艺术学院化学螺栓计算书 2.docx
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艺术学院化学螺栓计算书2
艺术职业学院铝合金门窗安装工程建筑埋件系统
设计计算书
设计：
校对：
审核：
批准：
河北新华幕墙有限公司
二〇一三年十月二十五日
目录
1计算引用的规范、标准及资料1
2幕墙埋件计算（粘结型化学锚栓）1
2.1埋件受力基本参数1
2.2锚栓群中承受拉力最大锚栓的拉力计算1
2.3群锚受剪内力计算2
2.4锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力计算2
2.5锚栓或植筋钢材受剪破坏承载力计算3
2.6拉剪复合受力承载力计算3
3附录常用材料的力学及其它物理性能4
幕墙后锚固计算
11计算引用的规范、标准及资料
《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003
《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001
《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004
《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》JG160-2004
12幕墙埋件计算（粘结型化学锚栓）
12.1埋件受力基本参数
V=2415N
N=6806N
M=241500N·mm
选用锚栓：
化学锚栓,M12×100/60；
12.2锚栓群中承受拉力最大锚栓的拉力计算
按5.2.2[JGJ145-2004]规定，在轴心拉力和弯矩共同作用下（下图所示），进行弹性分析时，受力最大锚栓的拉力设计值应按下列规定计算：
1：
当N/n-My1/Σyi2≥0时：
Nsdh=N/n+My1/Σyi2
2：
当N/n-My1/Σyi2<0时：
Nsdh=（NL+M）y1//Σyi/2
在上面公式中：
M：
弯矩设计值；
Nsdh：
群锚中受拉力最大锚栓的拉力设计值；
y1，yi：
锚栓1及i至群锚形心轴的垂直距离；
y1/，yi/：
锚栓1及i至受压一侧最外排锚栓的垂直距离；
L：
轴力N作用点至受压一侧最外排锚栓的垂直距离；
在本例中：
N/n-My1/Σyi2
=6806/4-241500×60/14400
=695.25
因为：
695.25≥0
所以：
Nsdh=N/n+My1/Σyi2=2707.75N
按JGJ102-2003的5.5.7中第七条规定，这里的Nsdh再乘以2就是现场实际拉拔应该达到的值。
12.3群锚受剪内力计算
按5.3.1[JGJ145-2004]规定，当边距c≥10hef时，所有锚栓均匀分摊剪切荷载；
当边距c<10hef时，部分锚栓分摊剪切荷载；
其中：
hef：
锚栓的有效锚固深度；
c：
锚栓与混凝土基材之间的距离；
本例中：
c=100mm<10hef=1000mm
所以部分螺栓受剪，承受剪力最大锚栓所受剪力设计值为：
Vsdh=V/m=1207.5N
12.4锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力计算
NRd,s=kNRk,s/γRS,N6.1.2-1[JGJ145-2004]
NRk,s=Asfstk6.1.2-2[JGJ145-2004]
上面公式中：
NRd,s：
锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力设计值；
NRk,s：
锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力标准值；
k：
地震作用下锚固承载力降低系数，按表7.0.5[JGJ145-2004]选取；
As：
锚栓或植筋应力截面面积；
fstk：
锚栓或植筋极限抗拉强度标准值；
γRS,N：
锚栓或植筋钢材受拉破坏承载力分项系数；
NRk,s=Asfstk
=84.3×700
=59010N
γRS,N=1.2fstk/fyk≥1.4表4.2.6[JGJ145-2004]
fyk：
锚栓屈服强度标准值；
γRS,N=1.2fstk/fyk
=1.2×700/450
=1.867
取：
