石材幕墙设计计算.doc

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1、石材幕墙计算 （上下固定钢销式） 本石材幕墙采用上下固定钢销式连接,抗折强度f_gk=8N/mm2的天然花岗岩板,标高10米处幕墙为不利部位，该处石材最大分格为 H(高)×B(宽)=1200mm×1100mm。1. 荷载的计算风荷载标准值为W_k_gZ·_s·_z·W_o 2.098×1.2×.74×.55 1.025 KNm2水平分布的地震作用标准值为q_EK_E·max·GA 式中： G-石板自重标准值G=石·H·B·t·1.05 =28×1

2、200×1100×25×10-9×1.05 =.97KN 其中： 石-石材密度，取28KN/m3 t-石板的厚度(mm)A=B×H=1.1×1.2=1.32m2则 q_EK_E·max·GA 5×.04×.97/1.32 .147KN/m2水平荷载组合设计值为 q =(1.4×W_k1.3×0.6×q_ek)×10-3 =(1.4×1.0251.3×0.6×.147)×10-3 =.002N/mm22. 强度计算(1

3、)抗弯强度验算风荷载作用下石材应力设计值为_Wk =6×m×W_k×L2/t2 =6×.1332×1.025×10-3×12002/252 =1.887N/mm2f_g=3.72N/mm2 式中： L-H 和 a 的较大者 m-四角支撑板在均布荷载作用下的最大弯矩系数，根据a/H查表 f_g-石材抗弯强度设计值地震作用下石材应力设计值为_Ek =6×m×q_Ek×L2/t2 =6×.1332×.147×10-3×12002/252 =.271N/mm2石材

4、应力组合设计值为=1.4×_Wk1.3×0.6×_Ek =1.4×1.8871.3×0.6×.271 =2.85N/mm2f_g=3.72N/mm2所以石材抗拉承载力满足要求。(2)抗剪强度验算在风荷载和水平地震作用下，石材受到钢销传来的剪力。则钢销在石材中产生的剪应力设计值为=q·B·H·/(2·n·(t-d)·h) =.002×1100×1200×1.25/(2×2×(25-8)×50) =.97N/mm2fs=

5、1.86N/mm2 式中： -钢销个数系数， n-钢销个数 f_s-石材抗剪强度设计值 h-钢销入孔深度 d-钢销直径所以石材抗剪承载力满足要求。(3)钢销强度验算在风荷载和垂直于板面方向的地震作用下，钢销承受的剪应力设计值按照下式计算得：_pk=q·B·H·/(2·n·Ap) =.002×1100×1200×1.25/(2×2×50.265) =16.41N/mm2125N/mm2 式中： Ap-钢销截面积所以钢销抗剪强度满足要求。石材幕墙计算 （满槽式连接） 本石材幕墙采用满槽式连接,抗折强

6、度fgk=8N/mm2的天然花岗岩板,标高10米处幕墙为不利部位，该处石材最大分格为 H(高)×B(宽)=1200mm×1100mm。1. 荷载的计算风荷载标准值为WkgZ·s·z·Wo 2.098×1.2×.74×.55 1.025 KNm2水平分布的地震作用标准值为qEke·max·GA 式中： G-石板自重标准值G=石·H·B·t·1.05 =28×1200×1100×25×10-9×1.05 =.9

7、7KN 其中： 石-石材密度，取28KN/m3 t-石板的厚度(mm)A=B×H=1.1×1.2=1.32m2则 qEke·max·GA 5×.04×.97/1.32 .147KN/m2水平荷载组合设计值为 q =(1.4×Wk1.3×0.6×qEk)×10-3 =(1.4×1.0251.3×0.6×.147)×10-3 =.002N/mm22. 强度计算(1)抗弯强度验算石材应力的设计值为 =0.75×q×H2/t2 =0.75

