石材幕墙计算Word格式文档下载.docx

1、8402/252 .568N/mm2fg3.72N/mm2 LH 和 a 的较大者 m四角支撑板在均布荷载作用下的最大弯矩系数，根据a/H查表 fg石材抗弯强度设计值地震作用下石材应力设计值为Ek 6qEk.294 .277N/mm2石材应力组合设计值为1.4wk1.3Ek 1.4.5681.3.277 1.01N/mm2fg3.72N/mm2所以石材抗拉承载力满足要求。（2）抗剪强度验算在风荷载和水平地震作用下，石材受到钩板传来的剪力。 则钩板在石材中产生的剪应力设计值为 q/（n（t-c）S） .0011.32/（2（25-6）60） .42N/mm2fs1.86N/mm2 钩板个数系数，

2、 n钩板个数 fs石材抗剪强度设计值 s钩板入孔弧长（mm） c槽口宽度（mm）所以石材抗剪承载力满足要求。（3）钩板强度验算 在风荷载和垂直于板面方向的地震作用下，钩板承受的剪应力设计值按照下式计算得：q/（2nAp）290） 2.64N/mm2125N/mm2 n长边上的钩板个数 Ap钩板的截面积所以钩板的抗剪强度满足要求。2.石材幕墙竖框的设计计算 幕墙中的危险部位位于5.7米处,竖框采用双跨梁计算模型，竖框承担的分格宽B1.2m，层间高5.7m，短跨长2.85m。所选用竖框8#槽钢的截面特性如下：Ix对x轴方向的惯性矩101cm4Iy对y轴方向的惯性矩16.6cm4Wx对x轴方向的抵抗

3、矩25.3cm3Wy对y轴方向的抵抗矩5.79cm3A0截面面积1020mm2力学模型图如下：1）荷载计算a. 风荷载标准值的计算b. y轴方向（垂直于幕墙表面）的地震作用为qEyeqEy作用于幕墙平面外水平分布地震作用（KNm2）； G 幕墙构件的重量（KN）； A 幕墙构件的面积（m2）； max水平地震影响系数最大值，取.08； e动力放大系数，取5 。GLBt石 5.7281.05/1000 5.027L计算层间高 m； B分格宽 m； t石材厚度 m； 石石材的密度，取28 KNm3 ALB5.71.2 6.84m2则 qEye5.0276.84 .294KNm2刚度计算：竖框所受线

4、荷载组合标准值q刚度yWkB .603 .724KNm按双跨梁计算，竖框产生的挠度为：f（1/24EI）q刚度X4-4RcX3+L12X（4Rc-q刚度L1） L1长跨长 RcC点支座反力 X到C点距离Rcx（1/L1）（q刚度yL12）/2-（q刚度yL13+q刚度yL23）/8（L1+L2）（1/2.85）（.7242.852）/2-（.7242.853+.7242.853）/8（2.85+2.85）.773775KNRcy（1/L1）（q刚度xL12）/2-（q刚度xL13+q刚度x（.1762.852）/2-（.1762.853+.176.1881KN当f取最大值时，一阶导数f0时，解

5、一元三次方程，求得X01.201m取fL11000/2502850250 11.4mm 竖框的最大挠度fxmax为：fxmax（1/24EIx）q刚度yX04-4RcxX03+L12X0（4Rcx-q刚度yL1）108 （1/24206000101）.7241.2014-4.7737751.2013+2.8521.201（4.773775-.7242.85） 1.243mmfxmax1.243mmf11.4mmb. X轴方向挠度荷载组合如下：q刚度x0.5qEx 0.5.353 .176KNmfymax（1/24EIy）q刚度xX04-4Rcy（4Rcy-q刚度x16.6）.176.1881.

6、1881-.176 1.839mmfymax1.839mmf11.4mm所以竖框刚度满足要求3）强度计算强度荷载组合如下q1.41qEy.294 1.074KNm2竖框所受线荷载为q强度qB1.074 1.289KNm则：按双跨简支梁计算，竖框所受最大弯矩为 Mq强度（L13L23）8L 1.289（2.8532.853）/（85.7） 1.309KNm竖框所受轴向拉力为N1.2G6.032KN竖框承载力应满足下式要求（本工程设计的竖框不承压，为只拉构件）NA0M（W）fa N竖框拉力设计值（KN）； M竖框弯矩设计值（KNm）； A0竖框净截面面积（mm2）； W在弯矩作用方向的净截面抵抗矩

7、（cm3）； 塑性发展系数，取1.05； fa竖框材料的强度设计值，取215Nmm2。则 NA0M（W） 1036.03210201031.309（1.0525.3） 55.189 Nmm2 fa215 Nmm2所以竖框强度满足要求3.石材幕墙横框设计计算 石材厚度为25mm，横框材料采用Q235钢。危险部位取5.7米标高处，横框长B1.2米，承担重力方向分格高H1.6米，上下分格平均高H2.6米，石材挂点距横框端部距离a为.18米。所选用横框L50X5角钢的截面特性如下：Ix对x轴方向的惯性矩11.21cm4Iy对y轴方向的惯性矩11.21cm4Wx对x轴方向的抵抗矩3.13cm3Wy对y轴

