幕墙预埋件计算：槽型预埋件计算

第七章幕墙预埋件计算(一)基本数据玻璃及铝板最大分格尺寸b×h=2.1m×0.9m预埋件计算高度按H=100m计地震烈度按8度设计玻璃采用8+9+6钢化中空玻璃，玻璃强度fg=8.4kN/cm2（84N/mm2）铝材采用LD31-RCS类型，铝材强度fa=8.42kN/cm2（84.2N/mm2）预埋件钢材采用1级钢(或Q235品种)，钢材强度fs=21.5kN/cm2（215N/mm2）上海地区基本风压0=0.55kN/m2体型系数s=1.5（综合北京和上海规范取用）瞬时风压阵风系数z=2.25风压高度变化系数(因此处建筑物林立之市区,故地面粗糙度类别属C类),当建筑物高度为100m时，z=1.79按照规程,高层建筑基本风压应再乘放大系数1.1。(二)荷载计算(单位荷载)1．风荷载风荷载标准值k=1.1z·z·s·o∴k=2.25×1.79×1.5×1.1×0.55=3.65kN/m2风荷载设计值：=1.4×k=5.11kN/m22．自重荷载(1)玻璃自重(按8+6mm厚计重)厚0.8+0.6=1.4cm,容重为g=25.6kN/m3单位面积自重标准值gg=1.4×25.6/100=0.3584kN/m2单位面积自重设计值g1=1.2×0.3584=0.43kN/m2(2)横梁自重计算横梁自重按gb=0.04kN/m计横梁自重设计值g2=1.2×0.04=0.048kN/m(3)立柱自重计算立柱自重按gL=0.11kN/m计立柱自重设计值g3=1.2×0.11=0.132kN/m(4)铝板自重单位面积铝板自重设计值g4=1.2×0.1=0.12kN/m2(三)地震荷载(1)玻璃地震荷载标准值Eg=3×0.16×0.43=0.2064kN/m2玻璃地震荷载设计值E1=1.3Eg=1.3×0.2064=0.27kN/m2(2)横梁地震荷载标准值Eb=0.48×0.04=0.0192kN/m横梁地震荷载设计值E2=1.3Eb=1.3×0.0192=0.025kN/m(3)立柱地震荷载标准值EL=0.48×0.11=0.0528kN/m立柱地震荷载设计值E3=1.3EL=1.3×0.0528=0.069kN/m(4)铝板地震荷载标准值Ea=0.48×0.1=0.048kN/m2铝板地震荷载设计值E4=1.3Ea=1.3×0.048=0.0624kN/m2(四)外挂式玻璃幕墙槽型预埋件计算1·本工程采用定型预埋件,其构造尺寸如附图所示。在一个节点设置二个，相距30cm。一个预埋件槽孔中有4个T形头螺栓与角铁连接件联接,螺栓直径为10mm，一个节点共8个螺栓。根据埋设方式,平均一个节点受到一个单元(即宽2.1m，高3.6m)上风荷载、自重及地震荷载组成的弯矩、剪力和拉力，可用迭加法校算该定型预埋件的安全性、可靠性。一个单所受到的风荷载N1为(水平力)：N1=b·H·=2.1×3.6×5.12=38.7kN一个单元玻璃、龙骨等自重总计为V(垂直力)：V=b·L·g1+4·b·g2+L·g3=2.1×3.6×0.43＋4×2.1×0.048＋3.6×0.132=4.13kN一个单元的地震力N2(水平力)：N2=1.3×3×0.16×（V/1.2）=2.15kN一个单元在节点处(墙面处)作用的弯矩M：M=V·e=4.13×10=41.3kN·cm设螺栓采用16锰钢，其抗拉、抗压设计强度为f=31.5KN/cm2，抗剪设计强度为=18.5KN/cm2每根螺栓截面积(中径)A：Ao=0.763cm2抵抗拉力(水平力)所需螺栓断面A1：A1=（N1+N2）/f=（38.7+2.15）/31.5=1.30cm2抵抗剪力(垂直力)所需断面A2：A2=V/=4.13/18.5=0.23cm2抵抗弯矩M所需断面A3：内力矩为：Mo=A3·f·L≥M∴A3≥M/f=41.3/（31.5×30）=0.044cm2参照规范尚需考虑折减系数,故实际A’1=A1/（0.8·b）=1.30/（0.8×0.75）=2.167cm2A’2=A2/（r·v）=0.23/（1×0.75）=0.307cm2需要总螺栓断面A为：A=A’1+A’2+2×A’3=2.167+0.307+2×0.044=2.562cm2要求螺栓数n为：n=A/Ao=2.562/0.763=3.66cm2，即4个，实际配置8个，故安全可靠。