8、15;.002×10-3×12002/252 =3.46N/mm2fg=3.72N/mm2 其中：fg-石材抗弯强度设计值所以石材抗拉承载力满足要求。(2)抗剪强度验算 在风荷载和水平地震作用下，石材受到钩板传来的剪力。则钩板在石材中产生的剪应力设计值为=q·H/(t-d) =.002×1200/(25-4) =.11N/mm2fs=1.86N/mm2 式中： fs-石材抗剪强度设计值 H-幕墙分格高(mm) d-托板的厚度所以石材抗剪承载力满足要求。(3)槽口处抗弯强度验算 在风荷载和水平地震作用下，石材槽口处产生的最大抗弯强度设计值按照下式计算得：=

9、8·q·hr·H/(t-d)2 =8×.002×101200/(25-4)2 =.44N/mm20.7·fs=1.302N/mm2 式中： hr-槽口受力一侧深度(mm)所以槽口处抗弯强度满足要求。(4)钩板承受的剪应力验算 在风荷载和水平地震作用下，钩板承受的剪应力设计值按照下式计算得：=q·H/(2·d) =.002×1200/(2×4) =.3N/mm2125N/mm2所以钩板的抗剪强度满足要求。石材幕墙计算 （上下固定短槽式） 本石材幕墙采用上下固定短槽式连接,抗折强度fgk=8N/mm

10、2的天然花岗岩板,标高10米处幕墙为不利部位，该处石材最大分格为 H(高)×B(宽)=1200mm×600mm。1. 荷载的计算风荷载标准值为WkgZ·s·z·Wo 2.098×1.2×.74×.55 1.025 KNm2水平分布的地震作用标准值为qEke·max·GA 式中： G-石板自重标准值G=石·H·B·t·1.05 =28×1200×600×25×10-9×1.05 =.529KN 其中： 石-石

11、材密度，取28KN/m3 t-石板的厚度(mm)A=B×H=.6×1.2=.72m2则 qEke·max·GA 5×.04×.529/.72 .147KN/m2水平荷载组合设计值为 q =(1.4×Wk1.3×0.6×qEk)×10-3 =(1.4×1.0251.3×0.6×.147)×10-3 =.002N/mm22. 强度计算(1)抗弯强度验算风荷载作用下石材应力设计值为wk =6×m×Wk×L2/t2 =6×.

12、1304×1.025×10-3×12002/252 =1.848N/mm2fg=3.72N/mm2 式中： L-H 和 a 的较大者 m-四角支撑板在均布荷载作用下的最大弯矩系数，根据a/H查表 fg-石材抗弯强度设计值地震作用下石材应力设计值为Ek =6×m×qEk×L2/t2 =6×.1304×.147×10-3×12002/252 =.265N/mm2石材应力组合设计值为=1.4×wk1.3×0.6×Ek =1.4×1.8481.3×0.6

13、×.265 =2.79N/mm2N/mm2fg=3.72N/mm2所以石材抗拉承载力满足要求。(2)抗剪强度验算在风荷载和水平地震作用下，石材受到钩板传来的剪力。 则钩板在石材中产生的剪应力设计值为 =q·B·H·/(n(t-d)·S) =.002×600×1200×1.25/(2×(25-4)×60) =.71N/mm2fs=1.86N/mm2 式中： -钩板个数系数， n-钩板个数 fs-石材抗剪强度设计值 s-钩板入孔弧长(mm) d-钩板厚度(mm)所以石材抗剪承载力满足要求。(3)钩板

14、强度验算 在风荷载和垂直于板面方向的地震作用下，钩板承受的剪应力设计值按照下式计算得：=q·B·H·/(2·n·Ap) =.002×600×1200×1.25/(2×2×4) =112.5N/mm2125N/mm2 式中： -钩板个数系数， n-长边上的钩板个数 Ap-钩板的截面积所以钩板的抗剪强度满足要求。石材幕墙计算 （四角支撑背栓式） 本石材幕墙采用四角支撑背栓式连接,抗折强度fgk=8N/mm2的天然花岗岩板,标高10米处幕墙为不利部位，该处石材最大分格为 H(高)×B(宽)=

