建筑幕墙施工后置埋件受力分析与设计计算
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一、荷载计算1.设计参数幕墙计算高度 Z=20m玻璃短边长度 a= 1.12m 风压高度调整系数(B类)µ1=1玻璃长边长度 b= 1.7m 风压高度调整指数(B类)µ2=0.32横杆长度l= 1.12m 阵风风压系数βz = 1.687横杆间距h= 1.7m 风荷载体型系数µs =1.2玻璃设计厚度t=6mm 基本风压(镇江地区)ω0=0.4kN/m²玻璃容重γg =25.6kN/m³地震作用动力放大系数βx =5幕墙自重(包括玻璃、型材)G AK =0.35kN/m 2αmax=0.12幕墙立杆长度L=3.7m2.风荷载(标准值)风压高度变化系数μz =µ1×(Z/10)^μ2=1.248风荷载标准值ωk =βz ×μs ×μz ×ω0= 1.011kN/m 2取:风荷载标准值ωk = 1.000kN/m 2横杆所受风荷载q whk =ωk ×h= 1.700kN/m 立杆所受风荷载q wlk =ωk ×l=1.120kN/m3.自重荷载(标准值)玻璃自重q GAk =t×γg =0.154kN/m 2横杆自重(包括玻璃、铝型材)q Ghk =G Ak ×h=0.595kN/m 立杆自重(包括玻璃、铝型材)q Glk =G Ak ×l=0.392kN/m4.地震作用(标准值)玻璃所受地震作用q EAk =βx ×αmax ×q GAk =0.092kN/m 2横杆所受地震作用q Ehk =βx ×αmax ×q Ghk =0.357kN/m 2立杆所受地震作用q Elk =βx ×αmax×q Glk =0.235kN/m 2二、支座荷载计算1.设计参数立杆型号:H1401立杆长度:L=3.7m2.荷载(标准值)根据荷载计算得:后置预埋件计算由于图书馆部分预埋件位置偏移,经甲方、监理同意,采用后置预埋件进行补漏。
深圳大学城XXXX六、后置埋件计算(1). 荷载计算:P H :作用于预埋件的水平荷载设计值( kN )P V :作用于预埋件的竖直荷载设计值( kN )P x =1.000 kNP y =2.000 kNP z =3.000 kN(2). 预埋件计算:此处预埋件受拉力和剪力M x =0.240 kN.m X方向扭转力矩M :弯矩设计值(N.mm)M y =0.260 kN.m`M z =0.540 kN.mX方向扭矩 产生的剪力V1M Y=M×y1/(∑x i^2+∑y i^2)=0.240×0.150/(6×0.100^2+4×0.150^2)=0.240 kNV1M Z=M×x1/(∑x i^2+∑y i^2)=0.240×0.100/(6×0.100^2+4×0.150^2)=0.160 kNP y =2.240 kNP z =3.160 kNY方向剪力,Z方向剪力的合剪力 =3.873 kN选用 6 个 M12 高强化学锚栓,锚栓边距 80 mm,锚栓间间距 120 mm,在满足锚栓特征边距与特征间距的条件下,锚栓能承受最大剪力为 17.50 kN,承受最大拉力为 21.10 kNM12 锚栓特征边距 110 mm,锚栓间特征间距 220 mm现锚栓强度进行折减后,锚栓能承受最大剪力为 12.73 kN,承受最大拉力为 15.35 kNN1 :平均每个锚栓所受剪力设计值N1 =Pv / 6 = 3.873 / 6 = 0.646 kN < 12.73 kNN2 :平均每个锚栓所受拉力N2 =M/(3d)+Ph/6=0.260/(2×0.300)+0.540/(3×0.200)+1.000/6 = 1.500 kN < 15.35 kN组合情况:[( 0.646/17.5)^2+(1.500/21.10)^2 ]^0.5 = 0.08 < 0.5锚栓强度满足设计要求________________________________________________________________________________________________________深圳市三鑫特种玻璃技术股份有限公司104 SHENZHEN SANXIN SPECIAL GLASS TECHNOLOGY CO. LTD。
后置埋件厚度计算公式在土木工程中,后置埋件是一种常见的地基处理方法,它能够有效地增加地基的承载能力,改善地基的稳定性。
在进行后置埋件工程设计时,计算后置埋件的厚度是非常重要的一步,它直接影响到后置埋件的承载能力和稳定性。
本文将介绍后置埋件厚度的计算公式及其应用。
后置埋件厚度的计算公式通常是基于地基的承载能力和后置埋件的材料特性来确定的。
一般来说,后置埋件的厚度取决于地基的承载能力和后置埋件的材料特性。
在进行后置埋件的厚度计算时,需要考虑地基的土壤类型、地下水位、地基的承载能力、后置埋件的材料特性等因素。
在进行后置埋件厚度计算时,通常采用以下公式:\[ T = \frac{P}{A} \]其中,T为后置埋件的厚度,P为地基的承载能力,A为后置埋件的截面面积。
在实际工程中,地基的承载能力通常是通过现场勘测和试验来确定的。
地基的承载能力取决于土壤的类型、密实度、含水量、地下水位等因素。
通过现场勘测和试验,可以确定地基的承载能力,从而确定后置埋件的厚度。
后置埋件的截面面积通常是根据后置埋件的材料特性和设计要求来确定的。
后置埋件的材料特性包括材料的抗压强度、抗拉强度、弹性模量等。
根据设计要求,可以确定后置埋件的截面面积,从而确定后置埋件的厚度。
在进行后置埋件厚度计算时,还需要考虑后置埋件的安全系数。
安全系数是指在设计和施工中考虑到的一些不确定因素,例如土壤的变化、地下水位的变化、荷载的变化等。
