某旧货市场改造外装石材幕墙工程设计计算书

PAGEPAGE9某旧货市场改造外装石材幕墙工程设计计算书一.建筑概况：本工程位于某市，采用外挂固定式石材幕墙，幕墙总高度为11.00m计算，7度抗震设计，基本风压W0＝0.40KN/㎡二.荷载计算：1、作用在幕墙上的风荷载标准值按下式计算：WK＝βZ·μS·μZ·WO2、水平分布的地震作用按下式计算本石材幕墙中的危险部位位于11米处，该处石材最大分格尺寸B（宽）×H（高）＝0.6m×1.4m。本石材幕墙采用满槽式连接托板，抗折强度fgk=8N/m2的20mm厚天然花岗岩石板。幕墙在11米处的计算1）荷载计算a、风荷载标准值的计算Wk=βz·μs·μz·Wo=2.25×1.5×1.03×0.4=1.39KN/m2b、水平分布的地震作用标准值为qek=βE·аmax·G/A其中：G＝H·B·t·γ石×1.05＝700×1400×18×28×1.05×10-9＝0.49KNA=H·B=0.7×1.4＝0.98m2则：qek=βE·аmax·G/A=5.0×0.16×0.49/0.98=0.40KN/m22〕强度计算：（1）、抗弯强度计算石材应力设计值ót2=0.75×(1.4Wk+0.6×1.3qek)×H2/t2=0.75×(1.4×1.39+0.6×1.3×0.4)×10-3×7002/202=2.56N/mm2＜fg=3.7N/mm2fg–石材抗弯强度设计值（2）、抗剪强度验算在风荷载和水平地震作用下，石材受到钩板传来的剪力。该水平荷载组合值为：q=(1.4Wk+0.6×1.3qek)×10-3=(1.4×1.39+0.6×1.3×0.4)×10-3=0.002N/mm2则钩板在石材中产生的剪力设计值为τ=q.H/(t-d)=0.002×1400/(18-5)=0.22N/mm2＜fs=1.9N/mm2fs－石材抗剪强度设计值三、石材幕墙中的构件连接计算以石材幕墙高度11米处为依据，该处石材最大分格尺寸B（宽）×H（高）＝0.7m×1.4m。厚度t=18mm。钩板所受的剪应力设计值为τ=q.B.H.β/2n.Ap石材幕墙所受风荷载标准值为Wk=βz·μs·μz·Wo=2.25×1.5×1.03×0.4=1.39KN/m2水平分布的地震作用标准值为qek=βE·аmax·G/A=βE·аmax·G/A=5.0×0.16×0.49/0.98=0.4KN/m2q=(1.4Wk+0.6×1.3qek)10-3=(1.4×1.39+0.6×1.3×0.4)×10-3=0.002N/mm2则钩板在石材中产生的剪力设计值为τp=q.B.H.β/2n.Ap=0.002×700×1400×1.25/2×2×120=5.10N/mm2＜fs=125N/mm2四、石材幕墙横框设计计算采用石材厚度t=18mm，横框材料采用角钢L50x5。危险部位取11m处。该处石材最大分格尺寸B（宽）×H（高）＝0.7m×1.4m荷载计算（1）、幕墙的自重面荷载标准值gk=γ石·1.05·t+ρ/H＝28×1.05×18×10-3+0.04/1.4＝0.41KN横框所受的重力线荷载标准值为gxk=gk·H=0.41×1.4＝0.574Kn/m2(2)、横框所受的风荷载标准值为Wk=βz·μs·μz·Wo=2.25×1.5×1.03×0.4=1.39KN/m2（3）、地震作用标准值为qek=βE·аmax·gxk=5.0×0.08×0.574=0.23KN/m2挠度计算横框所受的水平线荷载标准值为qyk=H×(Wk+0.6qek)=1.4×(1.39+0.6×0.23)=2.14N/mm横框为单跨简支梁，则横框在竖直方向的挠度为μx=5gxk·B4/384EIy=5×0.574×0.74/384×210000×11.2×10-8=0.076mm水平方向的挠度为μy=5gyk·B4/384EIx=5×2.14×0.74/384×210000×11.2×10-8=0.28mm则横框的挠度为μ=（μx2+μy2）0.5=（0.0762+0.282）0.5=0.29mm横框的挠度允许值为［μ］=B/300=700/300=2.33mm≥μ,所以满足要求。