号建筑外装幕墙微晶石幕墙设计计算书

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101号建筑外装幕墙 微晶石幕墙设计计算书设计：陈义校对：李周审核：陈志刚批准：成都雅兴装饰工程有限责任公司二〇一五年九月 目录1计算引用的规范、标准及资料11.1幕墙设计规范：11.2建筑设计规范：11.3铝材规范：21.4金属板及石材规范：21.5玻璃规范：31.6钢材规范：31.7胶类及密封材料规范：31.8五金件规范：41.9相关物理性能等级测试方法：41.10《建筑结构静力计算手册》(第二版)51.11土建图纸：52基本参数52.1幕墙所在地区52.2地面粗糙度分类等级52.3抗震设防53幕墙承受荷载计算63.1风荷载标准值的计算方法63.2计算支撑结构时的风荷载标准值83.3计算面板材料时的风荷载标准值83.4垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值83.5平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值83.6作用效应组合84幕墙立柱计算94.1立柱型材选材计算94.2确定材料的截面参数114.3选用立柱型材的截面特性124.4立柱的抗弯强度计算124.5立柱的挠度计算134.6立柱的抗剪计算135幕墙横梁计算145.1横梁型材选材计算145.2确定材料的截面参数165.3选用横梁型材的截面特性175.4幕墙横梁的抗弯强度计算185.5横梁的挠度计算185.6横梁的抗剪计算186短槽式(托板)连接微晶石的选用与校核196.1微晶石板块荷载计算206.2微晶石的抗弯设计20 6.3短槽托板在微晶石中产生的剪应力校核216.4短槽托板剪应力校核217连接件计算227.1横梁与角码间连接227.2角码与立柱连接237.3立柱与主结构连接248幕墙埋件计算(后锚固结构)268.1荷载标准值计算268.2锚栓群中锚栓的拉力计算278.3群锚受剪内力计算288.4锚栓钢材破坏时的受拉承载力计算298.5混凝土锥体受拉破坏承载力计算298.6混凝土劈裂破坏承载力计算318.7锚栓钢材受剪破坏承载力计算328.8混凝土楔形体受剪破坏承载力计算338.9混凝土剪撬破坏承载能力计算358.10拉剪复合受力承载力计算358.11混凝土基材厚度、群锚锚栓最小间距及最小边距计算369幕墙转接件强度计算369.1受力分析369.2转接件的强度计算3610幕墙焊缝计算3710.1受力分析3710.2焊缝特性参数计算3710.3焊缝校核计算3811微晶石幕墙幕墙胶类及伸缩缝计算3811.1立柱连接伸缩缝计算3811.2耐候胶胶缝计算3912附录常用材料的力学及其它物理性能40 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司微晶石幕墙设计计算书1计算引用的规范、标准及资料1.1幕墙设计规范：《铝合金结构设计规范》GB50429-2007《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003《建筑瓷板装饰工程技术规程》CECS101：98《建筑幕墙》GB/T21086-2007《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001《小单元建筑幕墙》JG/T216-2007《建筑幕墙工程技术规范》DGJ08-56-20121.2建筑设计规范：《地震震级的规定》GB/T17740-1999《钢结构设计规范》GB50017-2003《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005年版)《高处作业吊蓝》GB19155-2003《工程抗震术语标准》JGJ/T97-2011《工程网络计划技术规程》JGJ/T121-99《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013《混凝土结构设计规范》GB50010-2010《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》JG160-2004《建筑材料放射性核素限量》GB6566-2010《建筑防火封堵应用技术规程》CECS154：2003《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008《建筑结构荷载规范》GB50009-2012《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001《建筑抗震设计规范》GB50011-2010《建筑设计防火规范》GB50016-2006《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002《民用建筑设计通则》GB50352-2005《擦窗机》GB19154-2003《钢结构焊接规范》GB50661-2011《钢结构工程施工规范》GB50755-201244 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司1.1铝材规范：《变形铝及铝合金化学成份》GB/T3190-2008《建筑用隔热铝合金型材》JG175-2011《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》JG/T133-2000《铝合金建筑型材第1部分基材》GB5237.1-2008《铝合金建筑型材第2部分阳极氧化、着色型材》GB5237.2-2008《铝合金建筑型材第3部分电泳涂漆型材》GB5237.3-2008《铝合金建筑型材第4部分粉末喷涂型材》GB5237.4-2008《铝合金建筑型材第5部分氟碳漆喷涂型材》GB5237.5-2008《铝合金建筑型材第6部分隔热型材》GB5237.6-2012《铝及铝合金彩色涂层板、带材》YS/T431-2009《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》YS/T437-2009《有色电泳涂漆铝合金建筑型材》YS/T459-2003《变形铝和铝合金牌号表示方法》GB/T16474-20111.2金属板及石材规范：《干挂饰面石材及其金属挂件》JC830.1、2-2005《建筑装饰用微晶石》JC/T872-2000《建筑幕墙用瓷板》JG/T217-2007《建筑装饰用搪瓷钢板》JG/T234-2008《微晶石陶瓷复合砖》JC/T994-2006《超薄天然石材复合板》JC/T1049-2007《铝幕墙板板基》YS/T429.1-2000《铝幕墙板第2部分：有机聚合物喷涂铝单板》YS/T429.2-2012《建筑幕墙用铝塑复合板》GB/T17748-2008《建筑幕墙用陶板》JG/T324-2011《建筑装饰用石材蜂窝复合板》JG/T328-2011《建筑幕墙用氟碳铝单板制品》JG331-2011《纤维增强水泥外墙装饰挂板》JC/T2085-2011《建筑用泡沫铝板》JG/T359-2012《金属装饰保温板》JG/T360-2012《外墙保温用锚栓》JG/T366-2012《聚碳酸酯（PC）中空板》JG/T116-2012《聚碳酸酯（PC）实心板》JG/T347-2012《铝塑复合板用铝带》YS/T432-2000《天然板石》GB/T18600-2009《天然大理石荒料》JC/T202-2011《天然大理石建筑板材》GB/T19766-2005《天然花岗石荒料》JC/T204-2011《天然花岗石建筑板材》GB/T18601-2009《天然石材统一编号》GB/T17670-2008《天然饰面石材术语》GB/T13890-200844 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司1.1玻璃规范：《镀膜玻璃第1部分：阳光控制镀膜玻璃》GB/T18915.1-2013《镀膜玻璃第2部分：低辐射镀膜玻璃》GB/T18915.2-2013《防弹玻璃》GB17840-1999《平板玻璃》GB11614-2009《建筑用安全玻璃第3部分：夹层玻璃》GB15763.3-2009《建筑用安全玻璃第2部分：钢化玻璃》GB15763.2-2005《建筑用安全玻璃防火玻璃》GB15763.1-2009《半钢化玻璃》GB/T17841-2008《热弯玻璃》JC/T915-2003《压花玻璃》JC/T511-2002《中空玻璃》GB/T11944-20121.2钢材规范：《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-2005《不锈钢棒》GB/T1220-2007《不锈钢冷加工钢棒》GB/T4226-2009《不锈钢冷轧钢板及钢带》GB/T3280-2007《不锈钢热轧钢板及钢带》GB/T4237-2007《不锈钢小直径无缝钢管》GB/T3090-2000《彩色涂层钢板和钢带》GB/T12754-2006《低合金钢焊条》GB/T5118-2012《低合金高强度结构钢》GB/T1591-2008《建筑幕墙用钢索压管接头》JG/T201-2007《耐候结构钢》GB/T4171-2008《高碳铬不锈钢丝》YB/T096—1997《合金结构钢》GB/T3077-1999《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》GB/T13912-2002《冷拔异形钢管》GB/T3094-2012《碳钢焊条》GB/T5117-2012《碳素结构钢》GB/T700-2006《碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》GB/T912-2008《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》GB/T3274-2007《优质碳素结构钢》GB/T699-19991.3胶类及密封材料规范：《丙烯酸酯建筑密封膏》JC484-2006《幕墙玻璃接缝用密封胶》JC/T882-2001《彩色涂层钢板用建筑密封胶》JC/T884-2001《丁基橡胶防水密封胶粘带》JC/T942-2004《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》JC887-2001《工业用橡胶板》GB/T5574-2008《混凝土建筑接缝用密封胶》JC/T881-200144 