γRS,N=1.867
NRd,s=kNRk,s/γRS,N
=1×59010/1.867
=31606.856N≥Nsdh=2707.75N
锚栓或植筋钢材受拉破坏承载力满足设计要求！
12.5锚栓或植筋钢材受剪破坏承载力计算
VRd,s=kVRk,s/γRs,V6.2.2-1[JGJ145-2004]
其中：
VRd,s：
钢材或植筋破坏时的受剪承载力设计值；
VRk,s：
钢材或植筋破坏时的受剪承载力标准值；
k：
地震作用下锚固承载力降低系数，按表7.0.5[JGJ145-2004]选取；
γRs,V：
钢材或植筋破坏时的受剪承载力分项系数，按表4.2.6[JGJ145-2004]选用：
γRs,V=1.2fstk/fyk表4.2.6[JGJ145-2004]
按规范，该系数要求不小于1.25、fstk≤800MPa、fyk/fstk≤0.8；
对本例，
γRs,V=1.2fstk/fyk表4.2.6[JGJ145-2004]
=1.2×700/450
=1.867
实际选取γRs,V=1.867；
VRk,s=0.5Asfstk6.2.2-2[JGJ145-2004]
=0.5×84.3×700
=29505N
VRd,s=kVRk,s/γRs,V
=1×29505/1.867
=15803.428N≥Vsdh=1207.5N
所以，锚栓或植筋钢材受剪破坏承载力满足设计要求！
12.6拉剪复合受力承载力计算
钢材破坏时要求：
（NSdh/NRd,s）2+（VSdh/VRd,s）2≤16.3.1[JGJ145-2004]
代入上面计算得到的参数计算如下：
（NSdh/NRd,s）2+（VSdh/VRd,s）2
=（2707.75/31606.856）2+（1207.5/15803.428）2
=0.013≤1.0
所以，该处计算满足设计要求！
13
附录常用材料的力学及其它物理性能
一、玻璃的强度设计值fg（MPa）
JGJ102-2003表5.2.1
种类
厚度（mm）
大面
侧面
普通玻璃
5
28.0
19.5
浮法玻璃
5～12
28.0
19.5
15～19
24.0
17.0
≥20
20.0
14.0
钢化玻璃
5～12
84.0
58.8
15～19
72.0
50.4
≥20
59.0
41.3
二、长期荷载作用下玻璃的强度设计值fg（MPa）
JGJ113-2009表4.1.9
种类
厚度（mm）
大面
侧面
平板玻璃
5～12
9
6
15～19
7
5
≥20
6
4
半钢化玻璃
5～12
28
20
15～19
24
17
≥20
20
14
半钢化玻璃
5～12
42
30
15～19
36
26
≥20
30
21
三、铝合金型材的强度设计值（MPa）
GB50429-2007表4.3.4
铝合金牌号
状态
厚度
强度设计值
（mm）
抗拉、抗压
抗剪
6061
T4
不区分
90
55
T6
不区分
200
115
6063
T5
不区分
90
55
T6
不区分
150
85
6063A
T5
≤10
135
75
T6
≤10
160
90
四、钢材的强度设计值（1-热轧钢材）fs（MPa）
JGJ102-2003表5.2.3
钢材牌号
厚度或直径d（mm）
抗拉、抗压、抗弯
抗剪
端面承压
Q235
d≤16
215
125
325
Q345
d≤16
310
180
400
五、钢材的强度设计值（2-冷弯薄壁型钢）fs（MPa）
GB50018-2002表4.2.1
钢材牌号
抗拉、抗压、抗弯
抗剪
端面承压
Q235
205
120
310
Q345
300
175
400
六、材料的弹性模量E（MPa）
JGJ102-2003表5.2.8、JGJ133-2001表5.3.9
材料
E
材料
E
玻璃
0.72×105
不锈钢绞线
1.2×105～1.5×105
铝合金、单层铝板
0.70×105
高强钢绞线
1.95×105
钢、不锈钢
2.06×105
钢丝绳
0.8×105～1.0×105
消除应力的高强钢丝
2.05×105
花岗石板
0.8×105
蜂窝铝板10mm
0.35×105
铝塑复合板4mm
0.2×105
蜂窝铝板15mm
0.27×105
铝塑复合板6mm
0.3×105
蜂窝铝板20mm
0.21×105
七、材料的泊松比υ