15、1200mm×1000mm。1. 荷载的计算风荷载标准值为WkgZ·s·z·Wo 2.098×1.2×.74×.55 1.025 KNm2水平分布的地震作用标准值为qEke·max·GA 式中： G-石板自重标准值G=石·H·B·t·1.05 =28×1200×1000×25×10-9×1.05 =.882KN 其中： 石-石材密度，取28KN/m3 t-石板的厚度(mm)A=B×H=1×1.2=

16、1.2m2则 qEke·max·GA 5×.04×.882/1.2 .147KN/m2水平荷载组合设计值为 q =(1.4×Wk1.3×0.6×qEk)×10-3 =(1.4×1.0251.3×0.6×.147)×10-3 =.002N/mm22. 强度计算(1)抗弯强度验算四角支撑板的计算长度为：L1B-0.5×(B-a) 1000-0.5×(1000-500) 750mmL2H-0.5×(H-b) 1200-0.5×(1200-60

17、0) 900mm 式中： a-上下边锚栓的间距 (mm) b-左右边锚栓的间距 (mm)则石板的最大弯曲应力为=6×m×q×L2/t2 =6×.1454×.002×9002/252 =2.261N/mm2fg=3.72N/mm2 式中： m-四角支撑板在均布荷载作用下的最大弯矩系数，根据L1/L2查表 L-L1,L2之中的较大者 fg-石材抗弯强度设计值所以石材抗弯承载力满足要求。3. 受拉时单个锚栓的锚固承载力计算一个锚栓受到的水平拉力设计值为Ft=1/4·q·B·H =1/4×.002

18、15;1000×1200 =600N一个锚栓受到的受拉锚固承载力为Rt=17·fk0.6·hv1.7/5 =17×80.6×121.7/5 =809N 式中： fk-石材弯曲抗拉强度标准值 hv-锚固深度因为Ft Rt所以受拉时单个锚栓的锚固承载力满足要求。石材幕墙计算 （四边固定短槽式） 本石材幕墙采用四边固定短槽式连接,抗折强度fgk=8N/mm2的天然花岗岩板,标高10米处幕墙为不利部位，该处石材最大分格为 H(高)×B(宽)=1200mm×500mm。1. 荷载的计算风荷载标准值为WkgZ·s·z

19、·Wo 2.098×1.2×.74×.55 1.025 KNm2水平分布的地震作用标准值为qEke·max·GA 式中： G-石板自重标准值G=石·H·B·t·1.05 =28×1200×500×25×10-9×1.05 =.441KN 其中： 石-石材密度，取28KN/m3 t-石板的厚度(mm)A=B×H=.5×1.2=.6m2则 qEke·max·GA 5×.04×.441/.6

20、.147KN/m2水平荷载组合设计值为 q =(1.4×Wk1.3×0.6×qEk)×10-3 =(1.4×1.0251.3×0.6×.147)×10-3 =.002N/mm22. 强度计算(1)抗弯强度验算四角支撑板的计算长度为：L1B-0.5×(B-a) 500-0.5×(500-500) 500mmL2H-0.5×(H-b) 1200-0.5×(1200-600) 900mm 式中： a-上下边短槽的间距 (mm) b-左右边短槽的间距 (mm)风荷载作用下石材应力设计

21、值为wk =6×m×Wk×L2/t2 =6×.1322×1.025×10-3×9002/252 =1.054N/mm2fg=3.72N/mm2 式中： m-四角支撑板在均布荷载作用下的最大弯矩系数，根据L1/L2查表 L-L1,L2之中的较大者 fg-石材抗弯强度设计值地震作用下石材应力设计值为Ek =6×m×qEk×L2/t2 =6×.1322×.147×10-3×9002/252 =.151N/mm2石材应力组合设计值为=1.4×wk1.3&

22、#215;0.6×Ek =1.4×1.0541.3×0.6×.151 =1.59N/mm2fg=3.72N/mm2所以石材抗拉承载力满足要求。(2)抗剪强度验算 在风荷载和水平地震作用下，石材受到钩板传来的剪力。则钩板在石材中产生的剪应力设计值为=q·(2×H-d)·B·/(2n(t-d)·S) =.002×(2×1200-4)×500×1.25/(22×(25-4)×) =.59N/mm2fs=1.86N/mm2 式中： -钩板个数系数， n-