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司《建筑窗用弹性密封剂》JC485-2007《建筑密封材料试验方法》GB/T13477.1～20-2002《建筑用防霉密封胶》JC/T885-2001《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-2005《建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品》GB/T19686-2005《建筑用硬质塑料隔热条》JG/T174-2005《建筑装饰用天然石材防护剂》JC/T973-2005《聚氨酯建筑密封胶》JC/T482-2003《聚硫建筑密封胶》JC/T483-2006《绝热用岩棉、矿棉及其制品》GB/T11835-2007《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》GB/T529-2008《石材用建筑密封胶》JC/T883-2001《橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》GB/T531-1999《修补用天然橡胶胶粘剂》HG/T3318-2002《中空玻璃用弹性密封胶》JC/T486-2001《中空玻璃用丁基热熔密封胶》JC/T914-2003《建筑表面用有机硅防水剂》JC/T902-2002《钢结构防火涂料》GB14907-20021.1五金件规范：《封闭型沉头抽芯铆钉》GB/T12616-2004《封闭型平圆头抽芯铆钉》GB/T12615-2004《紧固件螺栓和螺钉通孔》GB/T5277-1985《紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母》GB/T3103.1-2002《紧固件机械性能不锈钢螺母》GB/T3098.15-2000《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》GB/T3098.6-2000《紧固件机械性能抽芯铆钉》GB/T3098.19-2004《紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹》GB/T3098.2-2000《紧固件机械性能螺母、细牙螺纹》GB/T3098.4-2000《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB/T3098.1-2010《紧固件机械性能自攻螺钉》GB/T3098.5-2000《紧固件术语盲铆钉》GB/T3099.2-2004《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》GB/T16823.1-1997《十字槽盘头螺钉》GB/T818-2000《铜合金铸件》GB/T13819-1992《锌合金压铸件》GB/T13821-2009《铝合金压铸件》GB/T15114-2009《铸件尺寸公差与机械加工余量》GB/T6414-1999《电动采光排烟窗》JG189-20061.2相关物理性能等级测试方法：《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001《玻璃幕墙光学性能》GB/T18091-2000《彩色涂层钢板和钢带试验方法》GB/T13448-2006《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-200144 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002(2011版)《建筑防水材料老化试验方法》GB/T18244-2000《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》GB/T15227-2007《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》GB/T18575-2001《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》GB/T18250-2000《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210-2001《金属材料室温拉伸试验方法》GB/T228-20021.1《建筑结构静力计算手册》(第二版)1.2土建图纸：2基本参数2.1幕墙所在地区雅安地区；2.2地面粗糙度分类等级幕墙属于外围护构件，按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)A类：指近海海面和海岛、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；依照上面分类标准，本工程按B类地形考虑。2.3抗震设防按《建筑工程抗震设防分类标准》，建筑工程应分为以下四个抗震设防类别：1.特殊设防类：指使用上有特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑，简称甲类；2.重点设防类：指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑，简称乙类；3.标准设防类：指大量的除1、2、4款以外按标准要求进行设防的建筑，简称丙类；4.适度设防类：指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑，简称丁类；在围护结构抗震设计计算中：1.特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施，同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用；2.重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施，同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用；3.标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用；4.适度设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用；44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司根据国家规范《建筑抗震设计规范》GB50011-2010，雅安地区地震基本烈度为：7度，地震动峰值加速度为0.1g，由于本工程是标准设防类，因此实际抗震计算中的水平地震影响系数最大值应按本地区抗震设防烈度选取，也就是取：αmax=0.08；1幕墙承受荷载计算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》(GB50009-2012)计算：wk=βgzμs1μzw0……8.1.1-2[GB50009-2012]上式中：wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)；z：计算点标高：25m；βgz：高度z处的阵风系数；根据不同场地类型,按以下公式计算：βgz=1+2gI10(z/10)-α……条文说明部分8.6.1[GB50009-2012]其中A、B、C、D四类地貌类别截断高度分别为：5m、10m、15m、30m；A、B、C、D四类地貌类别梯度高度分别为：300m、350m、450m、550m；也就是：对A类场地：当z>300m时，取z=300m，当z<5m时，取z=5m；对B类场地：当z>350m时，取z=350m，当z<10m时，取z=10m；对C类场地：当z>450m时，取z=450m，当z<15m时，取z=15m；对D类场地：当z>550m时，取z=550m，当z<30m时，取z=30m；g：峰值因子，取2.5；I10：10m高名义湍流度，对应A、B、C、D地面粗糙度，可分别取0.12、0.14、0.23和0.39；α：地面粗糙度指数，对应A、B、C、D地面粗糙度，可分别取0.12、0.15、0.22和0.30；对于B类地形，25m高度处的阵风系数为：βgz=1+2×2.5×0.14×(25/10)-0.15=1.6101μz：风压高度变化系数；根据不同场地类型,按《建筑结构荷载规范》条文说明部分8.2.1提供的公式计算：A类场地：μzA=1.284×(z/10)0.24B类场地：μzB=1.000×(z/10)0.30C类场地：μzC=0.544×(z/10)0.44D类场地：μzD=0.262×(z/10)0.60公式中的截断高度和梯度高度与计算阵风系数时相同，也就是：对A类场地：当z>300m时，取z=300m，当z<5m时，取z=5m；对B类场地：当z>350m时，取z=350m，当z<10m时，取z=10m；对C类场地：当z>450m时，取z=450m，当z<15m时，取z=15m；对D类场地：当z>550m时，取z=550m，当z<30m时，取z=30m；对于B类地形，25m高度处风压高度变化系数：μz=1.000×(25/10)0.30=1.3164μs1：局部风压体型系数；44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.3.3条：计算围护结构及其连接的风荷载时，可按下列规定采用局部体型系数μs1：1封闭矩形平面房屋的墙面及屋面可按表8.3.3-1的规定采用；2檐口、雨篷、遮阳板、边棱处的装饰条等突出构件，取-2.0；3其它房屋和构筑物可按本规范第8.3.1条规定体型系数的1.25倍取值。本计算点为墙面大面位置，按如上说明，查表得：μs1(1)=1按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.3.4条：计算非直接承受风荷载的围护构件风荷载时，局部体型系数可按构件的从属面积折减，折减系数按下列规定采用：1当从属面积不大于1m2时，折减系数取1.0；2当从属面积大于或等于25m2时，对墙面折减系数取0.8，对局部体型系数绝对值大于1.0的屋面区域折减系数取0.6，对其它屋面区域折减系数取1.0；3当从属面积大于1m2且小于25m2时，墙面和绝对值大于1.0的屋面局部体型系数可采用对数插值，即按下式计算局部体型系数：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(25)-μs1(1)]logA/1.4……8.3.4[GB50009-2012]其中：μs1(25)=0.8μs1(1)=0.8×1=0.8计算支撑结构时的构件从属面积：A=2×3.6=7.2m2当A>25时取a=25，当A小于1时取A=1；LogA=0.857则：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(25)-μs1(1)]logA/1.4=1+[0.8-1]×0.857/1.4=0.878按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.3.5条：计算围护结构风荷载时，建筑物内部压力的局部体型系数可按下列规定采用：1封闭式建筑物，按其外表面风压的正负情况取-0.2或0.2；2仅一面墙有主导洞口的建筑物：-当开洞率大于0.02且小于或等于0.10时，取0.4μs1；-当开洞率大于0.10且小于或等于0.30时，取0.6μs1；-当开洞率大于0.30时，取0.8μs1；3其它情况，应按开放式建筑物的μs1取值；注：1：主导洞口的开洞率是指单个主导洞口与该墙面全部面积之比；2：μs1应取主导洞口对应位置的值；本计算中建筑物内部压力的局部体型系数为0.2(封闭式建筑内表面)；因此，计算非直接承受风荷载的支撑结构时的局部风压体型系数为：μs1=0.878+0.2=1.078而对直接承受风压的面板结构来说，其局部风压体型系数为：μs1=1+0.2=1.2w044 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司：基本风压值(MPa)，根据现行《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附表E.5中数值采用，但不小于0.3KN/m2，按重现期50年，雅安地区取0.0003MPa；1.1计算支撑结构时的风荷载标准值wk=βgzμzμs1w0=1.6101×1.3164×1.078×0.0003=0.000685MPa因为wk<0.001MPa，所以按JGJ102-2003，取wk=0.001MPa。1.2计算面板材料时的风荷载标准值wk=βgzμzμs1w0=1.6101×1.3164×1.2×0.0003=0.000763MPa因为wk<0.001MPa，所以按JGJ102-2003，取wk=0.001MPa。