mm 148mm H 180mm，滿足要求。當(dāng)錨筋直徑不大于 20mm 時(shí)，宜采用壓力埋弧焊。HRB335 級(jí)、HRB440 級(jí)鋼筋采用手工焊時(shí)，焊縫高度不宜小于 0.6d 7mm。鋼結(jié)構(gòu)埋件計(jì)算舉例：鋼結(jié)構(gòu)天幕采光頂埋件計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)天幕采光頂埋件計(jì)算預(yù)埋件預(yù)埋件EM01EM01計(jì)算計(jì)算 受力節(jié)點(diǎn)見(jiàn)下圖，在樓板處為鉸接支座。-槽式埋件1）荷載（拉壓力、剪力、彎矩）2）埋件構(gòu)造、分類(lèi)（鋼板槽、錨筋）3）主體混凝土性能參數(shù)4）計(jì)算結(jié)果承載力極值P

34、articular 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

35、in stainless steel and hot-dip galvanized2、后置埋件-平板埋件1）荷載（拉壓力、剪力、彎矩）2）埋件構(gòu)造（錨栓、鋼板）化學(xué)錨固機(jī)械錨固3）主體混凝土性能參數(shù)4）計(jì)算結(jié)果承載力極值化學(xué)錨栓選型：慧魚(yú)化學(xué)錨栓設(shè)計(jì)參數(shù)膨脹螺栓螺栓材料 常用材料：Q215、Q235、25和45號(hào)鋼，對(duì)于重要的或特殊用途的螺紋聯(lián)接件，可選用15Cr ，20Cr，40Cr，15MnVB，30CrMrSi等機(jī)械性能較高的合金鋼。-復(fù)雜后置埋件通過(guò)鋼板焊接組合形成。焊縫計(jì)算：焊縫驗(yàn)算（1）計(jì)算說(shuō)明由于角鋼的翼緣的側(cè)向剛度較低，一般不考慮其承受剪力，故全部剪力由腹板上的一條長(zhǎng)110 m

36、m的焊縫承擔(dān)，彎矩和拉力則由全部焊縫來(lái)承擔(dān)。（2）焊縫有效截面的幾何參數(shù)hf：焊縫高度，取hf=8 mmtmin：被焊接的兩塊鋼板中，厚度最小的鋼板厚度，取tmin=8 mmhfmax：允許焊縫最大高度hfmax=1.2tmin=1.28=9.6 mmtmax：被焊接的兩塊鋼板中，厚度最大的鋼板厚度，取tmax=8 mm hfmin：允許焊縫最小高度hfmin=1.5tmax0.5 =1.580.5 =4.2 mmhfmin=4.2 mmhf=8 mmhfmax=9.6 mmL1：豎向焊縫有效長(zhǎng)度L1=110-10=100 mmA1：豎向焊縫計(jì)算截面面積A1=0.7hfL1=0.78100=5

37、60 mm2整個(gè)焊縫的總截面特性面積 A=1680 mm慣性矩 I=2268800 mm4抵抗矩 W=32448 mm3（3）焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算：由彎矩和拉力產(chǎn)生的垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力 =18.9 N/mm2ffw=160 N/mm21：由彎矩和拉力產(chǎn)生的垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的豎向焊縫應(yīng)力1=18.9 N/mm21：由剪力產(chǎn)生的豎向焊縫剪應(yīng)力1=V3/2A1=4.627103/2/560=4.13 N/mm2：正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值提高系數(shù)，取=1.22=16 N/mm2ffw=160 N/mm2焊縫滿足設(shè)計(jì)要求。第五章 連接件計(jì)算1、上墻件-框架式幕墻上墻件材料：鋼板螺栓調(diào)節(jié)件連接壁厚荷載計(jì)算（

38、1）M12螺栓承受的剪力V1：M12螺栓承受的豎直方向剪力V1=N=4.627 KN（見(jiàn)第四章第二節(jié)）V2：M12螺栓承受的水平方向剪力V2=2V=26.751=13.5 KN（見(jiàn)第四章第二節(jié)）V：M12螺栓承受的剪力V= =14.271 KN（2）焊縫承受的荷載V3：焊縫承受的豎直方向剪力V3=V1=4.627 KNM：焊縫受到的彎矩作用M=V3d1=4.6270.08=0.37 KNmN：焊縫承受的拉力N=V2=13.5 KN3、M12螺栓驗(yàn)算n：螺栓個(gè)數(shù)，n=2nV：每個(gè)螺栓剪切面數(shù)A0：M12螺栓有效面積,取A0=84.3 mm2NVb：M12螺栓的抗剪能力NVb= nnVA0fV=2

39、284.3245=82614 NV=14271 NM12不銹鋼螺栓滿足設(shè)計(jì)要求。立柱局部抗壓承載力d：M12螺栓孔徑，取d=12 mmt：穿過(guò)立柱的總壁厚t=2t=22.5=5 mmn：螺栓個(gè)數(shù)，n=2NCb：立柱局部承壓能力NCb=ndtfab=2125120.0=14400 NV=14271 N立柱局部承壓能力滿足設(shè)計(jì)要求。-單元板上墻件材料：鋼板、鋁板螺栓調(diào)整螺栓連接壁厚N1: 連接處水平總力(N): Nl=q1Hsjcg =5.5363900 =21590.400kN/m N2: 連接處自重總值設(shè)計(jì)值(N): N2=3089.0N N: 連接處總合力(N): N=(N12+N22)0.

