某建筑外装修石材幕墙设计计算书原

000 石材幕墙 设计计算书 设计 校对 审核 批准 装饰有限公司 二 一 年二月 000 目录 1 计算引用的规范 标准及资料 1 1 1 幕墙设计规范 1 1 2 建筑设计规范 1 1 3 金属板及石材规范 1 1 4 钢材规范 1 1 5 胶类及密封材料规范 1 1 6 相关物理性能等级测试方法 2 1 7 建筑结构静力计算手册 第二版 2 1 8 土建图纸 2 2 基本参数 2 2 1 幕墙所在地区 2 2 2 地面粗糙度分类等级 2 2 3 抗震设防 2 3 幕墙承受荷载计算 3 3 1 风荷载标准值的计算方法 3 3 2 计算支撑结构时的风荷载标准值 4 3 3 计算面板材料时的风荷载标准值 4 3 4 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值 5 3 5 作用效应组合 5 4 幕墙立柱计算 5 4 1 立柱型材选材计算 6 4 2 确定材料的截面参数 7 4 3 选用立柱型材的截面特性 8 4 4 立柱的抗弯强度计算 8 4 5 立柱的挠度计算 9 4 6 立柱的抗剪计算 9 5 幕墙横梁计算 10 5 1 横梁型材选材计算 10 5 2 确定材料的截面参数 12 5 3 选用横梁型材的截面特性 13 5 4 幕墙横梁的抗弯强度计算 13 5 5 横梁的挠度计算 14 5 6 横梁的抗剪计算 14 6 短槽式 托板 连接石材的选用与校核 15 6 1 石材板块荷载计算 16 6 2 石材的抗弯设计 16 6 3 短槽托板在石材中产生的剪应力校核 17 6 4 短槽托板剪应力校核 17 7 连接件计算 18 7 1 横梁与立柱间焊接强度计算 18 000 7 2 立柱与主结构连接 19 8 幕墙埋件计算 土建预埋 21 8 1 荷载标准值计算 21 8 2 埋件计算 22 8 3 锚板总面积校核 22 8 4 锚筋长度计算 23 9 幕墙焊缝计算 23 9 1 受力分析 23 9 2 焊缝特性参数计算 23 9 3 焊缝校核计算 24 10 石材幕墙幕墙胶类及伸缩缝计算 24 10 1 立柱连接伸缩缝计算 25 10 2 耐侯胶胶缝计算 25 石材幕墙设计计算书 1 1 石材幕墙设计计算书石材幕墙设计计算书 1 计算引用的规范 标准及资料计算引用的规范 标准及资料 1 1 幕墙设计规范 幕墙设计规范 建筑玻璃应用技术规程 JGJ113 2009 建筑幕墙 GB T21086 2007 金属与石材幕墙工程技术规范 JGJ133 2001 1 2 建筑设计规范 建筑设计规范 钢结构设计规范 GB50017 2003 高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3 2002 高层民用建筑设计防火规范 GB50045 95 2005 年版 混凝土结构后锚固技术规程 JGJ145 2004 建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81 2002 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 2006 年版 局部修订 建筑抗震设计规范 GB50011 2001 2008 年版 建筑物防雷设计规范 GB50057 94 2000 年版 冷弯薄壁型钢结构设计规范 GB50018 2002 民用建筑设计通则 GB50352 2005 1 3 金属板及石材规范 金属板及石材规范 干挂饰面石材及其金属挂件 JC830 1 2 2005 天然板石 GB T18600 2009 天然大理石建筑板材 GB T19766 2005 天然花岗石建筑板材 GB T18601 2009 1 4 钢材规范 钢材规范 建筑结构用冷弯矩形钢管 JG T178 2005 合金结构钢 GB T3077 1999 金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求 GB T13912 2002 碳钢焊条 GB T5117 1999 碳素结构钢 GB T700 2006 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带 GB T3274 2007 优质碳素结构钢 GB T699 1999 1 5 胶类及密封材料规范 