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            鋁幕墻計算方法(第十四部分)

            發布時間:2014/9/22 20:42:22    點擊率:6003   

            ----群錨受剪,混凝土破壞理想楔形體在側向的投影面面積;
            ----單根錨栓受剪,在無平面剪力方向的邊界影響﹑構件厚度影響或相鄰錨栓影響,混凝土破壞理想楔形體在側向的投影面面積;
            ----邊距c2/c1對受剪承載力的降低影響系數;
            ----邊距與厚度比c1/h對受剪承載力的提高影響系數;
            ----剪力角度對受剪承載力的影響系數;
            ----荷載偏心對群錨受剪承載力的降低影響系數;
            ----未裂混凝土及錨區配筋對受剪承載力的提高影響系數;
              dnom----錨栓外徑=12.00mm;
              lf ----剪切荷載下錨栓的有效長度=80.00mm;
                 VoRk,c=0.45×dnom0.5*(lf/dnom)^0.2*fcu,k0.5*c11.5/1000=8.929KN;
                 Aoc,V=4.5×c12=28800.00mm2;
                 Ac,V=57600.00mm2;
                 Mss,v=1.00;
                 Msh,v=1.00;
                 Msα,v=1.00;
                 Msec,v=0.63;
                 Msucr,v=1.00;
                 VRk,c=11.278KN;
                 VRd,c=VRk,c/γRc,V
                         =6.266KN;
                 VRd,c>=Vgsd
               混凝土楔形體受剪破壞承載力滿足要求!   
            F.混凝土剪撬破壞承載力
                 VRd,cp----混凝土剪撬破壞時的受剪承載力設計值
                 VRk,cp----混凝土剪撬破壞時的受剪承載力標準值
                 K----錨固深度h_ef對V_rk_cp影響系數
            當hef>=60mm時,取K=2.0
                 VRk,cp=k×NRk,c
                          =111.109KN;
                 VRd,cp=VRk,cp/γRcp
                          =61.727KN;
                 VRd,cp>=Vgsd
               混凝土剪撬破壞承載力滿足要求!   
            G.拉剪復合受力承載力
            拉剪復合受力下,混凝土破壞時的承載力,應按照下列公式計算:
            (Nhsd/NRd,s)2+(Vhsd/VRd,s)2   
                 =0.14<1   
            錨栓鋼材能夠滿足要求!   
            (Ngsd/NRd,c)1.5+(Vgsd/VRd,c)1.5
                 =0.586<1   
            混凝土能夠滿足要求!   
            八、幕墻預埋件焊縫計算   
            法向力設設計值N:12082.2N
            剪力設計值V:2592.0N
            彎矩M:181440.0N·mm
            焊縫參數:
            焊接形式:L型圍焊
            水平焊縫長度Lx:56.0mm
            豎直焊縫長度Ly:90.0mm
            焊角高度hf:6.0mm
            角焊縫的計算厚度:he=0.707×hf=4.2mm
            焊縫特性參數計算:
            有效面積:
            A=he×(Lx-2×hf)+he×(Ly-2×hf)
             =4.2×(56.0-2×6.0)+4.2×(90.0-2×6.0)
             =517.5mm2
            形心到豎直焊縫軸線距離:
            dx=(Lx-2×hf)×(Lx-he)/(2×(Lx-2×hf+Ly-2×hf))
              =(56.0-2×6.0)×(56.0-4.2)/(2×(56.0-2×6.0
               +90.0-2×6.0))
              =9.3mm
            形心到水平焊縫軸線距離:
            dy=(Ly-2×hf)×(Ly-he)/(2×(Lx-2×hf+Ly-2×hf))
              =(90.0-2×6.0)×(90.0-4.2)/(2×(56.0
               -2×6.0+90.0-2×6.0))
              =27.4mm
            Ix=he×[(Lx-2×hf)×dy2+he2×(Lx-2×hf)/12+(Ly-2×hf)3/12+(Ly-2×hf)×((Ly-he)/2-dy)2]
              =4.2×[(56.0-2×6.0)×27.42+4.22×(56.0-2×6.0)/12+(90.0
               -2×6.0)3/12+(90.0-2×6.0)×((90.0-4.2)/2-27.4)2]
              =387439.5mm4
            Iy=he×[(Ly-2×hf)×dx2+he2×(Ly-2×hf)/12+(Lx-2×hf)3/12+(Lx-2×hf)×((Lx-he)/2-dx)2]
              =4.2×[(90.0-2×6.0)×9.32+4.22×(90.0-2×6.0)/12+(56.0
               -2×6.0)3/12+(56.0-2×6.0)×((56.0-4.2)/2-9.3)2]
              =110528.3mm4
            J=Ix+Iy
             =387439.5+110528.3
             =497967.7mm4
            根據《鋼結構設計規范》GB50017-2003   公式7.1.3-1、7.1.3-2和7.1.3-3計算
            βf:角焊縫的強度設計值增大系數,取值為:1.22
            σm:彎矩引起的正應力:
            σm=M×(LX-(dx+he/2))/J
              =181440.0×(56.0-(9.3+4.2/2))/497967.7
              =16.231N/mm2
            σn:正應力
            σn=N/A
              =12082.2/517.5
              =23.346N/mm2
            τM:彎矩引起的剪應力:
            τM=M×(Ly-(dy+he/2))/J
              =181440.0×(90.0-(27.4+4.2/2))/497967.7
              =22.031N/mm2
            τV:剪力引起的剪應力:
            τV=V/A
              =2592.000/517.524
              =5.008N/mm2
            總正應力σf=σM+σN
              =39.577N/mm2
            總切應力τf=τM+τV
              =27.039N/mm2
            角焊縫強度設計值ffw= 160.000N/mm2
            強度校核:
            ((σf/βf)2+τf2)0.5
              =((39.577/1.22)2+27.0392)0.5
              =42.231 N/mm2≤160.000 N/mm2
            焊縫強度可以滿足!   

