还剩35页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
石材幕墙设计计算书
一、计算引用的规范、标准及资料
1.幕墙设计规范《建筑幕墙》JG3035-1996《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001《建筑幕墙物理性能分级》GB/T15225-94《建筑幕墙空气渗透性能测试方法》GB/T15226-94《建筑幕墙风压变形性能测试方法》GB/T15227-94《建筑幕墙雨水渗透性能测试方法》GB/T15228-94《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》GB/T18250-2000《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》GB/T18575-
20012.建筑设计规范《建筑结构荷载规范》GB50009-2001《钢结构设计规范》GB50017-2003《冷弯薄壁型钢结构设计规范》GB50018-2002《高层民用钢结构技术规程》JGJ99-98《建筑设计防火规范》G__16-872001版《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-2001《建筑物防雷设计规范》GB50057-2000《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《建筑钢结构焊接技术规程》JG__1-2002《钢结构防火涂料》GB14907-2002《碳钢焊条》GB/T5117-1995《低合金钢焊条》GB/T5118-
19953.石材规范《天然花岗石荒料》JC/T204-2001《天然大理石荒料》JC/T202-2001《天然板石》GB/T18600-2001《天然花岗石建筑板材》GB/T18601-2001《天然大理石建筑板材》JC/T79-2001《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》JC/T887-2001《天然饰面石材术语》GB/T13__0-92《建筑材料放射性核素__》GB6566-
20014.钢材规范《冷拔异形钢管》GB/T3094-2000《碳素结构钢》GB/T700-1988《__碳素结构钢》GB/T699-1999《合金结构钢》GB/T3077-1999《高耐候结构钢》GB/T4171-2000《焊接结构用耐候钢》GB/T4172-2000《低合金__度结构钢》GB/T1591-1994《碳素结构和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》GB/T912-19__《碳素结构和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》GB/T3274-1988《结构用无缝钢管》J__102《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》GB/T13912-
19925.胶类及密封材料规范《混凝土接缝用密封胶》JC/T881-2001《硅酮建筑密封胶》GB/14683-2003《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-2003《聚硫建筑密封胶》JC483-1992《石材幕墙接缝用密封胶》JC/T883-2001《建筑表面用有机硅防水剂》JC/T902-2002《聚氨酯建筑密封胶》JC/T482-
20036.《建筑结构静力计算手册》第二版
7.土建图纸
二、基本参数
1.幕墙所在地区浙江金华地区
2.地面粗糙度分类等级幕墙属于__护构件,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区;C类指有密集建筑群的城市市区;D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区;依照上面分类标准,本工程按C类地区考虑
3.抗震烈度按照国家规范《建筑抗震设计规范》GB50011-
2001、《中国地震动参数区划图》GB18306-2000规定,浙江金华地区地震基本烈度为6度,地震动峰值加速度为
0.05g,水平地震影响系数最大值为α__x=
0.04
二、风荷载计算幕墙属于__护构件,按建筑结构荷载规范GB50009-2001计算wk=βgzμzμsw0……-2[GB50009-2001]上式中wk作用在幕墙上的风荷载标准值kN/m2;Z计算点标高20m;βgz瞬时风压的阵风系数;根据不同场地类型按以下公式计算:βgz=K1+2μf其中K为地面粗糙度调整系数,μf为脉动系数A类场地:βgz=
0.92×1+2μf其中μf=
0.387×Z/10-
0.12B类场地:βgz=
0.__×1+2μf其中μf=
0.5Z/10-
0.16C类场地:βgz=
0.85×1+2μf其中μf=
0.734Z/10-
0.22D类场地:βgz=
0.80×1+2μf其中μf=
1.2248Z/10-
0.3对于C类地区,20m高度处瞬时风压的阵风系数βgz=
0.85×1+2×
0.734Z/10-
0.22=
0.851μz风压高度变化系数;根据不同场地类型按以下公式计算:A类场地:μz=
1.379×Z/
100.24当Z300m时,取Z=300m,当Z5m时,取Z=5m;B类场地:μz=Z/
100.32当Z350m时,取Z=350m,当Z10m时,取Z=10m;C类场地:μz=
