高新區(qū)虎溪衛(wèi)生服務(wù)中心設(shè)計計算書

高新區(qū)虎溪衛(wèi)生服務(wù)中心設(shè)計計算書設(shè)計：校對：審核：批準(zhǔn)：二〇二〇年九月十七日

目錄TOC\o"1-3"\h\z明框玻璃幕墻設(shè)計計算書 基本參數(shù)雨篷所在地區(qū)重慶地區(qū)；地面粗糙度分類等級按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)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)；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)；依照上面分類標(biāo)準(zhǔn)，本工程按C類地形考慮。雨篷荷載計算雨篷的荷載作用說明雨篷承受的荷載包括：自重、風(fēng)荷載、雪荷載以及活荷載。(1)自重：包括面板、桿件、連接件、附件等的自重，可以按照400N/m2估算：(2)風(fēng)荷載：是垂直作用于雨篷表面的荷載，按GB50009采用；(3)雪荷載：是指雨篷水平投影面上的雪荷載，按GB50009采用；(4)活荷載：是指雨篷水平投影面上的活荷載，按GB50009采用；在實際工程的雨篷結(jié)構(gòu)計算中，對上面的幾種荷載，考慮最不利組合，有下面幾種方式，取用其最大值：1：考慮正風(fēng)壓時：a.當(dāng)永久荷載起控制作用的時候，按下面公式進行荷載組合：S+=1.35Gk+0.6×1.5wk+0.7×1.5Sk(或Qk)式①b.當(dāng)永久荷載不起控制作用的時候，按下面公式進行荷載組合：S+=1.3Gk+1.5wk+0.7×1.5Sk(或Qk)(風(fēng)荷載為第一可變荷載時)；式②S+=1.3Gk+1.5Sk(或Qk)+0.6×1.5wk(風(fēng)荷載非第一可變荷載時)；式③正壓情況下，需要判斷永久荷載是否起控制作用，以此確定荷載組合，在如上三個公式中，當(dāng)S+①≥S+②且S+①≥S+③時，永久荷載起控制作用，否則永久荷載不起控制作用，對此可進行簡化推導(dǎo)：因為S+①≥S+②，即：1.35Gk+0.6×1.5wk+0.7×1.5Sk(或Qk)≥1.3Gk+1.5wk+0.7×1.5Sk(或Qk)簡化后為：Gk≥12wk再因為S+①≥S+③，即：1.35Gk+0.6×1.5wk+0.7×1.5Sk(或Qk)≥1.3Gk+1.5Sk(或Qk)+0.6×1.5wk簡化后為：Gk≥9Sk(或Qk)因此：當(dāng)Gk≥12wk且Gk≥9Sk(或Qk)同時滿足時，永久荷載起控制作用，否則永久荷載不起控制作用。2：考慮負風(fēng)壓時：按下面公式進行荷載組合：S-=1.0Gk+1.5wk式④風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)計算：wk+=βgzμzμs1+w0……8.1.1-2[GB50009-2012]wk-=βgzμzμs1-w0上式中：wk+：正風(fēng)壓下作用在雨篷上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；wk-：負風(fēng)壓下作用在雨篷上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；Z：計算點標(biāo)高：5m；βgz：高度z處的陣風(fēng)系數(shù)；根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算：βgz=1+2gI10(z/10)-α……條文說明部分8.6.1[GB50009-2012]其中A、B、C、D四類地貌類別截斷高度分別為：5m、10m、15m、30m；A、B、C、D四類地貌類別梯度高度分別為：300m、350m、450m、550m；也就是：對A類場地：當(dāng)z>300m時，取z=300m，當(dāng)z<5m時，取z=5m；對B類場地：當(dāng)z>350m時，取z=350m，當(dāng)z<10m時，取z=10m；對C類場地：當(dāng)z>450m時，取z=450m，當(dāng)z<15m時，取z=15m；對D類場地：當(dāng)z>550m時，取z=550m，當(dāng)z<30m時，取z=30m；g：峰值因子，按GB50009-2012取2.5；I10：10m高名義湍流度，對應(yīng)A、B、C、D地面粗糙度，可分別取0.12、0.14、0.23和0.39；α：地面粗糙度指數(shù)，對應(yīng)A、B、C、D地面粗糙度，可分別取0.12、0.15、0.22和0.30；對于C類地形，5m高度處的陣風(fēng)系數(shù)為：βgz=1+2×2.5×0.23×(Z/10)-0.22=2.0519μz：風(fēng)壓高度變化系數(shù)；根據(jù)不同場地類型,按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》條文說明部分8.2.1提供的公式計算：A類場地：μzA=1.284×(z/10)0.24B類場地：μzB=1.000×(z/10)0.30C類場地：μzC=0.544×(z/10)0.44D類場地：μzD=0.262×(z/10)0.60公式中的截斷高度和梯度高度與計算陣風(fēng)系數(shù)時相同，也就是：對A類場地：當(dāng)z>300m時，取z=300m，當(dāng)z<5m時，取z