胶类及密封材料规范 丁基橡胶防水密封胶粘带 JC T942 2004 干挂石材幕墙用环氧胶粘剂 JC887 2001 混凝土建筑接缝用密封胶 JC T881 2001 石材幕墙设计计算书 1 2 建筑用硅酮结构密封胶 GB16776 2005 建筑用岩棉 矿渣棉绝热制品 GB T19686 2005 建筑装饰用天然石材防护剂 JC T973 2005 绝热用岩棉 矿棉及其制品 GB T11835 2007 石材用建筑密封胶 JC T883 2001 1 6 相关物理性能等级测试方法 相关物理性能等级测试方法 居住建筑节能检测标准 JGJ132 2009 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205 2001 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204 2002 建筑幕墙气密 水密 抗风压性能检测方法 GB T15227 2007 建筑幕墙抗震性能振动台试验方法 GB T18575 2001 建筑幕墙平面内变形性能检测方法 GB T18250 2000 建筑外门窗保温性能分级及检测方法 GB T8484 2008 建筑外窗采光性能分级及检测方法 GB T11976 2002 建筑门窗空气隔声性能分级及检测方法 GB T8485 2008 建筑装饰装修工程施工质量验收规范 GB50210 2001 1 7 建筑结构静力计算手册建筑结构静力计算手册 第二版第二版 1 8 土建图纸 土建图纸 2 基本参数基本参数 2 1 幕墙所在地区幕墙所在地区 2 2 地面粗糙度分类等级地面粗糙度分类等级 幕墙属于外围护构件 按 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 A 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 类地形考虑 2 3 抗震设防抗震设防 按 建筑工程抗震设防分类标准 建筑工程应分为以下四个抗震设防类别 1 特殊设防类 指使用上有特殊设施 涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生 严重次生灾害等特别重大灾害后果 需要进行特殊设防的建筑 简称甲类 2 重点设防类 指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑 以及地震时可 能导致大量人员伤亡等重大灾害后果 需要提高设防标准的建筑 简称乙类 3 标准设防类 指大量的除 1 2 4 款以外按标准要求进行设防的建筑 简称丙类 4 适度设防类 指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害 允许在一定条件下适度降低要 石材幕墙设计计算书 1 3 求的建筑 简称丁类 在维护结构抗震设计计算中 1 特殊设防类 应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施 同时 应按 批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用 2 重点设防类 应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施 同时 应按本地 区抗震设防烈度确定其地震作用 3 标准设防类 应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用 4 适度设防类 应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用 根据国家规范 建筑抗震设计规范 GB50011 2001 2008 版 唐山地区地震基本烈度为 8 度 地震动峰值加速度为 0 2g 由于本工程是标准设防类 因此实际抗震计算中的水平地震影响 系数最大值应按本地区抗震设防烈度选取 也就是取 max 0 16 3 幕墙承受荷载计算幕墙承受荷载计算 3 1 风荷载标准值的计算方法风荷载标准值的计算方法 幕墙属于外围护构件 按建筑结构荷载规范 GB50009 2001 2006 年版 计算 wk gz z s1w0 7 1 1 2 GB50009 2001 2006 年版 上式中 wk 作用在幕墙上的风荷载标准值 