1、幕墻膨脹螺栓抗拔力計算000011 基本參數000011.1 幕墻所在地區 東莞地區；000011.2 地面粗糙度分類等級 幕墻屬于外圍護構件，按建筑結構荷載規范(GB50009-2001)，本工程按B類地形考慮。000011.3 抗震設防 按建筑工程抗震設防分類標準，建筑工程應分為以下四個抗震設防類別： 根據國家規范建筑抗震設計規范(GB50011-2001 2008版)，東莞地區地震基本烈度為：7度，地震動峰值加速度為0.1g，由于本工程是標準設防類，因此實際抗震計算中的水平地震影響系數最大值應按本地區抗震設防烈度選取，也就是取：max=0.08；000012 幕墻承受荷載計算000012

2、.1 風荷載標準值的計算方法 幕墻屬于外圍護構件，按建筑結構荷載規范(GB50009-2001 2006年版)計算： wk=gzzs1w0 7.1.1-2GB50009-2001 2006年版上式中： wk：作用在幕墻上的風荷載標準值(MPa)； Z：計算點標高：17.8m； gz：瞬時風壓的陣風系數； 根據不同場地類型,按以下公式計算(高度不足5m按5m計算)： gz=K(1+2f) 其中K為地面粗糙度調整系數，f為脈動系數 B類場地： gz=0.89(1+2f) 其中：f=0.5(Z/10)-0.16 對于B類地形，17.8m高度處瞬時風壓的陣風系數： gz=0.89(1+2(0.5(Z/

3、10)-0.16)=1.7016 z：風壓高度變化系數； 根據不同場地類型,按以下公式計算： B類場地： z=(Z/10)0.32 當Z350m時，取Z=350m，當Z10m時，取Z=10m； 對于B類地形，17.8m高度處風壓高度變化系數： z=1.000(Z/10)0.32=1.2026 s1：局部風壓體型系數； 按建筑結構荷載規范GB50009-2001(2006年版)第7.3.3條：驗算圍護構件及其連接的強度時，可按下列規定采用局部風壓體型系數s1： 一、外表面 1. 正壓區 按表7.3.1采用；推薦精選 2. 負壓區 -對墻面， 取-1.0 -對墻角邊， 取-1.8 二、內表面 對封

4、閉式建筑物，按表面風壓的正負情況取-0.2或0.2。 本計算點為大面位置。 按JGJ102-2003第5.3.2條文說明：風荷載在建筑物表面分布是不均勻的，在檐口附近、邊角部位較大。根據風洞試驗結果和國外的有關資料，在上述區域風吸力系數可取-1.8，其余墻面可考慮-1.0，由于維護結構有開啟的可能，所以還應考慮室內壓-0.2。對無開啟的結構，建筑結構荷載規范條文說明第7.3.3條指出“對封閉建筑物，考慮到建筑物內實際存在的個別洞口和縫隙，以及機械通風等因素，室內可能存在正負不同的氣壓，參照國外規范，大多取(0.2-0.25)的壓力系數，現取0.2”。即不論有無開啟扇，均要考慮內表面的局部體型系

5、數。 另注：上述的局部體型系數s1(1)是適用于圍護構件的從屬面積A小于或等于1m2的情況，當圍護構件的從屬面積A大于或等于10m2時，局部風壓體型系數s1(10)可乘以折減系數0.8，當構件的從屬面積小于10m2而大于1m2時，局部風壓體型系數s1(A)可按面積的對數線性插值，即： s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA 在上式中：當A10m2時取A=10m2；當A1m2時取A=1m2； w0：基本風壓值(MPa)，根據現行GB50009-2001附表D.4(全國基本風壓分布圖)中數值采用，但不小于0.3KN/m2，按重現期50年，順德地區取0.00055MPa；00001

6、2.2 計算支撐結構時的風荷載標準值 計算支撐結構時的構件從屬面積： A=0.955=4.75m2 LogA=0.677 s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA =0.865 s1=0.865+0.2 =1.065 wk=gzzs1w0 =1.70161.20261.0650.00055 =0.001199MPa 000012.3 計算面板材料時的風荷載標準值 計算面板材料時的構件從屬面積： A=0.952.1=1.995m2 LogA=0.3 s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA =0.94 s1=0.94+0.2 =1.14 wk=gzzs1w0 =1