40、5 =(21590.4002+3089.0002)0.5=22810.257N D2: 連接不銹鋼螺栓（A2-70）直徑: 12.000mm D0: 連接螺栓有效直徑: 10.360mm Nvb: 不銹鋼螺栓的承載能力: Nv: 連接處剪切面數(shù): 1 Nvb= Nv3.14D02fv/4 =13.1410.3602245/4 =20642.000N Num1: 立梃與建筑物主結(jié)構(gòu)連接的螺栓個(gè)數(shù): Num1=N/Nvb =22810.257/20642.000 =1.105個(gè) 設(shè)計(jì)有4個(gè)（公、母料上各有2個(gè)獨(dú)立受力的螺栓），受力可以滿足要求。不銹鋼螺栓驗(yàn)算Ncbl: 立梃型材（6063-T5）壁

41、抗承壓能力(N): D2: 連接螺栓直徑: 12.000mm Nv: 連接處剪切面數(shù): 4 t: 立梃局部壁厚: 5.000mm(螺栓處局部加厚)+6.0mm(鋁合金卡塊)=11.0mm(如圖中標(biāo)注) Ncbl=D2fcetNum1 =12.00012011.0004.000 =63360.0N 63360.000N 22810.257N 鋁立柱局部承壓強(qiáng)度可以滿足。 Ncbg: 鋁合金掛碼型材(Q235)壁抗承壓能力(N): Lct2: 連接處鋁合金掛碼壁厚: 12.000mm Ncbg=D2fceLct2Num1 =12.00012012.0004.000 =69120.000N69120

42、.000N 22810.257N 鋁合金掛碼局部承壓強(qiáng)度可以滿足。鋁合金連接件驗(yàn)算2、耳板1）荷載2）截面尺寸3）銷(xiāo)軸形式4）焊縫尺寸5）計(jì)算結(jié)果3、五金件1）荷載2）截面尺寸3）銷(xiāo)軸形式4）焊縫尺寸5）計(jì)算結(jié)果-門(mén)、窗五金鎖點(diǎn)計(jì)算傳動(dòng)計(jì)算1 1、幕墻幕墻承受荷載計(jì)算承受荷載計(jì)算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算方法風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算方法 參考天津國(guó)際貿(mào)易中心項(xiàng)目風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)報(bào)告，按最大風(fēng)壓值：wk=4.1KPa=4100Pa ，校核鎖點(diǎn)時(shí)的玻璃面密度取G=0.014X25.6=0.358kPa；開(kāi)啟窗鎖點(diǎn)計(jì)算開(kāi)啟窗鎖點(diǎn)計(jì)算基本參數(shù)：1：分格尺寸：1500mm700mm (1)風(fēng)荷載作用： qwk：風(fēng)荷載線分布最

43、大荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2)； wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；qwk=wk=0.004100N/mm2(2)水平地震作用： qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； E：動(dòng)力放大系數(shù)，取5.0； max：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.12； Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)，(含面板和框架)； A：幕墻平面面積(mm2)； qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =50.120.000358 =0.00021MPa qEk：水平地震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；B：開(kāi)啟扇分格寬度(mm)； qE：水平地震作用線荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm)； qE=

44、1.3qEk =1.30.00021 =0.00028N/mm2(3)幕墻受荷載集度組合：用于強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，采用Sw+0.5SE設(shè)計(jì)值組合： 5.4.1JGJ102-2003 q=1.4qkw+0.5qE =1.40.0041+0.50.00028 =5.88kN/m2N=5.880.71.5=6.17 kN2、窗扇受力計(jì)算作用鎖點(diǎn)剪力許用值為作用鎖點(diǎn)剪力許用值為V=1200 N.V=1200 N.窗扇為上懸開(kāi)啟，六點(diǎn)鎖設(shè)計(jì)，在閉合狀態(tài)時(shí)，鎖點(diǎn)受力如下：窗扇為上懸開(kāi)啟，六點(diǎn)鎖設(shè)計(jì)，在閉合狀態(tài)時(shí)，鎖點(diǎn)受力如下：其中：其中：計(jì)算荷載方程：計(jì)算荷載方程：QX1=(1/2X0.5+4/5X1.2+1.5

45、)V3QX1=(1/2X0.5+4/5X1.2+1.5)V3 V3=6170/(1/2X0.5+4/5X1.2+1.5) V3=6170/(1/2X0.5+4/5X1.2+1.5) =2276 N =2276 N所以單點(diǎn)剪力所以單點(diǎn)剪力 V=V3/2=2276/2= 1138 N 1200 N. V=V3/2=2276/2= 1138 N 1200 N. 通過(guò)。通過(guò)。六點(diǎn)鎖點(diǎn)滿足使用要求！六點(diǎn)鎖點(diǎn)滿足使用要求！-點(diǎn)駁件點(diǎn)駁爪點(diǎn)駁頭支撐螺栓駁接頭詳細(xì)計(jì)算采用T系列駁接頭,根據(jù)提供的技術(shù)資料及產(chǎn)品的等強(qiáng)度設(shè)計(jì)理念,在本計(jì)算中只驗(yàn)算其薄弱截面。螺栓強(qiáng)度等級(jí)為A2-70，14螺栓的小徑為D1=11.835mm A0=11.8352/4=110mm2螺栓抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fv為245N/mm2螺栓抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ft為320N/mm2螺栓抗拉承載力為NcbA0ft35.20kN螺栓抗剪承載力為NvbAfv37.71kN承重駁接頭所受拉力為Fy0.66kN Ncb35.20kN螺栓所受面