MPa Z 计算点标高 25m gz 瞬时风压的阵风系数 根据不同场地类型 按以下公式计算 高度不足 5m 按 5m 计算 gz K 1 2 f 其中 K 为地面粗糙度调整系数 f为脉动系数 A 类场地 gz 0 92 1 2 f 其中 f 0 387 Z 10 0 12 B 类场地 gz 0 89 1 2 f 其中 f 0 5 Z 10 0 16 C 类场地 gz 0 85 1 2 f 其中 f 0 734 Z 10 0 22 D 类场地 gz 0 80 1 2 f 其中 f 1 2248 Z 10 0 3 对于 C 类地形 25m 高度处瞬时风压的阵风系数 gz 0 85 1 2 0 734 Z 10 0 22 1 87 z 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 z 1 379 Z 10 0 24 当 Z 300m 时 取 Z 300m 当 Z350m 时 取 Z 350m 当 Z400m 时 取 Z 400m 当 Z450m 时 取 Z 450m 当 Z 30m 时 取 Z 30m 对于 C 类地形 25m 高度处风压高度变化系数 z 0 616 Z 10 0 44 0 9219 s1 局部风压体型系数 石材幕墙设计计算书 1 4 按 建筑结构荷载规范 GB50009 2001 2006 年版 第 7 3 3 条 验算围护构件及其连接的强 度时 可按下列规定采用局部风压体型系数 s1 一 外表面 1 正压区 按表 7 3 1 采用 2 负压区 对墙面 取 1 0 对墙角边 取 1 8 二 内表面 对封闭式建筑物 按表面风压的正负情况取 0 2 或 0 2 本计算点为大面位置 按 JGJ102 2003 第 5 3 2 条文说明 风荷载在建筑物表面分布是不均匀的 在檐口附近 边 角部位较大 根据风洞试验结果和国外的有关资料 在上述区域风吸力系数可取 1 8 其余墙面 可考虑 1 0 由于维护结构有开启的可能 所以还应考虑室内压 0 2 对无开启的结构 建筑结 构荷载规范 条文说明第 7 3 3 条指出 对封闭建筑物 考虑到建筑物内实际存在的个别洞口和 缝隙 以及机械通风等因素 室内可能存在正负不同的气压 参照国外规范 大多取 0 2 0 25 的 压力系数 现取 0 2 即不论有无开启扇 均要考虑内表面的局部体型系数 另注 上述的局部体型系数 s1 1 是适用于围护构件的从属面积 A 小于或等于 1m2的情况 当围护构件的从属面积 A 大于或等于 10m2时 局部风压体型系数 s1 10 可乘以折减系数 0 8 当 构件的从属面积小于 10m2而大于 1m2时 局部风压体型系数 s1 A 可按面积的对数线性插值 即 s1 A s1 1 s1 10 s1 1 logA 在上式中 当 A 10m2时取 A 10m2 当 A 1m2时取 A 1m2 w0 基本风压值 MPa 根据现行 GB50009 2001 附表 D 4 全国基本风压 分布图 中数值采用 但不小于 0 3KN m2 按重现期 50 年 唐山地区取 0 0004MPa 3 2 计算支撑结构时的风荷载标准值计算支撑结构时的风荷载标准值 计算支撑结构时的构件从属面积 A 1 2 5 1 6 12m2 LogA 0 787 s1 A s1 1 s1 10 s1 1 logA 0 843 s1 0 843 0 2 1 043 wk gz z s1w0 1 87 0 9219 1 043 0 0004 0 MPa 因为 wk 0 001MPa 所以按 JGJ102 2003 取 wk 0 001MPa 3 3 计算面板材料时的风荷载标准值计算面板材料时的风荷载标准值 计算面板材料时的构件从属面积 A 1 2 0 8 0 96m2 LogA 0 s1 A s1 1 s1 10 s1 1 logA 1 s1 1 0 2 1 2 石材幕墙设计计算书 1 5 wk gz z s1w0 1 87 0 9219 1 2 0 0004 0 MPa 因为 wkH 所以本处幕墙横梁按梯形荷载简支梁力学模型进行设计计算 受力模型如下 5 1 横梁型材选材计算横梁型材选材计算 1 横梁在风荷载作用下的线荷载集度 按梯形分布 qwk 风荷载线分布最大荷载集度标准值 N mm wk 风荷载标准值 MPa 石材幕墙设计计算书 1 11 H 幕墙横梁计算间距 mm qwk wkH 0 001 