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qEAk)--水平地震作用标准值
釫---动力放大系数,按5.0取定
醡ax)--水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定:
6度:
醡ax=0.04
7度:
醡ax=0.08
8度:
醡ax=0.16
9度:
醡ax=0.32
xx设防烈度为6度,故取醡ax=0.040
GAK---幕墙构件的自重(N/m^2)
(4).荷载组合:
水平荷载标准值:
qk=Wk+0.6qEAk
水平荷载设计值:
q=1.4Wk+0.6×
1.3qEAk
荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用:
A、承载力计算时:
重力荷载:
1.2
风荷载:
1.4
地震作用:
1.3
B、挠度和变形计算时:
1.0
1.0
荷载和作用效应组合的组合系数,按以下规定采用:
第一个可变荷载按1.0取用
第二个可变荷载按0.6取用
一、风荷载计算
1、标高为17.250处风荷载计算
(1).风荷载标准值计算:
Wk:
作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m^2)
靭:
17.250m高处风压高度变化系数(按B类区计算):
(GBJ9-876.2.1)
靭=(Z/10)^0.32=1.191
Wk=鈠嘴z嘴s譝0(JGJ102-965.2.2)
=2.25_1.191_1.5_0.650
=2.612kN/m^2
(2).风荷载设计值:
W:
风荷载设计值:
kN/m^2
rw:
风荷载作用效应的分项系数:
1.4
按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-965.1.6条规定采用
W=rw×
Wk=1.4×
2.612=3.657kN/m^2
2、标高为15.250处风荷载计算
15.250m高处风压高度变化系数(按B类区计算):
靭=(Z/10)^0.32=1.145
=2.25_1.145_1.5_0.650
=2.511kN/m^2
2.511=3.515kN/m^2
二、板强度校核:
石材校核:
(第1处)
1.石材强度校核
校核依据:
蟆躘骫=3.600N/mm^2
a:
短边长度:
0.600m
b:
长边长度:
0.900m
t:
石材厚度:
30.0mm
m1:
四角支承板弯矩系数,按短边与长边的边长比(a/b=0.667)
查表得:
0.034
风荷载标准值:
2.612kN/m^2
垂直于平面的分布水平地震作用:
qEAk):
垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(kN/m^2)
qEAk=5×
0.040×
600.000/1000
=0.072kN/m^2
荷载组合设计值为:
Sz=1.4×
Wk+1.3×
0.6×
qEAk
=3.713kN/m^2
应力设计值为:
_=6譵1譙z譩^2_10^3/t^2
=6_0.034_3.713_0.900^2_10^3/30.0^2
=0.684N/mm^2
0.684N/mm^2≤3.600N/mm^2强度可以满足要求
2.石材剪应力校核
校核依据:
鬽ax≤[鬩
_:
石板中产生的剪应力设计值(N/mm^2)
n:
一个连接边上的挂钩数量:
4
石板厚度:
d:
槽宽:
6.0mm
s:
槽底总长度:
100.0mm
系数,取1.30
对边开槽
_=Sz譨譩租_1000/[n_(t-d)譻]
=0.136N/mm^2
0.136N/mm^2≤1.800N/mm^2
石材抗剪强度可以满足
3.挂钩剪应力校核
挂钩剪应力设计值(N/mm^2)
Ap:
挂钩截面面积:
19.600mm^2
_=Sz譨譩租_1000/(2譶譇p)
=16.623N/mm^2
16.623N/mm^2≤125.000N/mm^2
挂板抗剪强度可以满足
三、幕墙立柱计算:
幕墙立柱计算:
幕墙立柱按简支梁力学模型进行设计计算:
1.选料:
(1)风荷载线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)
qw:
风荷载线分布最大荷载集度设计值(kN/m)
2.511kN/m^2
B:
幕墙分格宽:
0.685m
qw=1.4×
Wk×
B
=1.4×
2.511×
0.685
=2.408kN/m
(2)立柱弯矩:
Mw:
风荷载作用下立柱弯矩(kN·
m)
风荷载线分布最大荷载集度设计值:
2.408(kN/m)
Hsjcg:
立柱计算跨度:
4.100m
Mw=qw×
Hsjcg^2/8
=2.408×
4.100^2/8
=5.060kN·
m
qEA:
地震作用设计值(KN/M^2):
GAk:
幕墙构件(包括板块和铝框)的平均自重:
650N/m^2
垂直于幕墙平面的分布水平地震作用:
650.000/1000
=0.130kN/m^2
鉋:
幕墙地震作用分项系数:
