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                        鋁幕墻計算方法(第四部分)

                        發布時間:2014/7/18 18:46:01    點擊率:2384   

                              =1.3×0.360

                              =0.468 kN/m2

                           qE:水平地震作用均布線作用設計值(矩形分布)

                           qE=qEA×B

                             =0.468×1.200

                             =0.562 kN/m

                        (3)立柱彎矩:

                           Mw風荷載作用下立柱彎矩(kN.m)

                           qw風荷載均布線荷載設計值: 3.044(kN/m)

                           Hsjcg立柱計算跨度: 3.600m

                           Mw=qw×Hsjcg2/8

                             =3.044×3.6002/8

                             =4.932 kN·m

                           ME地震作用下立柱彎矩(kN·m):

                           ME=qE×Hsjcg2/8

                             =0.562×3.6002/8

                             =0.910kN·m

                           M: 幕墻立柱在風荷載和地震作用下產生彎矩(kN·m)

                           采用SW+0.5SE組合

                           M=Mw+0.5×ME

                            =4.932+0.5×0.910

                            =5.386kN·m

                        2. 選用立柱型材的截面特性:

                           立柱型材號: XC1\F120X60X4

                           選用的立柱材料牌號:Q235  d<=16

                           型材強度設計值抗拉、抗壓215.000N/mm2    抗剪125.0N/mm2

                           型材彈性模量: E=2.10×105N/mm2

                           X軸慣性矩: Ix=251.921cm4

                           Y軸慣性矩: Iy=84.283cm4

                           立柱型材在彎矩作用方向凈截面抵抗矩: Wn=41.897cm3

                           立柱型材凈截面積: An=13.708cm2

                           立柱型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度: LT_x=6.000mm

                           立柱型材計算剪應力處以上(或下)截面對中和軸的面積矩: Ss=26.836cm3

                           塑性發展系數γ=1.00

                        3. 幕墻立柱的強度計算:

                           校核依據: N/An+M/(γ×Wn)≤fa=215.0N/mm2(拉彎構件)

                           B: 幕墻分格寬: 1.200m

                           GAk幕墻自重: 450N/m2

                           幕墻自重線荷載:

                           Gk=450×B/1000

                             =450×1.200/1000

                             =0.540kN/m

                           Nk立柱受力:

                           Nk=Gk×L

                             =0.540×3.600

                             =1.944kN

                           N: 立柱受力設計值:

                           rG結構自重分項系數: 1.2

                           N=1.2×Nk

                            =1.2×1.944

                            =2.333kN

                           σ立柱計算強度(N/mm2)(立柱為拉彎構件)

                           N: 立柱受力設計值: 2.333kN

                           An立柱型材凈截面面積: 13.708cm2

                           M: 立柱彎矩: 5.386kN·m

                           Wn立柱在彎矩作用方向凈截面抵抗矩: 41.897cm3

                           γ塑性發展系數: 1.00

                           σ=N×10/An+M×103/(1.00×Wn)

                             =2.333×10/13.708+5.386×103/(1.00×41.897)

                             =130.266N/mm2

                           130.266N/mm2 < a=215.0N/mm2

                           立柱強度可以滿足    

                        4. 幕墻立柱的剛度計算:

                           校核依據: dfL/250

                           df立柱最大撓度

                           Du立柱最大撓度與其所在支承跨度(支點間的距離)比值:

                           L: 立柱計算跨度: 3.600m

                           df=5×qWk×Hsjcg4×1000/(384×2.1×Ix)=8.989mm

                           Du=U/(L×1000)

                             =8.989/(3.600×1000)

                             =1/400

                           1/400 < 1/250 且 U<=20(跨距大于4500mm時此值為30)

                           撓度可以滿足要求!    

                        5. 立柱抗剪計算:

                           校核依據τmax[τ]=125.0N/mm2

                        (1)Qwk風荷載作用下剪力標準值(kN)

                           Qwk=Wk×Hsjcg×B/2

                              =1.812×3.600×1.200/2

                              =3.914kN

                        (2)Qw風荷載作用下剪力設計值(kN)

                           Qw=1.4×Qwk

                             =1.4×3.914

                             =5.479kN

                        (3)QEk地震作用下剪力標準值(kN)

                           QEk=qEAk×Hsjcg×B/2

                              =0.360×3.600×1.200/2

                              =0.778kN

                        (4)QE地震作用下剪力設計值(kN)

                           QE=1.3×QEk

                             =1.3×0.778

                             =1.011kN

                        (5)Q: 立柱所受剪力:

                           采用Qw+0.5QE組合

                           Q=Qw+0.5×QE

                            =5.479+0.5×1.011

                            =5.985kN

                        (6)立柱剪應力:

                           τ立柱剪應力:

                           Ss立柱型材計算剪應力處以上(或下)截面對中和軸的面積矩: 26.836cm3

                           立柱型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度: LT_x=6.000mm

                           Ix立柱型材截面慣性矩: 251.921cm4

                           τ=Q×Ss×100/(Ix×LT_x)

                             =5.985×26.836×100/(251.921×6.000)