在进行后置埋件厚度计算时,需要考虑这些不确定因素,确定后置埋件的安全系数,从而确定后置埋件的厚度。
在实际工程中,后置埋件的厚度计算通常是根据以上公式和相关因素来确定的。
在进行后置埋件厚度计算时,需要综合考虑地基的承载能力、后置埋件的材料特性、设计要求和安全系数等因素,从而确定后置埋件的厚度。
总之,后置埋件的厚度计算是地基工程设计中的重要一步,它直接影响到后置埋件的承载能力和稳定性。
在进行后置埋件厚度计算时,需要综合考虑地基的承载能力、后置埋件的材料特性、设计要求和安全系数等因素,从而确定后置埋件的厚度。
幕墙承载载力计算公式幕墙是现代建筑中常见的外墙形式,它不仅具有装饰性,还承担着承载风压、自重和外部荷载的作用。
在设计和施工幕墙时,需要对其承载载力进行计算,以确保其结构安全可靠。
本文将介绍幕墙承载载力的计算公式及其相关内容。
1. 幕墙承载载力计算公式。
幕墙的承载载力是指其能够承受的最大外部荷载。
一般来说,幕墙的承载载力可以通过以下公式进行计算:P = K × A × C。
其中,P为幕墙的承载载力,单位为N(牛顿);K为幕墙的风压系数,单位为N/m²;A为幕墙的面积,单位为m²;C为幕墙的荷载系数,无单位。
2. 幕墙风压系数的计算。
幕墙的风压系数K是指单位面积上的风压大小,其计算方法一般为:K = 0.5 ×ρ× V²。
其中,ρ为空气密度,单位为kg/m³;V为风速,单位为m/s。
3. 幕墙荷载系数的计算。
幕墙的荷载系数C是指幕墙在承受外部荷载时的影响系数,其计算方法需要根据具体情况进行确定。
一般来说,幕墙的荷载系数与幕墙的结构形式、材料、安装方式等有关。
4. 幕墙面积的计算。
幕墙的面积A是指幕墙的实际投影面积,其计算方法一般为:A = L × H。
其中,L为幕墙的长度,单位为m;H为幕墙的高度,单位为m。
5. 幕墙承载载力的实际应用。
在实际工程中,幕墙承载载力的计算需要考虑多种因素,包括风压大小、幕墙面积、荷载系数等。
在设计和施工过程中,需要严格按照相关规范和标准进行计算和验算,以确保幕墙的结构安全可靠。
6. 幕墙承载载力的优化设计。
为了提高幕墙的承载能力和安全性,可以采取一些优化设计措施,包括增加幕墙的厚度、采用高强度材料、改善幕墙的连接方式等。
通过优化设计,可以有效提高幕墙的承载能力,降低其在使用过程中的安全风险。
7. 结语。
幕墙承载载力的计算是幕墙设计和施工中非常重要的一环,它直接关系到幕墙的结构安全性和使用性能。
第十章、后置埋件计算
一、荷载计算
本章我们要计算的是后置埋件部分。
后置埋件由于属于补救措施的一种埋件,所以单纯的计算是不能完全作为施工依据的,需要在现场做拉拔实验后方可施工。
埋件固定主体结构上,承受立柱传递来的荷载。
埋件形式如下图:该埋件承受如下荷载:
N=7.47KN,
M=12.54x0.208
=2.61KN〃m
二、埋件计算
埋设方式:平埋
锚筋采用后植锚固的形式,锚筋采
用2-M16x190化学螺栓和2-M16x150膨
胀螺栓相结合的埋设方式,锚板采用Q235B的300×200×8 mm钢板。
拉拔实验拉拔力计算:其中: N拔:单个锚固件的拉拔实验值(N); N:拉力设计值(N);M:弯矩设计值(N•mm); n:每排锚固件个数; Z:上下两排螺栓间距(mm);β:承载力调整系数;
N拔=1.5β•(N/2+M/Z)/n
=1.5x1.25x(7470/2+2610000/100)/2
=27970 N
根据以上计算,在做拉拔实验时,单个锚栓的实验值应不小于N拔,才可以正常使用。
玻璃幕墙预埋件受力分析设计计算书计算:校核:审核:XXX装饰工程公司XXXX年XX月XX日计算依据及说明 (1)1.工程概况说明 (1)2.设计依据 (1)3.基本计算公式 (3)荷载计算 (5)1.风荷载标准值计算 (5)2.风荷载设计值计算 (8)3.水平地震作用计算 (8)4.荷载组合计算 (8)预埋件计算 (9)1.预埋件受力计算 (9)2.预埋件面积计算 (9)3.预埋件焊缝计算 (10)4.锚筋锚固长度计算 (11)5.锚板厚度验算 (12)[ 强度计算信息][ 产品结构] 设计计算书一、计算依据及说明1.工程概况说明工程名称 :[ 工程名称 ] 工程所在城市 : 北京市工程所属建筑物地区类别 :C 类工程所在地区抗震设防烈度 : 八度 (0.2g) 工程基本风压 :0.45kN/m 2 工程强度校核处标高 :10m2.设计依据3.基本计算公式(1). 场地类别划分 :根据地面粗糙度 , 场地可划分为以下类别 :A 类近海面 ,海岛, 海岸, 湖岸及沙漠地区 ;B 类指田野 ,乡村, 丛林, 丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区 ;C 类指有密集建筑群的城市市区 ;D 类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区 ;[ 工程名称 ] 按 C类地区计算风压(2). 