0.616×Z/
100.44当Z400m时,取Z=400m,当Z15m时,取Z=15m;D类场地:μz=
0.318×Z/
100.60当Z450m时,取Z=450m,当Z30m时,取Z=30m;对于C类地区,
9.15m高度处风压高度变化系数μz=
0.616×Z/
100.44=
0.836μs风荷载体型系数,根据计算点体型位置取
1.8;w0基本风压值kN/m2,根据现行建筑结构荷载规范GB50009-2001附表D.4全国基本风压分布图中数值采用,按重现期50年,浙江金华地区取
0.35kN/m2;wk=βgzμzμsw0=
1.46×
0.851×
1.8×
0.35=
0.783kN/m2因为wk≤
1.0KN/㎡所以按JGJ102-2003,取wk=
1.0KN/㎡.风荷载设计值:W:风荷载设计值kN/m2γw:风荷载作用效应的分项系数
1.4按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001规定采用W=γw×Wk=
1.4×
1.000=
1.400kN/m2
三、板强度校核:
1.石材强度校核用MU110级石材,其抗弯强度标准值为
8.0N/mm2石材抗弯强度设计值
3.70N/mm2石材抗剪强度设计值
1.90N/mm2校核依据σ≤[σ]=
3.700N/mm2Ao:石板短边长
0.610mBo:石板长边长
1.140ma:计算石板抗弯所用短边长度:
0.610mb:计算石板抗弯所用长边长度:
0.940mt:石材厚度:
25.0mmGAK:石板自重=
700.00N/m2m1:四角支承板弯矩系数按短边与长边的边长比a/b=
0.649查表得:
0.1435Wk:风荷载标准值:
1.000kN/m2垂直于平面的分布水平地震作用:qEAk:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用kN/m2qEAk=5×α__x×GAK=5×
0.040×
700.000/1000=
0.14kN/m2荷载组合设计值为Sz=
1.4×Wk+
1.3×
0.5×qEAk=
1.491kN/m2应力设计值为σ=6×m1×Sz×b2×103/t2=6×
0.1435×
1.491×
0.9402×103/
25.02=
1.815N/mm
21.815N/mm2≤
3.700N/mm2强度可以满足要求
2.石材剪应力校核校核依据:τ__x≤[τ]τ:石板中产生的剪应力设计值N/mm2n:一个连接边上的挂钩数量:2t:石板厚度:
25.0mmd:槽宽:
8.0mms:槽底总长度:
110.0mmβ:系数取
1.25对边开槽τ=Sz×Ao×Bo×β×1000/[n×t-d×s]=
0.347N/mm
20.347N/mm2≤
1.900N/mm2石材抗剪强度可以满足
3.挂钩剪应力校核校核依据:τ__x≤[τ]τ:挂钩剪应力设计值N/mm2Ap:挂钩截面__:
19.600mm2n:一个连接边上的挂钩数量:2对边开槽τ=Sz×Ao×Bo×β×1000/2×n×Ap=
16.531N/mm
216.531N/mm2≤
125.000N/mm2挂钩抗剪强度可以满足
四、幕墙立柱计算:幕墙立柱按简支梁力学模型进行设计计算
1.荷载计算:1风荷载均布线荷载设计值矩形分布计算qw:风荷载均布线荷载设计值kN/mW:风荷载设计值:
1.400kN/m2B:幕墙分格宽:
0.90mqw=W×B=
1.400×
0.90=
1.260kN/m2地震荷载计算qEA:地震作用设计值KN/m2:GAk:幕墙构件包括面板和框的平均自重:1000N/m2垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值:qEAk:垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值kN/m2qEAk=5×α__x×GAk=5×
0.040×
1000.000/1000=
0.200kN/m2γE:幕墙地震作用分项系数:
1.3qEA=
1.3×qEAk=
1.3×
0.200=
0.260kN/m2qE水平地震作用均布线作用设计值矩形分布qE=qEA×B=
0.260×
0.90=
0.234kN/m3立柱弯矩:Mw:风荷载作用下立柱弯矩kN.mqw:风荷载均布线荷载设计值:
1.260kN/mHsjcg:立柱计算跨度:
4.200mMw=qw×Hsjcg2/8=
1.260×
4.2002/8=
2.778kN·mME:地震作用下立柱弯矩kN·m:ME=qE×Hsjcg2/8=
0.234×
4.2002/8=
0.516kN·mM:幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩kN·m采用SW+
0.5SE组合M=Mw+
0.5×ME=
2.778+
0.5×
0.516=
3.036kN·m
2.选用立柱型材的截面特性:立柱型材号:槽钢[10#选用的立柱材料牌号:Q235d=16型材强度设计值:抗拉、抗压
215.000N/mm2抗剪
125.0N/mm2型材弹性模量:E=
2.10×105N/mm2X轴惯性矩:Ix=
194.395cm4Y轴惯性矩:Iy=
30.355cm4立柱型材在弯矩作用方向净截面抵抗矩:Wn=
38.828cm3立柱型材净截__:An=
12.163cm2立柱型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度:LT_x=
6.000mm立柱型材计算剪应力处以上或下截面对中和轴的__矩:Ss=
22.823cm3塑性发展系数:γ=
1.
