PAGEPAGE9某舊貨市場(chǎng)改造外裝石材幕墻工程設(shè)計(jì)計(jì)算書一.建筑概況：本工程位于某市，采用外掛固定式石材幕墻，幕墻總高度為11.00m計(jì)算，7度抗震設(shè)計(jì)，基本風(fēng)壓W0＝0.40KN/㎡二.荷載計(jì)算：1、作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算：WK＝βZ·μS·μZ·WO2、水平分布的地震作用按下式計(jì)算本石材幕墻中的危險(xiǎn)部位位于11米處，該處石材最大分格尺寸B（寬）×H（高）＝0.6m×1.4m。本石材幕墻采用滿槽式連接托板，抗折強(qiáng)度fgk=8N/m2的20mm厚天然花崗巖石板。幕墻在11米處的計(jì)算1）荷載計(jì)算a、風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算Wk=βz·μs·μz·Wo=2.25×1.5×1.03×0.4=1.39KN/m2b、水平分布的地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為qek=βE·аmax·G/A其中：G＝H·B·t·γ石×1.05＝700×1400×18×28×1.05×10-9＝0.49KNA=H·B=0.7×1.4＝0.98m2則：qek=βE·аmax·G/A=5.0×0.16×0.49/0.98=0.40KN/m22〕強(qiáng)度計(jì)算：（1）、抗彎強(qiáng)度計(jì)算石材應(yīng)力設(shè)計(jì)值ót2=0.75×(1.4Wk+0.6×1.3qek)×H2/t2=0.75×(1.4×1.39+0.6×1.3×0.4)×10-3×7002/202=2.56N/mm2＜fg=3.7N/mm2fg–石材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（2）、抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算在風(fēng)荷載和水平地震作用下，石材受到鉤板傳來的剪力。該水平荷載組合值為：q=(1.4Wk+0.6×1.3qek)×10-3=(1.4×1.39+0.6×1.3×0.4)×10-3=0.002N/mm2則鉤板在石材中產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值為τ=q.H/(t-d)=0.002×1400/(18-5)=0.22N/mm2＜fs=1.9N/mm2fs－石材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值三、石材幕墻中的構(gòu)件連接計(jì)算以石材幕墻高度11米處為依據(jù)，該處石材最大分格尺寸B（寬）×H（高）＝0.7m×1.4m。厚度t=18mm。鉤板所受的剪應(yīng)力設(shè)計(jì)值為τ=q.B.H.β/2n.Ap石材幕墻所受風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為Wk=βz·μs·μz·Wo=2.25×1.5×1.03×0.4=1.39KN/m2水平分布的地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為qek=βE·аmax·G/A=βE·аmax·G/A=5.0×0.16×0.49/0.98=0.4KN/m2q=(1.4Wk+0.6×1.3qek)10-3=(1.4×1.39+0.6×1.3×0.4)×10-3=0.002N/mm2則鉤板在石材中產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值為τp=q.B.H.β/2n.Ap=0.002×700×1400×1.25/2×2×120=5.10N/mm2＜fs=125N/mm2四、石材幕墻橫框設(shè)計(jì)計(jì)算采用石材厚度t=18mm，橫框材料采用角鋼L50x5。危險(xiǎn)部位取11m處。該處石材最大分格尺寸B（寬）×H（高）＝0.7m×1.4m荷載計(jì)算（1）、幕墻的自重面荷載標(biāo)準(zhǔn)值gk=γ石·1.05·t+ρ/H＝28×1.05×18×10-3+0.04/1.4＝0.41KN橫框所受的重力線荷載標(biāo)準(zhǔn)值為gxk=gk·H=0.41×1.4＝0.574Kn/m2(2)、橫框所受的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為Wk=βz·μs·μz·Wo=2.25×1.5×1.03×0.4=1.39KN/m2（3）、地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為qek=βE·аmax·gxk=5.0×0.08×0.574=0.23KN/m2撓度計(jì)算橫框所受的水平線荷載標(biāo)準(zhǔn)值為qyk=H×(Wk+0.6qek)=1.4×(1.39+0.6×0.23)=2.14N/mm橫框?yàn)閱慰绾?jiǎn)支梁，則橫框在豎直方向的撓度為μx=5gxk·B4/384EIy=5×0.574×0.74/384×210000×11.2×10-8=0.076mm水平方向的撓度為μy=5gyk·B4/384EIx=5×2.14×0.74/384×210000×11.2×10-8=0.28mm則橫框的撓度為μ=（μx2+μy2）0.5=（0.0762+0.282）0.5=0.29mm橫框的撓度允許值為［μ］=B/300=700/300=2.33mm≥μ,所以滿足要求。