幕墻膨脹螺栓抗拔力

1、幕墻膨脹螺栓抗拔力計算000011 根本參數(shù)000011.1 幕墻所在地區(qū)地區(qū)；000011.2 地面粗糙度分類等級幕墻屬于外圍護構件，按?建筑結構荷載規(guī)? ( GB50009-2001) ，本工程按 B 類 地形考慮。000011.3 抗震設防按?建筑工程抗震設防分類標準? ，建筑工程應分為以下四個抗震設防類別： 根 據(jù)國家規(guī)?建筑抗震設計規(guī)? (GB50011-2001 2021 版)，地區(qū)地震根本烈 度為：7 度， 地震動峰值加速度為 0.1g ，由于本工程是標準設防類，因此實際抗 震計算中的水平地 震影響系數(shù)最大值應按本地區(qū)抗震設防烈度選取，也就是?。?a ma=0.08 ；00001

2、2 幕墻承受荷載計算000012.1 風荷載標準值的計算方法 幕墻屬于外圍護構件，按建筑結構荷載規(guī) (GB50009-2001 2006 年版)計算：w k=B gzy zy siWb7.1.1-2GB50009-2001 2006 年版上式中：w k :作用在幕墻上的風荷載標準值(MPa);Z ：計算點標高：17.8m；B gz :瞬時風壓的陣風系數(shù)；根據(jù)不同場地類型 ，按以下公式計算 ( 高度缺乏 5m 按 5m 計算):B gz=K(1+2y f)其中 K 為地面粗糙度調(diào)整系數(shù)，卩 f 為脈動系數(shù)B 類場地:B gz=0.89 X (1+2 卩 f) 其中:卩 f=0.5(Z/10)對于

3、 B 類地形， 1 7.8m 高度處瞬時風壓的陣風系數(shù):B gz=0.89X (1+2X(0.5(Z/10)-0.16 ) )= 1 . 70 1 6卩 z: 風壓高度變化系數(shù)；根據(jù)不同場地類型 , 按以下公式計算:B 類場地:y z=(Z/10) 0.32當 Z>350m 時，取 Z=350m 當 Z<10ni 時，取 Z=10m對于 B 類地形， 17.8m 高度處風壓高度變化系數(shù):y z=1.000X (Z/10) 0.32 = 1 .2026卩/ 局部風壓體型系數(shù)； 按?建筑結構荷載規(guī)? GB50009-2001(2006 年版)第 7.3.3 條:驗算圍護構 件及 其連接

4、的強度時，可按以下規(guī)定采用局部風壓體型系數(shù)卩S1:一、外外表按表 7.3.1 采用；1. 正壓區(qū)2. 負壓區(qū)對墻面，取-1.0 對墻角邊， 取-1.8 二、外表對封閉式建筑物，按外表風壓的正負情況取 -0.2 或 0.2 。本計算點為大面位置。 按 JGJ102-2003 第 532 條文說明：風荷載在建筑物外表分布是不均勻的， 在檐 口附近、邊角部位較大。根據(jù)風洞試驗結果和國外的有關資料， 在上述區(qū)域風吸力 系數(shù)可取 -1.8 ，其余墻面可考慮 -1.0 ，由于維護結構有開啟的可能， 所以還應考慮 室壓 -0.2 。對無開啟的結構，?建筑結構荷載規(guī)?條文說明第 7.3.3 條指出“對封閉 建

5、筑物，考慮到建筑物實際存在的個別洞口和縫隙， 以及機械通風等因素，室可能 存在正負不同的氣壓，參照國外規(guī)，大多取± (0.2-0.25 )的壓力系數(shù)，現(xiàn)取± 0.2。 即不管有無開啟扇，均要考慮外表的局部體型系數(shù)。另注：上述的局部體型系數(shù)卩si (1 )是適用于圍護構件的附屬面積 A小于或等 于 im的情況，當圍護構件的附屬面積a大于或等于iom時，局部風壓體型系數(shù) 卩s (io) 可乘以折減系數(shù) 0.8,當構件的附屬面積小于 iom 而大于 im 時，局部風壓體型系數(shù)卩 si(A)可按面積的對數(shù)線性插值，即：卩 si( A)=卩 si( 1)+ 卩 si (10)-卩 s

