鋁幕墻計(jì)算方法（第四部分）

      =1.3×0.360

      =0.468 kN/m2

   qE：水平地震作用均布線作用設(shè)計(jì)值(矩形分布)

   qE=qEA×B

     =0.468×1.200

     =0.562 kN/m

(3)立柱彎矩:

   Mw: 風(fēng)荷載作用下立柱彎矩(kN.m)

   qw: 風(fēng)荷載均布線荷載設(shè)計(jì)值: 3.044(kN/m)

   Hsjcg: 立柱計(jì)算跨度: 3.600m

   Mw=qw×Hsjcg2/8

     =3.044×3.6002/8

     =4.932 kN·m

   ME: 地震作用下立柱彎矩(kN·m):

   ME=qE×Hsjcg2/8

     =0.562×3.6002/8

     =0.910kN·m

   M: 幕墻立柱在風(fēng)荷載和地震作用下產(chǎn)生彎矩(kN·m)

   采用SW+0.5SE組合

   M=Mw+0.5×ME

    =4.932+0.5×0.910

    =5.386kN·m

2. 選用立柱型材的截面特性:

   立柱型材號: XC1\F120X60X4

   選用的立柱材料牌號:Q235  d<=16

   型材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: 抗拉、抗壓215.000N/mm2    抗剪125.0N/mm2

   型材彈性模量: E=2.10×105N/mm2

   X軸慣性矩: Ix=251.921cm4

   Y軸慣性矩: Iy=84.283cm4

   立柱型材在彎矩作用方向凈截面抵抗矩: Wn=41.897cm3

   立柱型材凈截面積: An=13.708cm2

   立柱型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度: LT_x=6.000mm

   立柱型材計(jì)算剪應(yīng)力處以上(或下)截面對中和軸的面積矩: Ss=26.836cm3

   塑性發(fā)展系數(shù): γ=1.00

3. 幕墻立柱的強(qiáng)度計(jì)算:

   校核依據(jù): N/An+M/(γ×Wn)≤ｆa=215.0N/mm2(拉彎構(gòu)件)

   B: 幕墻分格寬: 1.200m

   GAk: 幕墻自重: 450N/m2

   幕墻自重線荷載:

   Gk=450×B/1000

     =450×1.200/1000

     =0.540kN/m

   Nk: 立柱受力:

   Nk=Gk×L

     =0.540×3.600

     =1.944kN

   N: 立柱受力設(shè)計(jì)值:

   rG: 結(jié)構(gòu)自重分項(xiàng)系數(shù): 1.2

   N=1.2×Nk

    =1.2×1.944

    =2.333kN

   σ: 立柱計(jì)算強(qiáng)度(N/mm2)(立柱為拉彎構(gòu)件)

   N: 立柱受力設(shè)計(jì)值: 2.333kN

   An: 立柱型材凈截面面積: 13.708cm2

   M: 立柱彎矩: 5.386kN·m

   Wn: 立柱在彎矩作用方向凈截面抵抗矩: 41.897cm3

   γ: 塑性發(fā)展系數(shù): 1.00

   σ=N×10/An+M×103/(1.00×Wn)

     =2.333×10/13.708+5.386×103/(1.00×41.897)

     =130.266N/mm2

   130.266N/mm2 < ｆa=215.0N/mm2

   立柱強(qiáng)度可以滿足    

4. 幕墻立柱的剛度計(jì)算:

   校核依據(jù): df≤L/250

   df: 立柱最大撓度

   Du: 立柱最大撓度與其所在支承跨度(支點(diǎn)間的距離)比值:

   L: 立柱計(jì)算跨度: 3.600m

   df=5×qWk×Hsjcg4×1000/(384×2.1×Ix)=8.989mm

   Du=U/(L×1000)

     =8.989/(3.600×1000)

     =1/400

   1/400 < 1/250 且 U<=20(跨距大于4500mm時(shí)此值為30)

   撓度可以滿足要求！    

5. 立柱抗剪計(jì)算:

   校核依據(jù): τmax≤[τ]=125.0N/mm2

(1)Qwk: 風(fēng)荷載作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)

   Qwk=Wk×Hsjcg×B/2

      =1.812×3.600×1.200/2

      =3.914kN

(2)Qw: 風(fēng)荷載作用下剪力設(shè)計(jì)值(kN)

   Qw=1.4×Qwk

     =1.4×3.914

     =5.479kN

(3)QEk: 地震作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)

   QEk=qEAk×Hsjcg×B/2

      =0.360×3.600×1.200/2

      =0.778kN

(4)QE: 地震作用下剪力設(shè)計(jì)值(kN)

   QE=1.3×QEk

     =1.3×0.778

     =1.011kN

(5)Q: 立柱所受剪力:

   采用Qw+0.5QE組合

   Q=Qw+0.5×QE

    =5.479+0.5×1.011

    =5.985kN

(6)立柱剪應(yīng)力:

   τ: 立柱剪應(yīng)力:

   Ss: 立柱型材計(jì)算剪應(yīng)力處以上(或下)截面對中和軸的面積矩: 26.836cm3

   立柱型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度: LT_x=6.000mm

   Ix: 立柱型材截面慣性矩: 251.921cm4

   τ=Q×Ss×100/(Ix×LT_x)

     =5.985×26.836×100/(251.921×6.000)

