铝板幕墙焊缝设计计算

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1、铝板幕墙焊缝设计计算钢角码与预埋件间采用三边围焊连接，每个水平焊缝长度为Lh=80mm,竖向焊缝长度为Lv=120mm,焊脚尺寸hf=7mm,钢角码厚度t=7mm。焊缝所受的内力设计值如下：竖框所受的水平线荷载设计值为：q＝(1.0×1.4×Wk＋0.6×1.3×qEk)×B＝(1×1.4×1.515＋0.6×1.3×.095)×1＝2.195KN/m则每个钢角码焊缝所受的内力为：剪力V＝1.2·t·γ板·1.1·B·L/2＝1.2×4×27×1.1×1×3.3/2＝235.6N轴力N＝q×L/2＝2.195×3.3×103/2＝3621.8N式中：γ板——

2、板的密度，取27KN/m3t——板的总厚度mm；焊缝计算焊缝计算厚度为：he＝0.7·hf　　　＝0.7×7　　　＝4.9mm根据规范对围焊在计算时需在端点减去hf，则实际计算焊缝的宽度为：b0=b-hf=80-7=73，钢角码及焊缝所围成的区域如下图所示：竖框与钢角码连接螺栓距焊缝形心点距离为：e＝200mmef＝b0-b02/(2·b0+h)+hf＝73-732/(2×73+120)+7＝59.966mm焊缝所围区域的几何特性为：焊缝总面积A＝he×(h＋2·b0)＝4.9×(120＋2×73)＝1303.4mm2对形心点的惯性矩和极惯性矩为：Ix＝h3

3、·he/12＋b0·h2·he/2＝1203×4.9/12＋73×1202×4.9/2＝3281040mm4Iy＝2·he·[(ef-hf)3＋(b-ef)3]/3+h·he·(b-ef)2＝2×4.9×[(59.966-7)3+(80-59.966)3]/3+120×4.9×(80-59.966)2＝747663.4mm4Ip＝Ix+Iy＝3281040+747663.4＝4028704mm4把与竖框连接螺栓点部位所受的反力移到形心点，则形心点所受内力为：N＝3621.8V＝235.6形心点的弯距为：Mx＝V·e＝235.6×200＝47120N·mmMy

4、＝N·ef＝3621.8×59.966＝217184.9N·mmMz＝V·ef＝235.6×59.966＝14127.99N·mm根据分析认为焊缝最危险点为图中的A、B两点A、B两点到形心点的距离分别为：ra＝[ef2+(h/2)2]0.5＝[59.9662+(120/2)2]0.5＝84.829mmrb＝[(b-ef)2+(h/2)2]0.5＝[(80-59.966)2+(120/2)2]0.5＝63.256mmA点所受正应力和剪应力分别为：σ＝N/A+Mx·h/2/Ix+My·ef/Iy＝3621.8/1303.4+47120×120/2/3281040

5、+217184.9×59.966/747663.4＝21.06N/mm2τ＝Mz·ra/Ip＝14127.99×84.829/4028704＝.297N/mm2B点所受正应力和剪应力分别为：σ＝N/A+Mx·h/2/Ix+My·(b-ef)/Iy＝3621.8/1303.4+47120×120/2/3281040+217184.9×(80-59.966)/747663.4＝9.46N/mm2τ＝{(Mz·rb/Ip)2+[V/(h·he)]2}0.5＝{(14127.99×63.256/4028704)2+[235.6/(120×4.9)]2}0.5＝.45

6、8N/mm2这里认为剪力主要由向焊缝承担焊缝所采用的焊条为E43型手工焊条，则角焊缝的抗拉、抗压和抗剪许可强度为160MPa，因此由上计算结果可知，焊缝强度满足要求。钢角码根部计算：钢角码根部截面形状为矩形，矩形截面的宽度为钢角码的厚度t，长度为h。则矩形截面的面积为：A＝h·t＝120×7＝840mm2截面的抗弯模量为：Wx＝h·h·t/6＝120×120×7/6＝16800mm3把与竖框连接螺栓点部位所受的反力移到根部，则钢角码根部所受内力为：N＝3621.8NV＝235.6N弯距为：M＝V·e＝235.6×200＝47120N·mm则截面所受的抗弯应力

7、和剪应力分别为：σ＝N/A+M/Wx＝3621.8/840+47120/16800＝7.116N/mm2τ＝V/A＝235.6/840＝.28N/mm2钢角码采用材质为Q235，其厚度小于16mm，根据规范其抗弯强度为215Mpa，抗剪强度为125Mpa，因此由上计算结果可知，截面强度满足要求。铝板幕墙埋件设计计算采用110米标高处的竖框上端埋件做计算。该处层间高L=3.3米，分格宽B=1米。幕墙所在计算单元自重为Gk＝γ板·L·B·t·1.1·10-3＝27×3.3×1×4×1.1×10-3＝.392KN幕墙所受的水平分布地震作用为qEk＝βe·αmax·

8、Gk/(L·B)＝5×.16×.119＝.095KN