埋件計(jì)算例子

埋件計(jì)算

建筑埋件系統(tǒng)

設(shè)計(jì)計(jì)算書設(shè)計(jì)：校對(duì)： 審核： 批準(zhǔn)： 二O—二年九月十三日目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1幕墻埋件計(jì)算（定型化學(xué)錨栓） 1\o"CurrentDocument"1.1埋件受力基本參數(shù) 1\o"CurrentDocument"1.2錨栓群中承受拉力最大錨栓的拉力計(jì)算 1\o"CurrentDocument"1.3群錨受剪內(nèi)力計(jì)算 3\o"CurrentDocument"1.4錨栓鋼材破壞時(shí)的受拉承載力計(jì)算 3\o"CurrentDocument"1.5基材混凝土的受拉承載力計(jì)算 41.6錨栓鋼材受剪破壞承載力計(jì)算 81.7基材混凝土受剪承載力計(jì)算 91.8拉剪復(fù)合受力情況下的混凝土承載力計(jì)算 13\o"CurrentDocument"2附錄常用材料的力學(xué)及其它物理性能 15幕墻后錨固計(jì)算13]幕墻后錨固計(jì)算13]1幕墻埋件計(jì)算（定型化學(xué)錨栓）1.1埋件受力基本參數(shù)V=8000NN=10000NM=200000N?mm選用錨栓：M12X160/110,M12X160/110；1.2錨栓群中承受拉力最大錨栓的拉力計(jì)算按附錄M.1.2[GB50367-2006]規(guī)定，在軸心拉力和彎矩共同作用下（下圖所示），進(jìn)行彈性分析時(shí)，受力最大錨栓的拉力設(shè)計(jì)值應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算：1：當(dāng)N/n—My/工y2^0時(shí)：TOC\o"1-5"\h\z1 iN二N/n+My/Zy2rh 1 i t2：當(dāng)N/n—My/Zy2<0時(shí)：N=（M+NL）y//Zy./2在上面公式中：1 1M：彎矩設(shè)計(jì)值；N:群錨中受拉力最大錨栓的拉力設(shè)計(jì)值；yh,y:錨栓1及i至群錨形心軸的垂直距離；y1/,y/：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(diǎn)至受壓一側(cè)最外排錨栓的垂直距離；r<7r<7.[r//i[//jr//i2zz/L ■k yi在本例中：N/n—My/Ey21 i=10000/4-200000X100/40000=2000因?yàn)椋?000^0所以:N二N/n+My/Ey2=3000Nh 1 i按JGJ102-2003的5.5.7中第七條規(guī)定，這里的Nh再乘以2就是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際拉拔應(yīng)該達(dá)到的值。另外，我們接著分析一下錨栓群受拉區(qū)的總拉力：當(dāng)N/n-My/Ey2三0時(shí)：螺栓群中的所有錨栓在組合外力作用下都承受拉力，中性軸在錨栓群形心位置，這種

情況下群錨受拉區(qū)總拉力為：N=N+MZy/Zy2=Ng i i而當(dāng)N/n-My/Zy2VO時(shí)：最下排的錨栓底部埋板部分為結(jié)構(gòu)受壓區(qū)，螺栓群的中性軸取最下一排錨栓位置，這種情況下群錨受拉區(qū)總拉力為：N=（M+NL）Zy//ZynTOC\o"1-5"\h\zg i i本例中，因?yàn)椋?中性軸在形心位置，不用這個(gè)公式1.3群錨受剪內(nèi)力計(jì)算按附錄M.2.1［GB50367-2006］規(guī)定，當(dāng)邊距c三10hf時(shí)，所有錨栓均勻分?jǐn)偧羟泻奢d； 6當(dāng)邊距c<10hf時(shí)，部分錨栓分?jǐn)偧羟泻奢d；其中： ehf：錨栓的有效錨固深度；eC：錨栓與混凝土基材之間的距離；本例中：c=100mm<10hf=1100mm在本計(jì)n=8?oo部/分=4栓受剪，所以，承受剪力最大錨栓所受剪力設(shè)計(jì)值為:h1.4錨栓鋼材破壞時(shí)的受拉承載力計(jì)算13.2.2[GB50367-2006]Na=fA13.2.2[GB50367-2006]tud,ts上面公式中：Na：錨栓鋼材受拉承載力設(shè)計(jì)值;tf:錨栓鋼材用于抗拉計(jì)算的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按13.2.3條［GB50367-2006］采用;ud,tA:錨栓有效截面面積；sNa=fAtud,ts=400X84.3=33720N$2XN=6000Nh錨栓鋼材受拉破壞承載力滿足設(shè)計(jì)要求！1.5基材混凝土的受拉承載力計(jì)算本結(jié)構(gòu)埋板參數(shù)示意圖如下：

因錨固點(diǎn)位于結(jié)構(gòu)受拉面，而該結(jié)構(gòu)為普通混凝土結(jié)構(gòu)，故錨固區(qū)基材應(yīng)判定為開(kāi)裂混凝土。混凝土錐體受拉破壞時(shí)的受拉承載力設(shè)計(jì)值Nc應(yīng)按下列公式計(jì)算：（定型化學(xué)螺栓）tNc=2.4屮屮f0.5h1.5 13?3?2—2[GB50367—2006]t bNcu,kef在上面公式中：Nc：錨栓連接的基材混凝土抗拉承載力設(shè)計(jì)值；tf:混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，按現(xiàn)行規(guī)范GB50010的規(guī)cu,k定采用；h:錨栓的有效錨固深度；ef屮：定型化學(xué)錨栓直徑對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度的影響系數(shù)：Tb當(dāng)dW16mm時(shí)，取0.95；0當(dāng)d=24mm時(shí)，取0.85；0介于兩者之間時(shí)候，按線性插值；本計(jì)算中d=12mm，所以屮=0.95；0 Tb屮：考慮各種因素對(duì)基材混凝土受拉承載力影響的修正系數(shù)，N按規(guī)范13.3.3[GB50367-2006]計(jì)算；屮二屮屮A/A0 13.3.3—N sN eNcNc,N1[GB50367—2006]

屮 =l/(l+2e/s )W1eN Ncr,N13.3.3-2[GB50367-2006]在上面公式中：屮：考慮構(gòu)件邊距及錨固深度等因素對(duì)基sN材受力的影響系數(shù)，取0?8；屮：荷載偏心對(duì)群錨受拉承載力的影響系eN數(shù)；C：錨栓的邊距(mm)；s和C:混凝土呈錐形受拉時(shí)，確保每一crN crN錨栓承載力不受間距和邊距效應(yīng)影響的最小間距和最小邊距，按表13.4.3[GB50367-2006]采用：c三l?5h；cr,N efs三3?0h；cr,N efe：拉力(含其合力)對(duì)受拉錨栓形心的偏心N矩；A/A0:考慮錨栓邊距和間距對(duì)錨栓受拉承cNc,N載力的影響系數(shù)，按13.3.4條[GB50367-2006]確定；A=(c+s+0.5s )(c+s+0.5s )cN1 1 cr,N2 2 cr,N13.3.5-4[GB50367-2006]

=(100+200+0.5X330)X(165+200+0.5X330)=246450mm2A0=s2 13?3?4[GB50367—2006]c,Ncr,N=3302=108900mm2將各參數(shù)帶入公式 13?3?3-1[GB50367-2006]，得：屮二屮屮A/A0N sNeNcNc,N=0?8X1X246450/108900=1.81將各參數(shù)帶入公式13.3?2-2[GB50367-2006],得：Nc=2.4屮屮f0.5h1.5t bNcu,kef=2.4X0.95X1?81X300.5X1101.5=26077?327N三N=10000N所以，群錨混凝土錐體受拉破壞承載力滿足設(shè)計(jì)要求!1.6錨栓鋼材受剪破壞承載力計(jì)算13.2.4-1[GB50367-Va13.2.4-1[GB50367-ud,Vs2006]其中:

Va：錨栓鋼材受剪承載力設(shè)計(jì)值；A:錨栓的有效截面面積；sf:錨栓鋼材用于抗剪計(jì)算的強(qiáng)度設(shè)計(jì)udV值，按13.2.3條[GB50367-2006]采用；帶入已知參數(shù)，貝I」：Va=fAud,Vs=240X84.3=20232N三V=4000N所以，錨栓鋼材受剪破壞承載力滿足設(shè)計(jì)要求！1.7基材混凝土受剪承載力計(jì)算Vc=0.18 屮 fVcu,k1 0ef13.3.6[GB50367-2006]在上面公式中：Vc:錨栓連接的基材混凝土受剪承載力設(shè)計(jì)值；屮：考慮各種因素對(duì)基材混凝土受剪承V載力影響的修正系數(shù)，按13.3.7[GB50367-2006]計(jì)算；c:平行與剪力方向的邊距；d:錨栓外徑；h:錨栓的有效錨固深度；ef

當(dāng)h〉10d時(shí)候，按h=10d計(jì)算；本計(jì)算中為h=110；6 °ef屮二屮屮屮屮屮A/AoV S,V h,v a,V e,v u,VcVc,V13?3?7T[GB50367-2006]屮=0.7+0?2c/c<1 13.3.7—s,V 2 12[GB50367—2006]=0.7+0.2X165/100=1.03因此屮v=min(1.03,1)=1屮 =(1?5cS'/h)1/3三1 13.3.7—h,V 13[GB50367—2006]=(1.5X100/300)1/3=0.794因此屮二max(0.794,1)=1hV屮按13?3?7—4[GB50367—2006]取值，aV要求如下：當(dāng)0°<a<55。時(shí)，屮=1.0；TOC\o"1-5"\h\zV ra,V /當(dāng)55°<a<90°時(shí)，屮=1(cosV a,Va+0.5sina)；V V當(dāng)90°<a<180。時(shí)，屮=V a,V2.0；因此屮=1a,V

屮=l/(l+2e/3c)<1 13.3.7—e,V V 15[GB50367-2006]在本計(jì)算中，屮=1eV屮按13?3?7—6[GB50367—2006]取值，? :u,V要求如下：當(dāng)邊緣無(wú)配筋時(shí)，屮=1.0；uV當(dāng)邊緣配有直徑d12mm鋼筋時(shí)，屮=1?2；uV' 當(dāng)邊緣配有直徑d±12mm鋼筋及s三100mm鋼筋時(shí)，屮=1.4；uV在本計(jì)算中，屮=1.2uV在上面這些公式中：’系數(shù);屮s,V系數(shù);屮s,V系數(shù);邊距比c/c對(duì)受剪承載力的影響21邊厚比c/h對(duì)受剪承載力的影響1屮：剪力與垂直于構(gòu)件自由邊的軸線aV之間的夾角對(duì)受剪承載力的影響系數(shù)；屮：荷載偏心對(duì)受剪承載力的影響系e,V屮：構(gòu)件錨固區(qū)配筋對(duì)受剪承載力的uV影響系數(shù)；

A/A0:錨栓邊距、間距等幾何效應(yīng)對(duì)eVeV抗剪承載力的影響系數(shù)，按13.3.8及13.3.9[GB50367-2006]確定;e:垂直與e方向的邊距；21h：構(gòu)件厚度；e:剪力對(duì)受剪錨栓形心的偏心矩；VAo=4?5c2 13.3?8[GB50367-2006]eV 1=4?5X1002=45000mm2A=(1?5c+s+e)h 13.3.10-e,V 1 2 23[GB5O367-2O06]=(1.5X100+200+165)X300=154500mm2將各參數(shù)帶入13.3.7-1[GB50367-2006],得：屮二屮屮屮屮屮A/A0Vs,Vh,Va,Ve,Vu,VeVe,V=1X1X1X1X1.2X154500/45000=4.12再帶入已知參數(shù)到13.3.6[GB50367-2006],得：Ve=0.18屮f0.5e1.5d0.3h0.2Veu,k1 0ef=0.18X4.12X300.5X1001.5X120.3X

1100.2=21916?0992V=8000N所以，混凝土的受剪承載能力滿足計(jì)算要求!1.8拉剪復(fù)合受力情況下的混凝土承載力計(jì)算1.8拉剪復(fù)合受力情況下的混凝土承載力計(jì)算i=i計(jì)算依據(jù):(p)a+(R)a<1 13.3.12[GB50367—N V2006]在找個(gè)公式中：p:拉力作用設(shè)計(jì)值與混凝土抗拉承載N力設(shè)計(jì)值之比；在本計(jì)算中：p=10000/26077.327=0.383Np:剪力作用設(shè)計(jì)值與混凝土抗剪承載V力設(shè)計(jì)值之比；在本計(jì)算中：p=8000/21916.099=0.365Va:指數(shù)，當(dāng)兩者均受錨栓鋼材破壞形式控制時(shí)，取a=2.0,其它情況下取a=1.5；(p)a+(p)aN V=0.3831.5+0.3651.5

=0.458W1所以，該處計(jì)算滿足設(shè)計(jì)要求!2附錄常用材料的力學(xué)及其它物理性能一、玻璃的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fg(MPa)JGJ102-2003表5.2.1種類厚度(mm)大面?zhèn)让嫫胀úＡ?28.019.5浮法玻璃5~1228.019.515~1924.017.0三2020.014.0鋼化玻璃5~1284.058.815~1972.050.4三2059.041.3二、長(zhǎng)期荷載作用下玻璃的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fg(MPa)JGJ113-2009表4.1.9種類厚度(mm)大面?zhèn)让嫫桨宀Ａ?~129615~1975三2064半鋼化玻璃5~12282015~192417三202014半鋼化玻璃5~12423015~193626三203021三、鋁合金型材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)GB50429-2007表4.3.4鋁合金牌號(hào)狀態(tài)厚度強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(mm)抗拉、抗壓抗剪6061T4不區(qū)分9055T6不區(qū)分2001156063T5不區(qū)分9055T6不區(qū)分150856063AT5W1013575T6W1016090四、鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(1-熱軋鋼材)fs(MPa)JGJ102-2003表5.2.3鋼材牌號(hào)厚度或直徑d(mm)抗拉、抗壓、抗彎抗剪端面承壓Q235dW16215125325Q345dW16310180400

五、鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(2-冷彎薄壁型鋼)fs(MPa)GB50018-2002表4.2.1鋼材牌號(hào)抗拉、抗壓、抗彎抗剪端面承壓Q235205120310Q345300175400六、材料的彈性模量E(MPa)JGJ102-2003表5.2.8、JGJ133-2001表5.3.9材料E不銹鋼絞線1.2X105~1.5X105高強(qiáng)鋼絞線1.95X105鋼絲繩0.8X105~1.0X105花崗石板0.8X105鋁塑復(fù)合板4mm0.2X105鋁塑復(fù)合板6mm0.3X105七、材料的泊松比uJGJ102-2003表5.2.9、JGJ133-2001表5.3.10、GB50429-2007表4.3.7材料U材料U玻璃0.2鋼、不銹鋼0.3鋁合金0.3(按GB50429)高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線0.3鋁塑復(fù)合板0.25蜂窩鋁板0.25花岡巖0.125八、材料的膨脹系數(shù)a(1/°C)JGJ102-2003表5.2.10、JGJ133-2001表5.3.11、GB50429-2007表4.3.7材料a材料a玻璃0.8X10-5~1.0X10-5不銹鋼板1.80X10-5鋁合金、單層鋁板2.3X10-5(按GB50429)混凝土1.00X10-5鋼材1.20X10-5磚砌體0.50X10-5鋁塑復(fù)合板<4.0X10-5蜂窩鋁板2.4X10-5花岡巖0.8X10-5九、材料的重力密度Yg(KN/m3)JGJ102-2003表5.3.1、GB50429-2007表4.3.7材料Y一材料Yg普通玻璃、夾層玻璃鋼化、半鋼化玻璃25.6礦棉1.2~1.5玻璃棉0.5~1.0鋼材78.5巖棉0.5~2.5鋁合金2700kg/m3(按GB50429)十、板材單位面積重力標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)JGJ133-2001表5.2.2板材厚度(mm)qk(N/m2)板材厚度(mm)qk(N/m2)單層鋁板2.567.51.5117.83.081.0不銹4.0112.02.02.5157.0196.3鋼板鋁塑復(fù)合板4.055.03.0235.56.073.6蜂窩鋁板10.053.0花崗20.0500?560(鋁箔芯)15.070.0石板25.0625?70020.074.030.0750?840十一、螺栓連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值一(MPa)JGJ102-2003表B.0.1-1螺栓的性能等級(jí)錨栓和構(gòu)件鋼材的牌號(hào)普通螺栓錨栓承壓型連接高強(qiáng)度螺栓C級(jí)螺栓A、B級(jí)螺栓抗拉抗-、,*剪承壓抗拉抗-、,*剪承壓抗拉抗拉抗-、,*剪承壓fbfbfbfbfbfbfbfbfbfb普通螺栓4.6、4.8級(jí)1701405.6級(jí)———210190—————8.8級(jí)———400320—————錨栓Q235鋼——————140———Q345鋼——————180———承壓型連接高強(qiáng)度螺栓8.8級(jí)400250—10.9級(jí)500310—構(gòu)件Q235鋼——305——405———470Q345鋼——385——510———590Q390鋼——400——530———615十二、螺栓連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值二(MPa)GB50429-2007表4.3.5-1螺栓的材料、性能等級(jí)和構(gòu)件鋁合金牌號(hào)普通螺栓鋁合金不銹鋼鋼抗拉fvt抗剪fbv承壓fbc抗拉fvt抗剪fbv承壓fbc抗拉fvt抗剪fbv承壓fbc普通螺栓鋁合金2B111701602A90150145不銹鋼A2-50、A4—50——————200190————————A2-70、A4—70——————280265————————鋼4.6、4.8級(jí)————————————170140——構(gòu)件6061—T4————210————210————2106061—T6————305————305————3056063—T5————185————185————1856063—T6————240————240————2406063A—T5————220————220————2206063A—T6————255————255————255

5083-0/F/H112————315————315————315十三、焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)JGJ102-2003表B.0.1-3焊接方法和焊條型號(hào)構(gòu)件鋼材對(duì)接焊縫角焊縫牌號(hào)厚度或直徑d(mm)抗壓fwc抗拉和抗彎受拉fwt抗剪fwv抗拉、抗壓和一級(jí)、二級(jí)三級(jí)抗剪ffw自動(dòng)焊、半自動(dòng)焊和E43型焊條的手工焊Q235鋼dW1621521518512516016VdW4020520517512016040VdW60200200170115160自動(dòng)焊、半自動(dòng)焊和E50型焊條的手工焊Q345鋼dW1631031026518020016VdW3529529525017020035VdW50265265225155200自動(dòng)焊、半自動(dòng)焊和E55型焊條的手工焊Q390鋼dW1635035030020522016VdW3533533528519022035VdW50315315270180220自動(dòng)焊、半自動(dòng)焊和E55型焊條的手工焊Q420鋼dW1638038032022022016VdW3536036030521022035VdW50240240290195220十四、 不