=5m；對B類場地：當(dāng)z>350m時，取z=350m，當(dāng)z<10m時，取z=10m；對C類場地：當(dāng)z>450m時，取z=450m，當(dāng)z<15m時，取z=15m；對D類場地：當(dāng)z>550m時，取z=550m，當(dāng)z<30m時，取z=30m；對于C類地形，5m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)：μz=0.544×(Z/10)0.44=0.6502μs1：局部風(fēng)壓體型系數(shù)；按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012第8.3.3條：計算圍護結(jié)構(gòu)及其連接的風(fēng)荷載時，可按下列規(guī)定采用局部體型系數(shù)μs1：1封閉矩形平面房屋的墻面及屋面可按表8.3.3-1的規(guī)定采用；2檐口、雨篷、遮陽板、邊棱處的裝飾條等突出構(gòu)件，取-2.0；3其它房屋和構(gòu)筑物可按本規(guī)范第8.3.1條規(guī)定體型系數(shù)的1.25倍取值。按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012第8.3.4條：計算非直接承受風(fēng)荷載的圍護構(gòu)件風(fēng)荷載時，局部體型系數(shù)可按構(gòu)件的從屬面積折減，折減系數(shù)按下列規(guī)定采用：1當(dāng)從屬面積不大于1m2時，折減系數(shù)取1.0；2當(dāng)從屬面積大于或等于25m2時，對墻面折減系數(shù)取0.8，對局部體型系數(shù)絕對值大于1.0的屋面區(qū)域折減系數(shù)取0.6，對其它屋面區(qū)域折減系數(shù)取1.0；3當(dāng)從屬面積大于1m2且小于25m2時，墻面和絕對值大于1.0的屋面局部體型系數(shù)可采用對數(shù)插值，即按下式計算局部體型系數(shù)：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(25)-μs1(1)]logA/1.4……8.3.4[GB50009-2012]考慮到雨篷結(jié)構(gòu)的特殊性，從安全角度出發(fā)，計算中體型系數(shù)不予折減，即：正壓情況下：μs1+=0.5負壓情況下：μs1-=-2.0w0：基本風(fēng)壓值(MPa)，根據(jù)現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012附表E.5中數(shù)值采用，按重現(xiàn)期50年，重慶地區(qū)取0.0004MPa；wk+=βgzμzμs1+w0=2.0519×0.6502×0.5×0.0004=0.000267MPawk-=βgzμzμs1-w0=2.0519×0.6502×2×0.0004=0.001067MPa風(fēng)荷載設(shè)計值計算w+：正風(fēng)壓作用下作用在雨篷上的風(fēng)荷載設(shè)計值(MPa)；wk+：正風(fēng)壓作用下作用在雨篷上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；w-：負風(fēng)壓作用下作用在雨篷上的風(fēng)荷載設(shè)計值(MPa)；wk-：負風(fēng)壓作用下作用在雨篷上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；w+=1.5×wk+=1.5×0.000267=0.0004MPaw-=1.5×wk-=1.5×0.001067=0.0016MPa雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算Sk：作用在雨篷上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；S0：基本雪壓，根據(jù)現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012取值：0MPa；μr：屋面積雪分布系數(shù)，按表7.2.1[GB50009-2012]，為2.0；根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012公式7.1.1屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：Sk=μr×S0=2.0×0=0MPa雪荷載設(shè)計值計算S：雪荷載設(shè)計值(MPa)；S=1.5×Sk=1.5×0=0MPa雨篷面活荷載設(shè)計值Q：雨篷面活荷載設(shè)計值(MPa)；Qk：雨篷面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；Q=1.5×Qk=1.5×0.0005=0.00075MPa因為Sk≤Qk，所以計算時活荷載參與正壓組合！