7、.70161.20261.140.00055推薦精選 =0.001283MPa 000012.4 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值 qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值(MPa)； E：動力放大系數,取5.0； max：水平地震影響系數最大值，取0.08； Gk：幕墻構件的重力荷載標準值(N)； A：幕墻構件的面積(mm2)；000012.5 作用效應組合荷載和作用效應按下式進行組合： S=GSGk+wwSwk+EESEk 5.4.1JGJ102-2003上式中： S：作用效應組合的設計值； SGk：重力荷載作為永

8、久荷載產生的效應標準值； Swk、SEk：分別為風荷載，地震作用作為可變荷載產生的效應標準值； G、w、E：各效應的分項系數； w、E：分別為風荷載，地震作用效應的組合系數。上面的G、w、E為分項系數，按5.4.2、5.4.3、5.4.4JGJ102-2003規定如下：進行幕墻構件強度、連接件和預埋件承載力計算時： 重力荷載：G：1.2； 風 荷 載：w：1.4； 地震作用：E：1.3；進行撓度計算時； 重力荷載：G：1.0； 風 荷 載：w：1.0； 地震作用：可不做組合考慮；上式中，風荷載的組合系數w為1.0； 地震作用的組合系數E為0.5；000013 幕墻埋件計算(后錨固結構)基本參數

9、： 1：計算點標高：17.8m； 3：幕墻立柱跨度：L=5000mm，短跨L1=700mm，長跨L2=4300mm； 3：立柱計算間距：B=950mm； 4：立柱力學模型：雙跨梁，側埋； 5：板塊配置：中空玻璃； 6：選用錨栓：膨脹套管錨栓 M12X110；000013.1 荷載標準值計算(1)垂直于幕墻平面的分布水平地震作用： qEk=EmaxGk/A =5.00.080.0005 =0.0002MPa推薦精選(2)連接處水平總力計算：對雙跨梁，中支座反力R1，即為立柱連接處最大水平總力。 qw：風荷載線荷載設計值(N/mm)； qw=1.4wkB =1.40.001199950 =1.59

10、5N/mm qE：地震作用線荷載設計值(N/mm)； qE=1.3qEkB =1.30.0002950 =0.247N/mm采用Sw+0.5SE組合： 5.4.1JGJ133-2001 q=qw+0.5qE =1.595+0.50.247 =1.718N/mm N：連接處水平總力(N)； R1：中支座反力(N)； N=R1=qL(L12+3L1L2+L22)/8L1L2 =1.7185000(7002+37004300+43002)/8/700/4300 =9991.939N(3)立柱單元自重荷載標準值： Gk=0.0005BL =0.00059505000 =2375N(4)校核處埋件受力分

11、析： V：剪力(N)； N：軸向拉力(N)，等于中支座反力R1； e0：剪力作用點到埋件距離，即立柱螺栓連接處到埋件面距離(mm)； V=1.2Gk =1.22375 =2850N N=R1 =9991.939N M=e0V =702850 =199500Nmm000013.2 錨栓群中承受拉力最大錨栓的拉力計算 按5.2.2JGJ145-2004規定，在軸心拉力和彎矩共同作用下(下圖所示)，進行彈性分析時，受力最大錨栓的拉力設計值應按下列規定計算： 1：當N/n-My1/yi20時： Nsdh=N/n+My1/yi2 2：當N/n-My1/yi20時： Nsdh=(NL+M)y1/yi/2在

12、上面公式中： M：彎矩設計值；推薦精選 Nsdh：群錨中受拉力最大錨栓的拉力設計值； y1，yi：錨栓1及i至群錨形心軸的垂直距離； y1/，yi/：錨栓1及i至受壓一側最外排錨栓的垂直距離； L：軸力N作用點至受壓一側最外排錨栓的垂直距離；在本例中： N/n-My1/yi2 =9991.939/4-19950050/10000 =1500.485因為： 1500.4850所以： Nsdh=N/n+My1/yi2=3495.485N按JGJ102-2003的5.5.7中第七條規定，這里的Nsdh再乘以2就是現場實際拉拔應該達到的值。000013.3 群錨受剪內力計算 按5.3.1JGJ145-

13、2004規定，當邊距c10hef時，所有錨栓均勻分攤剪切荷載； 當邊距c10hef時，部分錨栓分攤剪切荷載；其中： hef：錨栓的有效錨固深度； c：錨栓與混凝土基材之間的距離；本例中： c=100mm10hef=750mm所以部分螺栓受剪，承受剪力最大錨栓所受剪力設計值為：Vsdh=V/m=1425N000013.4 錨栓鋼材破壞時的受拉承載力計算 NRd,s=kNRk,s/RS,N 6.1.2-1JGJ145-2004 NRk,s=Asfstk 6.1.2-2JGJ145-2004上面公式中： NRd,s：錨栓鋼材破壞時的受拉承載力設計值； NRk,s：錨栓鋼材破壞時的受拉承載力標準值；