053.幕墙立柱的强度计算:校核依据:N/An+M/γ×Wn≤fa=
215.0N/mm2拉弯构件B:幕墙分格宽:
0.90mGAk:幕墙自重:1000N/m2幕墙自重线荷载:Gk=1000×B/1000=1000×
0.90/1000=
0.90kN/mNk:立柱受力:Nk=Gk×L=
0.90×
4.200=
3.780kNN:立柱受力设计值:rG:结构自重分项系数:
1.2N=
1.2×Nk=
1.2×
3.780=
4.536kNσ:立柱计算强度N/mm2立柱为拉弯构件N:立柱受力设计值:
4.536kNAn:立柱型材净截面__:
12.163cm2M:立柱弯矩:
3.036kN·mWn:立柱在弯矩作用方向净截面抵抗矩:
38.828cm3γ:塑性发展系数:
1.05σ=N×10/An+M×103/
1.05×Wn=
4.536×10/
12.163+
3.036×103/
1.05×
38.828=
73.635N/mm
273.635N/mm2fa=
215.0N/mm2立柱强度可以满足
4.幕墙立柱的刚度计算:校核依据:df≤L/250df:立柱最大挠度Du:立柱最大挠度与其所在支承跨度支点间的距离比值:L:立柱计算跨度:
4.200mdf=5×qWk×Hsjcg4×1000/384×
2.1×Ix=
12.506mmDu=U/L×1000=
12.506/
4.200×1000=1/3361/3361/250挠度可以满足要求!
5.立柱抗剪计算:校核依据:τ__x≤[τ]=
125.0N/mm21Qwk:风荷载作用下剪力标准值kNQwk=Wk×Hsjcg×B/2=
1.000×
4.200×
0.90/2=
2.394kN2Qw:风荷载作用下剪力设计值kNQw=
1.4×Qwk=
1.4×
2.394=
3.352kN3QEk:地震作用下剪力标准值kNQEk=qEAk×Hsjcg×B/2=
0.200×
4.200×
0.90/2=
0.479kN4QE:地震作用下剪力设计值kNQE=
1.3×QEk=
1.3×
0.479=
0.623kN5Q:立柱所受剪力:采用Qw+
0.5QE组合Q=Qw+
0.5×QE=
3.352+
0.5×
0.623=
3.664kN6立柱剪应力:τ:立柱剪应力:Ss:立柱型材计算剪应力处以上或下截面对中和轴的__矩:
22.823cm3立柱型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度:LT_x=
6.000mmIx:立柱型材截面惯性矩:
194.395cm4τ=Q×Ss×100/Ix×LT_x=
3.664×
22.823×100/
194.395×
6.000=
7.170N/mm2τ=
7.170N/mm
2125.0N/mm2立柱抗剪强度可以满足
五、立柱与主结构连接Lct2:连接处热轧钢角码壁厚:
6.0mmJy:连接处热轧钢角码承压强度:
305.0N/mm2D2:连接螺栓公称直径:
12.0mmD0:连接螺栓有效直径:
10.4mm选择的立柱与主体结构连接螺栓为:不锈钢螺栓C1组50级L_L:连接螺栓抗拉强度:230N/mm2L_J:连接螺栓抗剪强度:175N/mm2采用SG+SW+
0.5SE组合N1wk:连接处风荷载总值N:N1wk=Wk×B×Hsjcg×1000=
1.000×
0.90×
4.200×1000=
3780.0N连接处风荷载设计值N:N1w=
1.4×N1wk=
1.4×
3780.0=
5292.0NN1Ek:连接处地震作用N:N1Ek=qEAk×B×Hsjcg×1000=
0.200×
0.90×
4.200×1000=
756.0NN1E:连接处地震作用设计值N:N1E=
1.3×N1Ek=
1.3×
756.0=
982.80NN1:连接处水平总力N:N1=N1w+
0.5×N1E=5292+
0.5×
982.80=
5783.4NN2:连接处自重总值设计值N:N2k=1000×B×Hsjcg=1000×
0.90×
4.200=
3780.0NN2:连接处自重总值设计值N:N2=
1.2×N2k=
1.2×
3780.0=
4536.0NN:连接处总合力N:N=N12+N
220.5=
5783.42+
4536.