雨篷構(gòu)件恒荷載設(shè)計值G+：正壓作用下雨篷構(gòu)件恒荷載設(shè)計值(MPa)；G-：負壓作用下雨篷構(gòu)件恒荷載設(shè)計值(MPa)；Gk：雨篷結(jié)構(gòu)平均自重取0.0004MPa；按上面介紹的正、負壓組合及永久荷載是否起控制作用的判斷方法，帶入相關(guān)參數(shù)，可發(fā)現(xiàn)在正壓情況下，永久荷載不起控制作用，所以：G+=1.3×Gk=1.3×0.0004=0.00052MPaG-=Gk=0.0004MPa選取計算荷載組合(1)正風(fēng)壓的荷載組合計算：Sk+：正風(fēng)壓作用下的龍骨的荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；S+：正風(fēng)壓作用下的龍骨的荷載設(shè)計值組合(MPa)；Sk+=Gk+Qk+0.6wk+=0.00106MPaS+=G++Q+0.6w+=0.00151MPa(2)負風(fēng)壓的荷載組合計算：Sk-：負風(fēng)壓作用下的龍骨的荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；S-：負風(fēng)壓作用下的龍骨的荷載設(shè)計值組合(MPa)；Sk-=Gk+wk-=0.000667MPaS-=G-+w-=1.0Gk+1.5wk-=0.0012MPa(3)最不利荷載選?。篠k：作用在龍骨上的最不利情況下荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)；S：作用在龍骨上的最不利情況下荷載設(shè)計值組合(MPa)；按上面2項結(jié)果，選最不利因素(正風(fēng)壓情況下出現(xiàn))：Sk=0.00106MPaS=0.00151MPa雨篷桿件計算基本參數(shù)：1：計算點標(biāo)高：5m；2：力學(xué)模型：懸臂梁；3：荷載作用：均布荷載；4：懸臂長度：a=2100mm；5：分格寬度：B=1450mm；6：板塊配置：鋁單板；7：懸臂梁：矩形鋼管90×60×5，Q235，熱軋；本處桿件按懸臂梁力學(xué)模型進行設(shè)計計算，受力模型如下：懸臂梁的受力分析(1)荷載集度計算：qk：組合荷載作用下的線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(按矩形分布)(N/mm)；q：組合荷載作用下的線荷載集度設(shè)計值(按矩形分布)(N/mm)；Sk：組合荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；S：組合荷載設(shè)計值(MPa)；B：分格寬度(mm)；qk=SkB=0.00106×1450=1.537N/mmq=SB=0.00151×1450=2.19N/mm(2)雨篷桿件截面最大彎矩(根部處)的彎矩設(shè)計值計算：M：懸臂梁彎矩設(shè)計值(N·mm)；q：組合荷載作用下的線荷載集度設(shè)計值(按矩形分布)(N/mm)；a：懸臂長度(mm)；M=qa2/2=2.19×21002/2=4828950N·mm選用材料的截面特性材料的抗彎強度設(shè)計值：f=215MPa材料彈性模量：E=206000MPa主力方向慣性矩：I=1380000mm4主力方向截面抵抗矩：W=30000mm3塑性發(fā)展系數(shù)：γ=1.05梁的抗彎強度計算按懸臂梁抗彎強度公式,應(yīng)滿足：M/γW≤f上式中：M：懸臂梁的彎矩設(shè)計值(N·mm)；W：在彎矩作用方向的凈截面抵抗矩(mm3)；γ：塑性發(fā)展系數(shù)，取1.05；f：材料的抗彎強度設(shè)計值，取215MPa；則：M/γW=4828950/1.05/30000=153.3MPa≤215MPa懸臂梁抗彎強度滿足要求。梁的撓度計算qk：組合荷載作用下的線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(按矩形分布)(N/mm)；E：材料的彈性模量(MPa)；I：材料的慣性矩(mm4)；a：懸臂長度(mm)；df：懸臂桿件的撓度計算值(mm)；df,lim：按規(guī)范要求，懸臂桿件的撓度限值(mm)；df,lim=2a/250=16.8mmdf=qka4/8EI=1.537×21004/(8×206000×1380000)=13.144mmdf=13.144mm≤df,lim=16.8mm懸臂梁桿件的撓度滿足要求!雨篷焊縫計算基本參數(shù)：1：焊縫高度：hf=6mm；2：焊縫有效截面抵抗矩：W=30000mm3；3：焊縫有效截面積：A=1335mm2；受力分析V：剪力(N)a：懸臂長度(mm)：B：分格寬度(mm)；M：彎矩(N·mm)V=SaB=0.00151×2100×1450=4597.95NM=4828950N·mm焊縫校核計算校核依據(jù)：((σf/βf)2+τf2)0.5≤ffw11.2.2-3[GB50017-2017]上式中：σf：按焊縫有效截面計算，垂直于焊縫長度方向的應(yīng)力(MPa)；βf：正面角焊縫的強度設(shè)計值增大系數(shù)，取1.22；τf：按焊縫有效截面計算，沿焊縫長度方向的剪應(yīng)力(MPa)；ffw：角焊縫的強度設(shè)計值(MPa)；((σf/βf)2+τf2)0.5=((M/1.22W)2+(V/A)2)0.5=((4828950/1.22/30000)2+(4597.95/1335)2)0.5=131.983MPa131.983MPa≤ffw=160MPa焊縫強度能滿足要求。鋁單板的選用與校核基本參數(shù)：1：上層板塊短邊尺寸a：1000mm；上層板塊長邊尺寸b：1200mm；2：下層板塊短邊尺寸a：1300mm；下層板塊長邊尺寸b：2200mm；3：鋁單板厚度t：2.5mm；上層板塊模型簡圖為：下層板塊模型簡圖為：板塊自重荷載Gk：板塊單位面積自重(MPa)；Gk=0.0000675MPa板塊荷載組合金屬板雨篷是由兩層金屬板組成的，對于上層板來說，承受的是自重、雪荷載(或活荷載)以及風(fēng)荷載，對于下層板來說，承受的是自重以及負風(fēng)壓，因此兩處應(yīng)分別計算。