石材幕墙工程设计计算书Word下载.docx

1、7.0N/mm2 石材抗弯强度设计值：3.90N/mm2 石材抗剪强度设计值：1.90N/mm2 校核依据：=3.900N/mm2 Ao: 石板短边长：0.550m Bo: 石板长边长：1.15m a: 计算石板抗弯所用短边长度: 0.550m b: 计算石板抗弯所用长边长度: 1.150m t: 石材厚度: 30.0mm GAK:石板自重=780.00N/m2 m1: 四角支承板弯矩系数, 按短边与长边的边长比（a/b=0.478） 查表得: 0.1303 Wk: 1.000kN/m2 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/m2） qEAk=5

2、maxGAK =50.040780.000/1000 =0.156N/m2 荷载组合设计值为： Sz=1.4Wk+1.30.5qEAk =1.504kN/m2 应力设计值为： =6m1Szb2103/t2 =60.13031.5040.47852103/30.02 =0.302N/mm2 0.302N/mm23.900N/mm2 强度可以满足要求 3.石材剪应力校核 校核依据: max :石板中产生的剪应力设计值（N/mm2） n:一个连接边上的挂钩数量: 2石板厚度: d:槽宽: 7.0mm s:槽底总长度: 60.0mm :系数,取1.25 对边开槽 =SzAoBo1000/n（t-d）s

3、 =0.327/mm2 0.327N/mm21.900N/mm2 石材抗剪强度可以满足 4.挂钩剪应力校核挂钩剪应力设计值（N/mm2） Ap:挂钩截面面积: 19.600mm21000/（2nAp） =20.754N/mm2 20.754N/mm2125.000N/mm2 挂钩抗剪强度可以满足 五、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. 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） 1.400kN/m2 B: 幕墙分格宽: qw=WB =1.4001.150 =1.610 kN/m（2）地震荷载计算 qEA: 地震作用

4、设计值（KN/m2）: GAk: 幕墙构件（包括面板和框）的平均自重: 940N/m2 垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值: 垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值 （kN/m2）GAk940.000/1000 =0.188 kN/m2 E: 幕墙地震作用分项系数: 1.3 qEA=1.3 =1.30.188 =0.213 kN/m2 qE：水平地震作用均布线作用设计值（矩形分布） qE=qEA =0.213 =0.245 kN/m（3）立柱弯矩: Mw: 风荷载作用下立柱弯矩（kN.m） 风荷载均布线荷载设计值: 1.610（kN/m） Hsjcg: 立柱计算跨度: 3.600m Mw=

5、qwHsjcg2/8 =1.6103.6002/8 =2.608 kNm ME: 地震作用下立柱弯矩（kNm）: ME=qE =0.245 =0.397kN 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 =2.608+0.50.397 =2.806kN2. 选用立柱型材的截面特性: 立柱型材号:方钢8# 选用的立柱材料牌号:Q235 d=16 型材强度设计值: 抗拉、抗压215.000N/mm2 抗剪125.0N/mm2 型材弹性模量: E=2.10105N/mm2 X轴惯性矩: Ix=194.395cm4 Y轴惯性矩: Iy=30.35

6、5cm4 立柱型材在弯矩作用方向净截面抵抗矩: Wn=38.828cm3 立柱型材净截面积: An=12.163cm2 立柱型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度: LT_x=6.000mm 立柱型材计算剪应力处以上（或下）截面对中和轴的面积矩: Ss=22.823cm3 塑性发展系数: =1.053. 幕墙立柱的强度计算: N/An+M/（Wn）a=215.0N/mm2（拉弯构件）0.870m 幕墙自重: 幕墙自重线荷载: Gk=940B/1000 =9401.15/1000 =1.081kN/m Nk: 立柱受力: Nk=GkL =1.0813.600 =3.891kN N: 立柱受力设计值:

7、 rG: 结构自重分项系数: 1.2 N=1.2Nk =1.23.891 =4.670kN : 立柱计算强度（N/mm2）（立柱为拉弯构件） 4.670kN An: 立柱型材净截面面积: 11cm2 立柱弯矩: 2.850kN Wn: 立柱在弯矩作用方向净截面抵抗矩: 38.828cm3 : 1.05 =N10/An+M103/（1.05Wn） =4.67010/11+2.85038.828） =74.151N/mm2 74.151N/mm2 a=215.0N/mm2 立柱强度可以满足 4. 幕墙立柱的刚度计算: dfL/250 df: 立柱最大挠度 Du: 立柱最大挠度与其所在支承跨度（支点

8、间的距离）比值: L: df=5qWkHsjcg41000/（3842.1Ix）=6.161mm Du=U/（L1000） =6.161/（3.600 =1/584 1/584 1/250 挠度可以满足要求！5. 立柱抗剪计算: max=125.0N/mm2（1）Qwk: 风荷载作用下剪力标准值（kN） Qwk=WkHsjcgB/2 =1.0003.6001.150/2 =2.07kN（2）Qw: 风荷载作用下剪力设计值（kN） Qw=1.4Qwk =1.41.566 =2.1924kN（3）QEk: 地震作用下剪力标准值（kN） QEk=qEAk =0.2001.15/2 =0.414kN（

9、4）QE: 地震作用下剪力设计值（kN） QE=1.3QEk0.414 =0.538kN。（5）Q: 立柱所受剪力: 采用Qw+0.5QE组合 Q=Qw+0.5QE=2.898+0.50.538 =3.167kN（6）立柱剪应力: 立柱剪应力: Ss: 22.823cm3 Ix: 立柱型材截面惯性矩: 194.395cm4 =QSs100/（IxLT_x） =3.16722.823100/（194.3956.000） =6.167N/mm2 =6.167N/mm2 125.0N/mm2 立柱抗剪强度可以满足 六、立柱与主结构连接 Lct2: 连接处热轧钢角码壁厚: 6.0mm Jy: 连接处热

10、轧钢角码承压强度: 305.0N/mm2 D2: 连接螺栓公称直径: 12.0mm D0: 连接螺栓有效直径: 10.4mm 选择的立柱与主体结构连接螺栓为:不锈钢螺栓 C1组 50级 L_L:连接螺栓抗拉强度:230N/mm2 L_J:连接螺栓抗剪强度:175N/mm2 采用SG+SW+0.5SE组合 N1wk: 连接处风荷载总值（N）: N1wk=WkB10001.150 =4140.0N 连接处风荷载设计值（N） : N1w=1.4N1wk4140.0 =5796.0N N1Ek: 连接处地震作用（N）: N1Ek=qEAk =828.0N N1E: 连接处地震作用设计值（N）: N1E

11、=1.3N1Ek828.0 =1076.4N N1: 连接处水平总力（N）: N1=N1w+0.5N1E =5796.0+0.51076.4 =6334.2N N2: 连接处自重总值设计值（N）: N2k=1000Hsjcg =1000 N2=1.2N2k =4968.0N 连接处总合力（N）: N=（N12+N22）0.5 =（6334.2002+4968.0002）0.5 =8050.0N Nvb: 螺栓的受剪承载能力: Nv: 螺栓受剪面数目: Nvb=2D02L_J/4 =23.1410.3602175/4 =29488.8N 立柱型材种类: Q235 d 8050.0N Ncbl=7

12、0272.0N 强度可以满足 角码抗承压能力计算: 角码材料牌号:Q235钢 （ C级螺栓） 角码壁厚: 5.0mm 热轧钢角码承压强度: 305.000N/mm2 Ncbg: 钢角码型材壁抗承压能力（N）: Ncbg=D2JyLct2Num13055.0002.000 =73200.0N 73200.0N 五、幕墙后锚固连接设计计算 幕墙与主体结构连接采用后锚固技术。 本设计采用扩孔型锚栓作为后锚固连接件。 本计算主要依据混凝土结构后锚固技术规程JGJ 145-2004。 后锚固连接设计，应根据被连接结构类型、锚固连接受力性质及锚栓类型的不同，对其破坏型态加以控制。本设计只考虑锚栓钢材抗剪复

