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 钢方通，横梁采用 L50x5 角钢，材质均为 Q235B，计算标高取 10m，石材最大分格 1500810mm。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 2 W0=0.75 kN/m gz: 10m 高处阵风系数(按C 类区计算): (GB5000

2、9-2012)，gz=2.05 z: 10m 高处风压高度变化系数(按 C 类区计算): (GB50009-2012)，z=0.65 sl: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=gzzslW0 (GB50009-2012) =2.050.650.20.75 =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/mm2 Ao: 石材板短边长：0.600m Bo: 石材板长边长：

3、1.200m a: 计算石材板抗弯所用短边长度: 0.600m b: 计算石材板抗弯所用长边长度: 0.910m t: 石材板厚度: 25.0mm 2 GAK:石材板自重=700.00N/m m1: 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 2 Wk: 风荷载标准值: 0.200kN/m 垂直于平面的分布水平地震作用: 2 qEAk: 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用 (kN/m ) qEAk=5maxGAK =50.080700.000/1000 =0.280kN/m2 荷载组合设计值为： Sz=1.4Wk+1.30.5qEAk =0.462k

4、N/m2 应力设计值为： 232 =6m1Szb 10 /t =60.13600.4620.9102103/25.02 =0.499N/mm2 0.499N/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: 1.000m qw=WB =0.281.0 =0.28 kN/m (2)地震荷载计算 2 qEA: 地震作用设计值(KN/m ): 2 GAk: 幕墙构件(包括面板和框)的平均自重: 800N/m 垂直于幕墙平面的均布

5、水平地震作用标准值: 2 qEAk: 垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值 (kN/m ) qEAk=5maxGAk =50.080800.000/1000 =0.320 kN/m2 E: 幕墙地震作用分项系数: 1.3 qEA=1.3qEAk =1.30.320 =0.416 kN/m2 qE：水平地震作用均布线作用设计值(矩形分布) qE=qEAB =0.4161.000 =0.416 kN/m (3)立柱弯矩: Mw: 风荷载作用下立柱弯矩(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: 3.900m 2 Mw=qwHsjcg /8

6、=0.2803.9002/8 =0.532 kNm ME: 地震作用下立柱弯矩(kNm): 2 ME=qEHsjcg /8 =0.4163.9002/8 =0.791kNm M: 幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kNm) 采用 SW+0.5SE 组合 M=Mw+0.5ME =0.532+0.50.791 =0.928kNm =927810.000Nmm 2 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/(xWnx)+My/(yWny)fs=215.0N/mm (拉弯构件) (GB 50017-2003 5.2.1) B: 幕墙分格宽: 1.000m 2

7、GAk: 幕墙自重: 800N/m 幕墙自重线荷载: Gk=800B/1000 =8001.000/1000 =0.800kN/m Nk: 立柱受力: Nk=GkL =0.8003.900 =3.120kN N: 立柱受力设计值: rG: 结构自重分项系数: 1.2 N=1.2Nk =1.23.120 =3.744kN =3744.000N : 立柱计算强度(N/mm2)(立柱为拉弯构件) =N/An+Mx/(xWnx)+My/(yWny) (GB 50017-2003 5.2.1) =N/An+Mx/(xWnx) =3744.000/140000.000+927810.000/(1.0534

8、730.000) =25.470N/mm2 25.470N/mm2 f =215.0N/mm2 s 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: 3.900m 4 df=5qWkHsjcg 1000/(3842.1Ix)=1.652mm Du=df/(L1000) =1.652/(3.9001000) =1/2360 1/2360 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:

9、立柱计算跨度, 3.900m B: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=WkBHsjcg1000 =0.2001.0003.9001000 =780.0N 连接处风荷载设计值(N) : N1w=1.4N1wk =1.4780.0 =1092.0N 地震作用计算 N1Ek: 连接处地震作用(N): N1Ek=qEAkBHsjcg1000 =0.3201.0003.9001000 =1248.0N N1E: 连接处地震作用设计值(N): N1E=1.3N1Ek =1.31248.0 =1622.4N 连接处总合