(1)上層板塊總荷載計算：當(dāng)自重起控制作用時：自重分項系數(shù)取1.35；風(fēng)荷載分項系數(shù)取0.6；雪荷載和活荷載的分項系數(shù)為0.7，但是不同時考慮；當(dāng)自重不起控制作用時：自重分項系數(shù)取1.3；第一可變荷載的分項系數(shù)是1.0；當(dāng)風(fēng)荷載作為第二可變荷載時，其分項系數(shù)取0.6；當(dāng)雪荷載和活荷載作為第二可變荷載時，其分項系數(shù)為0.7，但是不同時考慮；對比本計算中自重、雪荷載、活荷載以及風(fēng)荷載，我們可以看出：自重荷載不起控制作用，因此它的分項系數(shù)取1.3；第一可變荷載是活荷載，其分項系數(shù)取1；第二可變荷載是風(fēng)荷載，其分項系數(shù)取0.6；qk1：上層金屬板所受荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；q1：上層金屬板所受荷載設(shè)計值(MPa)；qk1=Gk+ψwwk+ψQQk=0.000728MPaq1=1.2Gk+ψw×1.5×wk+ψQ×1.5×Qk=0.001078MPa(2)下層板塊總荷載計算：對下層板塊來說，需要考慮的有風(fēng)和無風(fēng)兩種可能，無風(fēng)時候板塊只承受自重荷載，有風(fēng)的時候則為自重與風(fēng)壓組合：Gk：無風(fēng)時候板塊的荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；G：無風(fēng)時候板塊的荷載設(shè)計值(MPa)；Gk=0.0000675MPaG=1.35Gk=1.35×0.0000675=0.000091MPa因為下層雨篷是負壓，因此：有風(fēng)時候其荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合為：Gk+1.0wk=0.0000675-0.001067=0.0009995MPa有風(fēng)時候(風(fēng)荷載分項系數(shù)取1.0)其荷載設(shè)計值組合為：G+1.0w=0.0000675-0.0016005=0.001533MPa對比無風(fēng)與有風(fēng)兩種情況，可以看出最危險的情況下的下層金屬板總荷載為：qk2=0.0009995MPaq2=0.001533MPa雨篷上層金屬板-B板的強度、撓度校核Lx=600mm，Ly=1000mm(1)強度校核：校核依據(jù)：σ=6mqa2η/t2≤f……5.4.3[JGJ133-2001]上式中：σ：板塊在組合荷載作用下的板中最大應(yīng)力設(shè)計值(MPa)；m：彎矩系數(shù)，按邊長比a/b查表，m=0.1158；q：作用在板面上的荷載組合設(shè)計值(MPa)；a：板分格的短邊邊長(mm)；b：板分格的長邊邊長(mm)；η：板塊的折減系數(shù)；t：板的厚度(mm)；f：鋁單板抗彎強度(MPa)；首先按下面公式計算θ值：θ=qka4/Et4……5.4.3-3[JGJ133-2001]其中：θ：計算參數(shù)；qk：作用在板塊上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；a：分格短邊長度(mm)；E：鋁單板的彈性模量(MPa)；t：鋁單板的厚度(mm)；θ=qka4/Et4=0.000728×6004/70000/2.54=34.505按系數(shù)θ，查表5.4.3[JGJ133-2001]，η=0.83473；σ=6mqa2η/t2……5.4.3[JGJ133-2001]=6×0.1158×0.001078×6002×0.83473/2.52=36.012MPa36.012MPa≤f=54MPa(鋁單板)金屬板的強度滿足要求!(2)撓度校核：校核依據(jù)：df=ημqka4/D≤df,lim……6.1.3-2[JGJ102-2003]上面公式中：df：鋁單板撓度計算值(mm)；η：鋁單板撓度的折減系數(shù)，按θ=qka4/Et4查表，為0.83473；μ：鋁單板撓度系數(shù)，按邊長比a/b查表，得μ=0.00472；qk：荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)a：短邊尺寸(mm)；D：彎曲剛度(N·mm)；df,lim：許用撓度，取短邊長的1/60，為10mm；其中：D=Et3/(12(1-υ2))……6.1.3-1[JGJ102-2003]上式中：E：鋁單板的彈性模量(MPa)；t：鋁單板的厚度(mm)；υ：鋁單板材料泊松比，為0.3；D=Et3/(12(1-υ2))=70000×2.53/(12×(1-0.32))=100160.256N·mmdf=ημqka4/D=0.83473×0.00472×0.000728×6004/100160.256=3.711mm3.711mm≤df,lim=10mm(鋁單板)金屬板的撓度滿足要求!