6、i (1) : logA在上式中：當 A> 10m時取A=10m ;當AW im時取A=1Aw o：根本風壓值(MPa),根據(jù)現(xiàn)行 << 建筑結構荷載規(guī)>>GB50009-2001附表D.4 (全國根本風壓分布圖)中數(shù)值采用，但不小于 0.3KN/H 2,按重現(xiàn)期 50 年，地區(qū)取 0.00055MPa ；0000i2.2 計算支撐結構時的風荷載標準值計算支撐結構時的構件附屬面積：2A=0.95 X 5=4.75n?LogA=0.677卩 s1 (A)=卩 s1 (1) + 卩 s1 (10)-卩 s1 (1) : logA=0.865卩 s1=0.865+0.2

7、=i.065W k= B gz 卩 z 卩 s1W=i.70i6 X i.2026X i.065 X 0.00055=0.00ii99MPa0000i2.3 計算面板材料時的風荷載標準值 計算面板材料時的構件附屬面積：2A=0.95 X 2.i=i.995m 2LogA=0.3卩 s1(A =卩 s1(1+卩 s1(10-卩 s1(1logA=0.94卩 s1=0.94+0.2=i.i4W k= B gz 卩 z 卩 s1W=i.70i6 X i.2026X i.i4 X 0.00055=0.00i283MPa0000i2.4 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值q EAI= B E a m

8、aX3； /A5.3.4 JGJ102-2003 q EAk :垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值(MPa);B E ：動力放大系數(shù) , 取 5.0 ;a max ：水平地震影響系數(shù)最大值，取 0.08 ；G k:幕墻構件的重力荷載標準值N;A ：幕墻構件的面積 mm2 ；000012.5 作用效應組合 荷載和作用效應按下式進行組合:S= 丫 gSg+書 w YwSw汁書 eY ESEk 541JGJ102-2003上式中:S :作用效應組合的設計值;S Gk :重力荷載作為永久荷載產(chǎn)生的效應標準值；S wk、SEk :分別為風荷載，地震作用作為可變荷載產(chǎn)生的效應標準值；Y G、Y w、Y

9、 E :各效應的分項系數(shù)；書w、書E：分別為風荷載，地震作用效應的組合系數(shù)。上面的丫 GY w、 Y E 為分項系數(shù)，按 、 、 5.4.4JGJ102-2003 規(guī)定 如下: 進行幕墻構件強度、連接件和預埋件承載力計算時:重力荷載:丫 G:1.2 ； 風荷載:丫 w:1.4 ；地震作用:丫 E:1.3 ；進行撓度計算時；重力荷載:丫 G:1.0 ； 風荷載:丫 w:1.0 ；地震作用:可不做組合考慮； 上式中，風荷載的組合系數(shù)書w為1.0 ；地震作用的組合系數(shù)書E為0.5 ；000013 幕墻埋件計算 后錨固結構 根本參數(shù):1 :計算點標高: 17.8m ；3 : 幕墻立柱跨度: L=500

10、0mm 短跨 L1=700mm 長跨 L2=4300mm3 :立柱計算間距: B=950mm ；4 :立柱力學模型:雙跨梁，側(cè)埋；5 :板塊配置:中空玻璃；6 :選用錨栓:膨脹套管錨栓 M12X110；000013.1 荷載標準值計算1垂直于幕墻平面的分布水平地震作用:q Ek=B Ea max Gk/A=5.0 X 0.08 X 0.0005 =0.0002MPa2連接處水平總力計算:對雙跨梁，中支座反力R，即為立柱連接處最大水平總力。q w:風荷載線荷載設計值 N/mm;q w=1.4w kB=1.4 X 0.001199 X 950 =1.595N/mmq e：地震作用線荷載設計值(N/