JGJ102-2003表5.2.9、JGJ133-2001表5.3.10、GB50429-2007表4.3.7
材料
υ
材料
υ
玻璃
0.2
钢、不锈钢
0.3
铝合金
0.3（按GB50429）
高强钢丝、钢绞线
0.3
铝塑复合板
0.25
蜂窝铝板
0.25
花岗岩
0.125
八、材料的膨胀系数α（1/℃）
JGJ102-2003表5.2.10、JGJ133-2001表5.3.11、GB50429-2007表4.3.7
材料
α
材料
α
玻璃
0.8×10-5～1.0×10-5
不锈钢板
1.80×10-5
铝合金、单层铝板
2.3×10-5（按GB50429）
混凝土
1.00×10-5
钢材
1.20×10-5
砖砌体
0.50×10-5
铝塑复合板
≤4.0×10-5
蜂窝铝板
2.4×10-5
花岗岩
0.8×10-5
九、材料的重力密度γg（KN/m3）
JGJ102-2003表5.3.1、GB50429-2007表4.3.7
材料
γg
材料
γg
普通玻璃、夹层玻璃
钢化、半钢化玻璃
25．6
矿棉
1.2～1.5
玻璃棉
0.5～1.0
钢材
78．5
岩棉
0.5～2.5
铝合金
2700kg/m3（按GB50429）
一十、板材单位面积重力标准值（MPa）
JGJ133-2001表5.2.2
板材
厚度
（mm）
qk
（N/m2）
板材
厚度
（mm）
qk
（N/m2）
单层铝板
2.5
3.0
4.0
67.5
81.0
112.0
不锈钢板
1.5
2.0
2.5
3.0
117.8
157.0
196.3
235.5
铝塑复合板
4.0
6.0
55.0
73.6
蜂窝铝板（铝箔芯）
10.0
15.0
20.0
53.0
70.0
74.0
花岗石板
20.0
25.0
30.0
500～560
625～700
750～840
一十一、螺栓连接的强度设计值一（MPa）
JGJ102-2003表B.0.1-1
螺栓的性能等级锚栓和构件钢材的牌号
普通螺栓
锚栓
承压型连接高强度螺栓
C级螺栓
A、B级螺栓
抗拉
抗剪
承压
抗拉
抗剪
承压
抗拉
抗拉
抗剪
承压
ftb
fvb
fcb
ftb
fvb
fcb
ftb
ftb
fvb
fcb
普通螺栓
4.6、4.8级
170
140
-
-
-
-
-
-
-
-
5.6级
-
-
-
210
190
-
-
-
-
-
8.8级
-
-
-
400
320
-
-
-
-
-
锚栓
Q235钢
-
-
-
-
-
-
140
-
-
-
Q345钢
-
-
-
-
-
-
180
-
-
-
承压型连接高强度螺栓
8.8级
-
-
-
-
-
-
-
400
250
-
10.9级
-
-
-
-
-
-
-
500
310
-
构件
Q235钢
-
-
305
-
-
405
-
-
-
470
Q345钢
-
-
385
-
-
510
-
-
-
590
Q390钢
-
-
400
-
-
530
-
-
-
615
一十二、螺栓连接的强度设计值二（MPa）
GB50429-2007表4.3.5-1
螺栓的材料、性能等级和构件铝合金牌号
普通螺栓
铝合金
不锈钢
钢
抗拉
ftv
抗剪
fvb
承压
fcb
抗拉
ftv
抗剪
fvb
承压
fcb
抗拉
ftv
抗剪
fvb
承压
fcb
普通螺栓
铝合金
2B11
170
160
—
—
—
—
—
—
—
2A90
150
145
—
—
—
—
—
—
—
不锈钢
A2-50、A4-50
—
—
—
200
190
—
—
—
—
A2-70、A4-70
—
—
—
280
265
—
—
—
—
钢
4.6、4.8级
—
—
—
—
—
—
170
140
—
构件
6061-T4
—
—
210
—
—
210
—
—
210
6061-T6
—
—
305
—
—
305
—
—
305
6063-T5
—
—
185
—
—
185
—
—
185
6063-T6
—
—
240
—
—
240
—
—
240
6063A-T5
—
—
220
—
—
220
—
—
220
6063A-T6
—
—
255
—
—
255
—
—
255
5083-O/F/H112
—
—
315
—
—
315
—
—
315
一十三、焊缝的强度设计值（MPa）
JGJ102-2003表B.0.1-3
焊接方法和焊条型号