雨篷下層金屬板-B板的強度、撓度校核Lx=733.333mm，Ly=1300mm(1)強度校核：校核依據(jù)：σ=6mqa2η/t2≤f……5.4.3[JGJ133-2001]上式中：σ：板塊在組合荷載作用下的板中最大應(yīng)力設(shè)計值(MPa)；m：彎矩系數(shù)，按邊長比a/b查表，因為相鄰兩板支承條件不同，需要采用下面方式平衡折算求彎矩系數(shù)：B區(qū)隔長寬比為Lx/Ly=0.564查表得B區(qū)隔彎矩系數(shù)為mB0=0.11788C區(qū)隔長寬比為Lx/Ly=0.564查表得C區(qū)隔彎矩系數(shù)為mC0=0.08383支座彎矩系數(shù)為m=(mB0+mC0)/2=0.100855；q：作用在板面上的荷載組合設(shè)計值(MPa)；a：板分格的短邊邊長(mm)；b：板分格的長邊邊長(mm)；η：板塊的折減系數(shù)；t：板的厚度(mm)；f：鋁單板抗彎強度(MPa)；首先按下面公式計算θ值：θ=qka4/Et4……5.4.3-3[JGJ133-2001]其中：θ：計算參數(shù)；qk：作用在板塊上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；a：分格短邊長度(mm)；E：鋁單板的彈性模量(MPa)；t：鋁單板的厚度(mm)；θ=qka4/Et4=0.0009995×733.3334/70000/2.54=105.713按系數(shù)θ，查表5.4.3[JGJ133-2001]，η=0.63143；σ=6mqa2η/t2……5.4.3[JGJ133-2001]=6×0.100855×0.001533×733.3332×0.63143/2.52=50.401MPa50.401MPa≤f=54MPa(鋁單板)金屬板的強度滿足要求!(2)撓度校核：校核依據(jù)：df=ημqka4/D≤df,lim……6.1.3-2[JGJ102-2003]上面公式中：df：鋁單板撓度計算值(mm)；η：鋁單板撓度的折減系數(shù)，按θ=qka4/Et4查表，為0.63143；μ：鋁單板撓度系數(shù)，按邊長比a/b查表，得μ=0.00486；qk：荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合(MPa)a：短邊尺寸(mm)；D：彎曲剛度(N·mm)；df,lim：許用撓度，取短邊長的1/60，為12.222mm；其中：D=Et3/(12(1-υ2))……6.1.3-1[JGJ102-2003]上式中：E：鋁單板的彈性模量(MPa)；t：鋁單板的厚度(mm)；υ：鋁單板材料泊松比，為0.3；D=Et3/(12(1-υ2))=70000×2.53/(12×(1-0.32))=100160.256N·mmdf=ημqka4/D=0.63143×0.00486×0.0009995×733.3334/100160.256=8.856mm8.856mm≤df,lim=12.222mm(鋁單板)金屬板的撓度滿足要求!雨篷埋件計算(特殊倒錐形化學(xué)錨栓)校核處埋件受力分析V：剪力設(shè)計值(N)；N：軸向拉(壓)力設(shè)計值(N)，本處無軸向拉、壓力；M：根部彎矩設(shè)計值(N·mm)；根據(jù)前面的計算，得：N=0NV=4597.95NM=4828950N·mm本工程選用的錨栓為：慧魚普通粘結(jié)化學(xué)錨栓RGM12N錨栓排數(shù)×列數(shù)：2×2；錨栓最外排間距×最外列間距：220mm×200mm；混凝土等級：C30；；錨栓群中錨栓的拉力計算按5.2.2[JGJ145-2013]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(dāng)N/n-My1/Σyi2≥0時：5.2.2-1[JGJ145-2013]Nsdh=N/n+My1/Σyi25.2.2-2[JGJ145-2013]2：當(dāng)N/n-My1/Σyi2<0時：Nsdh=(NL+M)y1//Σyi/25.2.2-3[JGJ145-2013]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；y1，yi：錨栓1及i至群錨形心軸的垂直距離；y1/，yi/：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：N/n-My1/Σyi2=0/4-4828950×110/48400=-10974.886因為：-10974.886<0所以：Nsdh=(NL+M)y1//Σyi/2=10974.886N按JGJ102-2003的5.5.7中第七條規(guī)定，這里的Nsdh再乘以2[=21949.772N]就是現(xiàn)場實際拉拔應(yīng)該達到的值。另外，我們接著分析一下錨栓群受拉區(qū)的總拉力：當(dāng)N/n-My1/Σyi2≥0時：螺栓群中的所有錨栓在組合外力作用下都承受拉力，中性軸在錨栓群形心位置，這種情況下群錨受拉區(qū)總拉力為：Nsdg=N+MΣyi/Σyi2=N而當(dāng)N/n-My1/Σyi2＜0時：最下排的錨栓底部埋板部分為結(jié)構(gòu)受壓區(qū)，螺栓群的中性軸取最下一排錨栓位置，這種情況下群錨受拉區(qū)總拉力為：Nsdg=ΣNsi5.2.3-1[JGJ145-2013]Nsi=Nsdh·yi//y1/5.2.3-2[JGJ145-2013]對上兩個公式整理后，得：Nsdg=(NL+M)Σyi//Σyi/2本例中，因為：-10974.886<0所以：Nsdg=(NL+M)Σyi//Σyi/2=21949.773N群錨受剪內(nèi)力計算按5.3.1[JGJ145-2013]的規(guī)定，計算鋼材破壞或混凝土剪撬破壞時，應(yīng)按群錨中所有錨栓均承受剪力進行計算，也就是：Vsdh=4597.95/4=1149.488N錨栓鋼材破壞時的受拉承載力計算NRd,s=kNRk,s/γRS,N6.1.2-1[JGJ145-2013]NRk,s=fykAs6.1.2-2[JGJ145-2013]上面公式中：NRd,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(biāo)準(zhǔn)值；k：地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表4.3.9[JGJ145-2013]選?。