11、mm);q E=1.3q EkB =1.3 X 0.0002 X 950 =0.247N/mm采用 S+0.5S e組合：5.4.1JGJ133-2001q=q w+0.5q E=1.595+0.5 X 0.247=1.718N/mmN ：連接處水平總力 (N);R 仁中支座反力 (N);N=R 1=qL(L 12+3L1L2+L22)/8L 1L2=1.718 X5000X (7002+3X700X 4300+4300 2)/8/700/4300=9991.939N(3) 立柱單元自重荷載標準值：G k=0.0005 XBL=0.0005 X 950X 5000=2375N(4) 校核處埋件

12、受力分析：V :剪力(N);(以下圖所示)，5N : 軸向拉力 (N ) ，等于中支座反力 Ri；e 0：剪力作用點到埋件距離，即立柱螺栓連接處到埋件面距離V=1.2G k=1.2 X 2375=2850NN=R 1=9991.939NM=e 0X V=70 X 2850=199500N? mm000013.2 錨栓群中承受拉力最大錨栓的拉力計算按 5.2.2JGJ145-2004 規(guī)定，在軸心拉力和彎矩共同作用下 進行彈 性分析時，受力最大錨栓的拉力設計值應按以下規(guī)定計算：1 : 當 N/n-MyJ 藝 y, > 0 時：N sdh=N/n+My/ 藝 y "2 : 當 N/

13、n-My 藝 yi2<0 時：N sdh=(NL+M)y7 藝 yi/2 在上面公式中：M : 彎矩設計值；Nsdh :群錨中受拉力最大錨栓的拉力設計值；y 1, yi：錨栓1及i至群錨形心軸的垂直距離；y 1/, yi/ : 錨栓 1 及 i 至受壓一側(cè)最外排錨栓的垂直距離；L ：軸力 N 作用點至受壓一側(cè)最外排錨栓的垂直距離；在本例中：N/n-My 1 藝 y=9991.939/4-199500 X 50/10000=1500.485因為：1500.485 > 0所以：N sdh=N/n+My/ 藝 yj=3495.485N按 JGJ102-2003 的 5.5.7 中第七條規(guī)

14、定，這里的 N? 再乘以 2 就是現(xiàn)場實際拉拔 應該 到達的值。000013.3 群錨受剪力計算按 5.3.1JGJ145-2004 規(guī)定，當邊距 c> 10hef 時，所有錨栓均勻分攤剪切 荷載；當邊距C<10hef時，局部錨栓分攤剪切荷載；其中：h el 錨栓的有效錨固深度；C ：錨栓與混凝土基材之間的距離；本例中：C=100mm<10h ef=750mm 所以局部螺栓受剪，承受剪力最大錨栓所受剪力設計值為：Vsdh=V/m= 1 425N000013.4 錨栓鋼材破壞時的受拉承載力計算N Rd,s=kNRk,s/ Y RS,N6.1.2-1JGJ145-2004N Rk

15、,s=Asf stk6.1.2-2JGJ145-2004上面公式中：NRd,s : 錨栓鋼材破壞時的受拉承載力設計值；N Rk,s : 錨栓鋼材破壞時的受拉承載力標準值；k : 地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表7.0.5JGJ145-2004 選??；A s：錨栓應力截面面積；f stk : 錨栓極限抗拉強度標準值；丫 RS,N ：錨栓鋼材受拉破壞承載力分項系數(shù)；N Rk,s =Af stk=84.3 X 400=33720N丫 Rs,N=1.2f stk/f yk> 1.4 表 4.2.6JGJ145-2004f yk : 錨栓屈服強度標準值；丫 RS,N =1.2f stk/f yk

16、=1.2 X 400 /240=2?。貉?RS,N=2N Rd,s = kN Rk,s/ 丫 RS,N=1 X 33720/2=16860N > 2dh=3495.485N錨栓鋼材受拉破壞承載力滿足設計要求！ 000013.5 混凝土錐體受拉破壞承載力計算 因錨固點位于結構受拉面， 而該結構為普通混凝土結構， 故錨固區(qū)基材應判 定 為開裂混凝土?；炷铃F體受拉破壞時的受拉承載力設計值 Md,c 應按以下公式 計算：N Rd,c =kN Rk,c / 丫 Rc,NN Rk,c =N Rk,c X A,N/AC,N X? s,N ? re,N ? ec,N ? ucr,N 在上面公式中：NR