抗彎承載力計(jì)算橫框所受的水平線荷載設(shè)計(jì)值為qy=H×(1.4Wk+0.6×1.3qek)=1.4×(1.4×1.39+0.6×1.3×0.23)=2.98N/mm橫框繞X軸的彎矩為Mx=qy×B2/8=2.98×0.72/8=0.18KN·m橫框所受的豎向荷載設(shè)計(jì)值為qx=1.2×qxk=1.2×0.59=0.71KN/m橫框繞Y軸的彎矩為My=qx×B2/8=0.71×0.72/8=0.04KN·m橫框的抗彎承載力應(yīng)滿足下式，即Mx/（γ·Wx）+My/（γ·Wy）≤f=〔0.18/（1.05×3.13）+0.04/（1.05×3.13）〕×1000=66.94N/mm2≤f=215N/mm24、抗剪承載力計(jì)算橫框的抗剪承載力應(yīng)滿足下式要求：1.5Vx/AAwX≤fv1.5Vy/AAwX≤fvVx=0..5qx×B=00.5×00.71××0.7==0.255KN橫框承受的水平平方向的剪剪力為：Vy=0.5qy××B=0..5×2..98×00.7=11.04KKN代入上式，有1.5Vxx/AwX=1..5×0..25/2200=11.88NN/mm22≤fv=1255N/mmm21.5Vy/AAwX=1..5×1..04/2200=7.8N/mmm2≤fv=1255N/mmm2所以橫框的抗剪剪承載力滿滿足要求。五、石材幕墻豎豎框設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算采用石材厚度為為18mmm；豎框材材料采用Q235鋼8#槽鋼。危危險(xiǎn)部位取取11m高度度處。豎框框分格高H=1.44m，豎框框間距B=0.77m。計(jì)算算長(zhǎng)度為L(zhǎng)=3.00m。荷載計(jì)算豎框所承受的自自重面荷載載標(biāo)準(zhǔn)值為為：Gk=γ石·1.05·tt+ρh/HKKN/m=28×11.05××18/11000++0.1//1.4=0.600KN/mm豎框所承受的風(fēng)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值為：Wk=βz·μs·μz·Wo=2.25×11.5×11.03××0.4=1.339KN//m2地震作用標(biāo)準(zhǔn)值值為：qek=βE·ааmax·ggk==5.0××0.088×0.441=0.1664KN//m22、撓度計(jì)算豎框受力為單跨跨簡(jiǎn)支梁，受受水平線荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值值為qk=B×（Wk+0.6·qeek）=0.7××（1.399+0.66×0.1164）=1.044KN/mm則豎框產(chǎn)生的撓撓度為μ=5gk·L44/3844EIx=5×1.044×3.004/3844×2100000××198..3×100-8=2.63mm豎框的撓度允許許值為［μ］=L/300==30000/3000=10mmm≥μ=2..63mmm,所以滿足足要求。抗彎承載力計(jì)算算豎框受力為單跨跨簡(jiǎn)支梁，受受水平荷載載標(biāo)準(zhǔn)值為為q=B×(1.44Wk+0..6×1..3qek)=0.7×((1.4××1.399+0.66×1.33×0.1164)=1.45NN/mm豎框所受的彎矩矩為M=q×L2//8=1.455×3.002/8=1.633KN·mm豎框所受的拉力力為N=1.2×(qqk·B·LL+ρs·L)=1.2×((1.044×0.77×3.00+0.11×3.00)=2.981KKN式中：L——豎框的計(jì)計(jì)算長(zhǎng)度，mB—石材的分分格寬度mρs—石材豎框框的線密度度KKN/m豎框的抗彎承載載力應(yīng)滿足足下式，即即N/A0+MM/（γ·Wx）≤f式中：γ—塑塑性發(fā)展系系數(shù)，取為為1.055Wx—為豎框截截面繞X軸的截面面抵抗矩cm3；f—型材的抗彎強(qiáng)度度設(shè)計(jì)值N//mm2N/A0+MM/（γ·Wx）≤f=2.98××103/12774+1..63×1103/（1.055×39..7）=41.44NN/mm22≤f=2115N//mm2所以豎框的強(qiáng)度度滿足要求求。豎框所受拉力為為2.9881KN,通過焊接接傳到錨板板上，錨板板用4根φ12×1150膨脹螺栓栓固定，每每根膨脹螺螺栓承受拉拉力為N/4==2.9881/4==0.755KN。六.焊縫設(shè)計(jì)：槽鋼與錨板間水水平焊縫長(zhǎng)長(zhǎng)Lh＝50mm，豎向焊焊縫長(zhǎng)Lv＝80mm，焊角尺尺寸hf=6mmm焊縫受內(nèi)力設(shè)計(jì)計(jì)值如下：：槽鋼所受水平線線荷載設(shè)計(jì)計(jì)值為：q=(1.0××1.4··Wk+1.33×0.66×qekk)×B=(1.0×11.4×11.39++1.3××0.6××0.4))×0.77=1.58KNN/m則槽鋼焊縫所受受內(nèi)力為：：剪力V＝1.2×t×ΥΥ石×1.22×B×LL=1.2×188×25..6×1..2×0..7×3..0=1393N軸力N＝qL=1.58×33.0×1103=4740N彎矩M＝V·eo=1393×2200=2786000N.mmm式中：Υ石:玻玻璃密度取取25.66KN/mm3t：石材厚度mmeo:幕墻面與埋件間間距mmm焊縫特性為：有效厚度hE==0.7hhf=0.7×6=4.2mm豎向焊縫的有效效長(zhǎng)度Lvw=Lvv-5=775mmLv為豎向焊縫長(zhǎng)度度焊縫總面積：A＝hE×[(Lv-55)+2((Lh-5)]]×2=4.2×[((80-55)+2((50-55)]×22=1386mm22豎向焊縫面積：：Av=2hE·Lvvw=2×4.2××75=6630mmm2焊縫截截面慣性矩矩為：I＝[hE×L3vvw/122+2hEE×(Lh-5)((Lvw/2))2]×2=[