800 0 8N mm qw 风荷载线分布最大荷载集度设计值 N mm qw 1 4qwk 1 4 0 8 1 12N mm 2 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用的线荷载集度 按梯形分布 qEAk 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用 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 幕墙构件的重力荷载标准值 N 主要指面板组件 A 幕墙平面面积 mm2 qEAk E maxGk A 5 3 4 JGJ102 2003 5 0 0 16 0 001 0 0008MPa qEk 横梁受水平地震作用线荷载集度标准值 N mm H 幕墙横梁计算间距 mm qEk qEAkH 0 0008 800 0 64N mm qE 横梁受水平地震作用线荷载集度设计值 N mm qE 1 3qEk 1 3 0 64 0 832N mm 3 幕墙横梁受荷载集度组合 用于强度计算时 采用 Sw 0 5SE组合设计值 5 4 1 JGJ102 2003 q qw 0 5qE 1 12 0 5 0 832 1 536N mm 用于挠度计算时 采用 Sw标准值 5 4 1 JGJ102 2003 qk qwk 0 8N mm 4 横梁在风荷载及地震组合作用下的弯矩值 按梯形分布 My 横梁受风荷载及地震作用弯矩组合设计值 N mm Mw 风荷载作用下横梁产生的弯矩 N mm ME 地震作用下横梁产生的弯矩 N mm B 横梁跨度 mm H 幕墙横梁计算间距 mm 采用 Sw 0 5SE组合 5 4 1 JGJ102 2003 Mw qwB2 3 H B 2 24 ME qEB2 3 H B 2 24 My Mw 0 5ME qB2 3 H B 2 24 石材幕墙设计计算书 1 12 1 536 12002 3 800 1200 2 24 N mm 5 横梁在自重荷载作用下的弯矩值 按矩形分布 Gk 横梁自重线荷载标准值 N mm H1 横梁自重荷载作用高度 mm 对挂式结构取横梁下分格高 对非挂式结构取横梁上分格高 Gk 0 001 H1 0 001 800 0 8N mm G 横梁自重线荷载设计值 N mm G 1 2Gk 1 2 0 8 0 96N mm Mx 横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值 N mm B 横梁跨度 mm Mx GB2 8 0 96 12002 8 N mm 5 2 确定材料的截面参数确定材料的截面参数 1 横梁抵抗矩预选 Wnx 绕 X 方向横梁净截面抵抗矩预选值 mm3 Wny 绕 Y 方向横梁净截面抵抗矩预选值 mm3 Mx 横梁在自重荷载作用下的弯矩 N mm My 风荷载及地震作用弯矩组合值 N mm x y 塑性发展系数 对于钢材龙骨 按 JGJ133 或 JGJ102 规范 取 1 05 对于铝合金龙骨 按最新 铝合金结构设计规范 GB 50429 2007 取 1 00 fs 型材抗弯强度设计值 MPa 对 Q235 取 215 按下面公式计算 Wnx Mx xfs 1 05 215 765 449mm3 Wny My yfs 1 05 215 1043 278mm3 2 横梁惯性矩预选 df1 lim 按规范要求 横梁在水平力标准值作用下的挠度限值 mm df2 lim 按规范要求 横梁在自重力标准值作用下的挠度限值 mm B 横梁跨度 mm 按相关规范 钢材横梁的相对挠度不应大于 L 250 铝材横梁的相对挠度不应大于 L 180 建筑幕墙 GB T21086 2007 还有如下规定 按 5 1 1 2 对于构件式玻璃幕墙或单元幕墙 其它形式幕墙或外维护结构无绝对挠度限制 当跨距 4500mm 时 绝对挠度不应该大于 20mm 石材幕墙设计计算书 1 13 当跨距 4500mm 时 绝对挠度不应该大于 30mm 按 5 1 9 b 自重标准值作用下挠度不应超过其跨度的 1 500 并且不应大于 3mm B 250 1200 250 4 8mm B 500 1200 500 2 4mm 对本例取 df1 lim 4 8mm df2 lim 2 4mm qk 风荷载作用线荷载集度标准值 N mm E 