8、方向的抵抗矩3.13cm3Sx对x轴方向的面积距3.18cm3Sy对y轴方向的面积距3.18cm31.荷载计算幕墙的自重面荷载标准值为gk石1.05t 1.05 .735 KNm2 t 石材的总厚度 m；横框所承受的风荷载标准值为地震作用标准值为QEk egk.735 .294 KN/m22.挠度计算横框所受水平集中力标准值为:NykWkH2B/2.61.2/2 .217 KN横框所承受的竖直集中力标准值为NxkgkH1B/2.265 KN在水平方向的挠度为yNykaB23-4（a/B）224EIy .217.181.223-4（.18/1.2）2/（2411.2110-8） .3 mm在竖直

9、方向的挠度为xNxk（a/B）224EIx .265 .4 mm Ix横框绕X轴的惯性矩 cm4 Iy横框绕Y轴的惯性矩 cm4 E横框的弹性模量，206000 N/mm2 a石材挂点距横框端部的距离 mm横框的挠度允许值为xB1/250 4.8 mm因 xx ，所以横框x挠度满足要求。yB1/500 2.4 mm因 yy ，所以横框y挠度满足要求。3.抗弯承载力计算横框所受的水平集中力设计值为:Ny（1.4Wk0.61.3QEk）.6030.6 .386 KN横框所受的竖向集中力设计值为Nx1.2Nxk .318 KN则横框水平方向弯矩为MxNya .386.18 .069 KN横框竖直方向

10、弯矩为MyNx .318 .057 KN横框的抗弯承载力应满足下式，即Mx/（Wx）My/（Wy）f塑性发展系数，取为1.05 Wx，Wy分别为横框截面绕X、Y轴的截面抵抗矩，cm3； f型材的抗弯强度设计值， Nmm2；则 Mx/（Wy） .069/（1.053.13）.057/（1.053.13）1000 38.3 Nmm2 f215 Nmm2所以横框的抗弯强度满足要求。4.抗剪承载力计算横框的抗剪承载力应满足下式要求NySx（Ixtx）fvNxSy（Iyty）fvSx、Sy横梁截面绕X轴、Y轴的面积矩（cm3）; tx、ty横梁截面垂直于Y、X方向的腹板截面总宽度（mm）； fv-型材抗

11、剪强度设计值（N/mm2）则， NySx1000（10Ixtx） 2.2fv125 Nmm2 NxSyIyty） 1.8所以横框的抗剪承载力满足要求。4.连接计算 5.7米高度处为幕墙的危险部位。竖框与建筑物连接 竖框受力模式为双跨梁，计算层间高L5.7m，短跨长L12.85m，分格宽B1.2m,分格高H.6m。采用2个M6螺栓连接，每个螺栓的有效截面积A019mm2。 一个竖框所承受的重量标准值为 Gk石L1.1 式中:t为石材厚度（mm） B为分格宽度（m） L为计算层间高（m） 为石材密度（28 KN/m3） Gk28.0255.7 5.267 KN 一个竖框单元所受的风荷载标准值为 w

12、kWk（L13L23）/8L1L20.5L） .603（2.8532.853）/82.852.850.5 2.578 一个竖框单元所受的水平地震作用为 Eke（GkB/LB）（5.2671.2/5.71.2） 1.317KN 组合设计值为 V（1.4wk1.30.6Ek）2（1.2Gk）2）0.5 （1.42.5781.31.317）2（1.25.267）2）0.5 7.839 KN 则最大组合剪应力maxVA7.839219 206.289N/mm2245Nmm2所以竖框与建筑物连接螺栓满足要求。竖框壁局部承压能力验算 竖框壁局部承压能力为： NBcdt总fBc10325 19.5KNt总型

13、材承压壁的总厚度 d螺栓直径 fBc铝型材承压强度设计值 螺栓所受的剪力设计值为V7.839KNNBc19.5KN，所以局部承压能力满足要求。横框与竖框连接计算 横框所受的重力标准值为Ht石材厚度（mm） 石石材密度（28 KN/m3） Gk28 .554 KN 横框所受的水平地震作用标准值为G.554 .222 KN 横框所受的风力标准值为 wkWk（2B-H）2（21.2-.6）2 .326 KN 自攻钉选用GB845-ST4.8，横竖框连接使用2个自攻钉，每个自攻钉受荷面积为钉16.76mm2 紧固钉受剪应力 max（1.4wk1.30.6Ek）2（1.2Gk）2）0.522A钉 100