14、k：地震作用下錨固承載力降低系數，按表7.0.5JGJ145-2004選取； As：錨栓應力截面面積；推薦精選 fstk：錨栓極限抗拉強度標準值； RS,N：錨栓鋼材受拉破壞承載力分項系數； NRk,s=Asfstk =84.3400 =33720N RS,N=1.2fstk/fyk1.4 表4.2.6JGJ145-2004 fyk：錨栓屈服強度標準值； RS,N=1.2fstk/fyk =1.2400 /240 =2 取：RS,N=2 NRd,s=kNRk,s/RS,N =133720/2 =16860NNsdh=3495.485N錨栓鋼材受拉破壞承載力滿足設計要求！000013.5 混凝土

15、錐體受拉破壞承載力計算 因錨固點位于結構受拉面，而該結構為普通混凝土結構，故錨固區基材應判定為開裂混凝土。混凝土錐體受拉破壞時的受拉承載力設計值NRd,c應按下列公式計算： NRd,c=kNRk,c/Rc,N NRk,c=NRk,c0Ac,N/Ac,N0s,Nre,Nec,Nucr,N在上面公式中： NRd,c：混凝土錐體破壞時的受拉承載力設計值； NRk,c：混凝土錐體破壞時的受拉承載力標準值； k：地震作用下錨固承載力降低系數，按表7.0.5JGJ145-2004選取； Rc,N：混凝土錐體破壞時的受拉承載力分項系數，按表4.2.6JGJ145-2004采用，取2.15； NRk,c0：開

16、裂混凝土單錨栓受拉，理想混凝土錐體破壞時的受拉承載力標準值； NRk,c0=7.0fcu,k0.5hef1.5(膨脹及擴孔型錨栓) 6.1.4JGJ145-2004 NRk,c0=3.0fcu,k0.5(hef-30)1.5(化學錨栓) 6.1.4條文說明JGJ145-2004其中： fcu,k：混凝土立方體抗壓強度標準值，當其在45-60MPa間時，應乘以降低系數0.95； hef：錨栓有效錨固深度； NRk,c0=7.0fcu,k0.5hef1.5 =22733.167N Ac,N0：混凝土破壞錐體投影面面積，按6.1.5JGJ145-2004取； scr,N：混凝土錐體破壞情況下，無間距

17、效應和邊緣效應，確保每根錨栓受拉承載力標準值的臨界間矩。 scr,N=3hef =375 =225mm推薦精選 Ac,N0=scr,N2 =2252 =50625mm2 Ac,N：混凝土實有破壞錐體投影面積，按6.1.6JGJ145-2004取： Ac,N =(c1+s1+0.5scr,N)(c2+s2+0.5scr,N)其中： c1、c2：方向1及2的邊矩； s1、s2：方向1及2的間距； ccr,N：混凝土錐體破壞時的臨界邊矩，取ccr,N=1.5hef=1.575=112.5mm； c1ccr,N c2ccr,N s1scr,N s2scr,N Ac,N=(c1+s1+0.5scr,N)

18、(c2+s2+0.5scr,N) =(112.5+90+0.5225)(100+75+0.5225) =90562.5mm2 s,N：邊矩c對受拉承載力的降低影響系數，按6.1.7JGJ145-2004采用： s,N=0.7+0.3c/ccr,N1 (膨脹及擴孔型錨栓) 6.1.7JGJ145-2004 s,N=1 (化學錨栓) 6.1.7條文說明JGJ145-2004 其中c為邊矩，當為多個邊矩時，取最小值，且需滿足cmincccr,N，按6.1.11JGJ145-2004： 對于膨脹型錨栓(雙錐體) cmin=3hef 對于膨脹型錨栓 cmin=2hef 對于擴孔型錨栓 cmin=hef

19、s,N=0.7+0.3c/ccr,N1 =0.7+0.3112.5/112.5 =1 所以，s,N取1。 re,N：表層混凝土因為密集配筋的玻璃作用對受拉承載力的降低影響系數，按6.1.8JGJ145-2004采用，當錨固區鋼筋間距s150mm或鋼筋直徑d10mm且s100mm時，取1.0； re,N=0.5+hef/2001推薦精選 =0.5+75/200 =0.875 所以，re,N取0.875。 ec,N：荷載偏心eN對受拉承載力的降低影響系數，按6.1.9JGJ145-2004采用； ec,N=1/(1+2eN/scr,N)=1 ucr,N：未裂混凝土對受拉承載力的提高系數，按規范對于