13、合破坏类型和混凝土破坏类型。并认为锚栓是群锚锚栓。 本工程锚栓受拉力和剪力 Vgsd: 总剪力设计值: Vgsd=N2 =4.968KN Ngsd: 总拉力设计值: Ngsd=N1 =6.334KN 弯矩设计值（Nmm）: e2: 螺孔中心与锚板边缘距离: 35.0mm M=Ve2/1000 =5.035.0/1000 =0.17388KN本设计的锚栓是在拉剪复合力的作用之下工作，所以拉剪复合受力下锚栓或植筋钢材破坏和混凝土破坏时的承载力，应按照下列公式计算：式中- 群锚中受力最大锚栓的拉力设计值；- 群锚受拉区总拉力设计值；- 群锚中受力最大锚栓的剪力设计值；- 群锚总剪力设计值；- 锚栓受

14、拉承载力设计值；- 锚栓受拉承载力标准值；- 锚栓受剪承载力设计值；- 锚栓受剪承载力标准值；- 混凝土锥体受拉破坏承载力设计值；- 混凝土锥体受拉破坏承载力标准值；- 混凝土楔形体受剪破坏承载力设计值；- 混凝土楔形体受剪破坏承载力标准值； Rs,N-锚栓钢材受拉破坏，锚固承载力分项系数=3.10； Rs,V-锚栓钢材受剪破坏，锚固承载力分项系数=3.10； Rc,N-混凝土锥体受拉破坏，锚固承载力分项系数=3.00； Rc,V-混凝土楔形体受剪破坏，锚固承载力分项系数=2.50； Rcp-混凝土剪撬受剪破坏，锚固承载力分项系数=2.50； Rsp-混凝土劈裂受拉破坏，锚固承载力分项系数=3

15、.00；锚栓的分布如下图所示：锚板：X=200.0mmY=220.0mm锚栓设置：s11=170.0mms21=130.0mm锚基边距：c22=200.0mmA.锚栓钢材受拉破坏承载力 h-混凝土基材厚度=250.0mm； 混凝土基材等级：强度等级C30； d-锚栓杆、螺杆外螺纹公称直径及钢筋直径=12.0mm； do-钻孔直径=12.0mm； df-锚板钻孔直径=14.0mm； h1-钻孔深度=90.00mm； hef-锚栓有效锚固深度=65.00mm； Tinst-安装扭矩=45.00N.m； fstk-锚栓极限抗拉强度标准值=500.00Mpa； As-锚栓应力截面面积=84.622mm

16、2； n-群锚锚栓个数=4；幕墙后锚固连接设计中的锚栓是在轴心拉力与弯矩共同作用下工作，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 当时2 当- 弯矩设计值（N.m）；- 锚栓1及i至群锚形心轴的垂直距离（mm）；- 锚栓1及i至受压一侧最外排锚栓的垂直距离（mm）；- 轴力N作用点至受压一侧最外排锚栓的垂直距离（mm）。则 Nhsd=2.095KN； NRk,s=Asfstk =42.311KN； NRd,s=NRk,s/Rs,N =13.670KN； NRd,s=Nhsd 锚栓钢材受拉破坏承载力满足要求！B.混凝土锥体受拉破坏承载力-开裂混凝土单根锚栓受拉，理想混凝土锥体破坏

17、时的受拉承载力标准值；-单根锚栓或群锚受拉，混凝土实有破坏锥体投影面面积；-间距边距很大时，单根锚栓受拉，理想混凝土锥体破坏锥体投影面面积；-边距c对受拉承载力的降低影响系数；-表层混凝土因密集配筋的剥离作用对受拉承载力的降低影响系数；-荷载偏心对受拉承载力的降低影响系数；-未裂混凝土对受拉承载力的提高系数； fcu,k-混凝土立方体抗压强度标准值=30.00； scr,N-混凝土锥体破坏情况下，无间距效应和边缘效应，确保每根锚栓受拉承载力标准值的临界间距=195.00； ccr,N-混凝土锥体破坏，无间距效应和边缘效应，确保每根锚栓受拉承载力标准值的临界边距=97.50； 由于是非开裂混凝土