2．预埋件伸入砼内之锚脚采用扁钢，其断面尺寸如截面图所示，一个预埋件有3个锚脚，两个预埋件共6个锚脚,伸入砼180mm，一个扁钢之截面面积为：Ao=0.4×1.8=0.72cm2当量直径Do2=Ao/0.785=0.72/0.785=0.92cm2Do=0.96cm1cm当砼标号为C30以上，又带弯板，伸入长度按20Do计，要求伸入20cm，现为18cm，较为接近。锚脚采用Ⅰ级钢，其抗压、抗拉设计强度为：f=21.5kN/cm2，抗剪强度为：=12.5kN/cm2，故预埋件端部所需截面,也可分别荷载算出：抗拉：A1=（38.7+2.15）/21.5=1.90cm2抗剪：A2=4.13/12.5=0.34cm2抗弯：A3=41.3/（21.5×30）=0.07cm2考虑折减系数后：A’1=1.90/（0.8×0.75）=3.17cm2A’2=0.34/（1×0.7）=0.49cm2A’3=0.07/（1×0.75）=0.09cm2需要总扁钢断面A为：A=3.17+0.49+2×0.09=3.84cm2要求锚脚数n为：n=A/A=3.84/0.92=4.174cm2，实际配置了6个，故安全可靠。3．预埋件埋设时,砼的承压面积计算一个预埋件之平面面积为：A=26×3.6=93.6cm2设砼标号为C30,其轴心抗压fc=1.5kN/cm2,要求承压板面积为：按A=N/（0.5fc）计算。承受压力时：A1=N/（0.5×1.5）=（38.7+2.15）/0.75=54.47cm2承受弯矩时：A3=M/（0.5fc×L）=41.3/（0.5×1.5×30）=1.84cm2需要总面积为:A=A1+2×A3=54.47+2×1.84=58.15cm2要求锚板个数n为：n=A/93.6=58.15/93.6=0.62个,即一排要1个，现配置2个预埋件，故亦满足要求，安全可靠。（五）窗式玻璃幕墙槽型预埋件计算为安全起见，用最大风压及最大幕墙尺寸来计算。一个单元所受到的风荷载N1为：N=b·h·ω=2.1m×3.45m×5.12=37.0kN上下设两个预埋件故一个节点（预埋件上）所受到的水平力为：N1=N/2=18.5kN节点为铰支，故只受水平剪力及自重垂直拉力，抗剪强度设计值为：τ=18.5kN/cm2抵抗风压所需断面：Az1=N1/τ=18.5/18.5=1.0cm2一个单元自重为V=b·L·g1+4×b·g2+L·g3=2.1×3.45×0.43+4×2.1×0.048+3.45×0.132=3.974kN一个单元的地震力N（水平力）：N2=（1.3·V·3×0.16）÷1.2=（1.3×3.974×0.48）÷1.2=2.07kN故一个节点上抵抗地震后所需断面为：Az2=2.07÷18.5=0.11cm2抵抗自重所需断面为：A1=V/f=3.974kN/31.5=0.13cm2考虑折减系数后：A1’=A1/（0.8×0.75）=0.22cm2A2’=（AZ1+AZ2）/（1×0.7）=1.11÷0.7=1.586cm2故∑A=A1’+A2’=1.806cm2要求螺栓数（顶上）n为：n=∑A/A0=1.806÷0.763=2.37个现顶上设一个预埋件，有4个螺栓，故安全可靠。（2）预埋件锚脚扁铁承受垂直（自重）拉力及剪力，故要求面积为：抗拉A1=V/21.5=0.185cm2抗剪A2=（N1+