籄s：錨栓應(yīng)力截面面積；fyk：機械錨栓屈服強度標(biāo)準(zhǔn)值；γRS,N：錨栓鋼材受拉破壞承載力分項系數(shù),按規(guī)范表4.3.10，?。害肦S,N=1.2；NRk,s=Asfyk=84.3×400=33720NNRd,s=kNRk,s/γRS,N=1×33720/1.2=28100N≥Nsdh=10974.886N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?；炷铃F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/γRc,N6.1.3-1[JGJ145-2013]NRk,c=NRk,c0×Ac,N/Ac,N0×ψs,Nψre,Nψec,N6.1.3-2[JGJ145-2013]對于開裂混凝土土：NRk,c0=7.0×fcu,k0.5×hef1.56.1.3-3[JGJ145-2013]對于不開裂混凝土土：NRk,c0=9.8×fcu,k0.5×hef1.56.1.3-4[JGJ145-2013]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(biāo)準(zhǔn)值；k：地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表4.3.9[JGJ145-2013]選??；γRc,N：混凝土錐體破壞時的受拉承載力分項系數(shù)，按表4.3.10[JGJ145-2013]采用，取1.8；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(biāo)準(zhǔn)值；fcu,k：混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)其在45-60MPa間時，應(yīng)乘以降低系數(shù)0.95；hef：錨栓有效錨固深度；NRk,c0=7.0×fcu,k0.5×hef1.5=7.0×300.5×1101.5=44233.132NAc,N0：混凝土理想錐體破壞投影面面積，按6.1.4[JGJ145-2013]取；scr,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(biāo)準(zhǔn)值的臨界間矩。scr,N=3hef=3×110=330mmAc,N0=scr,N26.1.4[JGJ145-2013]=3302=108900mm2Ac,N：混凝土實際錐體破壞投影面積，按6.1.5[JGJ145-2013]?。寒?dāng)N/n-My1/Σyi2≥0時：Ac,N=(min(c1,ccr,N)+s1+min(c1a,ccr,N))×(min(c2,ccr,N)+s2+0.5scr,N)……情況一當(dāng)N/n-My1/Σyi2<0時：若錨栓共有2排，則：Ac,N=(min(c1a,ccr,N)+min(c1+s1,ccr,N))×(min(c2,ccr,N)+s2+0.5scr,N)……情況二若錨栓共有3-4排(下面公式中參數(shù)n為錨栓層數(shù))，則：Ac,N=(min(c1a,ccr,N)+s1×(n-2)/(n-1)+min(ccr,N,c1+s1/(n-1)))×(min(c2,ccr,N)+s2+0.5scr,N)……情況三其中：c1、c1a、c2：方向1及2的邊矩；s1、s2：方向1及2的間距；ccr,N：混凝土錐體破壞時的臨界邊矩，取ccr,N=1.5hef=1.5×110=165mm；c1≤ccr,Nc1a≤ccr,Nc2≤ccr,Ns2≤scr,N所以，本計算為：Ac,N=(min(c1a,ccr,N)+min(c1+s1,ccr,N))×(min(c2,ccr,N)+s2+0.5scr,N)=(165+165)×(165+200+0.5×330)=174900mm2ψs,N：邊矩c對受拉承載力的降低影響系數(shù)，按6.1.6[JGJ145-2013]采用：ψs,N=0.7+0.3×c/ccr,N≤16.1.6[JGJ145-2013]其中c為邊矩，當(dāng)為多個邊矩時，取最小值；ψs,N=0.7+0.3×c/ccr,N≤1=0.7+0.3×100/165=0.882所以，ψs,N取0.882。ψre,N：表層混凝土因為密集配筋的剝離作用對受拉承載力的降低影響系數(shù)，按6.1.7[JGJ145-2013]采用，當(dāng)錨固區(qū)鋼筋間距s≥150mm或鋼筋直徑d≤10mm且s≥100mm時，取1.0；ψre,N=0.5+hef/200≤1=0.5+110/200=1.05所以，ψre,N取1。