10、力计算 N1: 连接处水平总力(N): N1=N1w+0.5N1E =1092.0+0.51622.4 =1903.2N N2k: 连接处自重总值(N): N2k=800BHsjcg =8001.0003.900 =3120.0N N2: 连接处自重总值设计值(N): N2=1.2N2k =1.23120.0 =3744.0N 取法向力设设计值 N:1903 N，剪力设计值 V:3744 N 石材龙骨距剪力墙 1250mm，转接件采用 F100x50x5 钢方通，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

11、比为 0.267，斜撑的应力比为 0.203，均小于 1.0，所以强度满足要求！ 支座反力 转接件为 F100x50x5 钢方通，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： N + M= 10600 + 420000 = 23.2MPa o =AW109930883254 t = 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/(

12、xWnx)+My/(yWny)fs=215.0 (GB 50017-2003 4.1.1) 横梁上分格高: 0.600m 横梁下分格高: 0.600m H横梁受荷单元高(应为上下分格高之和的一半): 0.600m l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(kNm) 2 GAk: 横梁自重,800N/m Gk: 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: 0.600m Gk=800H/1000 =8000.600/1000 =0.480kN/m G: 横梁自重荷载线分布均布荷载设计值(

13、kN/m) G=1.2Gk =1.20.480 =0.576kN/m N2k:横梁自重荷载标准值(kN) N2k=Gkl =0.4801.000 =0.480KN N2:横梁自重荷载设计值(kN) N2=Gl =0.5761.000 =0.576KN My: 横梁在自重荷载作用下的弯矩(kNm) x:支撑点到横梁端点距离,150mm My=N2(x/1000)/2 =0.576(150.000/1000)/2 =0.043kNm (2)横梁在风荷载作用下的弯矩(kNm) Nxw: 风荷载作用下横梁集中力标准值（集中分布）: Nxw=WkHB(1-H/B/2)/2 =0.2000.6001.00

14、0(1-0.600/(1.0002)/2 =0.042kN Nw: 风荷载作用下横梁集中力设计值: Nw=1.4Nxw =1.40.042kN =0.059kN x:支撑点到横梁端点距离,150mm Mxw: 横梁在风荷载作用下的弯矩(kNm) Mxw=Nw(x/1000) =0.059(150.000/1000) =0.009kNm =8820.000Nmm (3)地震作用下横梁弯矩 qEAk: 横梁平面外地震作用: E: 动力放大系数: 5 max: 地震影响系数最大值: 0.080 2 GAk: 幕墙构件自重: 800 N/m qEAk=5max 800/1000 =50.080 800

15、/1000 =0.320kN/m2 qex: 水平地震作用最大集度标准值 B: 幕墙分格宽: 1.000m 水平地震作用下横梁集中力标准值 Qex=qEAkHB(1-H/B/2)/2 =0.3200.6001.000(1-0.600/(1.0002)/2 =0.067kN 水平地震作用下横梁集中力设计值 QE=1.3Qex =1.30.067kN =0.087kN MxE: 地震作用下横梁弯矩: MxE=QE(x/1000) =0.087(150.000/1000) =0.013kNm =13104.000Nmm (4)横梁强度: : 横梁计算强度(N/mm2): 采用 SG+SW+0.5SE

16、 组合 Mx:横梁同一截面处绕 x 轴的弯矩:Mx=SW+0.5SE=8820.000+0.513104.000=15372.000Nmm My:横梁同一截面处绕 y 轴的弯矩:My=43200.000Nmm 3 Wnx: 对 x 轴的净截面模量: 3130.000mm 3 Wny: 对 y 轴的净截面模量: 3130.000mm 截面塑性发展系数: x=1.00 截面塑性发展系数: y=1.00 =Mx/(xWnx)+My/(yWny) =15372.000/(1.003130.000)+43200.000/(1.003130.000) 18.713N/mm2 f =215.0N/mm2 s 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+0.5QE)1000 =(0.059+0.50.087)1000 =102.480N 连接部位竖向荷载计算 Gk: 横梁自重线荷载(N/m): Gk=800H =8000.600 =480.000N/m G:横梁自重线荷载设计值(N/m) G=1.2Gk =1.2480.000 =576.000N/m N2: 自重荷载(N): N2=GB/2 =576.0001.000/2