某大廈幕墻工程石材幕墻設計計算書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 值： ……[JGJ1022003] qk=qwk =(4)求支座反力R1及最大彎矩： 由雙跨梁彎矩圖可知，兩支點0，2處彎矩為零，中支點彎矩最大為M1，而在均布荷載作用下，最大撓度在長跨內出現。 M1：中支座彎矩(Nmm)； R1：中支座反力(N)； M1=q(L13+L23)/8L =(4003+44003)/8/4800 =3876120Nmm R1=qL1/2M1/L1+qL2/2M1/L2 =400/2(3876120/400)+4400/2(3876120/4400) = 確定材料的截面參數(1)截面的型材慣性矩要求： k2=0 k1=4M1/(qL22) =43876120/(44002) =查《建筑結構靜力計算手冊》第二版表39附注說明： x0=A/4+2R1/3cos(θ+240)其中： A=2+k1k2= R=((A/4)2k1/2)3/2= θ=1/3arccos((A312k1A8(12k1k2))/64R)= x0=A/4+2R1/3cos(θ+240) =+2(+240) = λ=x0(12k1+3k1x02x02k1x02+x03) =代入df,lim=λqkL24/24EIxmin上式中： df,lim：按規范要求，立柱的撓度限值(mm)； qk：風荷載線荷載集度標準值(N/mm)； L2：長跨長度(mm)； E：型材的彈性模量(MPa)，對Q235取206000MPa； Ixmin：材料需滿足的繞X軸最小慣性矩(mm4)； L2/250=4400/250= 按[]《建筑幕墻》GB/T210862007的規定，對于構件式玻璃幕墻或單元幕墻（其它形式幕墻或外維護結構無絕對撓度限制）： 當跨距≤4500mm時，絕對撓度不應該大于20mm； 當跨距＞4500mm時，絕對撓度不應該大于30mm；對本例取： df,lim=代入上式： Ixmin=λqkL24/24Edf,lim =44004/24/206000/ =(2)截面的型材抵抗矩要求： Wnx：立柱凈截面抵抗矩預選值(mm3)； Mx：彎矩組合設計值即M1(Nmm)； γ：塑性發展系數： 對于冷彎薄壁型鋼龍骨，按《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》GB 500182002，；　　　　對于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規范,； 對于鋁合金龍骨，按最新《鋁合金結構設計規范》GB 504292007，； fs ：型材抗彎強度設計值(MPa)，對Q235取215； Wnx=Mx/γfs =3876120/ = 選用立柱型材的截面特性 按上一項計算結果選用型材號：矩形鋼管80604 型材的抗彎強度設計值：215MPa 型材的抗剪強度設計值：τs=125MPa 型材彈性模量：E=206000MPa 繞X軸慣性矩：Ix=942600mm4 繞Y軸慣性矩：Iy=596400mm4 繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=23560mm3 繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx2=23560mm3 型材凈截面面積：An=1056mm2 型材線密度：γg= 型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度：t=8mm 型材受力面對中性軸的面積矩：Sx=14300mm3 塑性發展系數：γ= 立柱的抗彎強度計算(1)立柱軸向拉力設計值： Nk：立柱軸向拉力標準值(N)； qGAk：幕墻單位面積的自重標準值(MPa)； A：立柱單元的面積(mm2)； B：幕墻立柱計算間距(mm)； L：立柱跨度(mm)； Nk=qGAkA =qGAkBL =9004800 =4752N N：立柱軸向拉力設計值(N)； N= =4752 =(2)抗彎強度校核：按雙跨梁(受拉)立柱強度公式，應滿足： N/An+Mx/γWnx≤fs ……[JGJ1022003]上式中： N：立柱軸力設計值(N)； Mx：立柱彎矩設計值(Nmm)； An：立柱凈截面面積(mm2)； Wnx：在彎矩作用方向的凈截面抵抗矩(mm3)； γ：塑性發展系數： 對于冷彎薄壁型鋼龍骨，按《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》GB 500182002，；　　　　對于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規范,； 對于鋁合金龍骨，按最新《鋁合金結構設計規范》GB 504292007，； fs：型材的抗彎強度設計值，取215MPa；則： N/An+Mx/γWnx=+3876120/ =≤215MPa立柱抗彎強度滿足要求。 立柱的撓度計算 因為慣性矩預選是根據撓度限值計算的，所以只要選擇的立柱慣性矩大于預選值，撓度就滿足要求： 實際選用的型材慣性矩為：Ix=942600mm4 預選值為：Ixmin= 實際撓度計算值為： df=λqkL24/24EIx =44004/24/206000/942600 = 而df,lim=所以，立柱撓度滿足規范要求。 