            九、幕墻橫梁計算   
            幕墻橫梁計算簡圖如下圖所示:

            1. 選用橫梁型材的截面特性:
               選用型材號: XC1\F60X60X4
               選用的橫梁材料牌號: Q235  d<=16
               橫梁型材抗剪強度設計值: 125.000N/mm2
               橫梁型材抗彎強度設計值: 215.000N/mm2
               橫梁型材彈性模量: E=2.05×105N/mm2
               Mx橫梁繞截面X軸(平行于幕墻平面方向)的彎矩(N.mm)
               My橫梁繞截面Y軸(垂直于幕墻平面方向)的彎矩(N.mm)
               Wnx橫梁截面繞截面X軸(幕墻平面內方向)的凈截面抵抗矩: Wnx=15.445cm3
               Wny橫梁截面繞截面Y軸(垂直于幕墻平面方向)的凈截面抵抗矩: Wny=15.445cm3
               型材截面積: A=8.890cm2
               γ塑性發展系數,可取1.00
            2. 幕墻橫梁的強度計算:
               校核依據: Mx/γWnx+My/γWny≤f=215.0
               橫梁上分格高: 1.200m
               橫梁下分格高: 2.400m
               H----橫梁受荷單元高(應為上下分格高之和的一半): 1.800m
               l----橫梁跨度,l=1100mm
            (1)橫梁在自重作用下的彎矩(kN·m)
               GAk: 橫梁自重: 400N/m2
               Gk: 橫梁自重荷載線分布均布荷載標準值(kN/m):
               橫梁自重受荷按上單元高: 1.200m
               Gk=400×H/1000
                 =400×1.200/1000
                 =0.480kN/m
               G: 橫梁自重荷載線分布均布荷載設計值(kN/m)
             G=1.2×Gk
                =1.2×0.480
                =0.576kN/m
               My: 橫梁在自重荷載作用下的彎矩(kN·m)
               My=G×B2/8
                 =0.576×1.1002/8
                 =0.087kN·m
            (2)橫梁在風荷載作用下的彎矩(kN·m)
               風荷載線分布最大集度標準值(三角形分布)
               qwk=Wk×B
                  =1.812×1.100
                  =1.993kN/m
               風荷載線分布最大集度設計值
               qw=1.4×qwk
                 =1.4×1.993
                 =2.790kN/m
               Mxw: 橫梁在風荷載作用下的彎矩(kN·m)
               Mxw=qw×B2/12
                  =2.790×1.1002/12
                  =0.281kN·m
            (3)地震作用下橫梁彎矩
               qEAk: 橫梁平面外地震作用:
               βE: 動力放大系數: 5
               αmax: 地震影響系數最大值: 0.160
               GAk: 幕墻構件自重:  400 N/m2
               qEAk=5×αmax× 400/1000
                   =5×0.160× 400/1000
                   =0.320kN/m2
               qex: 水平地震作用最大集度標準值
               B: 幕墻分格寬: 1.100m
               水平地震作用最大集度標準值(三角形分布)
               qex=qEAk×B
                  =0.320×1.100
                  =0.352KN/m
               qE: 水平地震作用最大集度設計值
               γE: 地震作用分項系數: 1.3
               qE=1.3×qex
                 =1.3×0.352
                 =0.458kN/m
               MxE: 地震作用下橫梁彎矩:
               MxE=qE×B2/12
                  =0.458×1.1002/12
                  =0.046kN·m
            (4)橫梁強度:

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