******工程 ·明框玻璃幕墙设计计算书
强度可以满足要求!
8 幕墙埋件计算(粘结型化学锚栓)
基本参数:
1:计算点标高:4.4m;
2:立柱计算间距:B=2375mm; 3:立柱长度:L=4400mm; 4:立柱力学模型:单跨梁; 5:埋件位置:侧埋;
6:板块配置:夹层玻璃;
7:选用锚栓:慧鱼-化学锚栓 FHB-A 10×60/10;
8.1 荷载值计算
(1)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用: qEk=βEαmaxGk/A
=5.0×0.08×0.0005 =0.0002MPa
(2)幕墙受水平荷载设计值组合:
采用Sw+0.5SE组合: ……5.4.1[JGJ102-2003] q=1.4wk+0.5×1.3qEk
=1.4×0.001+0.5×1.3×0.0002 =0.00153MPa
(3)立柱单元自重荷载标准值: Gk=0.0005×BL
=0.0005×2375×4400 =5225N
(4)校核处埋件受力分析: V:剪力(N); N:轴向拉力(N);
e0:剪力作用点到埋件距离,即立柱螺栓连接处到埋件面距离(mm); V=1.2Gk
=1.2×5225 =6270N N=qBL
=0.00153×2375×4400 =15988.5N M=e0V
=80×6270 =501600N·mm
8.2 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
28
******工程 ·明框玻璃幕墙设计计算书
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
=15988.5/4-501600×75/22500 =2325.125 因为:
2325.125≥0 所以:
Nsdh=N/n+My1/Σyi2=5669.125N
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。
8.3 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;
f
当边距c<10he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=600mm
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=3135N
29
******工程 ·明框玻璃幕墙设计计算书
8.4 锚栓钢材破坏时的受拉承载力计算
NRd,s=kNRk,s/γRS,N 6.1.2-1[JGJ145-2004] NRk,s=Asfstk 6.1.2-2[JGJ145-2004] 上面公式中:
NRd,s:锚栓钢材破坏时的受拉承载力设计值; NRk,s:锚栓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:锚栓应力截面面积;
fstk:锚栓极限抗拉强度标准值;
γRS,N:锚栓钢材受拉破坏承载力分项系数; NRk,s=Asfstk =58×500 =29000N
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 =1.2×500/400 =1.5
取:γRS,N=1.5 NRd,s=kNRk,s/γRS,N =1×29000/1.5
=19333.333N≥Nsdh=5669.125N 锚栓钢材受拉破坏承载力满足设计要求!
8.5 锚栓钢材受剪破坏承载力计算
VRd,s=kVRk,s/γRs,V 6.2.2-1[JGJ145-2004] 其中:
VRd,s:钢材破坏时的受剪承载力设计值; VRk,s:钢材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] =1.2×500/400 =1.5
实际选取γRs,V=1.5;
VRk,s=0.5Asfstk 6.2.2-2[JGJ145-2004] =0.5×58×500 =14500N VRd,s=kVRk,s/γRs,V =1×14500/1.5
=9666.667N≥Vsdh=3135N
30
******工程 ·明框玻璃幕墙设计计算书
所以,锚栓钢材受剪破坏承载力满足设计要求!
8.6 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≤1 6.3.1[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
=(5669.125/19333.333)2+(3135/9666.667)2 =0.191≤1.0
所以,该处计算满足设计要求!
9 幕墙转接件强度计算
基本参数:
1:转接件断面面积:A=750mm2; 2:转接件断面抵抗矩:W=15625mm3;
9.1 受力分析
转接件的受力情况根据前面埋件的计算结果,有: V:剪力(N) N:轴向拉力(N) M:弯矩(N·mm) V=6270N N=15988.5N M=501600N·mm
9.2 转接件的强度计算
校核依据:
σ=N/A/2+M/γW/2≤f 上式中:
σ:转接件的抗弯强度(MPa);
f:转接件抗弯强度设计值,为215MPa; N:转接件所受轴向拉力(N); M:转接件所受弯矩(N·mm); γ:塑性发展系数,取1.05; W:转接件断面抵抗矩(mm3); σ=N/A/2+M/γW/2
=15988.5/750/2+501600/1.05/15625/2 =25.946MPa≤f=215MPa 转接件强度可以满足要求。
31
******工程 ·明框玻璃幕墙设计计算书
10 幕墙焊缝计算
基本参数:
1:焊缝形式:L型角焊; 2:其它参数同埋件部分;
10.1 受力分析
焊缝实际受力情况同转接件计算部分: V:剪力(N) N:轴向拉力(N) M:弯矩(N·mm) V=6270N N=15988.5N M=501600N·mm
10.2 焊缝特性参数计算
(1)焊缝有效厚度:
he:焊缝有效厚度(mm); hf:焊角高度(mm); he=0.7hf =0.7×6 =4.2mm (2)焊缝总面积:
2
A:焊缝总面积(mm); Lv:竖向焊缝长度(mm); Lh:横向焊缝长度(mm); he:焊缝有效厚度(mm); A=he((Lv-2hf)+(Lh-2hf))
=4.2×((100-2×6)+(50-2×6)) =529.2mm2
(3)焊缝截面抵抗矩及惯性矩计算: I:截面惯性矩(mm4); he:焊缝有效厚度(mm); Lv:竖向焊缝长度(mm); Lh:横向焊缝长度(mm); W:截面抵抗距(mm3);
d:三角焊缝中性轴位置(水平焊缝到中性轴距离)(mm); d=0.5×((Lv-2hf)Lv+(Lh-2hf)He)/(Lv+Lh-4hf) =35.554mm
I=He(Lv-2hf)3/12+(Lh-2hf)He3/12+He(Lv-2hf)(Lv/2-d)2+(Lh-2hf)He(d-He/2)2 =494500.047mm4 W=I/(Lv-hf-d)
=494500.047/(100-6-35.554) =8460.802mm3
32