立柱的抗剪計算校核依據： τmax≤τs=125MPa (立柱的抗剪強度設計值)(1)求中支座剪力設計值：采用Vw+ Vw1左=(qL1/2M1/L1) =(400/2(3876120/400)) = Vw1右=qL2/2M1/L2 =4400/2(3876120/4400) =取V=(2)立柱剪應力： τmax：立柱最大剪應力(MPa)； V：立柱所受剪力(N)； Sx：立柱型材受力面對中性軸的面積矩(mm3)； Ix：立柱型材截面慣性矩(mm4)； t：型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度(mm)； τmax=VSx/Ixt =14300/942600/8 = ≤125MPa立柱抗剪強度滿足要求!5 幕墻橫梁計算基本參數： 1：計算點標高：； 2：橫梁跨度：B=1000mm； 3：橫梁上分格高：700mm；橫梁下分格高：600mm； 4：橫梁計算高度：H=350mm： 非背栓結構取平均分格高； 背栓結構取最大分格高度的一半； 5：力學模型：兩點集中荷載簡支梁； 6：集中力作用點到橫梁端部的距離：a=150mm； 7：板塊配置：石材； 8：橫梁材質：Q235；本處幕墻橫梁按兩點集中荷載簡支梁模型進行設計計算，受力模型如下： 橫梁型材選材計算(1)橫梁在風荷載作用下的集中力計算(按兩點集中荷載簡支梁)： Pwk：風荷載作用下集中荷載標準值(N)； wk：風荷載標準值(MPa)； B：橫梁跨度(mm)； H：橫梁計算高度(mm)； Pwk=wkBH/2 =1000350/2 = Pw：風荷載作用下集中荷載設計值(N)； Pw= = =(2)垂直于幕墻平面的分布水平地震作用(按兩點集中荷載簡支梁)： qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用(MPa)； βE：動力放大系數，； αmax：水平地震影響系數最大值，； Gk：幕墻構件的重力荷載標準值(N)，(主要指面板組件)； A：幕墻平面面積(mm2)； qEAk=βEαmaxGk/A ……[JGJ1022003] = = PEk：橫梁在水平地震作用下集中力標準值(N)； B：橫梁跨度(mm)； H：橫梁計算高度(mm)； PEk=qEAkBH/2 =1000350/2 =35N PE：橫梁在水平地震作用下集中力設計值(N)； PE= =35 =(3)幕墻橫梁受水平荷載集度組合：用于強度計算時，采用Sw+： ……[JGJ1022003] P=Pw+ =+ =用于撓度計算時，采用Sw標準值： ……[JGJ1022003] Pk=Pwk =(4)橫梁在風荷載及地震組合作用下的彎矩值(按兩點集中荷載簡支梁)： My：橫梁受風荷載及地震作用彎矩組合設計值(Nmm)； P：集中荷載的設計值組合(N)； a：集中力作用點到橫梁端部的距離(mm)； My=Pa =150 =mm(5)橫梁在自重荷載作用下的彎矩值(按兩點集中荷載簡支梁)： PGk：橫梁自重荷載作用下集中力標準值(N)； B：橫梁跨度(mm)； H1：橫梁自重荷載作用高度(mm)： 非背栓結構取橫梁上分格高； 背栓結構取最大分格高度的一半； PGk=BH1/2 =1000350/2 =175N PG：橫梁自重荷載作用下集中力設計值(N)； PG= =175 =210N Mx：橫梁在自重荷載作用下的彎矩設計值(Nmm)； PG：橫梁自重荷載作用下集中力設計值(N)； a：集中力作用點到橫梁端部的距離(mm)； Mx=PGa =210150 =31500Nmm 確定材料的截面參數(1)橫梁抵抗矩預選： Wnx：繞X軸橫梁凈截面抵抗矩預選值(mm3)； Wny：繞Y軸橫梁凈截面抵抗矩預選值(mm3)； Mx：橫梁在自重荷載作用下的彎矩設計值(Nmm)； My：風荷載及地震作用彎矩組合設計值(Nmm)； γx，γy：塑性發展系數： 對于冷彎薄壁型鋼龍骨，按《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》GB 500182002，；　　　　對于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規范,； 對于鋁合金龍骨，按最新《鋁合金結構設計規范》GB 504292007，； 此處取：γx=γy= fs：型材抗彎強度設計值(MPa)，對Q235取215；按下面公式計算： Wnx=Mx/γxfs =31500/ = Wny=My/γyfs = =(2)橫梁慣性矩預選： df1,lim：按規范要求，橫梁在水平力標準值作用下的撓度限值(mm)； df2,lim：按規范要求，橫梁在自重力標準值作用下的撓度限值(mm)； B：橫梁的跨度(mm)； 按相關規范，鋼材橫梁的相對撓度不應大于L/250，鋁材橫梁的相對撓度不應大于L/180； 《建筑幕墻》GB/T210862007還有如下規定： 按[]，對于構件式玻璃幕墻或單元幕墻（其它形式幕墻或外維護結構無絕對撓度限制）： 當跨距≤4500mm時，絕對撓度不應該大于20mm； 當跨距＞4500mm時，絕對撓度不應該大于30mm； 按[，b]，自重標準值作用下撓度不應超過其跨度的1/500，并且不應大于3mm； B/250=1000/250=4mm B/500=1000/500=2mm對本例取： df1,lim=4mm df2,lim=2mm Pk：風荷載作用下的水平集中荷載標準值(N)； a：集中力作用點到橫梁端部的距離(mm)； E：型材的彈性模量(MPa)，對Q235取206000MPa； Iymin：繞Y軸最小慣性矩(mm4)； df,lim=Pka(3B24a2)/24EIymin ……(受風荷載與地震作用的撓度計算) Iymin=Pka(3B24a2)/24Edf1,lim =150(31000241502)/24/206000/4 = PGk：重力作用下的集中荷載標準值(N)； a：集中力作用點到橫梁端部的距離(mm)； B：橫梁的跨度(mm)； E：型材的彈性模量(MPa)，對Q235取206000MPa； Ixmin：繞X軸最小慣性矩(mm4)； df,lim=PGka(3B24a2)/24EIx