020.5=
7350.03NNvb:螺栓的受剪承载能力:Nv:螺栓受剪面数目:2Nvb=2×π×D02×L_J/4=2×
3.14×
10.3602×175/4=
29488.8N立柱型材种类:Q235d=16Ncbl:用一颗螺栓时,立柱型材壁抗承压能力N:D2:连接螺栓直径:
12.000mmNv:连接处立柱承压面数目:2t:立柱壁厚:
4.8mmXC_y:立柱局部承压强度:
305.0N/mm2Ncbl=D2×t×2×XC_y=
12.000×
4.8×2×
305.0=
35136.0NNum1:立柱与建筑物主结构连接的螺栓个数:计算时应取螺栓受剪承载力和立柱型材承压承载力设计值中的较小者计算螺栓个数螺栓的受剪承载能力Nvb=
29488.8N小于或等于立柱型材承压承载力Ncbl=
35136.0NNum1=N/Nvb=
7350.03/
29488.808=
0.3个取2个根据选择的螺栓数目,计算螺栓的受剪承载能力Nvb=5__
77.6N根据选择的螺栓数目,计算立柱型材承压承载能力Ncbl=
70272.0NNvb=5__
77.6N
7350.03NNcbl=
70272.0N
7350.03N强度可以满足角码抗承压能力计算:角码材料牌号:Q235钢C级螺栓Lct2:角码壁厚:
6.0mmJy:热轧钢角码承压强度:
305.000N/mm2Ncbg:钢角码型材壁抗承压能力N:Ncbg=D2×2×Jy×Lct2×Num1=
12.000×2×305×
6.000×
2.000=
87840.0N
87840.0N
7350.03N强度可以满足
六、幕墙后锚固连接设计计算幕墙与主体结构连接采用后锚固技术本设计采用扩孔型锚栓作为后锚固连接件本计算主要依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004后锚固连接设计,应根据被连接结构类型、锚固连接受力性质及锚栓类型的不同,对其破坏型态加以控制本设计只考虑锚栓钢材抗剪复合破坏类型和混凝土破坏类型并认为锚栓是群锚锚栓本工程锚栓受拉力和剪力Vgsd:总剪力设计值:Vgsd=N2=
3.780KNNgsd:总拉力设计值:Ngsd=N1=
5.783KNM:弯矩设计值N·mm:e2:螺孔中心与锚板边缘距离:
50.0mmM=V×e2/1000=
5.0×
50.0/1000=
0.25KN·m本设计的锚栓是在拉剪复合力的作用之下工作,所以拉剪复合受力下锚栓或植筋钢材破坏和混凝土破坏时的承载力,应按照下列公式计算 式中----群锚中受力最大锚栓的拉力设计值;----群锚受拉区总拉力设计值;----群锚中受力最大锚栓的剪力设计值;----群锚总剪力设计值;----锚栓受拉承载力设计值;----锚栓受拉承载力标准值;----锚栓受剪承载力设计值;----锚栓受剪承载力标准值;----混凝土锥体受拉破坏承载力设计值;----混凝土锥体受拉破坏承载力标准值;----混凝土楔形体受剪破坏承载力设计值;----混凝土楔形体受剪破坏承载力标准值;γRsN----锚栓钢材受拉破坏,锚固承载力分项系数=
3.10;γRsV----锚栓钢材受剪破坏,锚固承载力分项系数=
3.10;γRcN----混凝土锥体受拉破坏,锚固承载力分项系数=
3.00;γRcV----混凝土楔形体受剪破坏,锚固承载力分项系数=
2.50;γRcp----混凝土剪撬受剪破坏,锚固承载力分项系数=
2.50;γRsp----混凝土劈裂受拉破坏,锚固承载力分项系数=
3.00;锚栓的分布如下图所示锚板 X=
