北京北站工程石材干挂构件计算书

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1、北京北站石材干挂构件计算书北京北站改扩建工程－北京北站主站房室内干挂石材工程约10000m2，采用25mm厚的花岗岩作为干挂石材。其中主龙骨方钢（截面50×70mm）（纵向放置），最大间距为L主=1200mm。次龙骨为50*50*4等边角钢（横向放置），间距为660mm，次龙骨的最大间距为L2=660mm。主龙骨与结构墙间通过节点连接件（12mm厚、250×200mm镀锌钢板），连接件用M12的膨胀螺栓固定，膨胀螺栓横向最大间距为L横=2400mm，纵向最大间距为L纵=1200mm，因内墙石材干挂风荷载不

2、做计算。主要荷载为石材及钢架自重和在抗震裂度为80裂度作用下的水平地震荷载，对此进行主次龙骨和膨胀螺栓的安全荷载计算。1、计算依据1）金属与石材幕墙工程技术规范（JGJ133-2001）；2）北京北站主站房干挂石材节点详图；2、使用材料的特性1）石材自重：25mm厚石材重量为0.625KN/m2；2）附件自重：0.05KN/m2；3）钢材：（1）50×70方钢：A=6.61cm2q=5.189kg/mWX=4.457cm3Wy=17.62cm3IX=26.1cm4Ig=44.05cm4（3）50*50*4

3、角钢A=3.897cm2q=3.059kg/mWX=2.558cm3Wy=1.957cm3IX=9.26cm4Ig=3.82cm443、安全计算1）地震荷载的计算：根据该建筑抗震等级以地震裂度为80裂度计算。qEK1=βE*amax*G/A其中：βE——地震放大系数βE=5amax——水平地震影响系数最大值80裂度amax=0.16G——石材、龙骨重G=0.675KN/m2A——计算面积m2qEK1=5×0.16×0.77=0.54KN/m2考虑荷载分项系数1.3qEK=1.3×0.54=0.702KN/

4、m22）主龙骨安装荷载计算主龙骨的计算跨距L=1.2m，可简化为均布荷载简支梁计算线荷载:q=1.2×0.702=0.842KN/mM=1/8×0.842×1.22=0.152KN.m=0.152×106N.mm2.1）强度计算（50*70方钢）WX=4.457cm3σ=M/W=0.152×106/4.457×103=34.104Mpa≤[σ]=215MpaWy=1.957cm3σ=M/W=0.152×106/1.957×103=77.67Mpa≤[σ]=215Mpa2.2）刚度计算IX=26.1cm4(

5、方钢立放)4μx=(5qL^4)/(384EI).μx=（5×84.2×1.24×1012）/（384×2.1×1011×26.1）=0.414mm≤[μ]==2mm结论：按1.2m计算跨度布置方钢立放强度和刚度，结果都是安全的。3）次龙骨的安全计算：（简化为均布简支梁计算）线载Q=0.66×3.059=2.019KN/m弯矩M=1/8×2.019×0.662=0.115×105N.mm3.1）强度计算（50*50*4等边角钢）WX=2.558cm3σ=M/W=1.15×105/2.558×103=44.

6、957Mpa≤[σ]=215Mpa3.2）刚度计算（50*50*4等边角钢）IX=9.26cm4μx=（5×201.9×0.664×1012）/（384×2.1×1011×9.26）=0.257mm≤[μ]==2mm结论：方钢主龙骨、50*50*4等边角钢次龙骨的强度和刚度均安全。4）水平地震力验算Geg=0.83Gg=0.85*0.702*3.168=1.89KNFEK=1.2*1.89=2.268KN每个M12膨胀螺栓承担水平拉力:P=2.268/4=0.567KN5）受剪承载力4一个膨胀螺栓的承载力

7、（受剪承载力设计值），根据《混凝土结构构造手册》P704-706，选用FAZ型膨胀螺栓按最小受剪承载力计算：V=5.1KN，现场实际施工为了固定连接铁板，每块铁板至少由4个M12螺栓固定，每平方米至少4个M12膨胀螺栓。VE=4×5.1=20.4KN/m2，石材及附件自重为0.49KN/m2,远远符合要求.结论：每个M12膨胀螺栓承受拉力为P=0.567KN，而拉拔试验中，膨胀螺栓承受最大拉力且被拉出的拉力值(23.8KN)远远大于0.567KN，因此结构受力为安全受力。计算人：2008年11月15日4