qEA=1.3×
qEAk)
=1.3×
0.130
=0.169kN/m^2
qE:
水平地震作用线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)
qE=qEA×
=0.169×
=0.116kN/m
ME:
地震作用下立柱弯矩(kN·
m):
ME=qE×
=0.116×
=0.243kN·
M:
幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kN·
采用Sw+0.6SE组合
M=Mw+0.6×
ME
=5.060+0.6×
0.243
=5.206kN·
(3)W:
立柱抗弯矩预选值(cm^3)
W=M×
10^3/1.05/215.0
=5.206×
=58.883cm^3
qwk:
风荷载线分布最大荷载集度标准值(kN/m)
qwk=Wk×
=2.511×
=1.720kN/m
qEk:
水平地震作用线分布最大荷载集度标准值(kN/m)
qEk=0.130×
=0.089kN/m
(4)I1,I2:
立柱惯性矩预选值(cm^4)
I1=900×
(qwk+0.6×
qEk)×
Hsjcg^3/384/2.1
=900×
(1.720+0.6×
0.089)×
4.100^3/384/2.1
=136.416cm^4
I2=5000×
Hsjcg^4/384/2.1/20
=5000×
4.100^4/384/2.1/20
=155.363cm^4
选定立柱惯性矩应大于:
155.363cm^4
2.选用立柱型材的截面特性:
选用型材号:
XC1\120-60-4
型材强度设计值:
215.000N/mm^2
型材弹性模量:
E=2.1×
10^5N/mm^2
X轴惯性矩:
Ix=255.184cm^4
Y轴惯性矩:
Iy=84.920cm^4
X轴抵抗矩:
Wx1=42.531cm^3
Wx2=42.531cm^3
型材截面积:
A=13.774cm^2
型材计算校核处壁厚:
t=3.000mm
型材截面面积矩:
Ss=27.193cm^3
塑性发展系数:
_=1.05
3.幕墙立柱的强度计算:
N/A+M/_/W≤fa=215.0N/mm^2(拉弯构件)(JGJ102-965.5.3)
幕墙自重:
幕墙自重线荷载:
Gk=650×
Wfg/1000
=650×
0.685/1000
=0.445kN/m
Nk:
立柱受力:
Nk=Gk×
Hsjcg
=0.445×
4.100
=1.826kN
N:
立柱受力设计值:
rG:
结构自重分项系数:
N=1.2×
Nk
=1.2×
1.826
=2.191kN
立柱计算强度(N/mm^2)(立柱为拉弯构件)
2.191kN
A:
立柱型材截面积:
13.774cm^2
立柱弯矩:
5.206kN·
Wx2:
立柱截面抗弯矩:
42.531cm^3
1.05
_=N_10/A+M_10^3/1.05/Wx2
=2.191_10/13.774+5.206_10^3/1.05/42.531
=118.165N/mm^2
118.165N/mm^2≤fa=215.0N/mm^2
立柱强度可以满足
4.幕墙立柱的刚度计算:
Umax≤[U]=15mm且Umax≤L/300
Umax:
立柱最大挠度
Umax=5×
(qWk+0.6×
Hsjcg^4×
1000/384/2.1/Ix
立柱最大挠度Umax为:
12.413mm≤15mm
Du:
立柱挠度与立柱计算跨度比值:
Du=U/Hsjcg/1000
=12.413/4.100/1000
=0.003≤1/300
挠度可以满足要求
5.立柱抗剪计算:
鬽ax≤[鬩=125.0N/mm^2
(1)Qwk:
风荷载作用下剪力标准值(kN)
Qwk=Wk×
Hsjcg×
B/2
4.100×
0.685/2
=3.526kN
(2)Qw:
风荷载作用下剪力设计值(kN)
Qw=1.4×
Qwk
3.526
=4.937kN
(3)QEk:
地震作用下剪力标准值(kN)
QEk=qEAk×
=0.130×
=0.183kN
(4)QE:
地震作用下剪力设计值(kN)
QE=1.3×
QEk
0.183
=0.237kN
(5)Q:
立柱所受剪力:
采用Qw+0.6QE组合
Q=Qw+0.6×
QE
=4.937+0.6×
0.237
=5.079kN
(6)立柱剪应力:
立柱剪应力:
Ss:
立柱型材截面面积矩:
27.193cm^3
Ix:
立柱型材截面惯性矩:
255.184cm^4
立柱壁厚:
3.000mm
_=Q譙s_100/Ix/t
=5.079_27.193_100/255.184/3.000
=18.040N/mm^2
18.040N/mm^2≤125.0N/mm^2
立柱抗剪强度可以满足
四、立梃与主结构连接
立梃与主结构连接:
Lct2:
连接处钢角码壁厚:
7.000mm
D2:
连接螺栓直径:
12.000mm
D0:
10.360mm
采用SG+SW+0.6SE组合
N1wk:
连接处风荷载总值(N):
N1wk=Wk×
B×
1000
0.685×