18、 NoRk,c=10（fcu,k）0.5（hef）1.5=28.7032KN； Aoc,N=（scr,N）2=38025.00mm2； Ac,N=118625.00mm2； Mss,N=1.00； Msre,N=1.00； Msec,N=0.47； Msucr,N=1.40； NRk,c=58.905KN； NRd,c=NRk,c/Rc,N =19.635KN； NRd,c=Ngsd 混凝土锥体受拉破坏承载力满足要求！C.混凝土劈裂破坏承载力 NRd,sp-混凝土劈裂破坏受拉承载力设计值 NRk,sp-混凝土劈裂破坏受拉承载力标准值 NRk,c-进行混凝土劈裂破坏时的混凝土锥体破坏时的受拉承载

19、力标准值 Msh,sp-构件厚度h对劈裂承载力的影响系数 Msh,sp=（h/（2hef）2/3 混凝土劈裂破坏承载力满足要求！D.锚栓钢材受剪破坏承载力 本设计考虑纯剪无杠杆臂状态，锚栓受剪承载力标准值VRk,s按下式计算：则 Vhsd=1.242KN； VRk,s=0.5（d2/4） =21.156KN； VRd,s=VRk,s/Rs,V =6.835KN； VRd,s=Vhsd 锚栓钢材受剪破坏承载力满足要求！E.混凝土楔形体受剪破坏承载力-开裂混凝土，单根锚栓垂直构件边缘受剪，理想混凝土楔形体破坏时的受剪承载力标准值；-群锚受剪，混凝土破坏理想楔形体在侧向的投影面面积；-单根锚栓受剪，

20、在无平面剪力方向的边界影响构件厚度影响或相邻锚栓影响，混凝土破坏理想楔形体在侧向的投影面面积；-边距c2/c1对受剪承载力的降低影响系数；-边距与厚度比c/h对受剪承载力的提高影响系数；-剪力角度对受剪承载力的影响系数；对群锚受剪承载力的降低影响系数；-未裂混凝土及锚区配筋对受剪承载力的提高影响系数； dnom-锚栓外径=12.00mm； lf-剪切荷载下锚栓的有效长度=65.00mm； VoRk,c=0.45dnom0.5*（lf/dnom）0.2*fcu,k0.5*c11.5=11.524KN； Aoc,V=4.5c12=42778.13mm2； Ac,V=54660.94mm2； Mss

21、,v=0.90； Msh,v=1.06； Ms,v=1.00； Msec,v=0.81； Msucr,v=1.40； VRk,c=15.909KN； VRd,c=VRk,c/Rc,V =6.364KN； VRd,c=Vgsd 混凝土楔形体受剪破坏承载力满足要求！F.混凝土剪撬破坏承载力 VRd,cp-混凝土剪撬破坏时的受剪承载力设计值 VRk,cp-混凝土剪撬破坏时的受剪承载力标准值 K-锚固深度h_ef对V_rk_cp影响系数当hef=60mm时，取K2.0 VRk,cp=k =117.810KN； VRd,cp=VRk,cp/Rcp =47.124KN； VRd,cp 混凝土剪撬破坏承载力满足要求！G.拉剪复合受力承载力拉剪复合受力下，混凝土破坏时的承载力，应按照下列公式计算：（Nhsd/NRd,s）2+（Vhsd/VRd,s）2 =0.061 锚栓钢材能够满足要求！（Ngsd/NRd,c）1.5+（Vgsd/VRd,c）1.5 =0.873混凝土能够满足要求！八、幕墙预埋件焊缝计算 根据钢结构设计规范GB50017-2003