铝板幕墙焊缝设计计算.doc

铝板幕墙焊缝设计计算 钢角码与预埋件间采用三边围焊连接，每个水平焊缝长度为Lh=80mm, 竖向焊缝长度为Lv = 120mm, 焊脚尺寸hf=7mm, 钢角码厚度 t = 7mm。焊缝所受的内力设计值如下：竖框所受的水平线荷载设计值为： q(1.01.4Wk0.61.3qEk)B (11.41.5150.61.3.095)1 2.195KN/m则每个钢角码焊缝所受的内力为： 剪力V1.2t板1.1BL/2 1.24271.113.3/2 235.6N 轴力NqL/2 2.1953.3103/2 3621.8N 式中： 板板的密度，取27 KN/m3 t 板的总厚度 mm； 焊缝计算 焊缝计算厚度为： he0.7hf 0.77 4.9mm 根据规范对围焊在计算时需在端点减去hf，则实际计算焊缝的宽度为：b0=b-hf=80-7=73，钢角码及焊缝所围成的区域如下图所示： 竖框与钢角码连接螺栓距焊缝形心点距离为： e200 mm efb0-b02/(2b0+h)+hf 73-732/(273+120)+7 59.966 mm 焊缝所围区域的几何特性为： 焊缝总面积 Ahe(h2b0) 4.9(120273) 1303.4 mm2 对形心点的惯性矩和极惯性矩为： Ixh3he/12b0h2he/2 12034.9/127312024.9/2 3281040mm4 Iy2he(ef-hf)3(b-ef)3/3+hhe(b-ef)2 24.9(59.966-7)3+(80-59.966)3/3+1204.9(80-59.966)2 747663.4mm4 IpIx+Iy 3281040+747663.4 4028704mm4 把与竖框连接螺栓点部位所受的反力移到形心点，则形心点所受内力为： N3621.8 V235.6 形心点的弯距为： MxVe 235.6200 47120Nmm MyNef 3621.859.966 217184.9Nmm MzVef 235.659.966 14127.99Nmm 根据分析认为焊缝最危险点为图中的A、B两点 A、B两点到形心点的距离分别为： raef2+(h/2)20.5 59.9662+(120/2)20.5 84.829mm rb(b-ef)2+(h/2)20.5 (80-59.966)2+(120/2)20.5 63.256mm A点所受正应力和剪应力分别为： N/A+Mxh/2/Ix+Myef/Iy 3621.8/1303.4+47120120/2/3281040+217184.959.966/747663.4 21.06N/mm2 Mzra/Ip 14127.9984.829/4028704 .297N/mm2 B点所受正应力和剪应力分别为： N/A+Mxh/2/Ix+My(b-ef)/Iy 3621.8/1303.4+47120120/2/3281040+217184.9(80-59.966)/747663.4 9.46N/mm2 (Mzrb/Ip)2+V/(hhe)20.5 (14127.9963.256/4028704)2+235.6/(1204.9)20.5 .458N/mm2 这里认为剪力主要由向焊缝承担 焊缝所采用的焊条为E43型手工焊条，则角焊缝的抗拉、抗压和抗剪许可强度为160MPa，因此由上计算结果可知，焊缝强度满足要求。 钢角码根部计算： 钢角码根部截面形状为矩形，矩形截面的宽度为钢角码的厚度t，长度为h。 则矩形截面的面积为： Aht 1207 840mm2 截面的抗弯模量为： Wxhht/6 1201207/6 16800mm3 把与竖框连接螺栓点部位所受的反力移到根部，则钢角码根部所受内力为： N3621.8N V235.6N 弯距为： MVe 235.6200 47120Nmm 则截面所受的抗弯应力和剪应力分别为： N/A+M/Wx 3621.8/840+47120/16800 7.116N/mm2 V/A 235.6/840 .28N/mm2钢角码采用材质为Q235，其厚度小于16mm，根据规范其抗弯强度为215Mpa，抗剪强度为125Mpa，因此由上计算结果可知，截面强度满足要求。铝板幕墙埋件设计计算 采用110米标高处的竖框上端埋件做计算。该处层间高L=3.3米，分格宽B=1米。幕墙所在计算单元自重为 Gk板LBt1.110-3 273.3141.110-3 .392KN幕墙所受的水平分布地震作用为 qEkemaxGk/(LB) 5.16.119 .095KN/m2竖框所受的水平线荷载设计值为 q(1.01.4Wk0.61.3qEk)B (11.41.5150.61.3.095)1 2.195KNm一个埋件所受的内力为剪力V1.2Gk1.2.392103470.4N弯矩MVe0470.420094080Nmm 其中: e0竖框螺栓到埋件间距 mm； 轴向拉力NqL 2.1953.3103 7243.5N一个预埋件锚筋的总截面面积As应同时满足下式：AsV/aravfyN/0.8abfyM/arabfyZAsN/0.8abfyM/0.4arabfyZ 式中，ar钢筋层数影响系数，本计算取1 z最上排与最下排锚筋间距(mm) av钢筋受剪承载力系数,当av大于0.7时，取av等于0.7 ab锚板弯曲变形折减系数av(4.0-0.08d)(fc/fy)0.5 (4.0-0.0812)(14.3/210)0.5 .79 式中， fc砼轴心受压强度设计值(N/mm2) fy锚筋抗拉强度设计值(N/mm2) ab锚板弯曲变形折减系数ab0.60.25t/d 0.60.2510/12 .81 式中， t预埋板厚度(mm) d锚筋直径(mm)实际采用的锚筋总截面面积为As 4(0.2512 2) 452.4mm2则： V / aravfy + N / 0.8abfy + M / 1.3arabfyZ 470.4/(1.7210)+7243.5/(0.8.81210)+94080/(1.31.81210100) 62mm2As452.4mm2 N/0.8abfyM/0.4arabfyZ 7243.5/(0.8.81210)+94080/(0.41.81210100) 67.1mm2As452.4mm2所以，预埋件锚筋总截面积满足承载力。锚筋长度计算：当计算中充分利用锚筋的抗拉强度时，其锚固长度应按下式计算：la=1.1a(