风荷载计算 :幕墙属于薄壁外围护构件,根据《建筑结构荷载规范》 GB50009-2012 8.1.1-2 采用风荷载计算公式 : w k=βgz×μ sl×μ z×w0其中: w k--- 作用在幕墙上的风荷载标准值 (kN/m 2)βgz--- 瞬时风压的阵风系数 , 按《建筑结构荷载规范》 GB50009-2012 条文说明8.6.1 取定根据不同场地类型 , 按以下公式计算 : β gz=1+2gI 10( 10) (- α)其中 g 为峰值因子取为 2.5 ,I10 为 10 米高名义湍流度 , α为地面粗糙度指数A 类场地 : I 10=0.12 , α=0.12B类场地 : I10=0.14 ,α=0.15C类场地 : I 10=0.23 ,α=0.22类场地 : I 10=0.39 , α =0.30μz风压高度变化系数 , 按《建筑结构荷载规范》 GB50009-2012 取定 ,根据不同场地类型 , 按以下公式计算 : ×( 1Z 0) 0.24类场地 :类场地 :类场地 :类场地 : 本工程属于 μslμz =1.284 μz =1.000μz =0.544 μz =0.262 C 类地区 ×(1Z0)0.30 ×(1Z 0)0.44×(1Z 0)0.60--- 风荷载体型系数 , 按《建筑结构荷载规范》 GB50009-2012 取定w 0--- 基本风压 , 按全国基本风压图 , 北京市地区取为 0.45kN/m 2 (3). 地震作用计算 : q EAk =βE ×αmax × G Ak 其中: q EAk --- 水平地震作用标准值 β E --- 动力放大系数 , 按 5.0 取定, 按相应设防烈度取定 :6度(0.05g): α =0.04 max 7度(0.1g): α =0.08 max7 度(0.15g):αmax=0.128 度(0.2g):αmax =0.16 8 度(0.3g):α =0.24 max9 度(0.4g): α =0.32max北京市地区设防烈度为八度αmax --- 水平地震影响系数最大值(0.2g), 根据本地区的情况 ,故取α max =0.16maxAk --- 幕墙构件的自重 (N/m 2)(4). 荷载组合 :结构设计时, 根据构件受力特点, 荷载或作用的情况和产生的应力 (内力)作用方向, 选用 最不利的组合,荷载和效应组合设计值按下式采用:γG S G +γw ψw S w +γE ψE S E +γT ψT ST 各项分别为永久荷载:重力;可变荷载:风荷载、温度变化;偶然荷载:地震水平荷载标准值 : q k =W k +0.5 ×q EAk ,维护结构荷载标准值不考虑地震组合 水平荷载设计值 : q=1.4 ×W k +0.5 ×1.3 ×q EAk 荷载和作用效应组合的分项系数 , 按以下规定采用 : ①对永久荷载采用标准值作为代表值,其分项系数满足:a. 当其效应对结构不利时:对由可变荷载效应控制的组合,取 1.2 ;对有永久荷载效应 控制的组合,取 1.35b. 当其效应对结构有利时:一般情况取1.0 ;②可变荷载根据设计要求选代表值,其分项系数一般情况取 1.4二、 荷载计算1. 风荷载标准值计算W k : 作用在幕墙上的风荷载标准值 (kN/m 2) z : 计算高度 10mμz : 10m 高处风压高度变化系数 (按C 类区计算 ): (GB50009-2012 条文说明 8.2.1)μz =0.544 ×( 1z 0)0.44=0.544 由于 0.544<0.65, 取μ z =0.65μsp1: 局部正风压体型系数μsn1:局部负风压体型系数 , 通过计算确定 μsz :建筑物表面正压区体型系数,按照 (GB50009-2012 8.3.3) 取 1 μsf : 建筑物表面负压区体型系数,按照 (GB50009-2012 8.3.3-2) 取-1βgz : 阵风系数(GB50009-2012 8.1.1-2)βgz = 1 + 2 ×g ×I 10×(1z 0)(-α)(GB50009-2012条文说明 8.6.1)= 1 + 210×2.5 ×0.23 ×(10)(-0.22)= 2.15由于 2.15>2.05, 取β gz =2.05 (GB50009-2012 条文说明 8.1.1)8.4.6)I 10: 10 米高名义湍流度 , 对应 A、 B 、C 、D 类地面粗糙度, 分别取 0.12 、 0.14 、0.23 、0.39 。
靖江行政办公中心一期幕墙工程后置锚栓拉拔计算因工地土建漏埋预埋件,故需对后置埋件进行验算。
后置埋件由于属于补救措施的一种埋件,所以单纯的计算是不能完全作为施工依据的,需要在现场做拉拔实验后方可。
埋件固定主体结构上,承受立柱传递来的荷载。
埋件形式如下图:一、风荷载计算1、84m处水平风荷载标准值计算计算标高:84m幕墙分格:B×H=1600×840㎜B:玻璃宽度H:玻璃高度设计地震烈度:7度地面粗糙类别:B类βgz:阵风系数,取βgz=1.52按《建筑结构荷载规范》GB50009—2001表7.51 SμS1:风荷载体型系数按《建筑结构荷载规范》GB50009—2001(2006版)取值,局部体型系数μS1(1)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况,当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时,局部风压体型系数μS1(10)可乘以折减系数0.8,当构件的从属面积小于10m2 而大于1m2时,局部风压体型系数μS1(A)可按面积的对数线性插值,即μS1(A)=μS1(1)+[ μS1(10)- μS1(1)]10gA从属面积1.600×0.84=1.344㎡ 10g.344=0.128μZ1(A)=)-{1.0+[0.8×1.0—1.0]×0.128}=-.9744μZ1=-0.974+(0.2)=-1.174UZ:风压高度变化系数,取μZ=1.97按《建筑结构荷载规范》GB50009—2001表7.2.1WO:作用在幕墙上的风荷载基本值0.45KN/m2按《建筑结构荷载规范》GB50009—2001附表D.4(按50年一遇)WK: 作用在幕墙上的风荷载标准值WK= βgz.μS1.