抗弯承载力计算横框所受的水平线荷载设计值为qy=H×(1.4Wk+0.6×1.3qek)=1.4×(1.4×1.39+0.6×1.3×0.23)=2.98N/mm横框绕X轴的弯矩为Mx=qy×B2/8=2.98×0.72/8=0.18KN·m横框所受的竖向荷载设计值为qx=1.2×qxk=1.2×0.59=0.71KN/m横框绕Y轴的弯矩为My=qx×B2/8=0.71×0.72/8=0.04KN·m横框的抗弯承载力应满足下式，即Mx/（γ·Wx）+My/（γ·Wy）≤f=〔0.18/（1.05×3.13）+0.04/（1.05×3.13）〕×1000=66.94N/mm2≤f=215N/mm24、抗剪承载力计算横框的抗剪承载力应满足下式要求：1.5Vx/AAwX≤fv1.5Vy/AAwX≤fvVx=0..5qx×B=00.5×00.71××0.7==0.255KN横框承受的水平平方向的剪剪力为：Vy=0.5qy××B=0..5×2..98×00.7=11.04KKN代入上式，有1.5Vxx/AwX=1..5×0..25/2200=11.88NN/mm22≤fv=1255N/mmm21.5Vy/AAwX=1..5×1..04/2200=7.8N/mmm2≤fv=1255N/mmm2所以横框的抗剪剪承载力满满足要求。五、石材幕墙竖竖框设计计计算采用石材厚度为为18mmm；竖框材材料采用Q235钢8#槽钢。危危险部位取取11m高度度处。竖框框分格高H=1.44m，竖框框间距B=0.77m。计算算长度为L=3.00m。荷载计算竖框所承受的自自重面荷载载标准值为为：Gk=γ石·1.05·tt+ρh/HKKN/m=28×11.05××18/11000++0.1//1.4=0.600KN/mm竖框所承受的风风荷载标准准值为：Wk=βz·μs·μz·Wo=2.25×11.5×11.03××0.4=1.339KN//m2地震作用标准值值为：qek=βE·ааmax·ggk==5.0××0.088×0.441=0.1664KN//m22、挠度计算竖框受力为单跨跨简支梁，受受水平线荷荷载标准值值为qk=B×（Wk+0.6·qeek）=0.7××（1.399+0.66×0.1164）=1.044KN/mm则竖框产生的挠挠度为μ=5gk·L44/3844EIx=5×1.044×3.004/3844×2100000××198..3×100-8=2.63mm竖框的挠度允许许值为［μ］=L/300==30000/3000=10mmm≥μ=2..63mmm,所以满足足要求。抗弯承载力计算算竖框受力为单跨跨简支梁，受受水平荷载载标准值为为q=B×(1.44Wk+0..6×1..3qek)=0.7×((1.4××1.399+0.66×1.33×0.1164)=1.45NN/mm竖框所受的弯矩矩为M=q×L2//8=1.455×3.002/8=1.633KN·mm竖框所受的拉力力为N=1.2×(qqk·B·LL+ρs·L)=1.2×((1.044×0.77×3.00+0.11×3.00)=2.981KKN式中：L——竖框的计计算长度，mB—石材的分分格宽度mρs—石材竖框框的线密度度KKN/m竖框的抗弯承载载力应满足足下式，即即N/A0+MM/（γ·Wx）≤f式中：γ—塑塑性发展系系数，取为为1.055Wx—为竖框截截面绕X轴的截面面抵抗矩cm3；f—型材的抗弯强度度设计值N//mm2N/A0+MM/（γ·Wx）≤f=2.98××103/12774+1..63×1103/（1.055×39..7）=41.44NN/mm22≤f=2115N//mm2所以竖框的强度度满足要求求。竖框所受拉力为为2.9881KN,通过焊接接传到锚板板上，锚板板用4根φ12×1150膨胀螺栓栓固定，每每根膨胀螺螺栓承受拉拉力为N/4==2.9881/4==0.755KN。六.焊缝设计：槽钢与锚板间水水平焊缝长长Lh＝50mm，竖向焊焊缝长Lv＝80mm，焊角尺尺寸hf=6mmm焊缝受内力设计计值如下：：槽钢所受水平线线荷载设计计值为：q=(1.0××1.4··Wk+1.33×0.66×qekk)×B=(1.0×11.4×11.39++1.3××0.6××0.4))×0.77=1.58KNN/m则槽钢焊缝所受受内力为：：剪力V＝1.2×t×ΥΥ石×1.22×B×LL=1.2×188×25..6×1..2×0..7×3..0=1393N轴力N＝qL=1.58×33.0×1103=4740N弯矩M＝V·eo=1393×2200=2786000N.mmm式中：Υ石:玻玻璃密度取取25.66KN/mm3t：石材厚度mmeo:幕墙面与埋件间间距mmm焊缝特性为：有效厚度hE==0.7hhf=0.7×6=4.2mm竖向焊缝的有效效长度Lvw=Lvv-5=775mmLv为竖向焊缝长度度焊缝总面积：A＝hE×[(Lv-55)+2((Lh-5)]]×2=4.2×[((80-55)+2((50-55)]×22=1386mm22竖向焊缝面积：：Av=2hE·Lvvw=2×4.2××75=6630mmm2焊缝截截面惯性矩矩为：I＝[hE×L3vvw/122+2hEE×(Lh-5)((Lvw/2))2]×2=[