1.3垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值qEk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]qEk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；βE：动力放大系数,取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.08；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)；A：幕墙构件的面积(mm2)；1.4平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值PEk=βEαmaxGk……5.3.5[JGJ102-2003]PEk：平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值(N)；βE：动力放大系数,取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.08；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)；按照JGJ102规范5.4节条文说明部分的规定，对于竖向幕墙和与水平面夹角大于75度、小于90度的斜玻璃幕墙，可不考虑竖向地震作用效应的计算和组合。1.5作用效应组合荷载和作用效应按下式进行组合：S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……5.4.1[JGJ102-2003]上式中：S：作用效应组合的设计值；SGk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值；Swk、SEk：分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值；γG、γw、γE：各效应的分项系数；ψw、ψE：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。上面的γG、γw、γE为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]规定如下：进行幕墙构件强度、连接件和预埋件承载力计算时：重力荷载：γG：1.2；风荷载：γw：1.4；地震作用：γE：1.3；进行挠度计算时；44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司重力荷载：γG：1.0；风荷载：γw：1.0；地震作用：可不做组合考虑；上式中，风荷载的组合系数ψw为1.0；地震作用的组合系数ψE为0.5；1幕墙立柱计算基本参数：1：计算点标高：25m；2：力学模型：双跨梁；3：立柱跨度：L=3600mm；其中短跨长L1=350mm；长跨长L2=3250mm；4：立柱左分格宽：2000mm；立柱右分格宽：2000mm；5：立柱计算间距：B=2000mm；6：板块配置：微晶石；7：立柱材质：Q235；8：安装方式：偏心受拉；本处幕墙立柱按双跨梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：1.1立柱型材选材计算(1)风荷载作用的线荷载集度(按矩形分布)：qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)；wk：风荷载标准值(MPa)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；qwk=wkB=0.001×200044 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司=2N/mmqw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；qw=1.4qwk=1.4×2=2.8N/mm(2)水平地震作用线荷载集度(按矩形分布)：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；βE：动力放大系数，取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.08；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)；A：幕墙平面面积(mm2)；qEAk=βEαmaxG/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5×0.08×0.0008=0.00032MPaqEk：水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；qEk=qEAkB=0.00032×2000=0.64N/mmqE：水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；qE=1.3qEk=1.3×0.64=0.832N/mm(3)幕墙受荷载集度组合：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=2.8+0.5×0.832=3.216N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值：……5.4.1[JGJ102-2003]qk=qwk=2N/mm(4)求支座反力R1及最大弯矩：由双跨梁弯矩图可知，两支点0，2处弯矩为零，中支点弯矩最大为M1，而在均布荷载作用下，最大挠度在长跨内出现。M1：中支座弯矩(N·mm)；R1：中支座反力(N)；M1=-q(L13+L23)/8L=-3.216×(3503+32503)/8/3600=-3838095N·mmR1=qL1/2-M1/L1+qL2/2-M1/L2=3.216×350/2-(-3838095/350)+3.216×3250/2-(-3838095/3250)=17935.738N1.1确定材料的截面参数(1)截面的型材惯性矩要求：44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司k2=0k1=4M1/(qL22)=4×3838095/(3.216×32502)=0.452查《建筑结构静力计算手册》第二版表3-9附注说明：x0=A/4+2R1/3cos(θ+240)其中：A=2+k1-k2=2.452R=((A/4)2-k1/2)3/2=0.058θ=1/3arccos((A3-12k1A-8(1-2k1-k2))/64R)=26.518x0=A/4+2R1/3cos(θ+240)=2.452/4+2×0.0581/3cos(26.518+240)=0.566λ=x0(1-2k1+3k1x0-2x02-k1x02+x03)=0.1468代入df,lim=λqkL24/24EIxmin上式中：df,lim：按规范要求，立柱的挠度限值(mm)；qk：风荷载线荷载集度标准值(N/mm)；L2：长跨长度(mm)；E：型材的弹性模量(MPa)，对Q235取206000MPa；Ixmin：材料需满足的绕X轴最小惯性矩(mm4)；L2/250=3250/250=13按[5.1.1.2]《建筑幕墙》GB/T21086-2007的规定，对于构件式玻璃幕墙或单元幕墙（其它形式幕墙或外围护结构无绝对挠度限制）：当跨距≤4500mm时，绝对挠度不应该大于20mm；当跨距＞4500mm时，绝对挠度不应该大于30mm；对本例取：df,lim=13mm代入上式：Ixmin=λqkL24/24Edf,lim=0.1468×2×32504/24/206000/13=509644.898mm4(2)截面的型材抵抗矩要求：Wnx：立柱净截面抵抗矩预选值(mm3)；Mx：弯矩组合设计值即M1(N·mm)；γ：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；　　　　对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，取1.00；fs：型材抗弯强度设计值(MPa)，对Q235取215；Wnx=Mx/γfs=3838095/1.05/215=17001.528mm344 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司1.1选用立柱型材的截面特性按上一项计算结果选用型材号：钢管80×60×4型材的抗弯强度设计值：215MPa型材的抗剪强度设计值：τs=125MPa型材弹性模量：E=206000MPa绕X轴惯性矩：Ix=942600mm4绕Y轴惯性矩：Iy=596400mm4绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=23560mm3绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=23560mm3型材净截面面积：An=1056mm2型材线密度：γg=0.082896N/mm型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：t=8mm型材受力面对中性轴的面积矩：Sx=14300mm3塑性发展系数：γ=1.051.2立柱的抗弯强度计算(1)立柱轴向拉力设计值：Nk：立柱轴向拉力标准值(N)；qGAk：幕墙单位面积的自重标准值(MPa)；A：立柱单元的面积(mm2)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；L：立柱跨度(mm)；Nk=qGAkA=qGAkBL=0.0008×2000×3600=5760NN：立柱轴向拉力设计值(N)；N=1.2Nk=1.2×5760=6912N(2)抗弯强度校核：按双跨梁(受拉)立柱强度公式，应满足：N/An+Mx/γWnx≤fs……6.3.7[JGJ102-2003]上式中：N：立柱轴力设计值(N)；Mx：立柱弯矩设计值(N·mm)；An：立柱净截面面积(mm2)；Wnx：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)；γ：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；　　　　对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，取1.00；fs：型材的抗弯强度设计值，取215MPa；44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司则：N/An+Mx/γWnx=6912/1056+3838095/1.05/23560=161.695MPa≤215MPa立柱抗弯强度满足要求。1.1立柱的挠度计算因为惯性矩预选是根据挠度限值计算的，所以只要选择的立柱惯性矩大于预选值，挠度就满足要求：实际选用的型材惯性矩为：Ix=942600mm4预选值为：Ixmin=509644.898mm4实际挠度计算值为：df=λqkL24/24EIx=0.1468×2×32504/24/206000/942600=7.029mm而df,lim=13mm所以，立柱挠度满足规范要求。