μZ.WO=1.52×(-1.174)×1.97×0.45=-1.852KN/m2(表示负风压)┃WK┃=1.582KN/㎡>1.0KN/m2按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.3.2条取WK=1.582㎏/㎡2、84m处水平风荷载设计值计算rW:风荷载分项系数,取rW=1.4按《玻璃幕墙工程技术规范》JG102-2003第5.3.2条W: 作用在幕墙上的风荷载标准值W=rW·WK=1.4×1.582=2.215KN/m2二、立柱与主结构连接LCT 2:l连接处热轧钢角码壁厚:6.0㎜JY:连接处热轧钢角码承压强度:305.0N/m㎡D2:连接螺栓公称直径:10.0㎜选择的立柱与主体结构连接螺栓为:不锈钢螺栓A1,A2组态50级L_L:连接螺栓抗拉强度:230N/m㎡L_J: 连接螺栓抗剪强度:N/m㎡采用SG+SW+0.5SEN1WK:连接处风荷载总值(N)N1WK: =WK×HSjCg×1000=1.582×1.600×3.400×1000=8606.1N连接处风荷载设计值(N)N1W: =1.4×N1WK=1.4×8606.1=12048.5NN1EK:连接处地震作用(N)N1WK: =QEAK×B×HSjCg×1000=0.100×1.600×4.200×1000=672NN1E:连接处地震作用设计值(N)N1E: =1.3×N1EK=1.3×672=873.6NN1:连接处水平总力(N)N1: = N1W×0.5×N1E=12048.5+0.5×873.6=12485.3NN2:连接处自重总值设计值(N)N2K: = 500×B×HSjCg=500×1.600×4.200=3360.0NN2:连接处自重总值设计值(N)N2: = 1.2×N2K=1.2×3360.0=4032.0N三、锚栓拉拔力计算假设该模型最不利状态下,一半锚筋受拉力,一半锚筋不受力本工程预埋件受拉力和剪力V:剪力设计值:V= N2=4032.000NN2:水平方向作用下单排锚筋的拉力N= N1=12485.300NM:弯矩设计值(N·㎜)e:偏心距:85.000㎜M=V×e=4032.000×85.00=342720 N·㎜F:剪力引起的弯距对上排锚筋的拉力F=M/L=342720/120=2856NT:单根锚栓所受的拉力的合力T=N/2+F/2=12485.300/2+2856.00/2=7670.65N结论:化学螺栓的拉拔测试力需大于计算出的N两倍的值(15341.30)编制: 审定:江苏龙升幕墙工程有限公司2008年月日。
后植埋件计算书一、工程名称:君隆广场3号楼屋顶幕墙工程二、工程地点:天津市和平区南开路与河北路交口三、建设单位:天津北方人才港股份有限公司四、建筑设计单位:天津市建筑设计院五、结构描述:十层以下后补埋板采用喜利得4—M12化学螺栓,十层标高为39.100米,设计标高为40米。
六、设计依据:《建筑结构荷载规范》 GB 50009-2001《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2001《建筑幕墙》 JG 3035-96《玻璃幕墙工程技术规范》 JGJ 102-2003《玻璃幕墙工程质量检验标准》 JGJ/T 139-2001《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》 GB/T 18575-2001《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》 GB 3098.1-2000《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》 GB 3098.2-2000《紧固件机械性能螺母细牙螺纹》 GB 3098.4-2000《紧固件机械性能自攻螺钉》 GB 3098.5-2000《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》 GB 3098.6-2000《紧固件机械性能不锈钢螺母》 GB 3098.15-2000《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》 GB/T 16823.1-1997《焊接结构用耐候钢》 GB/T 4172-2000喜利得化学锚拴基本设计参数:七、荷载计算(1).天津人才港幕墙工程按C类地区计算风压(2).风荷载计算:幕墙属于薄壁外围护构件,根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 7.1.1 采用风荷载计算公式: W k=βgz×μz×μs×W0其中: W k---作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)βgz---瞬时风压的阵风系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取定:1.77μz---风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取定:1.13μs---风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取为:1.2W0---基本风压,按全国基本风压图,天津地区取为0.500kN/m2根据公式计算标高为103.9m处标准风荷载为:W k=βgz×μz×μs×W0=1.77×1.13×1.2×0.5=1.2×10-3N/mm2风荷载设计值为:W: 风荷载设计值: kN/m2r w: 风荷载作用效应的分项系数:1.4按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 3.2.5 规定采用W=r w×W k=1.4×1.2×10-3=1.68×10-3N/mm2(3).