背栓连接石材的选用与校核计算.doc

1 背栓连接石材的选用与校核基本参数： 1：计算点标高：99m； 2：板块净尺寸(短边长边)：ab=800mm900mm； 3：背栓孔到短边端面的垂直距离：a1=150mm； 背栓孔到长边端面的垂直距离：b1=150mm； 4：石材配置：30mm，四个背栓； 5：规范说明：现行金属与石材幕墙工程技术规范JGJ133-2001中并没有给出背栓相关的计算方法，计算中一些公式参考自北京市地方标准建筑装饰工程石材应用技术规范DB 11/T512-2007。模型简图为：1.1 石材板块荷载计算：(1)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值： qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； E：动力放大系数，取5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.16； Gk：石材板块的重力荷载标准值(N)； Gk=abtg a：短边边长：800mm； b：长边边长：900mm； t：石材厚度：30mm； g：石材密度：0.000028N/mm3； Gk=abtg =800900300.000028 =604.8N A：幕墙平面面积(mm2)； qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =50.16604.8/(800900) =0.000672MPa(2)石材板块荷载集度设计值组合：采用Sw+0.5SE设计值组合： 5.4.1JGJ102-2003 q=1.4wk+0.51.3qEAk =1.40.001463+0.51.30.000672 =0.002485MPa1.2 石材的抗弯设计：(1)计算边长的计算： b0：支撑点间板块长边边长(mm)； a0：支撑点间板块短边边长(mm)； a：板块短边边长(mm)； b：板块长边边长(mm)； a1：背栓孔到短边端面的垂直距离(mm)； b1：背栓孔到长边端面的垂直距离(mm)； a-2a1=500mmb-2b1=600mm所以： a0=500mm b0=600mm(2)抗弯校核计算：校核依据：fsc=3.72MPa ：石材中产生的弯曲应力设计值(MPa)； fsc：石材的抗弯强度设计值(MPa)； m：石材最大弯矩系数，按支撑点间板块短边边长与长边边长的比0.8333，查表得：0.1454； q：石材板块水平荷载集度设计值组合(MPa)； b0：支撑点间板块长边边长(mm)； t：石材厚度：30mm； 应力设计值为： =6mqb02/t2 =60.14540.0024856002/302 =0.867MPa 0.867MPa3.72MPa强度能满足要求。1.3 石材的剪应力校核：校核依据：sc=1.86MPa ：背栓在石材中产生的剪应力设计值(MPa)； sc：石材的抗剪强度设计值(MPa)； q：石材板块水平荷载集度设计值组合(MPa)； a：短边边长：800mm； b：长边边长：900mm； h：背栓锚入深度：15； ：背栓角度：25； D：背栓孔直径：13.5mm； =qab1.25/4(h/cos(D+htan) =0.0024858009001.25/4/(3.1415/cos25(13.5+15tan25) =0.525MPa 0.525MPa1.86MPa石材抗剪强度能满足。1.4 背栓自身强度计算(1)背栓抗拉强度计算：校核依据： N=1.25qLxLy/n 4.5.12-1DB 11/T512-2007 NNt/K 4.5.12-2DB 11/T512-2007上面两个公式中： N：水平荷载作用下单个背栓所受的拉力设计值(N)； q：石材板块水平荷载集度设计值组合(MPa)； Lx，Ly：石材面板在X，Y向的边长(mm)； n：单块板块石材背栓个数； Nt：背栓受拉承载力标准值(N)，查厂家资料取6000； K：背栓承载力系数，取2.15； N=1.25qLxLy/n =1.250.002485800900/4 =559.125N559.125N6000/K=2790.698N背栓抗拉强度能满足。(2)抗剪强度计算：校核依据： V=1.5G/n 4.5.13-1DB 11/T512-2007 VVt/K 4.5.13-2DB 11/T512-2007上面两个公式中： V：每个锚栓自身剪应力(MPa)； G：板块石材自重设计值； n：单块板块石材背栓个数； Vt：背栓抗剪承载力标准值(N)，查厂家资料取4000； K：背栓承载力系数，取2.15；其中： G=1.2abtg a：短边边长：800mm； b：长边边长：900mm； t：石材厚度：30mm； g：石材密度：0.000028N/mm3； G=1.2abtg =1.2800900300.000028 =725.76N V=1.5G/n =1.5725.76/4 =272.16N272.16N4000/K=1860.465N背栓抗剪强度能满足。1.5 背栓锚固处石材抗拉承载力计算校核依据： Nmax=ZPfcu0.5Hey1.5 4.5.14-1DB 11/T512-2007 NtNmax/K 4.5.14-3DB 11/T512-2007上面两个公式中： Nmax：背栓锚固处石材受拉承载力最大值(N)； ZP：破坏系数，石材取12.5，有效孔深小于15mm时乘以0.8浅孔折减。 fcu：石材基材抗压强度，取110(MPa)； Hey：背栓的有效锚固深度(mm)，可按下面公式取，其中H为背栓锚固深度，查看厂家手册得到： Hey=H-1 4.5.14-2DB 11/T512-2007 =15-1 =14mm Nt：背栓锚固处石材受拉承载力设计值，取水平荷载作