1.2立柱的抗剪计算校核依据：τmax≤τs=125MPa(立柱的抗剪强度设计值)(1)求中支座剪力设计值：采用Vw+0.5VE组合Vw1左=-(qL1/2-M1/L1)=-(3.216×350/2-(-3838095/350))=-11528.786NVw1右=qL2/2-M1/L2=3.216×3250/2-(-3838095/3250)=6406.952N取V=11528.786N(2)立柱剪应力：τmax：立柱最大剪应力(MPa)；V：立柱所受剪力(N)；Sx：立柱型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)；Ix：立柱型材截面惯性矩(mm4)；t：型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)；τmax=VSx/Ixt=11528.786×14300/942600/8=21.863MPa21.863MPa≤125MPa立柱抗剪强度满足要求!44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司1幕墙横梁计算基本参数：1：计算点标高：25m；2：横梁跨度：B=2000mm；3：横梁上分格高：1220mm；横梁下分格高：1220mm；4：横梁计算高度：H=1220mm：非背栓结构取平均分格高；背栓结构取最大分格高度的一半；5：力学模型：两点集中荷载简支梁；6：集中力作用点到横梁端部的距离：a=150mm；7：板块配置：微晶石；8：横梁材质：Q235；本处幕墙横梁按两点集中荷载简支梁模型进行设计计算，受力模型如下：1.1横梁型材选材计算(1)横梁在风荷载作用下的集中力计算(按两点集中荷载简支梁)：Pwk：风荷载作用下集中荷载标准值(N)；wk：风荷载标准值(MPa)；B：横梁跨度(mm)；H：横梁计算高度(mm)；Pwk=wkBH/2=0.001×2000×1220/2=1220NPw：风荷载作用下集中荷载设计值(N)；Pw=1.4Pwk=1.4×1220=1708N(2)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(按两点集中荷载简支梁)：44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(MPa)；βE：动力放大系数，取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.08；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(主要指面板组件)；A：幕墙平面面积(mm2)；qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5.0×0.08×0.0007=0.00028MPaPEk：横梁在水平地震作用下集中力标准值(N)；B：横梁跨度(mm)；H：横梁计算高度(mm)；PEk=qEAkBH/2=0.00028×2000×1220/2=341.6NPE：横梁在水平地震作用下集中力设计值(N)；PE=1.3PEk=1.3×341.6=444.08N(3)幕墙横梁受水平荷载集度组合：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合：……5.4.1[JGJ102-2003]P=Pw+0.5PE=1708+0.5×444.08=1930.04N用于挠度计算时，采用Sw标准值：……5.4.1[JGJ102-2003]Pk=Pwk=1220N(4)横梁在风荷载及地震组合作用下的弯矩值(按两点集中荷载简支梁)：My：横梁受风荷载及地震作用弯矩组合设计值(N·mm)；P：集中荷载的设计值组合(N)；a：集中力作用点到横梁端部的距离(mm)；My=Pa=1930.04×150=289506N·mm(5)横梁在自重荷载作用下的弯矩值(按两点集中荷载简支梁)：PGk：横梁自重荷载作用下集中力标准值(N)；B：横梁跨度(mm)；H1：横梁自重荷载作用高度(mm)：非背栓结构取横梁上分格高；背栓结构取最大分格高度的一半；PGk=0.0007×BH1/2=0.0007×2000×1220/2=854NPG：横梁自重荷载作用下集中力设计值(N)；PG=1.2PGk=1.2×85444 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司=1024.8NMx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(N·mm)；PG：横梁自重荷载作用下集中力设计值(N)；a：集中力作用点到横梁端部的距离(mm)；Mx=PG×a=1024.8×150=153720N·mm1.1确定材料的截面参数(1)横梁抵抗矩预选：Wnx：绕X轴横梁净截面抵抗矩预选值(mm3)；Wny：绕Y轴横梁净截面抵抗矩预选值(mm3)；Mx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(N·mm)；My：风荷载及地震作用弯矩组合设计值(N·mm)；γx，γy：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；　　　　对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，均取1.00；此处取：γx=γy=1.00fs：型材抗弯强度设计值(MPa)，对Q235取205；按下面公式计算：Wnx=Mx/γxfs=153720/1.00/205=749.854mm3Wny=My/γyfs=289506/1.00/205=1412.224mm3(2)横梁惯性矩预选：df1,lim：按规范要求，横梁在水平力标准值作用下的挠度限值(mm)；df2,lim：按规范要求，横梁在自重力标准值作用下的挠度限值(mm)；B：横梁的跨度(mm)；按相关规范，钢材横梁的相对挠度不应大于L/250，铝材横梁的相对挠度不应大于L/180；《建筑幕墙》GB/T21086-2007还有如下规定：按[5.1.1.2]，对于构件式玻璃幕墙或单元幕墙（其它形式幕墙或外围护结构无绝对挠度限制）：当跨距≤4500mm时，绝对挠度不应该大于20mm；当跨距＞4500mm时，绝对挠度不应该大于30mm；按[5.1.9，b]，自重标准值作用下挠度不应超过其跨度的1/500，并且不应大于3mm；B/250=2000/250=8mmB/500=2000/500=4mm对本例取：df1,lim=8mm44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司df2,lim=3mmPk：风荷载作用下的水平集中荷载标准值(N)；a：集中力作用点到横梁端部的距离(mm)；E：型材的弹性模量(MPa)，对Q235取206000MPa；Iymin：绕Y轴最小惯性矩(mm4)；df,lim=Pka(3B2-4a2)/24EIymin……(受风荷载与地震作用的挠度计算)Iymin=Pka(3B2-4a2)/24Edf1,lim=1220×150×(3×20002-4×1502)/24/206000/8=55105.431mm4PGk：重力作用下的集中荷载标准值(N)；a：集中力作用点到横梁端部的距离(mm)；B：横梁的跨度(mm)；E：型材的弹性模量(MPa)，对Q235取206000MPa；Ixmin：绕X轴最小惯性矩(mm4)；df,lim=PGka(3B2-4a2)/24EIxmin……(自重作用下产生的挠度计算)Ixmin=PGka(3B2-4a2)/24Edf2,lim=854×150×(3×20002-4×1502)/24/206000/3=102863.471mm41.1选用横梁型材的截面特性按照上面的预选结果选取型材：选用型材号：角钢L5×4型材抗弯强度设计值：205MPa型材抗剪强度设计值：120MPa型材弹性模量：E=206000MPa绕X轴惯性矩：Ix=112100mm4绕Y轴惯性矩：Iy=112100mm4绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=7900mm3绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=3130mm3绕Y轴净截面抵抗矩：：Wny1=7900mm3绕Y轴净截面抵抗矩：：Wny2=3130mm3型材净截面面积：An=480.3mm2型材线密度：γg=0.037704N/mm横梁与立柱连接时角片与横梁连接处横梁壁厚：t=5mm横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：tx=5mm横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度：ty=5mm型材受力面对中性轴的面积矩(绕X轴)：Sx=3179mm3型材受力面对中性轴的面积矩(绕Y轴)：Sy=3179mm3塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；　　　　对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，均取1.00；此处取：γx=γy=1.0044 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司1.1幕墙横梁的抗弯强度计算按横梁抗弯强度计算公式，应满足：Mx/γxWnx+My/γyWny≤fs……6.2.4[JGJ102-2003]上式中：Mx：横梁绕X轴方向(幕墙平面内方向)的弯矩设计值(N·mm)；My：横梁绕Y轴方向(垂直于幕墙平面方向)的弯矩设计值(N·mm)；Wnx：横梁绕X轴方向(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩(mm3)；Wny：横梁绕Y轴方向(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩(mm3)；γx，γy：塑性发展系数，取1.00；fs：型材的抗弯强度设计值，取205MPa。采用SG+Sw+0.5SE组合，则：Mx/γxWnx+My/γyWny=153720/1.00/3130+289506/1.00/3130=141.606MPa≤205MPa横梁抗弯强度满足要求。1.2横梁的挠度计算因为惯性矩预选是根据挠度限值计算的，所以只要选择的横梁惯性矩大于预选值，挠度就满足要求：实际选用的型材惯性矩为：Ix=112100mm4Iy=112100mm4预选值为：Ixmin=102863.471mm4Iymin=55105.431mm4横梁的实际挠度计算值为：df1=Pka(3B2-4a2)/24EIy=1220×150×(3×20002-4×1502)/24/206000/112100=3.933mmdf2=PGka(3B2-4a2)/24EIx=854×150×(3×20002-4×1502)/24/206000/112100=2.753mm而df1,lim=8mmdf2,lim=3mm所以，横梁挠度满足规范要求。1.3横梁的抗剪计算校核依据：τmax≤τs=120MPa(型材的抗剪强度设计值)(1)Vwk：风荷载作用下剪力标准值(N)：Vwk=Pwk=1220N(2)Vw：风荷载作用下剪力设计值(N)：Vw=1.4Pwk44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司=1708N(3)VEk：地震作用下剪力标准值(N)：VEk=PEk=341.6N(4)VE：地震作用下剪力设计值(N)：VE=1.3PEk=444.08N(5)Vx：水平总剪力(N)；Vx：横梁受水平总剪力(N)：采用Vw+0.5VE组合：Vx=Vw+0.5VE=1708+0.5×444.08=1930.04N(6)Vy：垂直总剪力(N)：Vy=PG=1024.8N(7)横梁剪应力校核：τx：横梁水平方向剪应力(MPa)；Vx：横梁水平总剪力(N)；Sy：横梁型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)(绕Y轴)；Iy：横梁型材截面惯性矩(mm4)；ty：横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度(mm)；τx=VxSy/Iyty……6.2.5[JGJ102-2003]=1930.04×3179/112100/5=10.947MPa10.947MPa≤120MPaτy：横梁垂直方向剪应力(MPa)；Vy：横梁垂直总剪力(N)；Sx：横梁型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)(绕X轴)；Ix：横梁型材截面惯性矩(mm4)；tx：横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)；τy=VySx/Ixtx……6.2.5[JGJ102-2003]=1024.8×3179/112100/5=5.812MPa5.812MPa≤120MPa横梁抗剪强度能满足!1短槽式(托板)连接微晶石的选用与校核基本参数：1：计算点标高：25m；2：板块净尺寸：a×b=1220mm×2000mm；3：微晶石配置：托板式δ18mm，四侧连接；模型简图为：44