地震作用计算:q EAk=βE×αmax×G AK其中: q EAk---水平地震作用标准值βE---动力放大系数,按 5.0 取定αmax---水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定:7度: αmax=0.15天津设防烈度为7度,故取αmax=0.15G AK---幕墙构件的自重(N/m2):500 N/m2q EA: 地震作用设计值(KN/M2):γE: 幕墙地震作用分项系数: 1.3根据公式计算垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用得:q EAk=5×αmax×G Ak=5×0.150×500.000/1000=0.375kN/m2q EA=1.3×q EAk=1.3×0.375=0.488kN/m2(4).荷载组合:结构设计时,根据构件受力特点,荷载或作用的情况和产生的应力(内力)作用方向,选用最不利的组合,荷载和效应组合设计值按下式采用:γG S G+γwφw S w+γEφE S E+γTφT S T各项分别为永久荷载:重力;可变荷载:风荷载、温度变化;偶然荷载:地震1.2自重+1.4风荷载+1.3*0.5地震水平荷载标准值: q k1=W k+0.5q Eak=1.2×10-3+0.5×0.375×10-3=1.3875×10-3 N/mm2竖直荷载标准值: q k2= G AK=0.5×10-3 N/mm2水平荷载设计值:q1=1.4W k+0.5×1.3q Eak=1.68×10-3+0.244×10-3=1.924×10-3 N/mm2竖直荷载设计值:q2=1.2 G AK=1.2×0.5×10-3=0.6×10-3 N/mm2后补埋件计算此计算书为40米处,十层以下补埋计算。
幕墙预埋件计算书1荷载计算1.1风荷载标准值的计算方法幕墙属于外围护构件,按建筑结构荷载规范(GB50009-2001 2006年版)计算:wk =βgzμzμs1w……7.1.1-2[GB50009-2001 2006年版]上式中:wk:作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa);Z:计算点标高:20m;βgz:瞬时风压的阵风系数;根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算):βgz =K(1+2μf)其中K为地面粗糙度调整系数,μf为脉动系数A类场地:βgz =0.92×(1+2μf) 其中:μf=0.387×(Z/10)-0.1B类场地:βgz =0.89×(1+2μf) 其中:μf=0.5(Z/10)-0.16C类场地:βgz =0.85×(1+2μf) 其中:μf=0.734(Z/10)-0.22D类场地:βgz =0.80×(1+2μf) 其中:μf=1.2248(Z/10)-0.3对于C类地形,20m高度处瞬时风压的阵风系数:βgz=0.85×(1+2×(0.734(Z/10)-0.22))=1.9213μz:风压高度变化系数;根据不同场地类型,按以下公式计算:A类场地:μz=1.379×(Z/10)0.24当Z>300m时,取Z=300m,当Z<5m时,取Z=5m;B类场地:μz=(Z/10)0.32当Z>350m时,取Z=350m,当Z<10m时,取Z=10m;C类场地:μz=0.616×(Z/10)0.44当Z>400m时,取Z=400m,当Z<15m时,取Z=15m;D类场地:μz=0.318×(Z/10)0.60当Z>450m时,取Z=450m,当Z<30m时,取Z=30m;对于C类地形,20m高度处风压高度变化系数:μz=0.616×(Z/10)0.44=0.8357μs1:局部风压体型系数;按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3条:验算围护构件及其连接的强度时,可按下列规定采用局部风压体型系数μs1:一、外表面1. 正压区按表7.3.1采用;2. 负压区-对墙面,取-1.0-对墙角边,取-1.8二、内表面对封闭式建筑物,按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。
建筑幕墙施工后置埋件受力分析与设计计算摘要:埋件是连接幕墙和主体结构的主要部件,因此,埋件的准确计算对幕墙的安全性能至关重要,本文笔者根据多年的工作经验及工程实例,对建筑幕墙施工中后置埋件受力、设计计算进行了分析探讨。
关键词:幕墙施工;后置埋件;计算;受力1、工程实例在幕墙施工过程中,当施工未设预埋件、预埋件漏放、预埋件偏离设计位置、设计变更、旧建筑物加装幕墙、没有条件采用预埋件连接措施时,往往要使用后置埋件。
但《混凝土结构后锚固技术规程》中对于后补埋件的计算仅提供了埋件在轴向力作用下的一般做法,而在实际工程中后置埋件往往同时受到拉力与弯矩的共同作用,仅考虑轴向拉力计算结果不安全,存在安全隐患。
如本项目幕墙埋件采用后置埋件的形式,埋件受到水平风荷载产生的轴向拉力与竖直向下的自重荷载以及自重偏心产生的弯矩共同作用(图1),锚栓选用M12 化学锚栓,锚板固定在 C40 混凝土梁侧面,混凝土梁截面为 350*600mm,锚板上设置 9 个化学螺栓,其尺寸为400*400*15mm(图2)。