型材的弹性模量 MPa 对 Q235 取 MPa Iymin 绕 Y 轴最小惯性矩 mm4 B 横梁跨度 mm df1 lim qkB4 25 8 5 H 2B 2 2 H 2B 4 240EIymin 受风荷载与地震作用的挠度计算 Iymin qkB4 25 8 5 H 2B 2 2 H 2B 4 240Edf1 lim 0 8 12004 25 8 5 800 2 1200 2 2 800 2 1200 4 240 4 8 18133 765mm4 Gk 横梁自重线荷载标准值 N mm Ixmin 绕 X 轴最小惯性矩 mm4 df2 lim 5GkB4 384EIxmin 自重作用下产生的挠度计算 Ixmin 5GkB4 384Edf2 lim 5 0 8 12004 384 2 4 43689 32mm4 5 3 选用横梁型材的截面特性选用横梁型材的截面特性 按照上面的预选结果选取型材 选用型材号 角钢 L5 4 型材抗弯强度设计值 215MPa 型材抗剪强度设计值 125MPa 型材弹性模量 E MPa 绕 X 轴惯性矩 Ix 92600mm4 绕 Y 轴惯性矩 Iy 92600mm4 绕 X 轴净截面抵抗矩 Wnx1 6700mm3 绕 X 轴净截面抵抗矩 Wnx2 2560mm3 绕 Y 轴净截面抵抗矩 Wny1 6700mm3 绕 Y 轴净截面抵抗矩 Wny2 2560mm3 型材净截面面积 An 389 7mm2 型材线密度 g 0 N mm 横梁与立柱连接时角片与横梁连接处横梁壁厚 t 4mm 横梁截面垂直于 X 轴腹板的截面总宽度 tx 4mm 横梁截面垂直于 Y 轴腹板的截面总宽度 ty 4mm 型材受力面对中性轴的面积矩 绕 X 轴 Sx 2595mm3 型材受力面对中性轴的面积矩 绕 Y 轴 Sy 2595mm3 塑性发展系数 x y 1 05 石材幕墙设计计算书 1 14 5 4 幕墙横梁的抗弯强度计算幕墙横梁的抗弯强度计算 按横梁强度计算公式 应满足 Mx xWnx My yWny fs 6 2 4 JGJ102 2003 上式中 Mx 横梁绕 X 轴方向 幕墙平面内方向 的弯矩设计值 N mm My 横梁绕 Y 轴方向 垂直于幕墙平面方向 的弯矩设计值 N mm Wnx 横梁绕 X 轴方向 幕墙平面内方向 的净截面抵抗矩 mm3 Wny 横梁绕 Y 轴方向 垂直于幕墙平面方向 的净截面抵抗矩 mm3 x y 对于钢材龙骨 按 JGJ133 或 JGJ102 规范 取 1 05 对于铝合金龙骨 按最新 铝合金结构设计规范 GB 50429 2007 取 1 00 fs 型材的抗弯强度设计值 取 215MPa 采用 SG Sw 0 5SE组合 则 Mx xWnx My yWny 1 05 2560 1 05 2560 151 905MPa 215MPa 横梁抗弯强度满足要求 5 5 横梁的挠度计算横梁的挠度计算 因为惯性矩预选是根据挠度限值计算的 所以只要选择的横梁惯性矩大于预选值 挠度就满 足要求 实际选用的型材惯性矩为 Ix 92600mm4 Iy 92600mm4 预选值为 Ixmin 43689 32mm4 Iymin 18133 765mm4 横梁挠度的实际计算值如下 df1 qkB4 25 8 5 H 2B 2 2 H 2B 4 240EIy 0 8 12004 25 8 5 800 2 1200 2 2 800 2 1200 4 240 92600 0 94mm df2 5GkB4 384EIx 5 0 8 12004 384 92600 1 132mm df1 lim 4 8mm df2 lim 2 4mm 所以 横梁挠度满足规范要求 5 6 横梁的抗剪计算横梁的抗剪计算 校核依据 max s 125MPa 型材的抗剪强度设计值 1 Vwk 风荷载作用下剪力标准值 N Vwk qwkB 1 H 2B 2 0 8 1200 1 800 2 1200 2 石材幕墙设计计算书 1 15 320N 2 Vw 风荷载作用下剪力设计值 N Vw 1 4Vwk 1 4 320 448N 3 VEk 地震作用下剪力标准值 N VEk qEkB 1 H 2B 2 0 64 1200 1 800 2 1200 2 256N 4 VE 地震作用下剪力设计值 N VE 1 3VEk 1 3 256 332 8N 5 Vx 水平总剪力 N 采用 Vw 0 5VE组合 Vx Vw 