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司1.1微晶石板块荷载计算(1)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；βE：动力放大系数，取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.08；Gk：微晶石板块的重力荷载标准值(N)；A：幕墙平面面积(mm2)；qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5×0.08×0.000486=0.000194MPa(2)微晶石板块荷载集度设计值组合：采用Sw+0.5SE设计值组合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=1.4wk+0.5×1.3qEAk=1.4×0.001+0.5×1.3×0.000194=0.001526MPa1.2微晶石的抗弯设计(1)计算边长的确定：a：短边边长：1220mm；b：长边边长：2000mm；a1：短边短槽孔到面板边侧距离：150mm；b1：长边短槽孔到面板边侧距离：150mm；a0：计算短边边长(mm)；b0：计算长边边长(mm)；因为：a-a1=1070≤b-b1=1850，所以：a0=1070mmb0=1850mm(2)微晶石强度校核：校核依据：σ≤fsc=15MPaσ：微晶石中产生的弯曲应力设计值(MPa)；fsc：微晶石的抗弯强度设计值(MPa)；44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司m：微晶石最大弯矩系数，按短边与长边的边长比0.578，查表得：0.133；q：微晶石板块水平荷载集度设计值组合(MPa)；b0：计算长边边长(mm)；t：微晶石厚度：18mm；应力设计值为：σ=6×m×q×b02/t2……5.5.4[JGJ133-2001]=6×0.133×0.001526×18502/182=12.863MPa12.863MPa≤fsc=15MPa微晶石抗弯强度能满足要求。1.1短槽托板在微晶石中产生的剪应力校核校核依据：τ1≤τsc=3MPaτ1：短槽托板在微晶石中产生的剪应力设计值(MPa)；τsc：微晶石的抗剪强度设计值(MPa)；q：微晶石板块水平荷载集度设计值组合(MPa)；a：短边边长：1220mm；b：长边边长：2000mm；β：应力调整系数，按表5.5.5[JGJ133-2001]，取1.3；n：一个长边上的短槽数量：2；t：微晶石厚度：18mm；c：短槽槽口宽度：6mm；s：单个槽底总长度：80mm；τ1=q(2b-a)aβ/(2n×(t-c)s)……5.5.7-2[JGJ133-2001]=0.001526×(2×2000-1220)×1220×1.3/(2×2×(18-6)×80)=1.752MPa1.752MPa≤τsc=3MPa微晶石抗剪强度能满足。1.2短槽托板剪应力校核校核依据：τ2≤τp=104MPaτ2：短槽托板的剪应力设计值(MPa)；τp：短槽托板的抗剪强度设计值(MPa)；q：微晶石板块水平荷载集度设计值组合(MPa)；a：短边边长：1220mm；b：长边边长：2000mm；β：应力调整系数，按表5.5.5[JGJ133-2001]，取1.3；n：一个长边上的短槽托板数量：2；Ap：短槽托板截面面积：300mm2；τ2=q(2b-a)aβ/(4n×Ap)……5.5.5-2[JGJ133-2001]=0.001526×(2×2000-1220)×1220×1.3/(4×2×300)=2.803MPa2.803MPa≤τp=104MPa短槽托板抗剪强度能满足。44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司1连接件计算基本参数：1：计算点标高：25m；2：立柱计算间距：B1=2000；3：横梁计算分格尺寸：宽×高=B×H=2000mm×1220mm；对于背栓结构，H取最大分格的一半；对于非背栓结构，H取平均分格高度；4：幕墙立柱跨度：L=3600mm，短跨L1=350mm，长跨L2=3250mm；5：板块配置：微晶石；6：龙骨材质：立柱为：Q235；横梁为：Q235；7：立柱与主体连接钢角码壁厚：6mm；8：立柱与主体连接螺栓公称直径：12mm；9：立柱与横梁连接处钢角码厚度：5mm；10：横梁与角码连接螺栓公称直径：6mm；11：立柱与角码连接螺栓公称直径：6mm；12：立柱受力模型：双跨；13：连接形式：立柱与主体：螺栓连接横梁与立柱：螺栓连接；本处幕墙横梁按两点集中荷载模型进行设计计算：1.1横梁与角码间连接(1)风荷载作用下横梁剪力设计值(按两点集中荷载)：Vw=1.4wkBH/2=1.4×0.001×2000×1220/2=1708N(2)地震作用下横梁剪力标准值(按两点集中荷载)：VEk=βEαmaxGk/A×BH/2=5.0×0.08×0.0007×2000×1220/2=341.6N(3)地震作用下横梁剪力设计值：VE=1.3VEk=1.3×341.6=444.08N(4)连接部位总剪力N1：采用Sw+0.5SE组合：N1=Vw+0.5VE=1708+0.5×444.08=1930.04N(5)连接螺栓计算：Nv1b：螺栓受剪承载能力设计值(N)；nv1：剪切面数：取1；d：螺栓杆直径：6mm；44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司fv1b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取175MPa；Nv1b=nv1πd2fv1b/4=1×3.14×62×175/4=4945.5NNnum1：螺栓个数：Nnum1=N1/Nv1b=1930.04/4945.5=0.39个实际取2个(6)连接部位横梁型材壁承压能力计算：Nc1：连接部位幕墙横梁型材壁承压能力设计值(N)；Nnum1：横梁与角码连接螺栓数量：2个；d：螺栓公称直径：6mm；t1：连接部位横梁壁厚：5mm；fc1：型材承压强度设计值，对Q235取290MPa；Nc1=Nnum1dt1fc1=2×6×5×290=17400N17400N≥1930.04N强度可以满足!1.1角码与立柱连接(1)自重荷载计算：PGk：横梁自重荷载作用下集中力标准值(N)；B：横梁跨度(mm)；Hg：横梁受自重荷载分格高(mm)；对于背栓结构，取最大分格的一半；对于非背栓结构，取上分格高度；PGk=0.0007×BHg/2=0.0007×2000×1220/2=854NPG：横梁自重荷载作用下集中力设计值(N)；PG=1.2PGk=1.2×854=1024.8NN2：自重荷载(N)：N2=PG=1024.8N(2)连接处组合荷载N：采用SG+Sw+0.5SEN=(N12+N22)1/2=(1930.042+1024.82)0.5=2185.239N(3)连接处螺栓强度计算：Nv2b：螺栓受剪承载能力设计值(N)；nv2：剪切面数：取1；44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司d：螺栓杆直径：6mm；fv2b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取175MPa；Nv2b=nv2πd2fv2b/4=1×3.14×62×175/4=4945.5NNnum2：螺栓个数：Nnum2=N/Nv2b=2185.239/4945.5=0.442个实际取2个(4)连接部位立柱型材壁承压能力计算：Nc2：连接部位幕墙立柱型材壁承压能力设计值(N)；Nnum2：连接处螺栓个数；d：螺栓公称直径：6mm；t2：连接部位立柱壁厚：4mm；fc2：型材的承压强度设计值，对Q235取305MPa；Nc2=Nnum2dt2fc2=2×6×4×305=14640N14640N≥2185.239N强度可以满足!(5)连接部位钢角码壁承压能力计算Nc3：连接部位幕墙钢角码壁承压能力设计值(N)；Nnum2：连接处螺栓个数；d：螺栓公称直径：6mm；t3：角码壁厚：5mm；fc3：型材的承压强度设计值，对Q235取305MPa；Nc3=Nnum2dt3fc3=2×6×5×305=18300N18300N≥2185.239N强度可以满足!1.1立柱与主结构连接(1)连接处水平剪切总力计算：对双跨梁，中支座反力R1，即为立柱连接处最大水平剪切总力。qw：风荷载线分布集度设计值(N/mm)；qw=1.4wkB1=1.4×0.001×2000=2.8N/mmqE：地震作用线分布集度设计值(N/mm)；qE=1.3βEαmaxGk/A×B1=1.3×5.0×0.08×0.0008×2000=0.832N/mm采用Sw+0.5SE组合：q=qw+0.5×qE44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司=2.8+0.5×0.832=3.216N/mmN1：连接处水平剪切总力(N)；R1：中支座反力(N)；N1=R1=qL(L12+3L1L2+L22)/8L1L2=3.216×3600×(3502+3×350×3250+32502)/8/350/3250=17935.738N(2)连接处重力总力：NGk：连接处自重总值标准值(N)；B1：立柱计算间距(mm)；L：立柱跨度(mm)；NGk=0.0008×B1L=0.0008×2000×3600=5760NNG：连接处自重总值设计值(N)：NG=1.2NGk=1.2×5760=6912N(3)连接处总剪力：N：连接处总剪力(N)：N=(N12+NG2)0.5=(17935.7382+69122)0.5=19221.51N(4)螺栓承载力计算：Nv3b：螺栓受剪承载能力设计值(N)；nv3：剪切面数：取2；d：螺栓杆直径：12mm；fv3b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取175MPa；Nv3b=nv3πd2fv3b/4=2×3.14×122×175/4=39564NNnum3：螺栓个数：Nnum3=N/Nv3b=19221.51/39564=0.486个实际取2个(5)立柱型材壁承压能力计算：Nc4：立柱型材壁承压能力(N)；nv3：剪切面数：取2；Nnum3：连接处螺栓个数；d：螺栓公称直径：12mm；t2：连接部位立柱壁厚：4mm；fc4：型材的承压强度设计值，对Q235取305MPa；Nc4=nv3×Nnum3dt2fc4=2×2×12×4×305=58560N44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司58560N≥19221.51N强度可以满足要求!(6)钢角码型材壁承压能力计算：Nc5：钢角码型材壁承压能力(N)；nv4：剪切面数：取2；Nnum3：连接处螺栓个数；d：连接螺栓直径：12mm；t4：幕墙钢角码壁厚：6mm；fc5：钢角码的承压强度设计值，对Q235取305MPa；Nc5=nv4×Nnum3dt4fc5=2×2×12×6×305=87840N87840N≥19221.51N强度可以满足要求!1幕墙埋件计算(后锚固结构)基本参数：1：计算点标高：25m；3：幕墙立柱跨度：L=3600mm，短跨L1=350mm，长跨L2=3250mm；3：立柱计算间距：B=2000mm；4：立柱力学模型：双跨梁，侧埋；5：板块配置：微晶石；6：选用锚栓：慧鱼-化学锚栓FHB-A12×100/25锚栓排数×列数：2×2；锚栓最外排间距×最外列间距：150mm×200mm；混凝土等级：C30；；1.1荷载标准值计算(1)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用：qEk=βEαmaxGk/A=5.0×0.08×0.0008=0.00032MPa(2)连接处水平总力计算：对双跨梁，中支座反力R1，即为立柱连接处最大水平总力。