     =10.626N/mm2

   τ=10.626N/mm2 < 125.0N/mm2

   立柱抗剪強(qiáng)度可以滿足    

八、立柱與主結(jié)構(gòu)連接    

   Lct2: 連接處熱軋鋼角碼壁厚: 6.0mm

   Jy: 連接處熱軋鋼角碼承壓強(qiáng)度: 305.0N/mm2

   D2: 連接螺栓公稱直徑: 12.0mm

   D0: 連接螺栓有效直徑: 10.4mm

   選擇的立柱與主體結(jié)構(gòu)連接螺栓為:不銹鋼螺栓 C1組 50級

   L_L:連接螺栓抗拉強(qiáng)度:230N/mm2

   L_J:連接螺栓抗剪強(qiáng)度:175N/mm2

   采用SG+SW+0.5SE組合

   N1wk: 連接處風(fēng)荷載總值(N):

   N1wk=Wk×B×Hsjcg×1000

       =1.812×1.200×3.600×1000

       =7827.8N

   連接處風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(N) :

   N1w=1.4×N1wk

      =1.4×7827.8

      =10959.0N

   N1Ek: 連接處地震作用(N):

   N1Ek=qEAk×B×Hsjcg×1000

       =0.360×1.200×3.600×1000

       =1555.2N

   N1E: 連接處地震作用設(shè)計(jì)值(N):

   N1E=1.3×N1Ek

      =1.3×1555.2

      =2021.8N

   N1: 連接處水平總力(N):

   N1=N1w+0.5×N1E

     =10959.0+0.5×2021.8

     =11969.9N

   N2: 連接處自重總值設(shè)計(jì)值(N):

   N2k=450×B×Hsjcg

      =450×1.200×3.600

      =1944.0N

   N2: 連接處自重總值設(shè)計(jì)值(N):

   N2=1.2×N2k

     =1.2×1944.0

     =2332.8N

   N: 連接處總合力(N):

   N=(N12+N22)0.5

    =(11969.8562+2332.8002)0.5

    =12195.1N

   Nvb: 螺栓的受剪承載能力:

   Nv: 螺栓受剪面數(shù)目: 2

   Nvb=2×π×D02×L_J/4

      =2×3.14×10.3602×175/4

      =29488.8N

   立柱型材種類: Q235  d<=16

   Ncbl: 用一顆螺栓時(shí)，立柱型材壁抗承壓能力(N):

   D2: 連接螺栓直徑: 12.000mm

   Nv: 連接處立柱承壓面數(shù)目: 2

   t: 立柱壁厚: 5.0mm

   XC_y: 立柱局部承壓強(qiáng)度: 305.0N/mm2

   Ncbl=D2×t×2×XC_y

       =12.000×5.0×2×305.0

       =36600.0N

   Num1: 立柱與建筑物主結(jié)構(gòu)連接的螺栓個(gè)數(shù):

   計(jì)算時(shí)應(yīng)取螺栓受剪承載力和立柱型材承壓承載力設(shè)計(jì)值中的較小者計(jì)算螺栓個(gè)數(shù)。

   螺栓的受剪承載能力Nvb=29488.8N小于或等于立柱型材承壓承載力Ncbl=36600.0N

   Num1=N/Nvb

       =12195.057/29488.808

       =1個(gè)

    取2個(gè)

   根據(jù)選擇的螺栓數(shù)目，計(jì)算螺栓的受剪承載能力Nvb=58977.6N

   根據(jù)選擇的螺栓數(shù)目，計(jì)算立柱型材承壓承載能力Ncbl=73200.0N

   Nvb=58977.6N > 12195.1N

   Ncbl=73200.0N > 12195.1N

   強(qiáng)度可以滿足    

   角碼抗承壓能力計(jì)算:

   角碼材料牌號:Q235鋼 ( C級螺栓)

   Lct2: 角碼壁厚: 6.0mm

   Jy: 熱軋鋼角碼承壓強(qiáng)度: 305.000N/mm2

   Ncbg: 鋼角碼型材壁抗承壓能力(N):

   Ncbg=D2×2×Jy×Lct2×Num1

       =12.000×2×305×6.000×2.000

       =87840.0N

   87840.0N > 12195.1N

   強(qiáng)度可以滿足    

九、幕墻后錨固連接設(shè)計(jì)計(jì)算    

   幕墻與主體結(jié)構(gòu)連接采用后錨固技術(shù)。

   本設(shè)計(jì)采用擴(kuò)孔型錨栓作為后錨固連接件。

   本計(jì)算主要依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》JGJ 145-2004。

   后錨固連接設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)被連接結(jié)構(gòu)類型、錨固連接受力性質(zhì)及錨栓類型的不同，對其破壞型態(tài)加以控制。本設(shè)計(jì)只考慮錨栓鋼材抗剪復(fù)合破壞類型和混凝土破壞類型。并認(rèn)為錨栓是群錨錨栓。

   本工程錨栓受拉力和剪力

   Vgsd: 總剪力設(shè)計(jì)值:

   Vgsd=N2

    =2.333KN

   Ngsd: 總拉力設(shè)計(jì)值:

   Ngsd=N1

    =11.970KN

   M: 彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm):

   e2: 螺孔中心與錨板邊緣距離: 70.0mm

   M=V×e2/1000

    =2.3×70.0/1000

    =0.16330KN·m

本設(shè)計(jì)的錨栓是在拉剪復(fù)合力的作用之下工作，所以拉剪復(fù)合受力下錨栓或植筋鋼材破壞和混凝土破壞時(shí)的承載力，應(yīng)按照下列公式計(jì)算：