09、石材幕墻T掛件計(jì)算

1、第九部分、T掛件石材幕墻結(jié)構(gòu)計(jì)算第一章、荷載計(jì)算一、計(jì)算說(shuō)明取風(fēng)荷載計(jì)算部分表3-1中XX風(fēng)荷載進(jìn)行計(jì)算，在此部分中石材幕墻的最大水平分格為a=1200mm豎向分格為b=1000mm標(biāo)準(zhǔn)層層高為H=3.0m。該處石材幕墻采用T掛件連接形式，幕墻位于A座北立面的4軸與D軸的交匯處，幕墻形式及做法見(jiàn)投標(biāo)圖中DY-M02二、單位面積石材幕墻的自重荷載計(jì)算1、單位面積石材幕墻自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算Gk：石材板塊自重面荷載標(biāo)準(zhǔn)值石材采用25mm厚花崗巖石材，石材密度取為28.0KN/m3Gk=25X10-3x28.0=0.7KN/m2GGk：考慮板材和框架的幕墻自重面荷載標(biāo)準(zhǔn)值GGk=Gk+0.15=0.8

2、5KN/m22、單位面積石材幕墻自重荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算g：重力荷載分項(xiàng)系數(shù)，取rG=1.2按金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ133-2001第5.1.6條規(guī)定Gg：考慮板材和框架后的單位面積石材幕墻自重荷載設(shè)計(jì)值2G=rgGGk=1.2X0.85=1.02KN/m三、石材幕墻板塊承受的水平風(fēng)荷載計(jì)算W:作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值2W=1.466KN/mW作用在幕墻上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值2W=2.052KN/m四、石材幕墻板塊承受的垂直于幕墻平面的分布水平地震荷載計(jì)算1、幕墻玻璃面板承受的垂直于幕墻平面的分布水平地震荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算amax：水平地震影響系數(shù)最大值，取ama=0.16按金屬與石材幕墻工程技術(shù)

3、規(guī)范JGJ133-2001第5.2.5條規(guī)定3E：動(dòng)力放大系數(shù)，取3e=5.0按金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ133-2001第5.2.5條規(guī)定qEK：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值_2qEK=amax3e,GGk=0.16X5.0X0.85=0.68KN/m2、幕墻玻璃面板承受的垂直于幕墻平面的分布水平地震荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算re：地震荷載作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)，取rE=1.3按金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ133-2001第5.1.6條規(guī)定qE：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用設(shè)計(jì)值2qE=rE,qEK=1.3X0.68=0.884KN/m五、荷載組合1、風(fēng)荷載和水平地震作用組合面荷載標(biāo)準(zhǔn)

4、值計(jì)算3W：風(fēng)荷載作用效應(yīng)組合系數(shù)，取W=1.0按金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ133-2001第5.1.7條規(guī)定3e：地震荷載作用效應(yīng)組合系數(shù)，取3e=0.6按金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ133-2001第5.1.7條規(guī)定qK=小wWK+小eqEK=1.0X1.466+0.6X0.682=1.874KN/m22、風(fēng)荷載和水平地震作用組合面荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算q=小w,坤e,qE=1.0X2.052+0.6X0.884=2.582KN/m2第二章、石材面板計(jì)算、計(jì)算說(shuō)明石材面板選用25mnB的花崗巖石材。石材幕墻的分格尺寸為：石材分格寬度a=1200mm石材分格高度b=1000mm=因石材面板

5、采用四個(gè)T掛件支撐，所以石材面板的計(jì)算采用短槽X2-v支撐的石材面板計(jì)算模型。、石材面板強(qiáng)度校核（一）花崗石板的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fgi=fgm/2.15=8/2.15=3.721fg2=fgm/4.30=8/4.30=1.860fg花崗石板抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（Mpa）fg2：花崗石板抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（Mpa）fgm：花崗石板彎曲弓度平均值（Mpa）金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ133-2001第3.2.2條規(guī)定花崗石板材的彎曲強(qiáng)度應(yīng)經(jīng)決定檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)確定，彎曲強(qiáng)度不應(yīng)小于8.0Mpa所以本工程按不小于8.0Mpa取值。（二）石材面板彎曲強(qiáng)度校核21、校核依據(jù)：仃=6嗎/Wfg1=3.721N/mm2。t

6、2金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ133-2001第5.5.4條規(guī)定2、石材面板產(chǎn)生的彎曲強(qiáng)度m：四點(diǎn)支撐石材面板彎矩系數(shù),a0由一二b09001000=0.9查金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ133-2001附錄B表B.0.2,得m=0.1494t:石材計(jì)算厚度，取t=25mmbe：四點(diǎn)支撐板的計(jì)算長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)，bc=1000mmq:風(fēng)荷載和水平地震作用組合面荷載設(shè)計(jì)值，q=2.582KN/m22t3260,14942.582101000=25=3.703N/mm2Vfgi=3.721N/mm2石材面板強(qiáng)度符合規(guī)范要求。（三）石材槽口抗剪強(qiáng)度校核本工程石材槽口按對(duì)邊開(kāi)槽設(shè)計(jì)，所以石材槽口剪應(yīng)力計(jì)

7、算按對(duì)邊開(kāi)槽計(jì)算。1、校核依據(jù)：=qab）wfg2=1.860N/mm2。nt-cs金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ133-2001第5.5.7條規(guī)定2、石材槽口剪切強(qiáng)度q:風(fēng)荷載和水平地震作用組合面荷載設(shè)計(jì)值，q=2.582KN/m2c:槽口寬度c=7mms:單個(gè)槽底總長(zhǎng)度（mm,矩形槽底總長(zhǎng)度取為槽長(zhǎng)加上槽深的兩倍，弧型槽取為圓弧總長(zhǎng)度。本工程采用弧型槽，槽長(zhǎng)為105mmon:一個(gè)連接邊上T掛件數(shù)量。n=23:應(yīng)力調(diào)整系數(shù)，查金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ133-2001表5.5.5,得3=1.25qabl：-7=I7nt-cs32.58210n420010001.25一225-7105

8、=1.024N/mm2vfg2=1.860N/mm2石材槽口抗剪強(qiáng)度符合規(guī)范要求第三章、石材幕墻橫梁計(jì)算一、計(jì)算說(shuō)明石材幕墻的橫梁選用50x4等邊角鋼，根據(jù)構(gòu)造做法，每根幕墻橫梁簡(jiǎn)支在立柱上，雙向受力，屬于雙彎構(gòu)件，需對(duì)橫梁進(jìn)行強(qiáng)度和撓度校核，此外計(jì)算橫梁抗扭剪切強(qiáng)度。橫梁的計(jì)算長(zhǎng)度B=1200mm橫梁承受豎向的自重荷載和水平方向上的風(fēng)和地震的組合荷載。幕墻的荷載由橫梁和立柱承擔(dān)。橫梁采用簡(jiǎn)支梁力學(xué)模型，石材面板受到的水平方向的荷載和自重荷載，水平面荷載和豎向面荷載先傳遞到T掛件，然后通過(guò)T掛件以集中荷載方式傳遞到橫梁。計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖：.立豢米丈£育集中肩囊植里為計(jì)算公式如下：支座反力

9、：Ra=Rb=P最大彎矩：Mw=PXa最大撓度：Uma奸RaL3_4（-）224EI.一L三、荷載計(jì)算1、橫梁承受的豎直方向面荷載標(biāo)準(zhǔn)值Gg=0.85KN/m設(shè)計(jì)值Gg=1.02KN/m22、橫梁承受的水平方向面荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=1.466KN/m2設(shè)計(jì)值q=2.052KN/m23、橫梁承受的豎直集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Pk豎向=2bGgk=1.210.85=0.51KN設(shè)計(jì)值p豎片aMbMGG=12/如.02=0.612KN4、橫梁承受的水平集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Pk水平=2bqK=1.211.466=0.880KN設(shè)計(jì)值P水平=2MbMq二12'1M2.052=1.231KN5、豎直荷載作用最大彎

10、矩Mx=P豎向Xa=0.612X0.15=0.092KNm6、橫梁承受的水平線(xiàn)荷載產(chǎn)生的彎矩MY=P水平Xa=1.231X0.15=0.185KNm四、橫梁截面參數(shù)橫梁截面積A=385.5mm中性軸慣性矩中性軸到最外緣距離Yxma=36.3mmX軸抵抗矩Wx=2491.9mm中性軸慣性矩中性軸到最外緣距離Y軸抵抗矩y=9036.5mmYmax=36.3mmy=2491.9mmIx=90376.5mm2塑性發(fā)展系數(shù)U=1.05五、橫梁強(qiáng)度校核校核依據(jù)：二Mx"W<Wyt2wfs=215N/mmM,My；二二二'WWy0.0921060.185106=-1.052491.9

11、1.052491.9=105.9N/mm2Vf；=215N/mm2橫梁強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。六、橫梁抗剪強(qiáng)度校核1、校核依據(jù)："防fAwh1.5VyAwy二sVh：橫梁水平方向上的剪力設(shè)計(jì)值Th：橫梁承受的水平荷載產(chǎn)生的剪應(yīng)力Awh：橫梁水平方向上月M板截面面積（mrri）Vy：橫梁豎直方向上的剪力設(shè)計(jì)值Ty：橫梁承受的水豎向自重荷載產(chǎn)生的剪應(yīng)力Awy：橫梁豎直方向上月I板截面面積（mrri）fsv：Q235B鋼抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ133-2001第5.6.4條規(guī)定2、水平方向產(chǎn)生的剪應(yīng)力Vh=Pk平=1.231KN1.5VhTh-Awh_1.51231-19

12、2.5=9.59N/mm2VfSv=125N/mm23、水平方向產(chǎn)生的剪應(yīng)力Vy=嗪向=0.612KN1.5Vy1.5612192.5=4.768N/mm2<fsv=125N/mm2橫梁抗剪強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。七、橫梁抗扭計(jì)算1、校核依據(jù)：。maxWf】=125N/mm?2、計(jì)算說(shuō)明橫梁由于豎向荷載和水平荷載不通過(guò)其型心，所以，對(duì)橫梁產(chǎn)生扭矩效應(yīng)，需對(duì)此進(jìn)行驗(yàn)算。3.荷載計(jì)算P水平=1.231KNP豎向=0.612KNex：豎向荷載到角鋼型心的距離，ex=68.8mmey：水平荷載到角鋼型心的距離，ey=16.2mmM:集中荷載傳給橫梁的轉(zhuǎn)矩M1=M=P水平Xey+P豎向Xex=1231X

13、16.2+612X68.8=62047.8N-mIk：角鋼抗扭慣性矩.1之.r31，一3,.3、一一4Ik-bi、i=一(484-484)=2048mm3138:所求點(diǎn)的截面厚度4mmb:角鋼腹板長(zhǎng)度b1=b2=48mml:橫梁長(zhǎng)度，取l=1500mmMK:橫梁受到的最大扭矩簡(jiǎn)支梁所受扭矩模型如下圖所示:通過(guò)計(jì)算得Mkma=M=62047.8N-m4、橫梁抗扭計(jì)算Tmax：扭矩產(chǎn)生的最大剪力MKMAXmax=Ik62047.8420482V2=121.8N/mmvfs=125N/mm八、橫梁撓度校核1、校核依據(jù)：鋼橫梁承受的最大撓度應(yīng)不大于H/300,且不大于15ms金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范

14、2、由豎直集中荷載引起的撓度JGJ133-2001第5.6.5條規(guī)定24EI2二Pk向aLy=510150120015023-4()24210000903771200=0.71mmv15mmy=0.71mmvL/300=1200/300=4mm3、由水平集中荷載引起的撓度x=%平"24EI3-4g2=880150120015023-4()24210000903771200=1.225mmv15mmx=1.225mmvL/300=1200/300=4mm橫梁剛度符合設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過(guò)以上計(jì)算得知，橫梁的各項(xiàng)性能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。第四章、石材幕墻立柱計(jì)算、計(jì)算說(shuō)明立柱選用80x60x4鍍鋅方鋼管

15、，立柱計(jì)算模型為懸掛體系，立柱在組合荷載的作用下,產(chǎn)生彎曲、剪切等效應(yīng)。立柱高度H=3000mm幕墻橫向計(jì)算分格寬度B=1200mm。立柱的力學(xué)模型按懸掛體系設(shè)置，立柱受到的荷載按承受水平方向的組合荷載和自重荷載考慮。為簡(jiǎn)化計(jì)算，立柱的水平荷載按均布的水平線(xiàn)荷載計(jì)算。三、荷載作用值立柱承受的豎直方向面荷載標(biāo)準(zhǔn)值Gg=0.85KN/m22設(shè)計(jì)值Gg=1.02KN/m2、立柱承受的水平方向面荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=1.466KN/m23、設(shè)計(jì)值q=2.052KN/m2立柱承受的水平線(xiàn)荷載標(biāo)準(zhǔn)值q線(xiàn)卜=4/B=1.466X1.2=1.760KN/m設(shè)計(jì)值q線(xiàn)=4*8=2.052*1.2=2.462KN/m4

16、、立柱所受的彎矩M=0.125q線(xiàn).hf=0.125X2.462X3.02=2.770KNm5、受力最不利處立柱承受的偏心拉力設(shè)計(jì)值（立柱中心處）N=GgXBXH/2=1.02X1.2X3/2=1.836KN四、立柱截面參數(shù)立柱截面積A0=1015mm2X軸慣性矩Ix=879050mm4X軸到最外緣距離Yx=40mm3X軸抵抗矩Wx=21975mm塑性發(fā)展系數(shù)丫=1.05五、立柱強(qiáng)度校核NM-2校核依據(jù)AA<fs=215N/mm金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ133-2001第5.7.6條規(guī)定N仃=一A=1.836X103.2.7730610151.0521975=121.8N/mm2&

17、lt;f；=215N/mm2立柱強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。六、立柱撓度校核校核依據(jù)：立柱承受的最大撓度應(yīng)不大于H/300,且不大于15mmo金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ133-2001第5.7.10條規(guī)定u=5q線(xiàn)kH4384EI4_51.760300053842.110879050=10mmc15mmu=10mmcH/300=3000/300=10mm立柱撓度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過(guò)以上計(jì)算得知，立柱的各項(xiàng)性能要求滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。第五章、主要幕墻連接附件計(jì)算、計(jì)算說(shuō)明石材幕墻的附件主要計(jì)算以下部分：T掛件部分1 .不銹鋼T掛件的強(qiáng)度計(jì)算2 .連接不銹鋼T掛件與角鋼橫梁的M6不銹鋼螺栓校核橫梁部分1 .連

18、接鋼轉(zhuǎn)接件和鍍鋅方鋼立柱的M6不銹鋼螺栓校核立柱與鋼轉(zhuǎn)接件連接部分2 .連接鋼轉(zhuǎn)接件和鍍鋅鋼立柱的M12不銹鋼螺栓校核3 .4mnB鋼墊片承壓計(jì)算4 點(diǎn)焊承載力計(jì)算鋼轉(zhuǎn)接件計(jì)算（當(dāng)鋼轉(zhuǎn)接件外挑250mmA上時(shí)計(jì)算）鋼轉(zhuǎn)接件與埋件連接部分1.連接鋼轉(zhuǎn)接件與埋件的M12不銹鋼螺栓計(jì)算預(yù)埋件計(jì)算二、不銹鋼T掛件計(jì)算1、計(jì)算說(shuō)明不銹鋼T掛件承受石材板塊的自重荷載和水平方向的風(fēng)和地震的組合荷載。不銹鋼T掛件主要計(jì)算強(qiáng)度。在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，假設(shè)角鋼橫梁是剛性的，即無(wú)變形。不銹鋼T掛件材質(zhì)選用奧氏體不銹鋼304,抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fs1V為140N/mm2,抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fs1t為180N/mm2。2、計(jì)算模型如下

19、圖所示寢緣=7.75N/mm'vfs1V=140N/mm25、不銹鋼T掛件支點(diǎn)處5mm厚板強(qiáng)度計(jì)算不銹鋼T掛件支點(diǎn)處5mmB板受到拉力、剪力和彎矩作用，不銹鋼T掛件5mnill板僅進(jìn)行基本強(qiáng)度校核即可，既pwfs1V=140N/mm*2,crWfs1t=180N/mm2斷面參數(shù)：截面積A=135mm2中性軸慣性矩Ix=281mm中性軸到最外緣距離Yxma=2.5mm3X軸抵抗矩Wx=112.5mm中性軸慣性矩Iy=17651mm4中性軸到最外緣距離Ymax=17.5mmY軸抵抗矩Wy=112.5mm3拉力：N=P水平=1.550KN彎矩：M=Pte向X0.0325=0.5X0.0325

20、=0.00163KNm30.510135所以n=向32.520。532.520=0.8125KN=3.7N/mm2wfs1V=140N/mm2AWx3=1.55101630135112.5=25.97N/mm2<fslt=180N/mm26、連接不銹鋼T掛件與角鋼橫梁的M6不銹鋼螺栓校核M6不銹鋼螺栓需計(jì)算由于自重荷載產(chǎn)生的拉力和水平荷載產(chǎn)生的剪力。以不銹鋼T掛件和角鋼橫梁處作為支點(diǎn)計(jì)算。拉力：N剪力：V根據(jù)2M=0有NX20=P豎向X32.5V=P水平=1.550KNM6螺栓校核A0:M6不銹鋼螺栓有效面積，取A)=20.1mm2Nb:單個(gè)螺栓的抗拉承載力：Nb=A)xfa=20.1X