qw：风荷载线荷载设计值(N/mm)；qw=1.4wkB=1.4×0.001×2000=2.8N/mmqE：地震作用线荷载设计值(N/mm)；qE=1.3qEkB=1.3×0.00032×2000=0.832N/mm44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司采用Sw+0.5SE组合：……5.4.1[JGJ133-2001]q=qw+0.5qE=2.8+0.5×0.832=3.216N/mmN：连接处水平总力(N)；R1：中支座反力(N)；N=R1=qL(L12+3L1L2+L22)/8L1L2=3.216×3600×(3502+3×350×3250+32502)/8/350/3250=17935.738N(3)立柱单元自重荷载标准值：Gk=0.0008×BL=0.0008×2000×3600=5760N(4)校核处埋件受力分析：V：剪力(N)；N：轴向拉力(N)，等于中支座反力R1；e0：剪力作用点到埋件距离，即立柱螺栓连接处到埋件面距离(mm)；V=1.2Gk=1.2×5760=6912NN=R1=17935.738NM=e0×V=120×6912=829440N·mm1.1锚栓群中锚栓的拉力计算按5.2.2[JGJ145-2013]规定，在轴心拉力和弯矩共同作用下(下图所示)，进行弹性分析时，受力最大锚栓的拉力设计值应按下列规定计算：　　1：当N/n-My1/Σyi2≥0时：5.2.2-1[JGJ145-2013]　　　　Nsdh=N/n+My1/Σyi25.2.2-2[JGJ145-2013]　　2：当N/n-My1/Σyi2<0时：　　　　Nsdh=(NL+M)y1//Σyi/25.2.2-3[JGJ145-2013]在上面公式中：　　M：弯矩设计值；　　Nsdh：群锚中受拉力最大锚栓的拉力设计值；　　y1，yi：锚栓1及i至群锚形心轴的垂直距离；　　y1/，yi/：锚栓1及i至受压一侧最外排锚栓的垂直距离；　　L：轴力N作用点至受压一侧最外排锚栓的垂直距离；44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司在本例中：　　N/n-My1/Σyi2　=17935.738/4-829440×75/22500　=1719.134因为：1719.134≥0所以：Nsdh=N/n+My1/Σyi2=7248.735N按JGJ102-2003的5.5.7中第七条规定，这里的Nsdh再乘以2就是现场实际拉拔应该达到的值。另外，我们接着分析一下锚栓群受拉区的总拉力：当N/n-My1/Σyi2≥0时：螺栓群中的所有锚栓在组合外力作用下都承受拉力，中性轴在锚栓群形心位置，这种情况下群锚受拉区总拉力为：Nsdg=N+MΣyi/Σyi2=N而当N/n-My1/Σyi2＜0时：最下排的锚栓底部埋板部分为结构受压区，螺栓群的中性轴取最下一排锚栓位置，这种情况下群锚受拉区总拉力为：Nsdg=ΣNsi5.2.3-1[JGJ145-2013]Nsi=Nsdh·yi//y1/5.2.3-2[JGJ145-2013]对上两个公式整理后，得：Nsdg=(NL+M)Σyi//Σyi/2本例中，因为：1719.134≥0所以：Nsdg=N+MΣyi/Σyi2=N=17935.738N1.1群锚受剪内力计算按5.3.1[JGJ145-2013]的规定，计算钢材破坏或混凝土剪撬破坏时，应按群锚中所有锚栓均承受剪力进行计算，也就是：Vsdh=6912/4=1728N44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司1.1锚栓钢材破坏时的受拉承载力计算　　NRd,s=kNRk,s/γRS,N6.1.2-1[JGJ145-2013]　　NRk,s=fykAs6.1.2-2[JGJ145-2013]上面公式中：　　NRd,s：锚栓钢材破坏时的受拉承载力设计值；　　NRk,s：锚栓钢材破坏时的受拉承载力标准值；k：地震作用下锚固承载力降低系数，按表4.3.9[JGJ145-2013]选取；　　As：锚栓应力截面面积；　　fyk：机械锚栓屈服强度标准值；　　γRS,N：锚栓钢材受拉破坏承载力分项系数,按规范表4.3.10，取γRS,N=1.2；　　NRk,s=Asfyk　　=84.3×450　　=37935NNRd,s=kNRk,s/γRS,N　　=1×37935/1.2　　=31612.5N≥Nsdh=7248.735N锚栓钢材受拉破坏承载力满足设计要求！1.2混凝土锥体受拉破坏承载力计算因锚固点位于结构受拉面，而该结构为普通混凝土结构，故锚固区基材应判定为开裂混凝土。混凝土锥体受拉破坏时的受拉承载力设计值NRd,c应按下列公式计算：NRd,c=kNRk,c/γRc,N6.1.3-1[JGJ145-2013]　　NRk,c=NRk,c0×Ac,N/Ac,N0×ψs,Nψre,Nψec,N6.1.3-2[JGJ145-2013]对于开裂混凝土土：NRk,c0=7.0×fcu,k0.5×hef1.56.1.3-3[JGJ145-2013]对于不开裂混凝土土：NRk,c0=9.8×fcu,k0.5×hef1.56.1.3-4[JGJ145-2013]在上面公式中：　　NRd,c：混凝土锥体破坏时的受拉承载力设计值；　　NRk,c：混凝土锥体破坏时的受拉承载力标准值；k：地震作用下锚固承载力降低系数，按表4.3.9[JGJ145-2013]选取；γRc,N：混凝土锥体破坏时的受拉承载力分项系数，按表4.3.10[JGJ145-2013]采用，取1.8；NRk,c0：开裂混凝土单锚栓受拉，理想混凝土锥体破坏时的受拉承载力标准值；fcu,k：混凝土立方体抗压强度标准值，当其在45-60MPa间时，应乘以降低系数0.95；hef：锚栓有效锚固深度；NRk,c0=7.0×fcu,k0.5×hef1.5=7.0×300.5×1001.5=38340.579N　　Ac,N0：混凝土理想锥体破坏投影面面积，按6.1.4[JGJ145-2013]取；scr,N：混凝土锥体破坏情况下，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矩。scr,N=3hef=3×10044 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司=300mm　　Ac,N0=scr,N26.1.4[JGJ145-2013]=3002　　=90000mm2　　Ac,N：混凝土实际锥体破坏投影面积，按6.1.5[JGJ145-2013]取：　　Ac,N=(c1+s1+0.5×scr,N)×(c2+s2+0.5×scr,N)其中：c1、c2：方向1及2的边矩；s1、s2：方向1及2的间距；ccr,N：混凝土锥体破坏时的临界边矩，取ccr,N=1.5hef=1.5×100=150mm；c1≤ccr,Nc2≤ccr,Ns1≤scr,Ns2≤scr,N　　Ac,N=(c1+s1+0.5×scr,N)×(c2+s2+0.5×scr,N)　=(100+150+0.5×300)×(150+200+0.5×300)　　=200000mm2　　ψs,N：边矩c对受拉承载力的降低影响系数，按6.1.6[JGJ145-2013]采用：ψs,N=0.7+0.3×c/ccr,N≤16.1.6[JGJ145-2013]　　其中c为边矩，当为多个边矩时，取最小值；　　ψs,N=0.7+0.3×c/ccr,N≤1　　=0.7+0.3×100/150　　=0.9　　所以，ψs,N取0.9。　　ψre,N：表层混凝土因为密集配筋的玻璃作用对受拉承载力的降低影响系数，按6.1.7[JGJ145-2013]采用，当锚固区钢筋间距s≥150mm或钢筋直径d≤10mm且s≥100mm时，取1.0；　　ψre,N=0.5+hef/200≤1　　=0.5+100/200　　=144 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司　　所以，ψre,N取1。　　ψec,N：荷载偏心eN对受拉承载力的降低影响系数，按6.1.8[JGJ145-2013]采用；ψec,N=1/(1+2eN/scr,N)=1　　把上面所得到的各项代入，得：　　NRk,c=NRk,c0×Ac,N/Ac,N0×ψs,Nψre,Nψec,N　　=38340.579×200000/90000×0.9×1×1　　=76681.158NNRd,c=kNRk,c/γRc,N　　=0.8×76681.158/1.8=34080.515N≥Nsdg=17935.738N所以，群锚混凝土锥体受拉破坏承载力满足设计要求！1.1混凝土劈裂破坏承载力计算当不满足6.1.11[JGJ145-2013]规定时，混凝土劈裂破坏承载力按下面公式计算：NRd,sp=kNRk,sp/γRsp6.1.12-1[JGJ145-2013]NRk,sp=ψh,spNRk,c6.1.12-2[JGJ145-2013]ψh,sp=(h/hmin)2/3≤1.56.1.12-3[JGJ145-2013]上面公式中：NRd,sp：混凝土劈裂破坏受拉承载力设计值；NRk,sp：混凝土劈裂破坏受拉承载力标准值；k：地震作用下锚固承载力降低系数，按表4.3.9[JGJ145-2013]选取；NRk,c：混凝土锥体破坏时的受拉承载力标准值；　　γRsp：混凝土劈裂破坏受拉承载力分项系数，按表4.3.10[JGJ145-2013]取1.8；　　ψh,sp：构件厚度h对劈裂承载力的影响系数；h：基材厚度厚度；hmin：锚栓安装过程中，不产生基材劈裂破坏的最小厚度，取为2hef，且不小于100mm；　　NRk,c=NRk,c0×Ac,N/Ac,N0×ψs,Nψre,Nψec,N6.1.3-2[JGJ145-2013]其中：NRk,c0=38340.579　　对于扩底型锚栓：ccr,sp=2hef=200　　对于膨胀型锚栓：ccr,sp=3hef=300　　scr,sp=2ccr,sp=400c1≤ccr,spc2≤ccr,sps1≤scr,sps2≤scr,sp　　Ac,N=(c1+s1+0.5×scr,sp)×(c2+s2+0.5×scr,sp)　=(100+150+0.5×400)×(200+200+0.5×400)　　=270000mm2　Ac,N0=(scr,sp)2　=(400)2　　=160000mm2ψs,N：边矩c对受拉承载力的降低影响系数，按6.1.6[JGJ145-2013]采用：ψs,N=0.7+0.3×c/ccr,sp≤16.1.6[JGJ145-2013]44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司　　其中c为边矩，当为多个边矩时，取最小值；　　ψs,N=0.7+0.3×c/ccr,sp≤1　　=0.7+0.3×100/200　　=0.85<1　　所以，ψs,N取0.85。　ψec,N=1　　把上面所得到的各项代入，得：　　NRk,c=NRk,c0×Ac,N/Ac,N0×ψs,Nψre,Nψec,N　　=38340.579×270000/160000×0.85×1×1　　=54994.768Nψh,sp=(h/2hef)2/3=(400/2/100)2/3=1.587≥1.5　　所以，ψh,sp=1.5　　NRk,sp=ψh,spNRk,c=1.5×54994.768=82492.152NNRd,sp=kNRk,sp/γRsp　　=0.8×82492.152/1.8=36663.179N≥Nsdg=17935.738N当满足6.1.11[JGJ145-2013]规定的两个条件之一时，可不考虑荷载条件下的劈裂破坏，这两条分别是：(1)c≥1.5ccr,sp,且h≥2hef；(2)采用适合于开裂混凝土的锚栓，按照开裂混凝土计算承载力，且考虑劈裂力时基材裂缝宽度不大于0.3mm；这里的第二条很难定性判断，因此我们仅考虑满足第一条的时候可不考虑计算劈裂，在本例中：c=100mm<1.5ccr,sp=1.5×200=300mm；h=400mm≥2hef=2×100=200mm；综上所述，本处需要进行混凝土劈裂破坏计算，混凝土劈裂破坏承载力满足设计要求！