ψec,N：荷載偏心eN對受拉承載力的降低影響系數(shù)，按6.1.8[JGJ145-2013]采用；ψec,N=1/(1+2eN/scr,N)=1把上面所得到的各項代入，得：NRk,c=NRk,c0×Ac,N/Ac,N0×ψs,Nψre,Nψec,N=44233.132×174900/108900×0.882×1×1=62658.242NNRd,c=kNRk,c/γRc,N=0.8×62658.242/1.8=27848.108N≥Nsdg=21949.773N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當(dāng)不滿足6.2.14[JGJ145-2013]規(guī)定時，混凝土劈裂破壞承載力按下面公式計算：NRd,sp=kNRk,sp/γRsp6.2.15-1[JGJ145-2013]NRk,sp=ψh,spNRk,c6.2.15-2[JGJ145-2013]ψh,sp=(h/hmin)2/36.2.15-3[JGJ145-2013]上面公式中：NRd,sp：混凝土劈裂破壞受拉承載力設(shè)計值；NRk,sp：混凝土劈裂破壞受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值；k：地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表4.3.9[JGJ145-2013]選?。籒Rk,c：混凝土錐體破壞時的受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值；γRsp：混凝土劈裂破壞受拉承載力分項系數(shù)，按表4.3.10[JGJ145-2013]取1.8；ψh,sp：構(gòu)件厚度h對劈裂承載力的影響系數(shù)，不應(yīng)大于(2hef/hmin)2/3；h：基材厚度厚度；hmin：錨栓安裝過程中，不產(chǎn)生基材劈裂破壞的最小厚度，取為2hef，且不小于100mm；NRk,c=NRk,c0×Ac,N/Ac,N0×ψs,Nψre,Nψec,N6.1.3-2[JGJ145-2013]其中：NRk,c0=44233.132按6.2.14[JGJ145-2013]：ccr,sp=2hef=220按6.2.15[JGJ145-2013]：scr,sp=2ccr,sp=440當(dāng)N/n-My1/Σyi2≥0時：Ac,N=(min(c1,ccr,sp)+s1+min(c1a,ccr,sp))×(min(c2,ccr,sp)+s2+0.5scr,sp)……情況一當(dāng)N/n-My1/Σyi2<0時：若錨栓共有2排，則：Ac,N=(min(c1a,ccr,sp)+min(c1+s1,ccr,sp))×(min(c2,ccr,sp)+s2+0.5scr,sp)……情況二若錨栓共有3-4排(下面公式中參數(shù)n為錨栓層數(shù))，則：Ac,N=(min(c1a,ccr,sp)+s1×(n-2)/(n-1)+min(ccr,sp,c1+s1/(n-1)))×(min(c2,ccr,sp)+s2+0.5scr,sp)……情況三其中：c1、c2：方向1及2的邊矩；s1、s2：方向1及2的間距；c1≤ccr,spc1a≤ccr,spc2≤ccr,sps2≤scr,sp所以，本計算為：Ac,N=(min(c1a,ccr,sp)+min(c1+s1,ccr,sp))×(min(c2,ccr,sp)+s2+0.5scr,sp)=(200+220)×(200+200+0.5×440)=260400mm2Ac,N0=(scr,sp)2=(440)2=193600mm2ψs,N：邊矩c對受拉承載力的降低影響系數(shù)，按6.1.6[JGJ145-2013]采用：ψs,N=0.7+0.3×c/ccr,sp≤16.1.6[JGJ145-2013]其中c為邊矩，當(dāng)為多個邊矩時，取最小值；ψs,N=0.7+0.3×c/ccr,sp≤1=0.7+0.3×100/220=0.836<1所以，ψs,N取0.836。ψec,N=1把上面所得到的各項代入，得：NRk,c=NRk,c0×Ac,N/Ac,N0×ψs,Nψre,Nψec,N=44233.132×260400/193600×0.836×1×1=49738.146Nψh,sp=(h/2hef)2/3=(400/2/110)2/3=1.49≥(2hef/hmin)2/3=1；所以，ψh,sp=1NRk,sp=ψh,spNRk,c=1×49738.146=49738.146NNRd,sp=kNRk,sp/γRsp=0.8×49738.146/1.8=22105.843N≥Nsdg=21949.773N當(dāng)滿足6.2.14[JGJ145-2013]規(guī)定的兩個條件之一時，可不考慮荷載條件下的劈裂破壞，這兩條分別是：(1)c≥1.5ccr,sp、h≥2hmin且hmin≥100mm，其中hmin=2hef；(2)采用適合于開裂混凝土的錨栓，按照開裂混凝土計算承載力，且考慮劈裂力時基材裂縫寬度不大于0.3mm；這里的第二條很難定性判斷，因此我們僅考慮滿足第一條的時候可不考慮計算劈裂，在本例中：c=100mm<1.5ccr,sp=1.5×220=330mm；h=400mm<max(4hef=4×110=440,200)mm；綜上所述，本處需要進行混凝土劈裂破壞計算，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=kVRk,s/γRs,V6.1.14-1[JGJ145-2013]其中：VRd,s：鋼材破壞時的受剪承載力設(shè)計值；VRk,s：鋼材破壞時的受剪承載力標(biāo)準(zhǔn)值，對群錨，錨栓鋼材斷后伸長率不大于8%時，應(yīng)乘以0.8的降低系數(shù)；k：地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表4.3.9[JGJ145-2013]選?。