                             =10.626N/mm2

                           τ=10.626N/mm2 < 125.0N/mm2

                           立柱抗剪強度可以滿足    

                         

                        八、立柱與主結構連接    

                           Lct2連接處熱軋鋼角碼壁厚: 6.0mm

                           Jy連接處熱軋鋼角碼承壓強度: 305.0N/mm2

                           D2連接螺栓公稱直徑: 12.0mm

                           D0連接螺栓有效直徑: 10.4mm

                           選擇的立柱與主體結構連接螺栓為:不銹鋼螺栓 C1組 50

                           L_L:連接螺栓抗拉強度:230N/mm2

                           L_J:連接螺栓抗剪強度:175N/mm2

                           采用SG+SW+0.5SE組合

                           N1wk連接處風荷載總值(N):

                           N1wk=Wk×B×Hsjcg×1000

                               =1.812×1.200×3.600×1000

                               =7827.8N

                           連接處風荷載設計值(N) :

                           N1w=1.4×N1wk

                              =1.4×7827.8

                              =10959.0N

                           N1Ek連接處地震作用(N):

                           N1Ek=qEAk×B×Hsjcg×1000

                               =0.360×1.200×3.600×1000

                               =1555.2N

                           N1E連接處地震作用設計值(N):

                           N1E=1.3×N1Ek

                              =1.3×1555.2

                              =2021.8N

                           N1連接處水平總力(N):

                           N1=N1w+0.5×N1E

                             =10959.0+0.5×2021.8

                             =11969.9N

                           N2連接處自重總值設計值(N):

                           N2k=450×B×Hsjcg

                              =450×1.200×3.600

                              =1944.0N

                           N2連接處自重總值設計值(N):

                           N2=1.2×N2k

                             =1.2×1944.0

                             =2332.8N

                           N: 連接處總合力(N):

                           N=(N12+N22)0.5

                            =(11969.8562+2332.8002)0.5

                            =12195.1N

                           Nvb螺栓的受剪承載能力:

                           Nv螺栓受剪面數目: 2

                           Nvb=2×π×D02×L_J/4

                              =2×3.14×10.3602×175/4

                              =29488.8N

                           立柱型材種類: Q235  d<=16

                           Ncbl用一顆螺栓時,立柱型材壁抗承壓能力(N):

                           D2連接螺栓直徑: 12.000mm

                           Nv連接處立柱承壓面數目: 2

                           t: 立柱壁厚: 5.0mm

                           XC_y: 立柱局部承壓強度: 305.0N/mm2

                           Ncbl=D2×t×2×XC_y

                               =12.000×5.0×2×305.0

                               =36600.0N

                           Num1立柱與建筑物主結構連接的螺栓個數:

                           計算時應取螺栓受剪承載力和立柱型材承壓承載力設計值中的較小者計算螺栓個數。

                           螺栓的受剪承載能力Nvb=29488.8N小于或等于立柱型材承壓承載力Ncbl=36600.0N

                           Num1=N/Nvb

                               =12195.057/29488.808

                               =1

                            取2

                           根據選擇的螺栓數目,計算螺栓的受剪承載能力Nvb=58977.6N

                           根據選擇的螺栓數目,計算立柱型材承壓承載能力Ncbl=73200.0N

                           Nvb=58977.6N > 12195.1N

                           Ncbl=73200.0N > 12195.1N

                           強度可以滿足    

                           角碼抗承壓能力計算:

                           角碼材料牌號:Q235鋼 ( C級螺栓)

                           Lct2角碼壁厚: 6.0mm

                           Jy熱軋鋼角碼承壓強度: 305.000N/mm2

                           Ncbg鋼角碼型材壁抗承壓能力(N):

                           Ncbg=D2×2×Jy×Lct2×Num1

                               =12.000×2×305×6.000×2.000

                               =87840.0N

                           87840.0N > 12195.1N

                           強度可以滿足    

                        九、幕墻后錨固連接設計計算    

                           幕墻與主體結構連接采用后錨固技術。

                           本設計采用擴孔型錨栓作為后錨固連接件。

                           本計算主要依據《混凝土結構后錨固技術規程》JGJ 145-2004。

                           后錨固連接設計,應根據被連接結構類型、錨固連接受力性質及錨栓類型的不同,對其破壞型態加以控制。本設計只考慮錨栓鋼材抗剪復合破壞類型和混凝土破壞類型。并認為錨栓是群錨錨栓。

                           本工程錨栓受拉力和剪力

                           Vgsd總剪力設計值:

                           Vgsd=N2

                            =2.333KN

                           Ngsd總拉力設計值:

                           Ngsd=N1

                            =11.970KN

                           M: 彎矩設計值(N·mm):

                           e2螺孔中心與錨板邊緣距離: 70.0mm

                           M=V×e2/1000

                            =2.3×70.0/1000

                            =0.16330KN·m

                        本設計的錨栓是在拉剪復合力的作用之下工作,所以拉剪復合受力下錨栓或植筋鋼材破壞和混凝土破壞時的承載力,應按照下列公式計算:

                         

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