=7052.144N
连接处风荷载设计值(N):
N1w=1.4×
N1wk
7052.144
=9873.001N
N1Ek:
连接处地震作用(N):
N1Ek=qEAk×
=365.105N
N1E:
连接处地震作用设计值(N):
N1E=1.3×
N1Ek
365.105
=474.637N
N1:
连接处水平总力(N):
N1=N1w+0.6×
N1E
=9873.001+0.6×
474.637
=10157.783N
N2:
连接处自重总值设计值(N):
N2k=650×
=1825.525N
N2=1.2×
N2k
1825.525
=2190.630N
连接处总合力(N):
N=(N1^2+N2^2)^0.5
=(10157.783^2+2190.630^2)^0.5
=10391.314N
Nvb:
螺栓的承载能力:
Nv:
连接处剪切面数:
2
Nvb=2×
3.14×
D0^2×
130/4(GBJ17-887.2.1-1)
=2×
10.360^2×
130/4
=21905.971N
Num1:
立梃与建筑物主结构连接的螺栓个数:
Num1=N/Nvb
=10391.314/21905.971
=0.474个
取2个
Ncbl:
立梃型材壁抗承压能力(N):
立梃壁厚:
Ncbl=D2×
2×
120×
t×
Num1(GBJ17-887.2.1)
=12.000×
3.000×
2.000
=17280.000N
17280.000N≥10391.314N
强度可以满足
Ncbg:
钢角码型材壁抗承压能力(N):
Ncbg=D2×
267×
Lct2×
7.000×
=89712.000N
89712.000N≥10391.314N
五、幕墙预埋件总截面面积计算
幕墙预埋件计算:
本工程预埋件受拉力和剪力
V:
剪力设计值:
V=N2
法向力设计值:
N=N1
弯矩设计值(N·
mm):
e2:
螺孔中心与锚板边缘距离:
60.000mm
M=V×
e2
=2190.630×
60.000
=131437.800N·
锚筋根数:
4根
锚筋层数:
2层
Kr:
锚筋层数影响系数:
1.000
关于混凝土:
混凝土标号C30
混凝土强度设计值:
fc=15.000N/mm^2
按现行国家标准≤混凝土结构设计规范≥GBJ10采用。
选用二级锚筋
锚筋强度设计值:
fy=310.000N/mm^2
钢筋直径:
_12.000mm
醰:
钢筋受剪承载力系数:
醰=(4-0.08譫)_(fc/fy)^0.5(JGJ102-965.7.10-5)
=(4-0.08_12.000)_(15.000/310.000)^0.5
=0.669
锚板厚度:
10.000mm
醔:
锚板弯曲变形折减系数:
醔=0.6+0.25譼/d(JGJ102-965.7.10-6)
=0.6+0.25_10.000/12.000
=0.808
Z:
外层钢筋中心线距离:
180.000mm
As:
锚筋实际总截面积:
As=Num1×
d^2/4
=4.000×
=452.160mm^2
锚筋总截面积计算值:
As1=(V/Kv+N/0.8/Kb+M/1.3/Kr/Kb/Z)/fy(JGJ102-965.7.10-1)
=63.480mm^2
As2=(N/0.8/Kb+M/0.4/Kr/Kb/Z)/fy(JGJ102-965.7.10-2)
=57.956mm^2
63.480mm^2≤452.160mm^2
57.956mm^2≤452.160mm^2
4根_12.000锚筋可以满足要求
A:
锚板面积:
60000.000mm^2
0.5fcA=450000.000N
N=10157.783N≤0.5fcA
锚板尺寸可以满足要求
六、幕墙预埋件焊缝计算
幕墙预埋件焊缝计算:
Hf:
焊缝厚度8.000
L:
焊缝长度70.000
髆:
弯矩引起的应力
髆=6譓/(2議e譴w^2_1.22)(GBJ17-887.1.2)
=16.032N/mm^2
髇:
法向力引起的应力
髇=N/(2議e譒w_1.22)(GBJ17-887.1.2)
=12.390N/mm^2
剪应力
_=V/(2譎f譒w)(GBJ17-887.1.2)
=2.282N/mm^2
总应力
_=((髆+髇)^2+鬪2)^0.5(GBJ17-887.1.2-3)
=28.514
28.514N/mm^2≤160N/mm^2
焊缝强度可以满足!
七、幕墙立柱计算:
(第2处)
1.406m
1.406
=4.943kN/m
4.943(kN/m)
3.100m
=4.943×
3.100^2/8
=5.937kN·
=0.238kN/m
=0.238×
=0.285kN·
=5.937+0.6×
0.285
=6.109kN·
=6.109×
=69.094cm^3
=3.530kN/m
qEk=qEAk)
=0.183kN/m
(3.530+0.6×
0.183)×
3.100^3/384/2.1
=121.030cm^4
I2=50
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