南山宝湾物流项目室内石材系统计算

1、南山宝湾物流中心（室内石材计算）二零一七年三月第一章 室内石材系统结构计算一、计算说明本章计算的是室内石材系统，石材采用 25mm 厚石材，龙骨根据室内圈梁位置断开，龙骨最大跨度 3.9m，间隔 1.0m 布置，立柱采用 F100x50x5 钢，横梁采用 L50x5，材质均为 Q235B，计算标高取 10m，石材最大分格 1500×810mm。在剪力墙位置，由于石材完成面距结构面较远，采用转接件加斜撑的布置形式，详见节点图。二、荷载计算标高为 10.0m 处风荷载计算W0:基本风压kN/m2W0=0.75gz: 10m 高处阵风系数(按C 类区计算): (GB50009-2012)，

2、gz=2.05z:10m 高处风压高度变化系数(按 C 类区计算):(GB50009-2012)，z=0.65sl:室内局部风压体型系数，取 0.2 负压，sl=-0.2风荷载标准值:Wk=gz×z×sl×W0(GB50009-2012)=2.05×0.65×0.2×0.75=0.20 kN/m2三、石材面板强度校核:1石材板强度校核用 25mm 石材，其抗弯强度标准值为：8.0N/mm2石材板抗弯强度设计值：3.70N/mm2石材板抗剪强度设计值：1.90N/mm2校核依据：=3.700N/mm2Ao: 石材板短边长：0.600mB

3、o:石材板长边长：1.200ma:计算石材板抗弯所用短边长度: 0.600mb:计算石材板抗弯所用长边长度: 0.910mt:石材板厚度: 25.0mm2GAK:石材板自重=700.00N/mm1:四角支承板弯矩系数, 按短边与长边的边长比(a/b=0.659)查表得: 0.1360风荷载标准值: 0.200kN/m2Wk:垂直于平面的分布水平作用:作用 (kN/m2)qEAk: 垂直于幕墙平面的分布水平qEAk=5×max×GAK=5×0.080×700.000/1000=0.280kN/m2荷载组合设计值为：Sz=1.4×Wk+1.3

4、15;0.5×qEAk=0.462kN/m2应计值为：232=6×m1×Sz×b ×10 /t=6×0.1360×0.462×0.9102×103/25.02=0.499N/mm20.499N/mm23.700N/mm2强度可以满足要求四、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/m)B: 幕墙分格宽: 1.000mqw=W×B=0.28×1.0=0.28 kN/m(2)荷载计算作用设计值(

5、KN/m2):qEA:幕墙构件(包括面板和框)的平均自重: 800N/m2GAk:垂直于幕墙平面的均布水平作用标准值:作用标准值 (kN/m2)qEAk: 垂直于幕墙平面的均布水平qEAk=5×max×GAk=5×0.080×800.000/1000=0.320 kN/m2E: 幕墙作用分项系数: 1.3qEA=1.3×qEAk=1.3×0.320=0.416 kN/m2qE：水平作用均布线作用设计值(矩形分布)qE=qEA×B=0.416×1.000=0.416 kN/m(3)立柱弯矩:Mw:风荷载作用下立柱弯矩

6、(kN.m)qw: 风荷载均布线荷载设计值: 0.280(kN/m)Hsjcg: 立柱计算跨度: 3.900m2Mw=qw×Hsjcg /8=0.280×3.9002/8=0.532 kN·mME:作用下立柱弯矩(kN·m):2ME=qE×Hsjcg /8=0.416×3.9002/8=0.791kN·mM: 幕墙立柱在风荷载和作用下产生弯矩(kN·m)采用 SW+0.5SE 组合M=Mw+0.5×ME=0.532+0.5×0.791=0.928kN·m=927810.000Nmm2

7、选用立柱型材的截面特性3 幕墙立柱的强度计算2校核依据: N/An+Mx/(x×Wnx)+My/(y×Wny)fs=215.0N/mm (拉弯构件) (GB 50017-20035.2.1)B: 幕墙分格宽: 1.000m幕墙自重: 800N/m2GAk:幕墙自重线荷载:Gk=800×B/1000=800×1.000/1000=0.800kN/mNk:立柱受力:Nk=Gk×L=0.800×3.900=3.120kNN: 立柱受计值:rG:结构自重分项系数:1.2N=1.2×Nk=1.2×3.120=3.744kN=

8、3744.000N: 立柱计算强度(N/mm2)(立柱为拉弯构件)=N/An+Mx/(x×Wnx)+My/(y×Wny)(GB 50017-20035.2.1)=N/An+Mx/(x×Wnx)=3744.000/140000.000.000/(1.05×34730.000)=25.470N/mm225.470N/mm2 < f =215.0N/mm2s立柱强度满足4幕墙立柱的刚度计算校核依据:dfL/250(GB/T 21086-2007)df: 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，即相对挠度:L: 立柱计算跨度:

9、 3.900m4df=5×qWk×Hsjcg ×1000/(384×2.1×Ix)=1.652mmDu=df/(L×1000)=1.652/(3.900×1000)=1/23601/2360 < 1/250挠度可以满足要求！五、立柱与主结构连接1 连接处荷载计算Hsjcg:立柱计算跨度, 3.900mB:立柱分格宽度, 1.000m采用 SG+SW+0.5SE 组合 风荷载计算N1wk: 连接处风荷载总值(N):N1wk=Wk×B×Hsjcg×1000=0.200×1.000&#