300.0mm Y=
100.0mm锚栓设置 s11=
175.0mm 锚基边距 c22=
50.0mmA.锚栓钢材受拉破坏承载力h----混凝土基材厚度=
250.0mm;混凝土基材等级强度等级C30;d----锚栓杆、螺杆外螺纹公称直径及钢筋直径=
12.0mm;do----钻孔直径=
12.0mm;df----锚板钻孔直径=
14.0mm;h1----钻孔深度=
90.00mm;hef----锚栓有效锚固深度=
65.00mm;Tinstfstk----锚栓极限抗拉强度标准值=
500.00Mpa;As----锚栓应力截面__=
84.622mm2;n----群锚锚栓个数=2;幕墙后锚固连接设计中的锚栓是在轴心拉力与弯矩共同作用下工作,弹性分析时,受力最大锚栓的拉力设计值应按下列规定计算1当时2当时式中----弯矩设计值(N.m);----群锚中受力最大锚栓的拉力设计值;----锚栓1及i至群锚形心轴的垂直距离(mm);----锚栓1及i至受压一侧最外排锚栓的垂直距离(mm);----轴力N作用点至受压一侧最外排锚栓的垂直距离(mm)则Nhsd=
2.095KN;NRks=As×fstk=
42.311KN;NRds=NRks/γRsN=
13.670KN;NRds=Nhsd锚栓钢材受拉破坏承载力满足要求!B.混凝土锥体受拉破坏承载力 ----开裂混凝土单根锚栓受拉,理想混凝土锥体破坏时的受拉承载力标准值;----单根锚栓或群锚受拉,混凝土实有破坏锥体投影面__;----间距﹑边距很大时,单根锚栓受拉,理想混凝土锥体破坏锥体投影面__;----边距c对受拉承载力的降低影响系数;----表层混凝土因密集配筋的剥离作用对受拉承载力的降低影响系数;----荷载偏心对受拉承载力的降低影响系数;----未裂混凝土对受拉承载力的提高系数;fcuk----混凝土立方体抗压强度标准值=
30.00;scrN----混凝土锥体破坏情况下,无间距效应和边缘效应,确保每根锚栓受拉承载力标准值的临界间距=
195.00;ccrN----混凝土锥体破坏,无间距效应和边缘效应,确保每根锚栓受拉承载力标准值的临界边距=
97.50;由于是非开裂混凝土NoRkc=10×fcuk
0.5×hef
1.5=
28.7032KN;AocN=scrN2=
38025.00mm2;AcN=
118625.00mm2;MssN=
1.00;MsreN=
1.00;MsecN=
0.47;MsucrN=
1.40;NRkc=
58.905KN;NRdc=NRkc/γRcN=1_____KN;NRdc=Ngsd混凝土锥体受拉破坏承载力满足要求!C.混凝土劈裂破坏承载力NRdsp----混凝土劈裂破坏受拉承载力设计值NRksp----混凝土劈裂破坏受拉承载力标准值NRkc----进行混凝土劈裂破坏时的混凝土锥体破坏时的受拉承载力标准值Mshsp----构件厚度h对劈裂承载力的影响系数Mshsp=h/2×hef2/3=
1.5;=
1.5;NRkC=
46.842KN;NRksp=Mshsp×NRkc=
70.262KN;NRdsp=NRksp/γRsp=
23.421KN;NRdsp=Ngsd混凝土劈裂破坏承载力满足要求!D.锚栓钢材受剪破坏承载力本设计考虑纯剪无杠杆臂状态,锚栓受剪承载力标准值VRks按下式计算则Vhsd=
1.242KN;VRks=
0.5×π×d2/4×fstk=
21.156KN;VRds=VRks/γRsV=
6.835KN;则Vhsd=
1.242KN;VRds=Vhsd锚栓钢材受剪破坏承载力满足要求!E.混凝土楔形体受剪破坏承载力----开裂混凝土,单根锚栓垂直构件边缘受剪,理想混凝土楔形体破坏时的受剪承载力标准值;----群锚受剪,混凝土破坏理想楔形体在侧向的投影面__;----单根锚栓受剪,在无平面剪力方向的边界影响﹑构件厚度影响或相邻锚栓影响,混凝土破坏理想楔形体在侧向的投影面__;----边距c2/c1对受剪承载力的降低影响系数;----边距与厚度比c1/h对受剪承载力的提高影响系数;----剪力角度对受剪承载力的影响系数;----荷载偏心对群锚受剪承载力的降低影响系数;----未裂混凝土及锚区配筋对受剪承载力的提高影响系数;dnom----锚栓外径=
12.00mm;lf ----剪切荷载下锚栓的有效长度=
65.00mm;VoRkc=
0.45×dnom
0.5*lf/dnom^
0.2*fcuk
0.5*c
11.5=
11.524KN;AocV=
4.5×c12=
42778.13mm2;AcV=
54660.94mm2;Mssv=
0.90;Mshv=
1.06;Msαv=
1.00;Msecv=
0.81;Msucrv=
1.40;VRkc=
15.909KN;VRdc=VRkc/γRcV=
6.364KN;VRdc=Vgsd混凝土楔形体受剪破坏承载力满足要求!F.混凝土剪撬破坏承载力VRdcp----混凝土剪撬破坏时的受剪承载力设计值VRkcp----混凝土剪撬破坏时的受剪承载力标准值K----锚固深度h_ef对V_rk_cp影响系数当hef=60mm时,取K=
2.0VRkcp=k×NRkc=
117.810KN;VRdcp=VRkcp/γRcp=
47.124KN;VRdcp=Vgsd混凝土剪撬破坏承载力满足要求!G.拉剪复合受力承载力拉剪复合受力下,混凝土破坏时的承载力,应按照下列公式计算Nhsd/NRds2+Vhsd/VRds2=
0.061锚栓钢材能够满足要求!Ngsd/NRdc
1.5+Vgsd/VRdc
1.5=
0.8731混凝土能够满足要求!
七、幕墙预埋件焊缝计算根据《钢结构设计规范》GB50017-2003公式hf:角焊缝焊脚尺寸
6.000mmL:角焊缝实际长度
100.000mmhe:角焊缝的计算厚度=
0.7hf=
4.2mmLw:角焊缝的计算长度=L-2hf=
88.0mmfhf:Q235热轧钢板角焊缝的强度设计值:160N/mm2βf:角焊缝的强度设计值增大系数,取值为:
1.22σm:弯矩引起的应力σm=6×M/2×he×lw2×βf=
18.90N/mm2σn:法向力引起的应力σn=N/2×he×Lw×βf=
6.413N/mm2τ:剪应力τ=V/2×Hf×Lw=
3.580N/mm2σ:总应力σ=σm+σn2+τ
20.5=
25.565σ=
25.565N/mm2≤fhf=160N/mm2焊缝强度可以满足!
八、幕墙横梁计算幕墙横梁计算简图如下图所示
1.选用横梁型材的截面特性:选用型材号:角钢L50X5选用的横梁材料牌号:Q235(冷轧)横梁型材抗剪强度设计值:
120.000N/mm2横梁型材抗弯强度设计值:
205.000N/mm2横梁型材弹性模量:E=
2.05×105N/mm2Mx横梁绕截面X轴平行于幕墙平面方向的弯矩N.mmMy横梁绕截面Y轴垂直于幕墙平面方向的弯矩N.mmWnx横梁截面绕截面X轴幕墙平面内方向的净截面抵抗矩:Wnx=
3.119cm3Wny横梁截面绕截面Y轴垂直于幕墙平面方向的净截面抵抗矩:Wny=
3.119cm3型材截__:A=
4.803cm2γ塑性发展系数,可取
1.