1.1锚栓钢材受剪破坏承载力计算VRd,s=kVRk,s/γRs,V6.1.14-1[JGJ145-2013]其中：VRd,s：钢材破坏时的受剪承载力设计值；VRk,s：钢材破坏时的受剪承载力标准值，对群锚，锚栓钢材断后伸长率不大于8%时，应乘以0.8的降低系数；k：地震作用下锚固承载力降低系数，按表4.3.9[JGJ145-2013]选取；　γRs,V：钢材破坏时的受剪承载力分项系数，按表4.3.10[JGJ145-2013]，取：γRs,V=1.2；VRk,s=0.5Asfyk6.1.14-2[JGJ145-2013]=0.5×84.3×450=18967.5NVRd,s=kVRk,s/γRs,V=1×0.8×18967.5/1.244 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司=12645N≥Vsdh=1728N所以，锚栓钢材受剪破坏承载力满足设计要求！1.1混凝土楔形体受剪破坏承载力计算按6.1.15[JGJ145-2013]的规定，锚栓边距c≤10hef或c≤60d时，混凝土边缘破坏承载力设计值按如下公式计算：VRd,c=kVRk,c/γRc,V6.1.15-1[JGJ145-2013]　　VRk,c=VRk,c0×Ac,V/Ac,V0×ψs,Vψh,Vψα,Vψre,Vψec,V6.1.15-2[JGJ145-2013]在上面公式中：VRd,c：构件边缘混凝土破坏时的受剪承载力设计值；　　VRk,c：构件边缘混凝土破坏时的受剪承载力标准值；k：地震作用下锚固承载力降低系数，按表4.3.9[JGJ145-2013]选取；γRc,V：构件边缘混凝土破坏时的受剪承载力分项系数，按表4.3.10[JGJ145-2013]采用，取1.5；VRk,c0：混凝土理想楔形体破坏时的受剪承载力标准值，按6.1.16[JGJ145-2013]采用；Ac,V0：单锚受剪，混凝土理想楔形体破坏时在侧向的投影面积，按6.1.17[JGJ145-2013]采用；Ac,V：群锚受剪，混凝土理想楔形体破坏时在侧向的投影面积，按6.1.18[JGJ145-2013]采用；ψs,V：边距比c2/c1对受剪承载力的影响系数，按6.1.19[JGJ145-2013]采用；ψh,V：边厚比c1/h对受剪承载力的影响系数，按6.1.20[JGJ145-2013]采用；ψα,V：剪切角度对受剪承载力的影响系数，按6.1.21[JGJ145-2013]采用；ψec,V：偏心荷载对群锚受剪承载力的降低影响系数，按6.1.22[JGJ145-2013]采用；ψre,V：锚固区配筋对受剪承载力的影响系数，按6.1.23[JGJ145-2013]采用；下面依次对上面提到的各参数计算：　　c1=100mm　　c2=150mm　　ψs,V=0.7+0.3×c2/1.5c1≤16.1.19[JGJ145-2013]　　=0.7+0.3×150/1.5/100　　=1≥1取：ψs,V=1VRk,c0=1.35dαhefβ(fcu,k)0.5c11.5(对开裂混凝土)6.1.16-1[JGJ145-2013]α=0.1(lf/c1)0.56.1.16-3[JGJ145-2013]β=0.1(dnom/c1)0.26.1.16-4[JGJ145-2013]其中：α、β：系数；　　dnom：锚栓外径(mm)；d：锚栓杆公称直径(mm)；fcu,k：混凝土立方体抗压强度标准值，当其在45-60MPa间时，应乘以降低系数0.95；hef：锚栓有效锚固深度(mm)，对于膨胀锚栓及扩底锚栓，为膨胀锥体与孔壁最大挤压点的深度；c1：锚栓与混凝土基材边缘的距离(mm)；　　lf：剪切荷载下锚栓有效长度，lf取为hef，且lf≤8d，本处取96mm；α=0.1(lf/c1)0.544 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司=0.1×(96/100)0.5=0.098β=0.1(dnom/c1)0.2=0.1×(12/100)0.2=0.065VRk,c0=1.35dαhefβ(fcu,k)0.5c11.5　　=1.35×120.098×1000.065×(30)0.5×1001.5　　=12724.894N　　Ac,V0=4.5c126.1.17[JGJ145-2013]　　=4.5×1002　　=45000mm2因为：h≤1.5c1；s2≤3c1；c2≤1.5c1所以：　　Ac,V=(1.5c1+s2+c2)×h6.1.18-3[JGJ145-2013]=(1.5×100+200+150)×150　　=75000　　ψh,V=(1.5c1/h)1/2≥16.1.20[JGJ145-2013]=(1.5×100/150)1/2=1≥1取：ψh,V=1ψα,V=1.0按规范6.1.23[JGJ145-2013]要求：(1)不开裂混凝土或边缘为无筋或少筋的开裂混凝土，ψre,V应取为1.0；(2)边缘配有直径d不小于12mm纵筋的开裂混凝土，ψre,V应取为1.2；(3)边缘配有直径d不小于12mm纵筋及间距不大于100mm箍筋的开裂混凝土，ψre,V应取为1.4；本处计算书中，按规范根据锚固区混凝土和配筋情况取ψre,V=1.2；ψec,V=1/(1+2eV/3c1)≤16.1.22[JGJ145-2013]=1/(1+2×0/3/100)=1.0　　取ψec,V=1把上面各结果代入，得到群锚砼楔形体破坏时的受剪承载能力标准值为：　　VRk,c=VRk,c0×Ac,V/Ac,V0×ψs,Vψh,Vψα,Vψre,Vψec,V　　=12724.894×75000/45000×1×1×1×1.2×1　　=25449.788N　VRd,c=kVRk,c/γRc,V=0.7×25449.788/1.5=11876.568N≥Vsdg=6912N在这里，我们分析一下规范的具体要求，按5.3.7[JGJ145-2013]的要求，混凝土边缘破坏时，群锚总剪力设计值Vsdg44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司应取各锚栓合力值，而当锚栓剪力作用方向为背离混凝土边缘时，该剪力值可不参与计算，同时上面进行的混凝土边缘破坏受剪承载力的计算前提是：锚栓边距c不大于10hef或不大于60d，在本计算中：(1)锚栓剪力作用方向非背离混凝土边缘；(2)c=100mm≤10hef=1000mm；c=100mm≤60d=720mm；所以，此处需要计算混凝土受剪承载力，群锚砼楔形体破坏时的受剪承载能力满足计算要求！1.1混凝土剪撬破坏承载能力计算　VRd,cp=KVRk,cp/γRcp6.1.26-1[JGJ145-2013]　　VRk,cp=kNRk,c6.1.26-2[JGJ145-2013]在上面公式中：K：地震作用下承载力降低系数，按表4.3.9[JGJ145-2013]选取；VRd,cp：混凝土剪撬破坏时的受剪承载力设计值；VRk,cp：混凝土剪撬破坏时的受剪承载力标准值；　　γRcp：混凝土剪撬破坏时的受剪承载力分项系数，按表4.3.10[JGJ145-2013]取1.5；k：锚固深度hef对VRk,cp的影响系数，当hef<60mm时取1.0，否则取2.0。VRk,cp=kNRk,c=2×76681.158=153362.316NVRd,cp=KVRk,cp/γRcp=0.7×153362.316/1.5=71569.081N≥Vsdg=6912N所以，混凝土剪撬破坏承载能力满足计算要求！1.2拉剪复合受力承载力计算钢材破坏时要求：(NSd/NRd,s)2+(VSd/VRd,s)2≤16.1.28-1[JGJ145-2013]上式中：NSd：锚栓拉力设计值(N)；NRd,s：锚栓钢材破坏受拉承载力设计值(N)；VSd：锚栓剪力设计值(N)；VRd,s：锚栓钢材破坏受剪承载力设计值(N)；对于群猫，应分别用NSdh、VSdh代替NSd和VSd进行计算。混凝土破坏时要求：(NSd/NRd,c)1.5+(VSd/VRd,c)1.5≤16.1.29-1[JGJ145-2013]上式中：NSd：锚栓拉力设计值(N)；NRd,c：混凝土破坏受拉承载力设计值(N)；VSd：锚栓剪力设计值(N)；VRd,c：混凝土破坏受剪承载力设计值(N)；分别代入上面计算得到的参数计算如下：(NSdh/NRd,s)2+(VSdh/VRd,s)2=(7248.735/31612.5)2+(1728/12645)2=0.071≤1.0所以，钢材拉剪复合承载力满足设计要求！44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司(NSdg/NRd,c)1.5+(VSdg/VRd,c)1.5=(17935.738/34080.515)1.5+(6912/11876.568)1.5=0.826≤1.0所以，混凝土拉剪复合承载力满足设计要求！1.1混凝土基材厚度、群锚锚栓最小间距及最小边距计算关于混凝土基材厚度，7.1.1[JGJ145-2013]的具体要求如下：(1)对膨胀型锚栓和扩底型锚栓，混凝土基材厚度h不应小于2hef，且h应大于100mm,hef为锚栓的有效埋置深度；(2)对化学锚栓，h不应小于hef+2d0,且h应大于100mm，d0为钻孔直径；对本处结构来说，采用的是机械锚栓，且：h=400mm≥2hef=200mm；h=400mm>100mm；因此，混凝土基材厚度满足规范的要求！关于群锚锚栓的最小间距s和最小边距c,按7.1.2[JGJ145-2013]的要求，应符合下面的要求（dnom为锚栓外径）：(1)位移控制式膨胀型锚栓：s≥6dnom、c≥10dnom；(2)扭矩控制式膨胀型锚栓：s≥6dnom、c≥8dnom；(3)扩底型锚栓：s≥6dnom、c≥6dnom；(4)化学锚栓：s≥6dnom、c≥6dnom；对本处结构来说，采用的锚栓类型是扩底型锚栓，有：s=150mm≥6dnom=72mm；c=100mm≥6dnom=72mm；因此,群锚锚栓的最小间距s和最小边距c满足规范的要求！2幕墙转接件强度计算基本参数：1：转接件断面面积：A=750mm2；2：转接件断面抵抗矩：W=15625mm3；2.1受力分析转接件的受力情况根据前面埋件的计算结果，有：V：剪力(N)N：轴向拉力(N)M：弯矩(N·mm)V=6912NN=17935.738NM=829440N·mm2.2转接件的强度计算校核依据：σ=N/A/2+M/γW/2≤f44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司上式中：σ：转接件的抗弯强度(MPa)；f：转接件抗弯强度设计值，为215MPa；N：转接件所受轴向拉力(N)；M：转接件所受弯矩(N·mm)；γ：塑性发展系数，取1.05；W：转接件断面抵抗矩(mm3)；σ=N/A/2+M/γW/2=17935.738/750/2+829440/1.05/15625/2=37.2355MPa≤f=215MPa转接件强度可以满足要求。1幕墙焊缝计算基本参数：1：焊缝形式：L型角焊；2：其它参数同埋件部分；1.1受力分析焊缝实际受力情况同转接件计算部分：V：剪力(N)N：轴向拉力(N)M：弯矩(N·mm)V=6912NN=17935.738NM=829440N·mm1.2焊缝特性参数计算(1)焊缝有效厚度：he：焊缝有效厚度(mm)；hf：焊角高度(mm)；he=0.7hf=0.7×6=4.2mm(2)焊缝总面积：A：焊缝总面积(mm2)；Lv：竖向焊缝长度(mm)；Lh：横向焊缝长度(mm)；he：焊缝有效厚度(mm)；A=he((Lv-2hf)+(Lh-2hf))=4.2×((100-2×6)+(50-2×6))=529.2mm2(3)焊缝截面抵抗矩及惯性矩计算：I：截面惯性矩(mm4)；44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司he：焊缝有效厚度(mm)；Lv：竖向焊缝长度(mm)；Lh：横向焊缝长度(mm)；W：截面抵抗距(mm3)；d：三角焊缝中性轴位置(水平焊缝到中性轴距离)(mm)；d=0.5×((Lv-2hf)Lv+(Lh-2hf)He)/(Lv+Lh-4hf)=35.554mmI=He(Lv-2hf)3/12+(Lh-2hf)He3/12+He(Lv-2hf)(Lv/2-d)2+(Lh-2hf)He(d-He/2)2=494500.047mm4W=I/(Lv-hf-d)=494500.047/(100-6-35.554)=8460.802mm31.1焊缝校核计算校核依据：双转接件时：((σf/βf)2+τf2)0.5/2≤ffw7.1.3-3[GB50017-2003]单转接件时：((σf/βf)2+τf2)0.5≤ffw7.1.3-3[GB50017-2003]上式中：σf：按焊缝有效截面计算，垂直于焊缝长度方向的应力(MPa)；βf：正面角焊缝的强度设计值增大系数，取1.22；τf：按焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力(MPa)；ffw：角焊缝的强度设计值(MPa)；((σf/βf)2+τf2)0.5/2=((N/1.22A+M/1.22W)2+(V/A)2)0.5/2=((17935.738/1.22/529.2+829440/1.22/8460.802)2+(6912/529.2)2)0.5/2=54.461MPa54.461MPa≤ffw=160MPa，焊缝可以满足要求。