10、215;3.900×1000=780.0N连接处风荷载设计值(N) :N1w=1.4×N1wk=1.4×780.0=1092.0N作用计算N1Ek: 连接处作用(N):N1Ek=qEAk×B×Hsjcg×1000=0.320×1.000×3.900×1000=1248.0NN1E: 连接处作用设计值(N):N1E=1.3×N1Ek=1.3×1248.0=1622.4N连接处总合力计算N1: 连接处水平总力(N):N1=N1w+0.5×N1E=1092.0+0.5×1

11、622.4=1903.2NN2k:连接处自重总值(N):N2k=800×B×Hsjcg=800×1.000×3.900=3120.0NN2: 连接处自重总值设计值(N):N2=1.2×N2k=1.2×3120.0=3744.0N取法向设计值 N:1903 N，剪计值 V:3744 N石材龙骨距剪力墙 1250mm，转接件采用 F100x50x5 钢，在转接件下方 600mm 距离加 L50x5 斜撑，使用 SAP2000 软件计算转接件根部反力。施加反力强度校核转接件的应力比为 0.267，斜撑的应力比为 0.203，均小于 1.0，

12、所以强度满足要求！支座反力转接件为 F100x50x5 钢，取焊缝高度 5mm，计算焊高为 3.5mm，焊缝受力为轴力 N=10600N，剪力 V=2590N，弯矩 M=420000N.mm 焊缝参数截面见下图焊缝应力校核：s = N + M= 10600 + 420000 = 23.2MPaAW109930883254t = 0.12MPa ，均小于 160MPa，焊缝强度满足要求！1939六、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2幕墙横梁的强度计算校核依据:Mx/(x×Wnx)+My/(y×Wny)fs=215.0(GB50017-20034.1

13、.1)横梁上分格高: 0.600m横梁下分格高: 0.600mH横梁受荷单元高(应为上下分格高之和的一半):0.600ml横梁跨度,l=1.000m面板在横梁上的安装方式:非吊挂方式横梁受力方式:两点集中受力(1)横梁在自重作用下的弯矩(kN·m)2GAk: 横梁自重,800N/mGk: 横梁自重荷载线分布均布荷载标准值(kN/m):横梁自重受荷按上分格高: 0.600mGk=800×H/1000=800×0.600/1000=0.480kN/mG: 横梁自重荷载线分布均布荷载设计值(kN/m)G=1.2×Gk=1.2×0.480=0.576k

14、N/mN2k:横梁自重荷载标准值(kN)N2k=Gk×l=0.480×1.000=0.480KNN2:横梁自重荷载设计值(kN)N2=G×l=0.576×1.000=0.576KNMy: 横梁在自重荷载作用下的弯矩(kN·m)x:支撑点到横梁端点距离,150mmMy=N2×(x/1000)/2=0.576×(150.000/1000)/2=0.043kN·m(2)横梁在风荷载作用下的弯矩(kN·m)Nxw:风荷载作用下横梁集中力标准值（集中分布）:Nxw=Wk×H×B×(1-

15、H/B/2)/2=0.200×0.600×1.000×(1-0.600/(1.000×2)/2=0.042kNNw: 风荷载作用下横梁集中计值:Nw=1.4×Nxw=1.4×0.042kN=0.059kNx:支撑点到横梁端点距离,150mmMxw: 横梁在风荷载作用下的弯矩(kN·m)Mxw=Nw×(x/1000)=0.059×(150.000/1000)=0.009kN·m=8820.000Nmm(3)作用下横梁弯矩qEAk:横梁平面外作用:E: 动力放大系数: 5max:影响系数最大值: 0

16、.0802GAk: 幕墙构件自重:800 N/mqEAk=5×max× 800/1000=5×0.080× 800/1000=0.320kN/m2qex:水平作用最大集度标准值B: 幕墙分格宽: 1.000m水平作用下横梁集中力标准值Qex=qEAk×H×B×(1-H/B/2)/2=0.320×0.600×1.000×(1-0.600/(1.000×2)/2=0.067kN水平作用下横梁集中计值QE=1.3×Qex=1.3×0.067kN=0.087kNMxE:作用

17、下横梁弯矩:MxE=QE×(x/1000)=0.087×(150.000/1000)=0.013kN·m=13104.000Nmm(4)横梁强度: 横梁计算强度(N/mm2):采用 SG+SW+0.5SE 组合Mx:横梁同一截面处绕 x 轴的弯矩:Mx=SW+0.5SE=8820.000+0.5×13104.000=15372.000NmmMy:横梁同一截面处绕 y 轴的弯矩:My=43200.000Nmm对 x 轴的净截面模量: 3130.000mm3Wnx:3Wny: 对 y 轴的净截面模量: 3130.000mm截面塑性发展系数:x=1.00截面塑

18、性发展系数: y=1.00=Mx/(x×Wnx)+My/(y×Wny)=15372.000/(1.00×3130.000).000/(1.00×3130.000)18.713N/mm2 < f =215.0N/mm2s横梁正应力强度可以满足七、横梁与立柱连接件计算1连接部位荷载计算连接部位水平荷载计算N1: 连接部位受总剪力:采用 Sw+0.5SE 组合N1=(Qw+0.5×QE)×1000=(0.059+0.5×0.087)×1000=102.480N连接部位竖向荷载计算Gk:横梁自重线荷载(N/m):Gk=800×H=800×0.600=480.000N/mG:横梁自重线荷载设计值(N/m)G=1.2×Gk=1.2×480.000=576.000N/mN2: