石材幕墙计算

福州市第一医院·石材幕墙设计计算书

7 连接件计算

基本参数：

1：计算点标高：6.2m；

2：立柱计算间距：B1=1140mm；

3：横梁计算分格尺寸：宽×高=B×H=1140mm×875mm； 4：幕墙立柱跨度：L=3.35mm； 5：板块配置：石材；

6：龙骨材质：立柱为：Q235；横梁为：Q235； 7：立柱与主体连接钢角码壁厚：8mm； 8：立柱与主体连接螺栓公称直径：12mm； 9：立柱受力模型：单跨简支；

10：连接形式：立柱与主体螺栓连接； 立柱与横梁焊接连接；

因为B>H，所以本处幕墙横梁按梯形荷载模型进行设计计算：

7.1 横梁与立柱间焊接强度计算

(1)风荷载作用下横梁剪力设计值(按梯形分布)： Vw=1.4wkHB(1-H/2B)/2

=1.4×0.001121×875×1140×(1-875/2/1140)/2 =482.345N

(2)地震作用下横梁剪力标准值(按梯形分布)： VEk=βEαmaxGk/A×HB(1-H/2B)/2

=5.0×0.08×0.001×875×1140×(1-875/2/1140)/2 =122.938N

(3)地震作用下横梁剪力设计值： VE=1.3VEk

=1.3×122.938 =159.819N

(4)连接部位水平总剪力N1： 采用Sw+0.5SE组合： N1=Vw+0.5VE

=482.345+0.5×159.819 =562.254N (5)自重荷载计算：

N2k：自重荷载标准值(N)； B：横梁宽度(mm)；

Hg：横梁受自重荷载分格高(mm)； N2k=0.001×B×Hg/2

=0.001×1140×875/2 =498.75N

N2：自重荷载(N)： N2=1.2×N2k

=1.2×498.75

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=598.5N

(6)连接处组合荷载V： 采用SG+Sw+0.5SE V=(N220.51+N2)

=(562.2542+598.52)0.5 =821.177N

(7)连接焊缝的强度计算：

V：连接处的组合总剪力(N)； Lw：角焊缝的总有效长度(mm)； hf：角焊缝的高度(mm)；

fwf：角焊缝的强度设计值(MPa)； f：焊缝最大应力值(MPa)； f=V/0.707/Lw/hf

=821.177/0.707/100/4 =2.904MPa

2.904MPa≤fwf=160MPa 焊缝强度可以满足要求!

7.2 立柱与主结构连接

(1)连接处风荷载设计值计算： Nwk：连接处风荷载标准值(N)； B1：立柱计算间距(mm)； L：立柱跨度(mm)； Nwk=wkB1L

=0.001121×1140×3.35 =4.281N

Nw：连接处风荷载设计值(N)： Nw=1.4Nwk

=1.4×4.281 =5.993N

(2)连接处地震作用设计值：

NEk：连接处地震作用标准值(N)； B1：立柱计算间距(mm)； L：立柱跨度(mm)； NEk=βEαmaxGk/A×B1L

=5×0.08×0.0011×1140×3.35 =1.68N

NE：连接处地震作用设计值(N)： NE=1.3NEk

=1.3×1.68 =2.184N

(3)连接处水平剪切总力： N1：连接处水平总力(N)； 采用Sw+0.5SE组合： N1=Nw+0.5NE

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=5.993+0.5×2.184 =7.085N

(4)连接处重力总力：

NGk：连接处自重总值标准值(N)； B1：立柱计算间距(mm)； L：立柱跨度(mm)； NGk=0.0011×B1L

=0.0011×1140×3.35 =4.201N

NG：连接处自重总值设计值(N)； NG=1.2NGk

=1.2×4.201 =5.041N (5)连接处总剪力：

N：连接处总剪力(N)； N=(N12+NG2)0.5

=(7.0852+5.0412)0.5 =8.695N

(6)螺栓承载力计算：

Nv3b：螺栓受剪承载能力设计值(N)； nv3：剪切面数：取2； d：螺栓杆直径：12mm；

fv3b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取175MPa； Nv3b=nv3πd2fv3b/4

=2×3.14×122×175/4 =39564N

Nnum3：螺栓个数： Nnum3=N/Nv3b

=8.695/39564

=0个 实际取2个 (7)立柱型材壁承压能力计算： Nc4：立柱型材壁承压能力(N)； nv3：剪切面数：取2； Nnum3：连接处螺栓个数； d：螺栓公称直径：12mm；

t2：连接部位立柱壁厚：5.3mm；

fc4：型材的承压强度设计值，对Q235取305MPa； Nc4=nv3×Nnum3dt2fc4

=2×2×12×5.3×305 =77592N 77592N≥8.695N 强度可以满足要求!

(8)钢角码型材壁承压能力计算： Nc5：钢角码型材壁承压能力(N)； nv4：剪切面数：取2；

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Nnum3：连接处螺栓个数；

d：连接螺栓公称直径12mm； t4：幕墙钢角码壁厚：8mm；

fc5：钢角码的承压强度设计值，对Q235取305MPa； Nc5=nv4×Nnum3dt4fc5

=2×2×12×8×305 =117120N 117120N≥8.695N 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：6.2m；

2：立柱计算间距：B=1140mm； 3：立柱长度：L=3.35mm； 4：立柱力学模型：单跨梁； 5：埋件位置：侧埋； 6：板块配置：石材；

7：选用锚栓：慧鱼-化学锚栓 FHB-A 12×100/100；

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

=5.0×0.08×0.0011 =0.00044MPa

(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

=1.4×0.001121+0.5×1.3×0.00044 =0.001855MPa

(3)立柱单元自重荷载标准值： Gk=0.0011×BL

=0.0011×1140×3.35 =4.201N

(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

=1.2×4.201 =5.041N N=qBL

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