052.幕墙横梁的强度计算:校核依据:Mx/γWnx+My/γWny≤f=
205.01横梁在自重作用下的弯矩kN·m横梁上分格高:
0.610m横梁下分格高:
0.610mH----横梁受荷单元高应为上下分格高之和的一半:
0.610ml----横梁跨度l=900mmGAk:横梁自重:900N/m2Gk:横梁自重荷载线分布均布荷载标准值kN/m:Gk=900×H/1000=900×
0.610/1000=
0.549kN/mG:横梁自重荷载线分布均布荷载设计值kN/mG=
1.2×Gk=
1.2×
0.549=
0.659kN/mMy:横梁在自重荷载作用下的弯矩kN·mMy=G×B2/8=
0.659×
0.902/8=
0.067kN·m2横梁在风荷载作用下的弯矩kN·m风荷载线分布最大集度标准值梯形分布qwk=Wk×H=
1.000×
0.610=
0.610KN/m风荷载线分布最大集度设计值qw=
1.4×qwk=
1.4×
0.610=
0.854kN/mMxw:横梁在风荷载作用下的弯矩kN·mMxw=qw×B2×3-H2/B2/24=
0.854×
0.902×3-
0.6102/
0.902/24=
0.073kN·m3地震作用下横梁弯矩qEAk:横梁平面外地震作用:βE:动力放大系数:5α__x:地震影响系数最大值:
0.040GAk:幕墙构件自重:900N/m2qEAk=5×α__x×900/1000=5×
0.040×900/1000=
0.180kN/m2qex:水平地震作用最大集度标准值B:幕墙分格宽:
0.90m水平地震作用最大集度标准值梯形分布qex=qEAk×H=
0.180×
0.610=
0.11KN/mqE:水平地震作用最大集度设计值γE:地震作用分项系数:
1.3qE=
1.3×qex=
1.3×
0.11=
0.143kN/mMxE:地震作用下横梁弯矩:MxE=qE×B2×3-H2/B2/24=
0.143×
0.902×3-
0.6102/
0.902/24=
0.012kN·m4横梁强度:σ:横梁计算强度N/mm2:采用SG+SW+
0.5SE组合Wnx:横梁截面绕截面X轴的净截面抵抗矩:
3.119cm3Wny:横梁截面绕截面Y轴的净截面抵抗矩:
3.119cm3γ:塑性发展系数:
1.05σ=103×My/
1.05×Wny+103×Mxw/
1.05×Wnx+
0.5×103×MxE/
1.05×Wnx=
44.581N/mm
244.581N/mm2fa=
205.0N/mm2横梁正应力强度可以满足
3.幕墙横梁的抗剪强度计算:校核依据:τx=Vy×Sx/Ix×tx≤
120.0N/mm2校核依据:τy=Vx×Sy/Iy×ty≤
120.0N/mm2Vx----横梁竖直方向X轴的剪力设计值N;Vy----横梁水平方向Y轴的剪力设计值N;Sx----横梁截面计算剪应力处以上或下截面对中性轴X轴的__矩=
3.209cm3;Sy----横梁截面计算剪应力处左边或右边截面对中性轴Y轴的__矩=
3.209cm3;Ix----横梁绕截面X轴的毛截面惯性矩=
11.210cm4;Iy----横梁绕截面y轴的毛截面惯性矩=
11.210cm4;tx----横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度=
6.0mm;ty----横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度=
7.0mm;f----型材抗剪强度设计值=
120.0N/mm2;1Qwk:风荷载作用下横梁剪力标准值kNWk:风荷载标准值:
1.000kN/m2B:幕墙分格宽:
0.90m风荷载呈梯形分布时Qwk=Wk×H×B×1-H/B/2/2=
1.000×
0.610×
0.90×1-
0.610/
0.90×2/2=
0.181kN2Qw:风荷载作用下横梁剪力设计值kNQw=
1.4×Qwk=
1.4×
0.181=
0.253kN3QEk:地震作用下横梁剪力标准值kN地震作用呈梯形分布时QEk=qEAk×H×B×1-H/B/2/2=
0.180×
0.610×
0.90×1-
0.610/
0.90×2/2=
0.033kN4QE: 地震作用下横梁剪力设计值kNγE:地震作用分项系数:
1.3QE=
1.3×QEk=
1.3×
0.033=
0.043kN5Vy:横梁水平方向y轴的剪力设计值kN:采用Vy=Qw+
0.5QE组合Vy=Qw+
0.5×QE=
0.253+
0.5×
0.043=
0.275kN6Vx:横梁竖直方向x轴的剪力设计值kN:Vx=G×B/2=
0.30kN7横梁剪应力τx=Vy×Sx/Ix×tx=
0.275×
3.209×100/
11.210×
6.0=
1.312N/mm2τy=Vx×Sy/Iy×ty=
0.3×
3.209×100/
11.210×
7.0=
1.227N/mm2τx=
1.312N/mm2f=
120.0N/mm2τy=
1.227N/mm2f=
120.0N/mm2横梁抗剪强度可以满足!