23、长边上的钩板个数 fs-石材抗剪强度设计值 S-钩板在槽内的弧长 d-钩板的厚度所以石材抗剪承载力满足要求。(3)钩板强度验算 在风荷载和垂直于板面方向的地震作用下，钩板承受的剪应力设计值按照下式计算得：=q·B·H·/(2·n·Ap) =.002×500×1200×1.25/(2×2×4) =93.75N/mm2125N/mm2 式中： -钩板个数系数， n-长边上的钩板个数 Ap-钩板的截面积所以钩板的抗剪强度满足要求。连接计算 10米高度处为幕墙的危险部位。竖框与建筑物连接 竖框采用简支梁

24、受力模式，计算层间高L=3.3m,分格宽B=.5m,分格高H=1.2m。采用2个M6螺栓连接，每个螺栓的有效截面积A0=19mm2。 一个竖框所承受的重量标准值为 Gk石×t×B×L×1.1 式中:t为石材厚度(mm) B为分格宽度(m) L为计算层间高(m) 为石材密度(28 KN/m3) Gk28×.025×.5×3.3×1.1 1.271 KN 一个竖框单元所受的风荷载标准值为 wkWk×B×L 1.025×.5×3.3 1.691 KN 一个竖框单元所受的水平地震作用

25、为 Eke·max·Gk 5×.04×1.271 .254KN 组合设计值为 V(1.4wk1.3×0.6Ek)2(1.2Gk)2)0.5 (1.4×1.6911.3×0.6×.254)2(1.2×1.271)2)0.5 2.985 KN 则最大组合剪应力maxVA 103×2.9852×19 78.553N/mm2245Nmm2所以竖框与建筑物连接螺栓满足要求。竖框壁局部承压能力验算 竖框壁局部承压能力为： NBc=d·t总·fBc =6×12×

26、;320×10-3 =23.04KN 其中：t总 型材承压壁的总厚度 d螺栓直径 fBc铝型材承压强度设计值 螺栓所受的剪力设计值为V2.985KNNBc23.04KN，所以局部承压能力满足要求。横框与竖框连接计算 横框所受的重力标准值为 Gk石×t×B×H×1.1 式中:t石材厚度(mm) 石石材密度(28 KN/m3) Gk28×.025×.5×1.2×1.1 .462 KN 横框所受的水平地震作用标准值为 Eke·max·G 5×.04×.462 .092 K

27、N 横框所受的风力标准值为 wkWk·B·B2 1.025×.5×.52 .128 KN 竖框与角片连接选用3个GB845-ST4.8，每个紧固钉受荷面积为钉16.76mm2 紧固钉所受剪应力 (1.4wk1.3×0.6Ek)2(1.2Gk)2)0.52×3A钉 1000×(1.4×.1281.3×0.6×.092)2(1.2×.462)2)0.5(2×3×16.76) 6.1Nmm2130 Nmm2 角片与横框连接选用2个GB845-ST4.8，每个紧固钉受荷面积

28、为 钉16.76mm2 紧固钉所受剪应力： (1.4wk1.3×0.6Ek)2×2×A钉 1000×(1.4×.1281.3×0.6×.092)(2×2×16.76) 3.7Nmm2130 Nmm2 所以横竖框连接强度满足要求。伸缩缝接点宽度计算 为了适应幕墙温度变形以及施工调整的需要，竖框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： da1a2 式中： d伸缩缝尺寸， mm； 由于温度变化产生的位移， mm； ··L 1.2×10-5×75×33002.97mm 竖框材料的线膨胀系数，取1.2×10-5； 温度变化() 取75； 实际伸缩调整系数，取0.85； 考虑密封胶变形能力的系数，取0.5； a1施工误差，取2mm； a2主体结构的轴向压缩变形，取3mm。 则 a1a22.97×0.850.523 10mm 实际伸缩空隙d取20mm，所以伸缩缝接点宽度满足要求 19 / 19文档可自由编辑打印