0 5VE 448 0 5 332 8 614 4N 6 Vy 垂直总剪力 N Vy 1 2 0 001 BH1 2 1 2 0 001 1200 800 2 576N 7 横梁剪应力校核 x 横梁水平方向剪应力 MPa Vx 横梁水平总剪力 N Sy 横梁型材受力面对中性轴的面积矩 mm3 绕 Y 轴 Iy 横梁型材截面惯性矩 mm4 ty 横梁截面垂直于 Y 轴腹板的截面总宽度 mm x VxSy Iyty 6 2 5 JGJ102 2003 614 4 2595 92600 4 4 304MPa 4 304MPa 125MPa y 横梁垂直方向剪应力 N Vy 横梁垂直总剪力 N Sx 横梁型材受力面对中性轴的面积矩 mm3 绕 X 轴 Ix 横梁型材截面惯性矩 mm4 tx 横梁截面垂直于 X 轴腹板的截面总宽度 mm y VySx Ixtx 6 2 5 JGJ102 2003 576 2595 92600 4 4 035MPa 4 035MPa 125MPa 横梁抗剪强度能满足 石材幕墙设计计算书 1 16 6 短槽式短槽式 托板托板 连接石材的选用与校核连接石材的选用与校核 基本参数 1 计算点标高 25m 2 板块净尺寸 a b 1200mm 800mm 3 石材配置 托板式 25mm 对边连接 模型简图为 6 1 石材板块荷载计算石材板块荷载计算 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 A 幕墙平面面积 mm2 qEAk E maxGk A 5 3 4 JGJ102 2003 5 0 16 0 00075 0 0006MPa 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 1 JGJ102 2003 q 1 4wk 0 5 1 3qEAk 1 4 0 001 0 5 1 3 0 0006 0 00179MPa 6 2 石材的抗弯设计石材的抗弯设计 1 计算边长的确定 a 短槽连接边边长 1200mm b 无槽边边长 800mm a1 短槽中心到面板边侧距离 150mm a0 计算短边边长 mm b0 计算长边边长 mm 因为 a 2a1 900 b 800 所以 石材幕墙设计计算书 1 17 a0 800mm b0 900mm 2 石材强度校核 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 四点支撑石材最大弯矩系数 按短边与长边的边长比 0 889 查表得 0 1487 q 石材板块水平荷载集度设计值组合 MPa b0 计算长边边长 mm t 石材厚度 25mm 应力设计值为 6 m q b02 t2 5 5 4 JGJ133 2001 6 0 1487 0 00179 9002 252 2 07MPa 2 07MPa 3 72MPa 强度能满足要求 6 3 短槽托板在石材中产生的剪应力校核短槽托板在石材中产生的剪应力校核 校核依据 1 sc 1 86MPa 1 短槽托板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 短槽连接边边长 mm b 无短槽边边长 mm 应力调整系数 按表 5 5 5 JGJ133 2001 取 1 25 n 一个连接边上的短槽数量 2 t 石材厚度 25mm c 短槽槽口宽度 6mm s 单个槽底总长度 80mm 1 qab n t c s 5 5 7 1 JGJ133 2001 0 00179 1200 800 1 25 2 25 6 80 0 707MPa 0 707MPa 1 86MPa 石材抗剪强度能满足 6 4 短槽托板剪应力校核短槽托板剪应力校核 校核依据 2 p 140MPa 2 短槽托板的剪应力设计值 MPa p 短槽托板的抗剪强度设计值 MPa q 石材板块水平荷载集度设计值组合 MPa a 短槽连接边边长 mm b 无短槽边边长 mm 应力调整系数 按表 5 5 5 JGJ133 2001 取 1 25 n 一个连接边上的短槽数量 2 Ap 短槽托板截面面积 300mm 石材幕墙设计计算书 1 18 2 qab 2n Ap 5 5 5 1 JGJ133 2001 0 00179 1200 800 1 25 2 2 300 1 79MPa 1 79MPa 140MPa 短槽托板抗剪强度能满足 