14、0（1.4.3261.3.222）2（1.2.554）2）0.5（216.76） 13.7Nmm2130 Nmm2 角片与横框连接选用2个GB845-ST4.8，每个紧固钉受荷面积为 钉16.76mm2 紧固钉所受剪应力 （1.4wk1.30.6Ek）2（1.4.222）（2 9.4Nmm2130 Nmm2 所以横竖框连接强度满足要求。伸缩缝接点宽度计算 为了适应幕墙温度变形以及施工调整的需要，竖框上下段通过插芯套装， 留有一段空隙-伸缩缝（d），d值按下式计算： da1a2 d伸缩缝尺寸， mm； 由于温度变化产生的位移， mm； L 1.210-54357002.941mm 竖框材料的线膨

15、胀系数，取1.210-5； t温度变化（） 取43； 实际伸缩调整系数，取0.85； 考虑密封胶变形能力的系数，取0.5； a1施工误差，取2mm； a2主体结构的轴向压缩变形，取3mm。 则 a1a22.9410.850.523 10mm 实际伸缩空隙d取20mm，所以伸缩缝接点宽度满足要求5.石材幕墙焊缝设计计算 钢角码与预埋件间采用三边围焊连接，每个水平焊缝长度为Lh60mm, 竖向焊缝长度为Lv 90mm, 焊脚尺寸hf6mm, 钢角码厚度 t 6mm。焊缝所受的内力设计值如下：竖框所受的水平线荷载设计值为： q（1.01.4 （110.6.308） 1.968KN/m则每个钢角码焊缝

16、所受的内力为： 剪力V1.2石1.1L/2 1.21.15.7/2 3160.1N 轴力NqL/2 1.968103/2 5608.8N 石石材的密度，取28 KN/m3 t 石材的总厚度 mm； 焊缝计算 焊缝计算厚度为： he0.7hf 0.76 4.2mm 根据规范对围焊在计算时需在端点减去hf，则实际计算焊缝的宽度为：b0b-hf60-654，钢角码及焊缝所围成的区域如下图所示： 竖框与钢角码连接螺栓距焊缝形心点距离为： e200 mm efb0-b02/（2b0+h）+hf 54-542/（254+90）+6 45.273 mm 焊缝所围区域的几何特性为： 焊缝总面积 Ahe（h2b

17、0） 4.2（90254） 831.6 mm2 对形心点的惯性矩和极惯性矩为： Ixh3he/12b0h2he/2 9034.2/12549024.2/2 1173690mm4 Iy2he（ef-hf）3（b-ef）3/3+h（b-ef）2 24.2（45.273-6）3+（60-45.273）3/3+90（60-45.273）2 260531.3mm4 IpIx+Iy 1173690+260531.3 1434221mm4 把与竖框连接螺栓点部位所受的反力移到形心点，则形心点所受内力为： N5608.8 V3160.1 形心点的弯距为： MxVe 3160.1200 632020Nmm My

18、Nef 5608.845.273 253927.2N MzV 143067.2N 根据分析认为焊缝最危险点为图中的A、B两点 A、B两点到形心点的距离分别为： raef2+（h/2）20.5 45.2732+（90/2）20.5 63.833mm rb（b-ef）2+（h/2）20.5 （60-45.273）2+（90/2）20.5 47.349mm A点所受正应力和剪应力分别为： N/A+Mxh/2/Ix+Myef/Iy 5608.8/831.6+63202090/2/1173690+253927.245.273/260531.3 75.102N/mm2 Mzra/Ip 143067.263

19、.833/1434221 6.368N/mm2 B点所受正应力和剪应力分别为：（b-ef）/Iy（60-45.273）/260531.3 45.33N/mm2 （Mzrb/Ip）2+V/（hhe）20.5 （143067.247.349/1434221）2+3160.1/（904.2）20.5 9.602N/mm2 这里认为剪力主要由向焊缝承担 焊缝所采用的焊条为E43型手工焊条，则角焊缝的抗拉、抗压和抗剪许可强度为160MPa，因此由上计算结果可知，焊缝强度满足要求。 钢角码根部计算： 钢角码根部截面形状为矩形，矩形截面的宽度为钢角码的厚度t，长度为h。 则矩形截面的面积为： Aht 90 540mm2 截面的抗弯模量为： Wxhht/6906/6 8100mm3 把与竖框连接螺栓点部位所受的反力移到根部，则钢角码根部所受内力为： N5608.8N V3160.1N 弯距为： MV 则截面所受的抗弯应力和剪应力分别为： N/A+M/Wx 5608.8/540+632020/8100 88.414N/mm2 V/A 3160.1/540 5.852N/mm2钢角码采用材质为Q235，其厚度小于16mm，根据规范其抗弯强度为215Mpa，抗剪强度为125Mpa，因此由上计算结果可知，截面强度满足要求。