图 1 埋件荷载图 2 螺栓布置2、后补埋件计算2.1、后补埋件化学锚栓计算2.1.1 M12 化学锚栓的性能抗拉承载力设计值:抗剪承载力设计值:2.1.2 荷载计算水平风荷载:自重荷载:自重荷载偏心距:自重引起的弯矩:2.1.3 化学锚栓抗拉计算图3 锚栓间距示意根据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013 第 5.2.2 条规定,判断两种受力情况:一种情况为小偏心受拉,一种情况为大偏心受拉。
当时,为小偏心受控当时,为大偏心受控N ——总拉力设计值(N)M ——弯矩设计值(N?mm)n ——群锚锚栓个数Z1 ——锚栓 1 到群锚型心轴的垂直距离(mm)Zi ——锚栓 i 到群锚型心轴的垂直距离(mm)将荷载代入以上公式(锚栓复合受力满足要求))3、结论通过以上计算分析,可以得出结论:1、荷载作用下化学锚栓复合应力为 0.293,而混凝土复合应力达到0.921,在实际工程中不但要考虑锚栓强度,还要着重考虑混凝土强度是否满足规范要求。
第一节 MJ02幕墙后埋件计算1、计算说明埋件为后埋件,取最不利位置荷载进行计算,承受自重以及风荷载,最承受42.45KN 水平拉力,5.54KN 剪力和0.48KN*m 弯矩作用,计算模型及节点布置图如图2、后埋件锚栓承载力验算2.1、埋件受力情况及布置情况=-∑21iy My n F 42.5/4-0.48×1000×65/(2×265)=6.94KN>0 所以单根锚栓承受的拉力为=+∑21iy My n F 42.5/4+0.48×1000×65/(2×265)14.4KN 单根锚栓受剪承载力V=5.54/4=1.4KN锚栓锚固长度ef h =125mm ,锚栓直径D=16mm ,锚栓性能等级5.8锚栓极限抗拉强度标准值stk f =500Mpa ,混凝土立方体抗压强度标准值cuk f =30Mpa 锚栓布置情况如下:锚筋布置图2.2、锚栓群抗拉验算参照《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ —2004,锚栓钢材受拉验算==N Rc stk s Rd Af N ,,/γ 3.14×16×16×500/4/1.4=71.8kN>14.4kN不会发生锚栓钢材受拉破坏N Rc ,γ—非结构构件锚栓钢材受拉破坏分项系数,对于幕墙后埋件取1.42.3、锚栓群抗剪验算参照《混凝土结构后锚固技术规程》,无杠杆臂的纯剪==v Rs stk s s Rd f A V ,,/5.0γ0.5×3.14×16×16×500/(4×1.25×1000)=40.2kN>1.4kN 锚栓钢材抗剪安全3、混凝土椎体受拉破坏验算N rc c Rk c Rd N N ,,,/γ=N ucr N ec N re N s N c N c c Rk N Rk A A N N ,,,,0,,0,,ψψψψ=式中:c Rk N , 混凝土椎体破坏时的受拉承载力标准值0,c Rk N 开裂混凝土单根锚栓受拉,理想混凝土椎体破坏时的受拉承载力标准值 0,N c A 间距、边距很大时,单根锚栓受拉,理想混凝土破坏椎体投影面面积 N c A , 单根锚栓或群锚受拉,混凝土实有破坏椎体投影面面积N s ,ψ 边距C 对受拉承载力的降低影响系数N re ,ψ 表层混凝土因密集配筋的剥离作用对受拉承载力的降低影响系数N ec ,ψ 荷载偏心对受拉承载力的降低影响系数N ucr ,ψ 未开裂混凝土对受拉承载力的提高系数=⨯=5.1,0,0.7ef k cu c Rk h f N 7.0×30×5.1125kN=53.6kN 式中:k cu f ,—混凝土立方体抗压强度标准值(Mpa )单根锚栓受拉,混凝土理想化破坏椎体面面积按下列公式计算:===22,0,)3(efN cr N c h s A 125×125=140625(2mm ) 式中N cr s ,混凝土椎体破坏情况下,无间距效应和边缘效应,确保每根锚栓受拉承载力标准值的临界间距。
2.3.后置埋件计算2.3.1.锚栓抗拉承载力计算N h sd : 群锚中受力最大锚栓的拉力设计值(N)y1,y i: 锚栓1及i到群锚形心轴的垂直距离(mm)M:弯矩设计值,1693500 N.mmN g sd:总拉力设计值,28225 Nn:锚栓个数,4N/n-M×y1/∑y i^2=-4234 < 0L:轴力N作用点到受压一侧最外排锚栓的垂直距离,75 mmy′1,y′i: 锚栓1及至受压一侧最外排锚栓的垂直距离(mm)N h sd=(N×L + M)×y′1/∑y′i^2=12701 N锚栓的拉力设计值为12701 NN Rk,s:锚栓受拉承载力标准值(N)N Rd,s:锚栓受拉承载力设计值(N)γRS,N:锚栓破坏受拉承载力分项系数,取为:f stk:抗拉强度标准值,为500 MPaf yk:屈服强度标准值,为400 MPaγA sN Rd,s=N Rk,s/N hN0RK,C N)取为:γRc,N:A0C,N:mm^2) h ef:锚栓有效锚固深度,为 80 mmS Cr,N:临界间距,为3×h ef= 240 mmA0C,N=S2Cr,N=(3×80)^2=57600 mm^2A C,N=(C1+S1+0.5×S cr,N)×(C2+S2+0.5×S cr,N)=(75+150+0.5×240)×(50+100+0.5×240)=93150 mm^2φs,N:边距c对受拉承载力的降低影响系数,φs,N=0.7+0.3×c/C cr,N=0.7+0.3×50/120=0.825φre,N:表层混凝土因密集配筋的剥离作用对受拉承载力的降低影响系数,φRE,N=0.5+h ef/200φ+2×e N)φucr,N:N RK,C=N re,N×φec,N×φucr,N/A0c,N==N Rd,C=N RK,C Rc,N=32936.9/3=10979.0 NN g sd=28225 N > 10979 N因此,混凝土锥体受拉破坏承载力不能满足要求2.3.3. 