21、700=14070N>N=812.5NnV:剪切面，單剪時(shí)，取nV=1NVb:單個(gè)螺栓的抗剪承載力：nV=nVMA0父為二仔20.1父245=4924.5N>V=1550NM6螺栓的設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)要求。三、橫梁部分1、計(jì)算說(shuō)明橫梁連接附件部分主要計(jì)算連接螺栓是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。2、計(jì)算模型如下圖所示3、荷載計(jì)算豎直方向支座反力Ri=P豎向=1.2MgakM1.2m1=1.2M0.7'1.2m1=0.5kn22豎直方向支座反力R2=P水平=4*0.6X1=2.582X0.6X1=1.550KN4、連接鋼轉(zhuǎn)接件和鍍鋅方鋼立柱的M6不銹鋼螺栓校核M6不銹鋼螺栓承受的剪力V為：V=R2

22、R2=0.52i.5524629KNnv：剪切面，單剪時(shí)，取nv=1N；:單個(gè)螺栓的抗剪承載力：bNv-nvMA0Mfv=lM20.1m245=4924.5N>V=1629NM6螺栓的設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)要求。按金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ133-2001第5.6.6條規(guī)定，螺栓數(shù)量取為2個(gè)。四、立柱與鋼轉(zhuǎn)接件連接部分1、計(jì)算說(shuō)明計(jì)算寬度B=1.200m,高度H=3.0m。鋼角碼采用Q235B結(jié)構(gòu)鋼尺寸為110X70X8X100mm立柱的固定方式為雙系點(diǎn)，即兩側(cè)均用鋼角碼夾持，用2個(gè)M12奧氏體不銹鋼螺栓A2-70連接。該部分參考第五章石材幕墻立柱計(jì)算中力學(xué)模型說(shuō)明。2、荷載計(jì)算N:M12不

23、銹鋼螺栓豎直方向承受的荷載（自重荷載）N=GgXBXH=1.02X1.2X3=3.672KNK:M12不銹鋼螺栓水平方向承受的荷載（風(fēng)和地震組合荷載）N2=q線(xiàn)L=2.462X3=7.386KNV:M12不銹鋼螺栓承受的剪力大小為V=N；N；=3.67227.3862=8.248KN3、M12螺栓計(jì)算A）:M12不銹鋼螺栓有效面積，取A）=84.3mm2:每個(gè)螺栓的承載力NV=nVxA0xfV=2X84.3X245=41307N>V=8248N根據(jù)構(gòu)造要求，采用2個(gè)M12不銹鋼螺栓。4、4mmi鋼墊片局部抗壓承載力d:M12不銹鋼螺栓孔徑，取d=12mmt:單片鋼墊片的厚度，取t=4mm

24、匯t:鋼墊片的總壁厚12t=2xt=2x4=8mmNc:鋼墊片局部承壓能力=d'fsC=12X8X320=30720N>V=8248N5.點(diǎn)焊承載力計(jì)算根據(jù)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GBJ18-87第3.2.5條電阻點(diǎn)焊每個(gè)焊點(diǎn)的抗剪設(shè)計(jì)承載力應(yīng)按表3.2.5采用表中3.5mm厚鋼板每個(gè)焊點(diǎn)的抗剪設(shè)計(jì)承載力為NvS=12.6KN需焊點(diǎn)的個(gè)數(shù)：sN=V/Nv=8248/12600=0.65個(gè)即一個(gè)焊點(diǎn)即滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求立柱與鋼角碼連接設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)要求。五、鋼角碼與埋件連接計(jì)算1、計(jì)算模型幕墻的重力作用點(diǎn)距支座距離a=105mm每個(gè)鋼角碼采用1個(gè)M12螺栓與埋件連接，螺栓到連接件最邊緣垂直

25、距離d2=50mm,2、荷載計(jì)算M12不銹鋼螺栓需計(jì)算由于水平荷載和自重荷載產(chǎn)生的拉力和自重荷載產(chǎn)生的剪力。以鋼轉(zhuǎn)接件下端作為支點(diǎn)計(jì)算。拉力：N剪力：V彎矩：MEM=0N=N2N110550=7.3863.67210550=15.097KNV=N=3.672KN3、M12螺栓計(jì)算Ao：M12不銹鋼螺栓有效面積，取A=84.3mm2:兩個(gè)螺栓的承載力nV=2OvXAoXfv=2XK84.3X245=41307N>V=3672N:兩個(gè)螺栓的抗拉承載力Ntb=2MAomfa=2X84.3X320=53952Nl>N=15097NM12不銹鋼螺栓設(shè)計(jì)符合要求。預(yù)埋件計(jì)算一、計(jì)算說(shuō)明本工程主體結(jié)構(gòu)采用混凝土強(qiáng)度等級(jí)為拉力、剪力和彎矩作用。受力簡(jiǎn)圖如下圖所示。030,幕墻采用平