构件钢材
对接焊缝
角焊缝
牌号
厚度或直径
d（mm）
抗压fcw
抗拉和抗弯受拉ftw
抗剪
fvw
抗拉、
抗压和
一级、二级
三级
抗剪ffw
自动焊、半自动焊和E43型焊条的手工焊
Q235钢
d≤16
215
215
185
125
160
16＜d≤40
205
205
175
120
160
40＜d≤60
200
200
170
115
160
自动焊、半自动焊和E50型焊条的手工焊
Q345钢
d≤16
310
310
265
180
200
16＜d≤35
295
295
250
170
200
35＜d≤50
265
265
225
155
200
自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊
Q390钢
d≤16
350
350
300
205
220
16＜d≤35
335
335
285
190
220
35＜d≤50
315
315
270
180
220
自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊
Q420钢
d≤16
380
380
320
220
220
16＜d≤35
360
360
305
210
220
35＜d≤50
240
240
290
195
220
一十四、不锈钢螺栓连接的强度设计值（MPa）
JGJ102-2003表B.0.3
类别
组别
性能等级
σb
抗拉
抗剪
A（奥氏体）
A1、A2
50
500
230
175
A3、A4
70
700
320
245
A5
80
800
370
280
C（马氏体）
C1
50
500
230
175
70
700
320
245
100
1000
460
350
C3
80
800
370
280
C4
50
500
230
175
70
700
320
245
F（铁素体）
F1
45
450
210
160
60
600
275
210
一十五、楼层弹性层间位移角限值
GB/T21086-2007表20
建筑高度
结构类型
建筑高度H（m）
H≤150
150＜H≤250
H＞250
框架
1/550
—
—
板柱-剪力墙
1/800
—
—
框架-剪力墙、框架-核心筒
1/800
线性插值
筒中筒
1/1000
线性插值
1/500
剪力墙
1/1000
线性插值
框支层
1/1000
—
—
多、高层钢结构
1/250（GB50011-2010）
一十六、部分单层铝合板强度设计值（MPa）
JGJ133-2001表5.3.2
牌号
试样状态
厚度（mm）
抗拉强度fta1
抗剪强度fva1
2A11
T42
0.5～2.9
129.5
75.1
＞2.9～10.0
136.5
79.2
2A12
T42
0.5～2.9
171.5
99.5
＞2.9～10.0
185.5
107.6
7A04
T62
0.5～2.9
273.0
158.4
＞2.9～10.0
287.0
166.5
7A09
T62
0.5～2.9
273.0
158.4
＞2.9～10.0
287.0
166.5
上海规范表3.2.9【DGJ08-56-2012】
牌号
状态
规定非比例延伸应力δp0.2
抗拉强度fta1
抗剪强度fva1
1060
H14、H24
70
54
32
1050
H14、H24
75
58
34
1100
H14、H24
95
74
43
3003
H14
125
97
56
3003
H24
115
89
52
3004
O
60
47
27
5005
H14
120
93
54
H24、H34
110
86
50
5052
O
65
50
29
一十七、铝塑复合板强度设计值（MPa）
JGJ133-2001表5.3.3
板厚t（mm）
抗拉强度fta2
抗剪强度fva2
4
70
20
一十八、蜂窝铝板强度设计值（MPa）
JGJ133-2001表5.3.4
板厚t（mm）
抗拉强度fta3
抗剪强度fva3
20
10.5
1.4
一十九、不锈钢板强度设计值（MPa）
JGJ133-2001表5.3.5
序号
屈服强度标准值σ0.2
抗弯、抗拉强度fts1
抗剪强度fvs1
1
170
154
120
2
200
180
140
3
220
200
155
4
250
226
176
升级会员 