2微晶石幕墙幕墙胶类及伸缩缝计算基本参数：1：计算点标高：25m；2：板块分格尺寸：2000mm×1220mm；3：幕墙类型：微晶石幕墙；4：年温温差：34℃；2.1立柱连接伸缩缝计算为了适应幕墙温度变形以及施工调整的需要，立柱上下段通过插芯套装，留有一段空隙--伸缩缝(d)，d值按下式计算：d≥αΔｔL+d1+d2上式中：d：伸缩缝计算值(mm)；44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司α：立柱材料的线膨胀系数，取1.2×10-5；△ｔ：温度变化,取34℃；L：立柱跨度(mm)；d1：施工误差，取3mm；d2：考虑其它作用的预留量，取2mm；d=αΔｔL+d1+d2=0.000012×34×3600+3+2=6.469mm实际伸缩空隙d取15mm，满足设计要求。1.1耐候胶胶缝计算ws：胶缝宽度计算值(mm)；α：板块材料的线膨胀系数，为0.62×10-5；△ｔ：温度变化,取34℃；b：板块的长边长度(mm)；δ：耐候硅酮密封胶的变位承受能力：25%dc：施工偏差，取3mm；dE：考虑其它作用的预留量，取2mm；ws=α△ｔb/δ+dc+dE……附4.1[JGJ102-2003]=0.0000062×34×2000/0.25+3+2=6.686mm实际胶缝取8mm，满足设计要求。44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司1附录常用材料的力学及其它物理性能一、玻璃的强度设计值fg(MPa)JGJ102-2003表5.2.1种类厚度(mm)大面侧面普通玻璃528.019.5浮法玻璃5～1228.019.515～1924.017.0≥2020.014.0钢化玻璃5～1284.058.815～1972.050.4≥2059.041.3二、长期荷载作用下玻璃的强度设计值fg(MPa)JGJ113-2009表4.1.9种类厚度(mm)大面侧面平板玻璃5～129615～1975≥2064半钢化玻璃5～12282015～192417≥202014钢化玻璃5～12423015～193626≥203021三、铝合金型材的强度设计值(MPa)GB50429-2007表4.3.4铝合金牌号状态厚度强度设计值(mm)抗拉、抗压抗剪6061T4不区分9055T6不区分2001156063T5不区分9055T6不区分150856063AT5≤1013575T6≤1016090四、钢材的强度设计值(1-热轧钢材)fs(MPa)JGJ102-2003表5.2.3钢材牌号厚度或直径d(mm)抗拉、抗压、抗弯抗剪端面承压Q235d≤1621512532544 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司Q345d≤16310180400一、钢材的强度设计值(2-冷弯薄壁型钢)fs(MPa)GB50018-2002表4.2.1钢材牌号抗拉、抗压、抗弯抗剪端面承压Q235205120310Q345300175400二、材料的弹性模量E(MPa)JGJ102-2003表5.2.8、JGJ133-2001表5.3.9材料E材料E玻璃0.72×105不锈钢绞线1.2×105～1.5×105铝合金、单层铝板0.70×105高强钢绞线1.95×105钢、不锈钢2.06×105钢丝绳0.8×105～1.0×105消除应力的高强钢丝2.05×105花岗石板0.8×105蜂窝铝板10mm0.35×105铝塑复合板4mm0.2×105蜂窝铝板15mm0.27×105铝塑复合板6mm0.3×105蜂窝铝板20mm0.21×105　三、材料的泊松比υJGJ102-2003表5.2.9、JGJ133-2001表5.3.10、GB50429-2007表4.3.7材料υ材料υ玻璃0.2钢、不锈钢0.3铝合金0.3(按GB50429)高强钢丝、钢绞线0.3铝塑复合板0.25蜂窝铝板0.25花岗岩0.125四、材料的膨胀系数α(1/℃)JGJ102-2003表5.2.10、JGJ133-2001表5.3.11、GB50429-2007表4.3.7材料α材料α玻璃0.8×10-5～1.0×10-5不锈钢板1.80×10-5铝合金、单层铝板2.3×10-5(按GB50429)混凝土1.00×10-5钢材1.20×10-5砖砌体0.50×10-5铝塑复合板≤4.0×10-5蜂窝铝板2.4×10-5花岗岩0.8×10-5五、材料的重力密度γg(KN/m3)JGJ102-2003表5.3.1、GB50429-2007表4.3.7材料γg材料γg普通玻璃、夹层玻璃钢化、半钢化玻璃25．6矿棉1.2～1.5玻璃棉0.5～1.0钢材78．5岩棉0.5～2.5铝合金2700kg/m3(按GB50429)六、板材单位面积重力标准值（MPa）JGJ133-2001表5.2.244 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司板材厚度（mm）qk(N/m2)板材厚度（mm）qk(N/m2)单层铝板2.53.04.067.581.0112.0不锈钢板1.52.02.53.0117.8157.0196.3235.5铝塑复合板4.06.055.073.6蜂窝铝板（铝箔芯）10.015.020.053.070.074.0花岗石板20.025.030.0500～560625～700750～840一、螺栓连接的强度设计值一(MPa)JGJ102-2003表B.0.1-1螺栓的性能等级锚栓和构件钢材的牌号普通螺栓锚栓承压型连接高强度螺栓C级螺栓A、B级螺栓抗拉抗剪承压抗拉抗剪承压抗拉抗拉抗剪承压ftbfvbfcbftbfvbfcbftbftbfvbfcb普通螺栓4.6、4.8级170140--------5.6级---210190-----8.8级---400320-----锚栓Q235钢------140---Q345钢------180---承压型连接高强度螺栓8.8级-------400250-10.9级-------500310-构件Q235钢--305--405---470Q345钢--385--510---590Q390钢--400--530---615二、螺栓连接的强度设计值二(MPa)GB50429-2007表4.3.5-1螺栓的材料、性能等级和构件铝合金牌号普通螺栓铝合金不锈钢钢抗拉ftv抗剪fvb承压fcb抗拉ftv抗剪fvb承压fcb抗拉ftv抗剪fvb承压fcb普通螺栓铝合金2B11170160———————2A90150145———————不锈钢A2-50、A4-50———200190————A2-70、A4-70———280265————钢4.6、4.8级——————170140—44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司构件6061-T4——210——210——2106061-T6——305——305——3056063-T5——185——185——1856063-T6——240——240——2406063A-T5——220——220——2206063A-T6——255——255——2555083-O/F/H112——315——315——315一、焊缝的强度设计值(MPa)JGJ102-2003表B.0.1-3焊接方法和焊条型号构件钢材对接焊缝角焊缝牌号厚度或直径d（mm）抗压fcw抗拉和抗弯受拉ftw抗剪fvw抗拉、抗压和一级、二级三级抗剪ffw自动焊、半自动焊和E43型焊条的手工焊Q235钢d≤1621521518512516016＜d≤4020520517512016040＜d≤60200200170115160自动焊、半自动焊和E50型焊条的手工焊Q345钢d≤1631031026518020016＜d≤3529529525017020035＜d≤50265265225155200自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊Q390钢d≤1635035030020522016＜d≤3533533528519022035＜d≤50315315270180220自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊Q420钢d≤1638038032022022016＜d≤3536036030521022035＜d≤50240240290195220二、不锈钢螺栓连接的强度设计值(MPa)JGJ102-2003表B.0.3类别组别性能等级σb抗拉抗剪A(奥氏体)A1、A250500230175A3、A470700320245A580800370280C(马氏体)C150500230175707003202451001000460350C380800370280C45050023017570700320245F(铁素体)F14545021016060600275210三、楼层弹性层间位移角限值GB/T21086-2007表20建筑高度建筑高度H（m）44 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司结构类型H≤150150＜H≤250H＞250框架1/550——板柱-剪力墙1/800——框架-剪力墙、框架-核心筒1/800线性插值筒中筒1/1000线性插值1/500剪力墙1/1000线性插值框支层1/1000——多、高层钢结构1/250（GB50011-2010）一、部分单层铝合板强度设计值（MPa）JGJ133-2001表5.3.2牌号试样状态厚度（mm）抗拉强度fta1抗剪强度fva12A11T420.5～2.9129.575.1＞2.9～10.0136.579.22A12T420.5～2.9171.599.5＞2.9～10.0185.5107.67A04T620.5～2.9273.0158.4＞2.9～10.0287.0166.57A09T620.5～2.9273.0158.4＞2.9～10.0287.0166.5上海规范表3.2.9【DGJ08-56-2012】牌号状态规定非比例延伸应力δp0.2抗拉强度fta1抗剪强度fva11060H14、H247054321050H14、H247558341100H14、H249574433003H1412597563003H2411589523004O6047275005H141209354H24、H3411086505052O655029二、铝塑复合板强度设计值（MPa）JGJ133-2001表5.3.3板厚t(mm)抗拉强度fta2抗剪强度fva247020三、蜂窝铝板强度设计值（MPa）JGJ133-2001表5.3.4板厚t(mm)抗拉强度fta3抗剪强度fva32010.51.444 101号建筑外装幕墙·微晶石幕墙设计计算书成都雅兴建筑装饰工程有限责任公司一、不锈钢板强度设计值（MPa）JGJ133-2001表5.3.5序号屈服强度标准值σ0.2抗弯、抗拉强度fts1抗剪强度fvs1117015412022001801403220200155425022617644