7 连接件计算连接件计算 基本参数 1 计算点标高 25m 2 立柱计算间距 B1 1200mm 3 横梁计算分格尺寸 宽 高 B H 1200mm 800mm 4 幕墙立柱跨度 L 5100mm 5 板块配置 石材 6 龙骨材质 立柱为 Q235 横梁为 Q235 7 立柱与主体连接钢角码壁厚 6mm 8 立柱与主体连接螺栓公称直径 12mm 9 立柱受力模型 单跨简支 10 连接形式 立柱与主体螺栓连接 立柱与横梁焊接连接 因为 B H 所以本处幕墙横梁按梯形荷载模型进行设计计算 7 1 横梁与立柱间焊接强度计算横梁与立柱间焊接强度计算 1 风荷载作用下横梁剪力设计值 按梯形分布 Vw 1 4wkHB 1 H 2B 2 1 4 0 001 800 1200 1 800 2 1200 2 448N 2 地震作用下横梁剪力标准值 按梯形分布 VEk E maxGk A HB 1 H 2B 2 5 0 0 16 0 001 800 1200 1 800 2 1200 2 256N 3 地震作用下横梁剪力设计值 VE 1 3VEk 1 3 256 332 8N 4 连接部位水平总剪力 N1 采用 Sw 0 5SE组合 N1 Vw 0 5VE 448 0 5 332 8 614 4N 5 自重荷载计算 N2k 自重荷载标准值 N B 横梁宽度 mm 石材幕墙设计计算书 1 19 Hg 横梁受自重荷载分格高 mm N2k 0 001 B Hg 2 0 001 1200 800 2 480N N2 自重荷载 N N2 1 2 N2k 1 2 480 576N 6 连接处组合荷载 V 采用 SG Sw 0 5SE V N12 N22 0 5 614 42 5762 0 5 842 178N 7 连接焊缝的强度计算 V 连接处的组合总剪力 N Lw 角焊缝的总有效长度 mm hf 角焊缝的高度 mm ffw 角焊缝的强度设计值 MPa f 焊缝最大应力值 MPa f V 0 707 Lw hf 842 178 0 707 80 4 3 722MPa 3 722MPa 160MPa 焊缝强度可以满足要求 7 2 立柱与主结构连接立柱与主结构连接 1 连接处风荷载设计值计算 Nwk 连接处风荷载标准值 N B1 立柱计算间距 mm L 立柱跨度 mm Nwk wkB1L 0 001 1200 5100 6120N Nw 连接处风荷载设计值 N Nw 1 4Nwk 1 4 6120 8568N 2 连接处地震作用设计值 NEk 连接处地震作用标准值 N B1 立柱计算间距 mm L 立柱跨度 mm NEk E maxGk A B1L 5 0 16 0 0011 1200 5100 5385 6N NE 连接处地震作用设计值 N 石材幕墙设计计算书 1 20 NE 1 3NEk 1 3 5385 6 7001 28N 3 连接处水平剪切总力 N1 连接处水平总力 N 采用 Sw 0 5SE组合 N1 Nw 0 5NE 8568 0 5 7001 28 12068 64N 4 连接处重力总力 NGk 连接处自重总值标准值 N B1 立柱计算间距 mm L 立柱跨度 mm NGk 0 0011 B1L 0 0011 1200 5100 6732N NG 连接处自重总值设计值 N NG 1 2NGk 1 2 6732 8078 4N 5 连接处总剪力 N 连接处总剪力 N N N12 NG2 0 5 12068 642 8078 42 0 5 14522 831N 6 螺栓承载力计算 Nv3b 螺栓受剪承载能力设计值 N nv3 剪切面数 取 2 d 螺栓杆直径 12mm fv3b 螺栓连接的抗剪强度设计值 对奥氏体不锈钢 A50 取 175MPa Nv3b nv3 d2fv3b 4 2 3 14 122 175 4 39564N Nnum3 螺栓个数 Nnum3 N Nv3b 14522 831 39564 0 367 个 实际取 2 个 7 立柱型材壁抗承压能力计算 Nc4 立柱型材壁抗承压能力 N Nnum3 连接处螺栓个数 d 螺栓公称直径 12mm t2 连接部位立柱壁厚 4mm fc4 型材的承压强度设计值 对 Q235 取 305MPa Nc4 2 Nnum3dt2fc4 2 2 12 4 305 石材幕墙设计计算书 1 21 58560N 58560N 14522 831N 强度可以满足要求 8 