17、d,c : 混凝土錐體破壞時的受拉承載力設計值；N Rk,c : 混凝土錐體破壞時的受拉承載力標準值；k ：地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表 7.0.5JGJ145-2004 選??；丫 rc，n :混凝土錐體破壞時的受拉承載力分項系數(shù)，按表426JGJ145-2004采用，取 2.15；N Rk,c0 :開裂混凝土單錨栓受拉，理想混凝土錐體破壞時的受拉承載力標準值；N Rk,c°=7.0 X fcu,k0.5X hef1-5 膨脹及擴孔型錨栓6.1.4JGJ145-2004N Rk,c0=3.0 X fcu,k0.5 X hef-30 1.5化 學錨栓 6.1.4 條文說明JGJ1

18、45-2004 其中:f cu,k : 混凝土立方體抗壓強度標準值， 當其在 45-60MPa 間時，應乘以降低系 數(shù) 0.95； h ef: 錨栓有效錨固深度；N Rk,c0=7.0Xfcu,k0.5Xhef1.5=22733.167NA C,N0 : 混凝土破壞錐體投影面面積，按 6.1.5JGJ145-2004 取；s cr,N : 混凝土錐體破壞情況下，無間距效應和邊緣效應，確保每根錨栓受拉 承載力 標準值的臨界間矩。s cr,N=3hef=3 X 75=225mm02 c,N =scr,N=50625mmA c,N ：混凝土實有破壞錐體投影面積，按 6.1.6JGJ145-2004

19、?。篈 c,N =(c 計 Sl+0.5 x Scr,N) X( C2+S2+O.5 x Scr,N ) 其中：c 1、C2：方向1及2的邊矩；s 1、 S2: 方向 1及 2的間距；c cr,N : 混凝土錐體破壞時的臨界邊矩，取C cr,N=1 .5h ef = 1.5 X 75=112.5 口卬c 1W Ccr,Nc 2W Ccr,NS 1W Scr,NS 2W Scr,N Ac,N=(c1+S1+0.5XScr,N)X(c2+S2+0.5XScr,N) =(112.5+90+0.5 X 225)X (100+75+0.5 X225)2=90562.5mm 2書s,n :邊矩c對受拉承載

20、力的降低影響系數(shù)，按6.1.7JGJ145-2004采用：書 S,N=0.7+0.3 X c/c cr,N < 1 (膨脹及擴孔型錨栓 )6.1.7JGJ145-2004書 S,N=1 (化學錨栓)6.1.7條文說明 JGJ145-2004其中C為邊矩，當為多個邊矩時，取最小值，且需滿足CminV C < Ccr,N，按6.1.11JGJ145-2004 :對于膨脹型錨栓 ( 雙錐體 ) c min=3h ef對于膨脹型錨栓cmin=2h ef對于擴孔型錨栓cmin=hef書 S,N =0.7 + 0.3 X C/C cr,N < 1=0.7+0.3 X112.5/112.5

21、=1所以，書 s,N 取 1 。書 re,N : 表層混凝土因為密集配筋的玻璃作用對受拉承載力的降低影響系數(shù)，按6.1.8JGJ145-2004 采用，當錨固區(qū)鋼筋間距 s> 150mm 或鋼筋直徑 d< 10mn 且 s > 100mm 寸，取 1.0 ；書 re,N =0.5 + h ef/200 W 1=0.5+75/200=0.875所以，書 re,N 取 0.875 。書ec,N :荷載偏心eN對受拉承載力的降低影響系數(shù)，按6.1.9JGJ145-2004采用；0 ec,N = 1/(1+2e Ns cr,N )=10 ucr,N :未裂混凝土對受拉承載力的提高系數(shù)

