石材幕墙竖框的设计计算

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1、石材幕墙竖框的设计计算幕墙中的危险部位位于：80米,计算层间高L=3.3米,竖框承担的分格宽B=1.1m。所选用竖框型材的截面特性如下：Ix——对x轴方向的惯性矩=123.75cm4Iy——对y轴方向的惯性矩=44.73cm4Wx——对x轴方向的抵抗矩=22.7cm3Wy——对y轴方向的抵抗矩=14.91cm3A0——截面面积=844.6mm2力学模型图如下：1)荷载计算a.风荷载标准值的计算Wk＝βgZ·μs1·μz·Wo＝1.64×1.2×1.538×.45＝1.362KN／m2b.y轴方向(垂直于幕墙表面)的地震作用为qEy＝βe·αmax·

2、G／A式中：qEy——作用于幕墙平面外水平分布地震作用(KN／m2)；G——幕墙构件的重量(KN)；A——幕墙构件的面积(m2)；αmax——水平地震影响系数最大值，取.16；βe——动力放大系数，取5。其中，G＝L×B×t×γ石×1.05＝3.3×1.1×25×28×1.05/1000＝2.668ＫＮ式中：L——计算层间高m；B——分格宽度m；t——石材厚度mm；γ石——石材的密度，取28KN／m3A＝L×B＝3.3×1.1＝3.63m2则qEy＝βe·αmax·G／A＝5×.16×2.668／3.63＝.588KN／m2c.x轴方向(幕墙平面内

3、)的地震作用为qEx＝βe·αmax·G/L＝5×.16×2.668／3.3＝.647KN/m2)刚度计算：ａ、Y轴方向挠度荷载组合如下：qy＝1×Wk＋0.6qEy＝1×1.362＋0.6×.588＝1.715KN／m2在矩形荷载作用下，竖框所受线荷载和作用组合值为q刚度y＝qy×B＝1.715×1.1＝1.887KN／m按单跨简支梁计算，竖框产生的挠度按下式计算：f＝5q刚度y·L4／384EI取［f］＝L/180＝3300／180＝18.3mm由上式可知，竖框所需的最小惯性矩Ixmin为：Ixmin＝5q刚度yL4／384E·［f］＝5×1.

4、887×3.34×108／(384×70000×18.3)＝227.4664>Ix=123.75(cm4)b、X轴方向挠度荷载组合如下：q刚度x＝0.5qEx＝0.5×.647＝.324KN／mIymin＝5q刚度xL4／384E·［f］＝5×.324×3.34×108／(384×70000×18.3)＝39.0562

5、KN／m则按单跨简支梁计算，竖框所受最大弯矩为M＝q强度·L2／8＝2.602×3.32／8＝3.542KN·m式中：M——竖框承受的最大弯矩，KN·m；L——计算层间高m。竖框所受轴向拉力为N＝1.2×G＝3.202KN竖框承载力应满足下式要求(本工程设计的竖框不承压，为只拉构件)N／A0＋M／(γ·W)≤fa式中：N——竖框所受拉力设计值(KN)；M——竖框所受弯矩设计值(KN·m)；A0-—竖框净截面面积(mm2)；W——在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(cm3)；γ-—塑性发展系数，取1.05；fa-—竖框材料的强度设计值，取85.5N／mm2

6、。则N／A0＋M／(γ·W)＝103×3.202／844.6＋103×3.542／(1.05×22.7)＝152.396N／mm2>fa＝85.5N／mm2所以竖框的强度和刚度不满足要求。