钢角码型材壁抗承压能力计算 Nc5 钢角码型材壁抗承压能力 N Nnum3 连接处螺栓个数 d 连接螺栓公称直径 12mm t4 幕墙钢角码壁厚 6mm fc5 钢角码的抗压强度设计值 对 Q235 取 305MPa Nc5 2 Nnum3dt4fc5 2 2 12 6 305 87840N 87840N 14522 831N 强度可以满足要求 8 幕墙埋件计算幕墙埋件计算 土建预埋土建预埋 基本参数 1 计算点标高 25m 2 立柱跨度 L 5100mm 3 立柱计算间距 B 1200mm 4 立柱力学模型 单跨简支 5 埋件位置 侧埋 6 板块配置 石材 7 混凝土强度等级 C30 8 1 荷载标准值计算荷载标准值计算 1 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用 qEk E maxGk A 5 0 0 16 0 0011 0 00088MPa 2 幕墙受水平荷载设计值组合 采用 Sw 0 5SE组合 5 4 1 JGJ102 2003 q 1 4wk 0 5 1 3qEk 1 4 0 001 0 5 1 3 0 00088 0 MPa 3 立柱单元自重荷载标准值 Gk 0 0011 BL 0 0011 1200 5100 6732N 4 校核处埋件受力分析 V 剪力 N N 轴向拉力 N 石材幕墙设计计算书 1 22 e0 剪力作用点到埋件距离 即立柱螺栓连接处到埋件面距离 mm V 1 2Gk 1 2 6732 8078 4N N qBL 0 1200 5100 12068 64N M e0V 100 8078 4 N mm 8 2 埋件计算埋件计算 校核依据 同时满足以下两个条件 a AS V aravfy N 0 8abfy M 1 3arabfyz C 0 1 1 JGJ102 2003 b AS N 0 8abfy M 0 4arabfyz C 0 1 2 JGJ102 2003 其中 AS 锚筋的总截面面积 mm2 V 剪力设计值 N ar 钢筋层数影响系数 二层取 1 0 三层取 0 9 四层取 0 85 av 钢筋受剪承载力系数 不大于 0 7 fy 锚筋抗拉强度设计值 MPa 按 GB50010 选取 但不大于 300MPa N 法向拉力设计值 N ab 锚板弯曲变形折减系数 M 弯矩设计值 N mm z 沿剪力作用方向最外层锚筋中心线之间的距离 mm 另外 d 锚筋直径 mm t 锚板厚度 mm fc 混凝土轴心抗压强度设计值 MPa 按 GB50010 选取 av 4 0 0 08d fc fy 0 5 C 0 1 5 JGJ102 2003 4 0 0 08 12 14 3 300 0 5 0 664 ab 0 6 0 25t d C 0 1 6 JGJ102 2003 0 6 0 25 8 12 0 767 AS n d2 4 4 3 14 122 4 452 16mm2 V aravfy N 0 8abfy M 1 3arabfyz 8078 4 1 0 664 300 12068 64 0 8 0 767 300 1 3 1 0 767 300 120 128 621mm2 AS 452 16mm2 N 0 8abfy M 0 4arabfyz 12068 64 0 8 0 767 300 0 4 1 0 767 300 120 138 704mm2 AS 452 16mm2 所以 预埋件锚筋总截面积可以满足承载力要求 石材幕墙设计计算书 1 23 8 3 锚板总面积校核锚板总面积校核 A 锚板总面积 mm2 fc 混凝土轴心抗压强度设计值 MPa 按 GB50010 选取 0 5fcA 0 5 14 3 60000 N N 12068 64N 0 5fcA 埋板面积满足要求 8 4 锚筋长度计算 锚筋长度计算 计算依据 la 1 1 fy ft d C 0 5 JGJ102 2003 在上面的公式中 la 受拉钢筋的锚固长度 mm ft 混凝土轴心抗拉强度设计值 MPa 按 GB50010 选取 当混凝土强度高于 C40 时 按 C40 取值 fy 锚筋抗拉强度设计值 MPa 按 GB50010 选取 d 锚筋公称直径 mm 锚筋的外型系数 光圆筋取 0 16 带肋筋取 0 14 la 1 1 fy ft d 1 1 0 14 300 1 43 12 387 692mm 如果锚筋的拉应力设计值小