建筑幕墙中预埋平板埋件的受力分析和设计计算.pdf

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1、篓碴垒丝建筑幕墙中预埋平板埋件的受力分析和设计计算崔卫田飞沈阳远大铝业工程有限公司圃啊摘要：建筑幕墙工程中预埋平板埋件形式多样、受力复杂，验算平板埋件时，通常以锚筋的总截面面积为准。GB500lm一2002《混凝土结构设计规范》和J(Ⅺ102--2003(玻璃幕墙工程计算规范》都未介绍预埋件承受扭矩的计算问题，本文对预埋件在弯矩、轴力、剪力、扭矩的共同作用下的计算方法进行了论述。关键词：扭矩；螺栓群；双向弯矩：锚固长度1前言幕墙在建筑外表面起着围护结构作用，它随着建筑造型的新颖多变而实现不同的艺术效果。作为幕墙与主体结构连接的重要构件，设计埋件时需要结合工程

2、的特点，做到合理选材，便于施工，确保质量。‘按受力形式分，幕墙工程中常用的有受剪预埋件、受拉预埋件、受拉弯剪预埋件等。这是我们在计算过程中对其的简化，由于实际施工偏差的存在，荷载作用方向与埋件的形心线不重合，从而忽略了扭矩对埋件的作用，而这种作用直接影响埋件的计算结果。现有的幕墙规范如《玻璃幕墙工程技术规范》、《金属、石材幕墙工程技术规范》、《建筑幕墙》中没有对此类型埋件的设计说明，所以在计算弯、扭、剪埋件时，应先根据螺栓群的计算原理，求出最外排锚栓各主轴方向的剪力，再根据幕墙规范计算锚筋的总面积。2平板预埋件的材料选用a)预埋件的锚板及预埋角钢宜采用Q23

3、5级钢，并保证抗拉强度、伸长率、屈服点和碳、硫、磷的极限含量；b)锚筋应采用HPB235、HRB335、HRB400级热轧钢筋，严禁采用冷加工钢筋。当采用HPB235圆钢热轧钢筋时，端头必须折180。弯处理，弯钩平直段长度不应小于锚筋直径的三倍。受力直锚筋的直径不宜小于8mm，且不宜大于25ram：c)埋置预埋件的构件，其混凝土强度等级不宜低于C15；当采用Ⅱ级钢筋和角钢时，混凝土强度等级不宜低于C20；d)直锚筋与锚板应采用T型焊，一般选用T422一T425型焊条。当锚筋直径不大于20mm时，宜采用压力埋弧焊；当锚筋直径大于20mm时，宜采用穿孔塞焊。当采

4、用手工焊时，焊缝高度不宜小于6mm及0．5d(HPB235级钢筋)或0．6d(HRB335、HRB400级钢筋)，d为锚筋直径。3计算过程3．1扭矩作用下，锚栓所受剪力的计算图1在扭矩r的作用下，离形心最远的锚筋l受力最大，其值按以下公式计算。y。1。=r·n／(∑‘+∑r‘)y：，=r·n以∑r二+∑r：)3．2平板埋件锚筋总截面面积计算根据《玻璃幕墙工程技术规范》附录C，由锚板2010．06圃w和对称配置的直锚筋所组成的受力预埋件，其锚筋的总截面面积A。应符合下列规定：a)当有剪力、法向拉力和弯矩共同作用时，A。应同时满足以下公式；个TA。≥(y。+n·

5、Vh)／‰‘仉‘石+(yy+n·Vl，)，I％·nv惦+^y0．8ab诉埘／1．3nIy·吼-f,。互棚／1．3‰·nb呒·五A。>一NIO．8ab'f,+MJ0．4％·ab呒·z—卅／0．4‰·ab-f,·zIb)当有剪力、法向压力和弯矩共同作用时，A。应同时满足以下公式：T个A。≥(y。+凡·Vl。-0．3N)／％。仉啊+(y，+，l·Vl，-0．3N)／nIy·仉听+∽-0．4N·Z,)／1．3nIy·nb听·zy+(鸠一o．4N·到1．3％·ab：‘·互A。≥㈣一0．4N·动／0．40,。ab-f,·五+㈣一0．4N·到0．瓴·％：，；·五式中：y—

6、—剪力设计值，N；Ⅳ-法向拉力或法向压力设计值，N。法向压力设计值不应大于0．鞔·A，此处A为锚板的面积，mm2；肼一一弯矩设计值，N·mnl，当肘小于0．4N·Z时，取M=O．4N·Z；一锚筋的根数；嘎一钢筋层数影响系数，当锚筋层数为2层时珥取1．0；3层时珥取0．9；4层时珥取0．85(受力直锚筋不宜多于4层)；z——沿剪力作用方向最外排锚筋中心线间距离，mm；酊一钢筋受剪承载力系数，当仉大于0．7时，取仉等于0．7；钢筋为锚筋时瓯=(4．0-0．08d)x∞蚴∞，角钢为锚筋时a,=(c／2b)∞·懒)0．59(c12b)o-'>1时取1．0。式中：．卜

7、砼轴心受压强度设计值，S／mm2；．卜锚筋抗拉强度设计值，N／mm2；卜锚筋直径，mm；c——垂直剪力方向锚筋中心至构件边缘的最小距离，角钢两侧距离C值不等时，按两侧值和平均值取值，mm；6——角钢肢宽，Inm；甜一锚板弯曲变形折减系数；预埋件的锚板因受拉力而产生变形时，使锚筋墓嫱圭丝不单独承受拉力，并还承受因锚板弯曲变形引起的内剪力，使锚筋受拉强度有所降低。因此，在受拉和受弯预埋件中锚筋的承载力应乘以锚板弯曲变形折减系数瓯，瓯与锚板厚度t和锚筋直径d有关，舻0．6+0．25rid。角钢预埋件一般为单列设置，所以ab=1．0。锚板厚度t应根据其受力情况按计算

8、确定，且宜大于锚筋直径的0．6倍。3．3锚筋的锚固长