受剪承载力计算2.3.3.1. 锚栓钢材受剪承载力计算V Rd,s:锚栓受剪承载力设计值(N)V Rk,s:锚栓受剪承载力标准值(N)γRs,V:锚栓或植筋钢材破坏时的受剪承载力分项系数,取为 1.625γRs,V=1.3×f stk/f yk=1.3×500/400=1.625A s:锚栓或植筋应力截面面积较小值,为 84.3 mm^2V Rk,s=0.5×A s×f stk=0.5×84.3×500=21075.0 NV Rd,s=V Rk,s/γRs,V=21075.0/1.625=12969 NV g sd:总剪力设计值,为16296 NV h sd:最大锚栓的剪力设计值,为 V g sd / 4 =4074 NhVV Rk,cγRs,V:V0RK,C:d nom:取为 80 mm l f: 剪切荷载下锚栓的有效长度(mm),可取l f≤h ef 且 l f≤8d,c1:边距,取为50 mmf cu,k:混凝土的抗压强度标准值,为 20.1 MpaV0RK,C=0.45×d nom^0.5×(l f/d nom)^0.2×f cu,k^0.5×c1^1.5=0.45×12^0.5×(80/12)^0.2×20.1^0.5×50^1.5=3611 NA0C,V:混凝土破坏楔形体在侧向的投影面积(mm^2)A0C,V=4.5×c1^2=4.5×50^2=11250 mm^2A C,V=(1.5c1+s2+c2)h=(1.5×50+150+75)×300=90000 mm^2φs,V=0.7+0.3×c2/1.5C1=0.7+0.3×75/1.5×50=1φh,V=(1.5c1/h)^(1/3)=(1.5×50/300)^(1/3)=0.6φа,V:取为 1φφ×φs,V×φec,V×φucr,V/A0c,VV Rd,C=V==V g sd=因此,混凝土楔形体受剪破坏承载力不能满足要求2.3.3.3. 混凝土剪撬破坏承载力计算V Rd,cp:混凝土剪撬破坏时的受剪承载力设计值(N)V RK,cp:混凝土剪撬破坏时的受剪承载力标准值(N)γRcp:混凝土剪撬破坏时的受剪承载力分项系数,取为 2.5k:锚固深度h ef对V Rk,cp影响系数,当h ef<60mm时,取k=1.0,当h ef≥60mm时,取k=2.0。
后置埋件计算1.计算简图及设计数据:参考中华人民共和国行业规范《混凝土结构后锚技术规程》,锚栓内力按下列基本假定进行计算:1.被羱接件与基材结合面受力变形后仍保持为平面,锚板处平面刚度较大,其弯曲变形忽略不计;2.锚栓本身不传递压力(化学植筋除外),锚固羱接的压力应通过被羱接件的锚板直接传给混凝土基材;3.群锚锚栓内力按弹性理论计算.当锚固破坏为锚栓或植筋钢材破坏,且为低强钢材时,可考虑塑性理 论计算.2.埋件受力分析计算:埋件受到的拉力:N c 10.42KN :=埋件受到的剪力:V c 3.12KN :=埋件受到的弯矩:M c V c 80⋅mm :=M c 0.25KN m ⋅⋅=埋件受到的扭矩:T c V c 120⋅mm :=T c 0.374KN m⋅⋅=锚栓的材质级别:str 5.8:=锚栓数量:n m 4:=弯矩方向锚栓排数:n c 2:=弯矩方向锚栓间距:d dis 140mm:=y 170mm⋅=弯矩方向锚栓至群锚形心距的垂直距离:在轴拉力与弯矩共作用下,弹性分析时,受力最大锚栓的拉力设计值按下列规定计算:N sd_1 3.496KN⋅=在剪力与扭矩共作用下,锚栓的剪力设计值按下列规定计算:式中:V si - 锚栓i 的剪力设计值;V si_x - 锚栓i 所受剪力的x 分量;V t_x -T 作用下锚栓i 所受剪力的x分量;V si_y - 锚栓i 所受剪力的y 分量;V t_y -T 作用下锚栓i 所受剪力的y 分量;锚栓在剪力作用下:V x V c cos 0()⋅:=V x 3.12KN ⋅=剪切荷载设计值V 的X 分量:V y V c sin 0()⋅:=V y 0KN⋅=弯矩方向锚栓间距:参与Vx 受剪的螺栓数目:n x 4:=参与Vy 受剪的螺栓数目:n y 2:=锚栓i 所受剪力的x 分量V si_x 0.78KN⋅=锚栓i 所受剪力的y 分量V si_y 0KN⋅=锚栓在扭矩T 作用下:x i 120mm :=锚栓i 至以群锚形心为原点的y 坐标轴的垂直距离:y i 50mm:=锚栓i 至以群锚形心为原点的x 坐标轴的垂直距离:T 作用下锚栓i 所受剪力的x 分量:V t_x 1.108KN⋅=V t_y 2.658KN⋅=T 作用下锚栓i 所受剪力的y 分量:在剪力与扭矩共作用下,锚栓的剪力设计值按下列规定计算:V si 3.26KN⋅=3.承载能力极限状计算:(一) 受拉承载力计算:1.锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力设计值验算:锚栓的直径:D s 12mm:=锚筋或植筋应力截面面积:f stk 500MPa :=锚栓的极限抗拉强度标准值:γRS_N 1.625=N Rk_s 56.549KN ⋅=锚栓钢材破坏时的受拉承载力标准值:N Rd_s 34.799KN⋅=锚栓钢材破坏时的受拉承载力设计值:N sd_1 3.496KN⋅=N Rd_s 34.799KN⋅=受力最大锚栓的拉力设计值:因此锚栓的抗拉承载力满足要求!2.