沪肦s,V：鋼材破壞時的受剪承載力分項系數(shù)，按表4.3.10[JGJ145-2013]，?。害肦s,V=1.2；VRk,s=0.5Asfyk6.1.14-2[JGJ145-2013]=0.5×84.3×400=16860NVRd,s=kVRk,s/γRs,V=1×0.8×16860/1.2=11240N≥Vsdh=1149.488N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按6.2.18[JGJ145-2013]的規(guī)定，錨栓邊距c≤10hef或c≤60d時，混凝土邊緣破壞承載力設(shè)計值按如下公式計算：VRd,c=kVRk,c/γRc,V6.2.18-1[JGJ145-2013]VRk,c=VRk,c0×Ac,V/Ac,V0×ψs,Vψh,Vψα,Vψre,Vψec,V6.2.18-2[JGJ145-2013]在上面公式中：VRd,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(biāo)準(zhǔn)值；k：地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表4.3.9[JGJ145-2013]選??；γRc,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4.3.10[JGJ145-2013]采用，取1.5；VRk,c0：混凝土理想楔形體破壞時的受剪承載力標(biāo)準(zhǔn)值，按6.2.19[JGJ145-2013]采用；Ac,V0：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6.1.17[JGJ145-2013]采用；Ac,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6.1.18[JGJ145-2013]采用；ψs,V：邊距比c2/c1對受剪承載力的影響系數(shù)，按6.1.19[JGJ145-2013]采用；ψh,V：邊厚比c1/h對受剪承載力的影響系數(shù)，按6.1.20[JGJ145-2013]采用；ψα,V：剪切角度對受剪承載力的影響系數(shù)，按6.1.21[JGJ145-2013]采用；ψec,V：偏心荷載對群錨受剪承載力的降低影響系數(shù)，按6.1.22[JGJ145-2013]采用；ψre,V：錨固區(qū)配筋對受剪承載力的影響系數(shù)，按6.1.23[JGJ145-2013]采用；下面依次對上面提到的各參數(shù)計算：c1=100mmc2=150mmψs,V=0.7+0.3×c2/1.5c1≤16.1.19[JGJ145-2013]=0.7+0.3×150/1.5/100=1≥1?。害譻,V=1VRk,c0=1.35dαhefβ(fcu,k)0.5c11.5(對開裂混凝土)6.2.19-1[JGJ145-2013]α=0.1(hef/c1)0.56.2.19-3[JGJ145-2013]β=0.1(d/c1)0.26.2.19-4[JGJ145-2013]其中：α、β：系數(shù)；d：錨栓桿公稱直徑(mm)；fcu,k：混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值；hef：錨栓有效錨固深度(mm)；c1：錨栓與混凝土基材邊緣的距離(mm)；α=0.1(hef/c1)0.5=0.1×(110/100)0.5=0.105β=0.1(d/c1)0.2=0.1×(12/100)0.2=0.065VRk,c0=1.35dαhefβ(fcu,k)0.5c11.5=1.35×120.105×1100.065×(30)0.5×1001.5=13028.636NAc,V0=4.5c126.1.17[JGJ145-2013]=4.5×1002=45000mm2因為：h≤1.5c1；s2≤3c1；c2≤1.5c1所以：Ac,V=(1.5c1+s2+c2)×h6.1.18-3[JGJ145-2013]=(1.5×100+200+150)×150=75000ψh,V=(1.5c1/h)1/2≥16.1.20[JGJ145-2013]=(1.5×100/150)1/2=1≥1?。害議,V=1ψα,V=1.0按規(guī)范6.1.23[JGJ145-2013]要求：(1)不開裂混凝土或邊緣為無筋或少筋的開裂混凝土，ψre,V應(yīng)取為1.0；(2)邊緣配有直徑d不小于12mm縱筋的開裂混凝土，ψre,V應(yīng)取為1.2；(3)邊緣配有直徑d不小于12mm縱筋及間距不大于100mm箍筋的開裂混凝土，ψre,V應(yīng)取為1.4；本處計算書中，按規(guī)范根據(jù)錨固區(qū)混凝土和配筋情況取ψre,V=1.2；ψec,V=1/(1+2eV/3c1)≤16.1.22[JGJ145-2013]=1/(1+2×0/3/100)=1.0取ψec,V=1把上面各結(jié)果代入，得到群錨砼楔形體破壞時的受剪承載能力標(biāo)準(zhǔn)值為：VRk,c=VRk,c0×Ac,V/Ac,V0×ψs,Vψh,V