22、 , 化 按規(guī)對于非化學錨栓取 1.4，對 學錨栓取 2.44；Rk,c = N Rk,c x A, N/A C,N X0 s,N 0 re,N 0 ec,N0 ucr,N 把上面所得到的各項代入，得:=22733.167 x90562.5/50625 x1x0.875x1x1.4=49817.21NN Rd,c=kNRk,c/ Y Rc,N=0.7 x 49817.21/2.15=16219.557N> 2dg=9991.939N所以，群錨混凝土錐體受拉破壞承載力滿足設計要求！ 000013.6 混凝土劈裂破壞承載力計算N Rd,sp =kN Rk,sp / Y Rsp 6.1. 11

23、-1JGJ145-2004N Rk,sp=0 h,sp NRk,c6.1.11-2JGJ145-20040 h,sp=(h/2h ef)2/3 < 1.5 6.1.11-3JGJ145-2004 上面公式中:N Rd,sp : 混凝土劈裂破壞受拉承載力設計值；N Rk,sp : 混凝土劈裂破壞受拉承載力標準值；k :地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表 7.0.5JGJ145-2004 選?。籒 Rk,c : 混凝土錐體破壞時的受拉承載力標準值；丫 rsp :混凝土劈裂破壞受拉承載力分項系數(shù)，按表4.2.6JGJ145-2004取2.15 ;0 h,sp :構件厚度 h 對劈裂承載力的影響

24、系數(shù)；N Rk,c=NRk,c x Ac,N/Ac,N x0 s,N0 re,N0 ec,N0 ucr,N 其中:N Rk,c0=22733.167 對于擴孔型錨栓 : c cr,sp =2hef=150cr,sp=2c cr,sp =450 對于膨脹型錨栓 :c cr,sp =3h ef=22501WCcr,sp02WCcr,sps1W scr,sps2W scr,spA c,N=(c 1+s1+0.5 x scr,sp ) x (c 2+s2+0.5 x scr,sp )=(150+90+0.522 =186000mm 2A c,N =(s cr,sp )2 =(450)2x 450) x

25、 (100+75+0.5 x 450)=202500mm20 s,n：邊矩c對受拉承載力的降低影響系數(shù)，按6.1.7JGJ145-2004采用:書汕=0.7+0.3 X c/c “,sp < 1 (膨脹及擴孔型錨栓 )6.1.7JGJ145-2004其中 c 為邊矩，當為多個邊矩時，取最小值，且需滿足cminW c < ccr,sp ，按6.1.11JGJ145-2004 ：對于膨脹型錨栓雙錐體c min =3h ef 對于膨脹型錨栓cmin =2h ef對于擴孔型錨栓cmin=hef書 S,N =0.7 + 0.3 X c/c cr,sp w 1 =0.7+0.3 X150/22

26、5 =0.9<1所以，書 S,N 取 0.9 。書 ec,N =1?ucr,N : 未裂混凝土對受拉承載力的提高系數(shù)，按規(guī)對于非化學錨栓取 1.4 ，對化學錨栓取 2.44 ；把上面所得到的各項代入，得 :N Rk,c = N Rk,c X A,n/Ac,N X八 s,N 書 re,N 書 ec,N 書 ucr,N=22733.167 X 186000/202500 X 0.9 X 0.875 X 1 X 1.42/3=23021.12N 書 h,sp 2/3=(h/2h ef) =(900/2/75)=3.302 > 1.5所以， ? h,sp = 1.5N Rk,sp= ? h

27、,spNRk,c=1.5 X23021.12=34531.68N> 2dg=9991.939NN Rd,sp=kN Rk,sp/ 丫 Rsp=0.7 X 34531.68/2.15 =11242.873N所以，混凝土劈裂破壞承載力滿足設計要求！ 000013.7 錨栓鋼材受剪破壞承載力計 算V Rd,s=kV?k,s/ Y RS,V6.2.2-1JGJ145-2004其中:V Rd,s : 鋼材破壞時的受剪承載力設計值；V Rk,s : 鋼材破壞時的受剪承載力標準值；k : 地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表 7.0.5JGJ145-2004 選??；丫 RS,V: 鋼材破壞時的受剪承載力