混凝土锥体的受拉承载力设计值验算:锚栓的有效锚固深度:h ef 64mm:=混凝土破坏时,无效应的临界边距:c cr_N 1.5h ef ⋅:=c cr_N 96mm ⋅=混凝土破坏时,锚栓的临界间距:s cr_N 3h ef⋅:=s cr_N 192mm⋅=锚栓的边距:c 1min ∞mm ⋅c cr_N , ():=c 196mm ⋅=c 2min ∞mm ⋅c cr_N, ():=c 296mm ⋅=锚栓的间距:s 1min 240mm s cr_N , ():=s 1192mm ⋅=s 2min 100mm s cr_N, ():=s 2100mm⋅=锚栓的边距最小值:c min_化学锚栓max 0.5h ef ⋅5D s ⋅, ():=c min_化学锚栓60mm ⋅=c min_膨胀螺栓2h ef ⋅:=c min_膨胀螺栓128mm⋅=c min_化学锚栓min c 1c 2, ()<因此化学锚栓最小边距"满足要求"=锚栓的间距最小值:s min_化学锚栓0.5h ef ⋅:=s min_化学锚栓32mm ⋅=s min_膨胀螺栓h ef :=s min_膨胀螺栓64mm⋅=s min_化学锚栓min s 1s 2, ()<因此化学锚栓最小间距"满足要求"=混凝土立方体的抗压强度标准值:f ck_3030MPa:=f cu_kb f ck_30:=Μψs_N 1=表层混凝土因密集配筋的剥离作用对受拉承载力的降低影响系数:ψre_N 0.82=荷载偏心对受拉承载力的降低影响系数:e N——外拉力N 相对于群锚中心的偏心距e N 0mm:=ψec_N 1=ψucr_N 1.4:=未裂混凝土对受拉承载力的提高系数:单根锚栓受拉混凝土实体破坏锥体投影面积:A c_1s cr_N c 10.5s cr_N⋅+()⋅:=A c_1 3.686104×mm2⋅=群锚受拉混凝土实体破坏锥体投影面积:A c_N c 1s 1+0.5s cr_N ⋅+()c 2s 2+0.5s cr_N ⋅+()⋅:=A c_N 1.121105×mm2⋅=间距边距很大时,单根锚栓受拉混凝土实体破坏锥体投影面积:A cr_N s cr_N2:=A cr_N 3.686104×mm2⋅=开裂混凝土单根锚栓,理想混凝土锥体破坏受拉承载力标准值:N Rkc_c 19.63KN⋅=单根锚栓的受拉承载力标准值:N Rk_c122.536KN⋅=单根锚栓的受拉承载力设计值:γRc_N 2.15:=N Rd_c110.482KN⋅=N sd_1N Rd_c1<单根锚栓受拉承载力设计值"满足要求"=群锚锚栓的受拉承载力标准值:N Rk_cN 68.546KN⋅=群锚锚栓的受拉承载力设计值:N Rd_cN 31.882KN⋅=N c N Rd_cN<群锚锚栓受拉承载力设计值"满足要求"=。
建筑幕墙施工后置埋件受力分析与设计计算
发表时间:2018-11-14T16:15:40.300Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第20期作者:申振嘉[导读] 埋件是连接幕墙和主体结构的主要部件,因此,埋件的准确计算对幕墙的安全性能至关重要,本文笔者根据多年的工作经验及工程实例,对建筑幕墙施工中后置埋件受力、设计计算进行了分析探讨。
申振嘉
深圳金粤幕墙装饰工程有限公司摘要:埋件是连接幕墙和主体结构的主要部件,因此,埋件的准确计算对幕墙的安全性能至关重要,本文笔者根据多年的工作经验及工程实例,对建筑幕墙施工中后置埋件受力、设计计算进行了分析探讨。
关键词:幕墙施工;后置埋件;计算;受力1、工程实例
在幕墙施工过程中,当施工未设预埋件、预埋件漏放、预埋件偏离设计位置、设计变更、旧建筑物加装幕墙、没有条件采用预埋件连接措施时,往往要使用后置埋件。
但《混凝土结构后锚固技术规程》中对于后补埋件的计算仅提供了埋件在轴向力作用下的一般做法,而在实际工程中后置埋件往往同时受到拉力与弯矩的共同作用,仅考虑轴向拉力计算结果不安全,存在安全隐患。
如本项目幕墙埋件采用后置埋件的形式,埋件受到水平风荷载产生的轴向拉力与竖直向下的自重荷载以及自重偏心产生的弯矩共同作用(图1),锚栓选用M12 化学锚栓,锚板固定在 C40 混凝土梁侧面,混凝土梁截面为 350*600mm,锚板上设置 9 个化学螺栓,其尺寸为400*400*15mm(图2)。
图 1 埋件荷载图 2 螺栓布置2、后补埋件计算
2.1、后补埋件化学锚栓计算 2.1.1 M12 化学锚栓的性能
抗拉承载力设计值:抗剪承载力设计值: 2.1.2 荷载计算
水平风荷载:自重荷载:
自重荷载偏心距:
自重引起的弯矩:
2.1.3 化学锚栓抗拉计算
图3 锚栓间距示意根据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013 第 5.2.2 条规定,判断两种受力情况:一种情况为小偏心受拉,一种情况为大偏心受拉。
当时,为小偏心受控当时,为大偏心受控 N ——总拉力设计值(N) M ——弯矩设计值(N?mm) n ——群锚锚栓个数 Z1 ——锚栓 1 到群锚型心轴的垂直距离(mm) Zi ——锚栓 i 到群锚型心轴的垂直距离(mm)
将荷载代入以上公式
(锚栓复合受力满足要求)
) 3、结论
通过以上计算分析,可以得出结论: 1、荷载作用下化学锚栓复合应力为 0.293,而混凝土复合应力达到0.921,在实际工程中不但要考虑锚栓强度,还要着重考虑混凝土强度是否满足规范要求。
2、锚固深度对混凝土锥体破坏强度影响较大,在实际工程中要严格控制锚栓锚固深度,在满足施工要求的前提下尽量选用深锚固锚栓。
3、外排锚栓到混凝土边缘距离对混凝土边缘受剪破坏影响较大,当边缘距离受到限制时,可将锚板下排锚栓处设置成长条孔,使第二排锚栓受剪,增加混凝土受剪边缘距离,来提高混凝土边缘受剪承载力。
4、在大偏心荷载作用下,受压区锚栓受压,导致混凝土实际破坏锥体投影面面积减小,混凝土易发生锥体受拉破坏,在进行设计时应尽量避免后置埋件大偏心受拉。