4.幕墙横梁的刚度计算钢型材校核依据:df≤L/250横梁承受呈梯形分布风荷载作用时的最大荷载集度qwk风荷载线分布最大荷载集度标准值KN/mqwk=Wk×H=
1.000×
0.610=
0.610KN/m水平方向由风荷载作用产生的挠度:dfw=qwk×Wfg4×1000×25/8-5×Hfg/2×Wfg2+2×Hfg/2×Wfg4/
2.1×Ix×240=
0.183mm自重作用产生的挠度:dfG=5×GK×Wfg4×1000/384×
2.1×Iy=
0.20mm在风荷载标准值作用下,横梁的挠度为:dfw=
0.506mm在重力荷载标准值作用下,横梁的挠度为:dfG=
0.544mml----横梁跨度l=900mm钢型材dfw/l1/250钢型材dfG/l1/250挠度可以满足要求!
九、横梁与立柱连接件计算
1.横梁与立柱间连结1横向节点横梁与角码N1:连接部位受总剪力:采用Sw+
0.5SE组合N1=Qw+
0.5×QE×1000=
0.253+
0.5×
0.043×1000=
274.5N选择的横梁与立柱连接螺栓为:不锈钢螺栓A1A2组50级Huos_J:连接螺栓的抗剪强度设计值:175N/mm2Huos_L:连接螺栓的抗拉强度设计值:230N/mm2Nv:剪切面数:1D1:螺栓公称直径:
6.000mmD0:螺栓有效直径:
5.060mmNvbh:螺栓受剪承载能力计算:Nvbh=1×π×D02/4×Huos_J=1×
3.14×
5.0602/4×175=
3517.295NNum1:螺栓个数:Num1=N1/Nvbh=
274.5/
3517.295=
0.078取1个Ncb:连接部位幕墙横梁铝型材壁抗承压能力计算:横梁材料牌号:Q235(冷轧)HL_Y:横梁材料局部抗承压强度设计值:
290.0N/mm2t:幕墙横梁壁厚:
5.000mmNcb=D1×t×HL_Y×Num1=
6.000×
5.000×
290.0×
1.000=
8700.000N
8700.000N≥
274.5N强度可以满足2竖向节点角码与立柱Gk:横梁自重线荷载N/m:Gk=900×H=900×
0.610=
549.0N/m横梁自重线荷载设计值N/mG=
1.2×Gk=
1.2×
549.0=
658.8N/mN2:自重荷载N:N2=G×B/2=
658.8×
0.90/2=
296.46NN:连接处组合荷载:采用SG+SW+
0.5SEN=N12+N
220.5N=
274.52+
296.
4620.5=
404.028NNum2:螺栓个数:Num2=N/Nvbh=
0.115取1个Nc__:连接部位钢角码壁抗承压能力计算:HLjm_Y:连接部位角码壁抗承压强度设计值=305N/mm2连接部位角码材料牌号:Q235钢C级螺栓Lct1:连接热轧钢角码壁厚:
5.000mmNc__=D1×Lct1×HLjm_Y×Num2=
6.000×
5.000×305×
2.000=
18300.000N
18300.000N≥
404.028N强度可以满足!。