28、分項系數(shù)，按表4.2.6JGJ145-2004 選用:Y Rs,V =1.2f stk/f yk表 4.2.6JGJ145-2004按規(guī)，該系數(shù)要求不小于 1.25、fstkw800MPa、fyk/f stkw 0.8 ； 對本例，Y Rs,V =1.2f stk/f yk表 4.2.6JGJ145-2004=1.2 X 400/240=2實際選取丫 RS,V =2；V Rk,s=0.5A sfstk6.2.2-2JGJ145-2004=0.5 X 84.3X 400=16860NV Rd,s = kV? k,s/ Y Rs,V=1 X 16860/2 =8430N > VSdh=142

29、5N 所以，錨栓鋼材受剪破壞承載力滿足設計要求！ 000013.8 混凝土楔形體受剪破壞承載力計算V Rd,c =kV Rk,c/ Y Rc,V6.2.3-1JGJ145-2004V Rk,c=V?k,c X Ac,v /Ac,V XA s,V 書 h,V 書 a,V 書 ec,V ucr,V 6.232JGJ145-2004 在上面公式中:V Rd,c :構件邊緣混凝土破壞時的受剪承載力設計值；V Rk,c :構件邊緣混凝土破壞時的受剪承載力標準值；k :地震作用下錨固承載力降低系數(shù)，按表 7.0.5JGJ145-2004 選??；Y Rc,V : 構件邊 緣 混凝 土破 壞時的 受 剪承 載

30、 力 分項系數(shù)，按表4.2.6JGJ145-2004 采用，取 1.8 ；采用；A c,V0: 單錨受剪，6.2.5JGJ145-2004A c,V: 群錨受剪，6.2.6JGJ145-2004V Rk,c0:混凝土理想楔形體破壞時的受剪承載力標準值，按6.2.4JGJ145-2004混凝土理想楔形體破壞時在側(cè)向的投影面積， 采用； 混凝土理想楔形體破壞時在側(cè)向的投影面積， 采用；書 s,V 邊距比 02/0 1對受剪承載力的影響系數(shù)，按 6.2.7JGJ145-2004 采用； 邊厚書 h,V 比 c1/h 對受剪承載力的影響系數(shù)，按 6.2.8JGJ145-2004 采用； 剪切角 書 a

31、,V 度對受剪承載力的影響系數(shù)，按 6.2.9JGJ145-2004 采用；書 :偏心荷載對群錨受剪承載力的降低影響系數(shù)， 按 6.2.10JGJ145-2004ec,V 采用；f ucr,V 未裂混凝土級錨區(qū)配筋對受剪承載力的提高影響系數(shù)， 按6.2.11JGJ145-2004 采用； 下面依次對上面提到的各參數(shù)計算c 1=112.5mmc 2=100mm書 S,V=0.7+0.3 X C2/1.5C i< 16.2.7JGJ145-2004=0.7+0.3 X100/1.5/112.5=0.878<1書 S,V=0.878VRk,c0=0.45X(dnom)0.5(l f /d

32、 nom) 0.2 (f cu,k)0.5c11.56.2.4JGJ145-2004其中d nom 錨栓外徑 (mm) ；l f：剪切荷載下錨栓有效長度，取lf< hef，且If < 8d,本處取75mmV Rk,c0=0.45X (d nom) 0.5(l f/d nom) 0.2 (f cu,k)0.5c11.5=0.45 X(12)0.5(75/12) 0.2(25) 0.5X 1 1 2.5 1.5 =13417.695NA c,V0=4.5c126.2.5JGJ145-20042=4.5 X 112.52=56953.125mmA C,V=(1.5 C 1+S2+C2) X h 6.2.6-3JGJ145-2004=(1.5 X 112.5+75+100) X 900=309375書 h,V=(1.5c 1/h) 1/3 > 1 6.2.8JGJ145-2004=(1.5 X112.5/900) 1/3=0.572<1取：書 h,V=1書 a,V =1.0書 ec,V =1/(1+2e V/3C 1) w 1=1/(1+2 X 0/3