20、非化學錨栓取1.4，對化學錨栓取2.44； 把上面所得到的各項代入，得： NRk,c=NRk,c0Ac,N/Ac,N0s,Nre,Nec,Nucr,N =22733.16790562.5/5062510.87511.4 =49817.21N NRd,c=kNRk,c/Rc,N =0.749817.21/2.15 =16219.557NNsdg=9991.939N所以，群錨混凝土錐體受拉破壞承載力滿足設計要求！000013.6 混凝土劈裂破壞承載力計算 NRd,sp=kNRk,sp/Rsp 6.1.11-1JGJ145-2004 NRk,sp=h,spNRk,c 6.1.11-2JGJ145-2

21、004 h,sp=(h/2hef)2/31.5 6.1.11-3JGJ145-2004上面公式中： NRd,sp：混凝土劈裂破壞受拉承載力設計值； NRk,sp：混凝土劈裂破壞受拉承載力標準值； k：地震作用下錨固承載力降低系數，按表7.0.5JGJ145-2004選取； NRk,c：混凝土錐體破壞時的受拉承載力標準值； Rsp：混凝土劈裂破壞受拉承載力分項系數，按表4.2.6JGJ145-2004取2.15； h,sp：構件厚度h對劈裂承載力的影響系數； NRk,c=NRk,c0Ac,N/Ac,N0s,Nre,Nec,Nucr,N其中： NRk,c0=22733.167 對于擴孔型錨栓： c

22、cr,sp=2hef=150 對于膨脹型錨栓： ccr,sp=3hef=225 scr,sp=2ccr,sp=450 c1ccr,sp c2ccr,sp s1scr,sp s2scr,sp Ac,N=(c1+s1+0.5scr,sp)(c2+s2+0.5scr,sp) =(150+90+0.5450)(100+75+0.5450) =186000mm2 Ac,N0=(scr,sp)2 =(450)2 =202500mm2推薦精選 s,N：邊矩c對受拉承載力的降低影響系數，按6.1.7JGJ145-2004采用： s,N=0.7+0.3c/ccr,sp 1 (膨脹及擴孔型錨栓) 6.1.7JGJ

23、145-2004 其中c為邊矩，當為多個邊矩時，取最小值，且需滿足cmincccr,sp，按6.1.11JGJ145-2004： 對于膨脹型錨栓(雙錐體) cmin=3hef 對于膨脹型錨栓 cmin=2hef 對于擴孔型錨栓 cmin=hef s,N=0.7+0.3c/ccr,sp1 =0.7+0.3150/225 =0.91 所以，s,N取0.9。 ec,N=1 ucr,N：未裂混凝土對受拉承載力的提高系數，按規范對于非化學錨栓取1.4，對化學錨栓取2.44； 把上面所得到的各項代入，得： NRk,c=NRk,c0Ac,N/Ac,N0s,Nre,Nec,Nucr,N =22733.1671

24、86000/2025000.90.87511.4 =23021.12N h,sp=(h/2hef)2/3 =(900/2/75)2/3 =3.3021.5 所以，h,sp=1.5 NRk,sp=h,spNRk,c =1.523021.12 =34531.68N NRd,sp=kNRk,sp/Rsp =0.734531.68/2.15 =11242.873NNsdg=9991.939N所以，混凝土劈裂破壞承載力滿足設計要求！000013.7 錨栓鋼材受剪破壞承載力計算 VRd,s=kVRk,s/Rs,V 6.2.2-1JGJ145-2004其中： VRd,s：鋼材破壞時的受剪承載力設計值； VR

25、k,s：鋼材破壞時的受剪承載力標準值； k：地震作用下錨固承載力降低系數，按表7.0.5JGJ145-2004選取； Rs,V：鋼材破壞時的受剪承載力分項系數，按表4.2.6JGJ145-2004選用： Rs,V=1.2fstk/fyk 表4.2.6JGJ145-2004按規范，該系數要求不小于1.25、fstk800MPa、fyk/fstk0.8；對本例， Rs,V=1.2fstk/fyk 表4.2.6JGJ145-2004 =1.2400/240 =2實際選取Rs,V=2；推薦精選 VRk,s=0.5Asfstk 6.2.2-2JGJ145-2004 =0.584.3400 =16860N

26、 VRd,s=kVRk,s/Rs,V =116860/2 =8430NVsdh=1425N所以，錨栓鋼材受剪破壞承載力滿足設計要求！000013.8 混凝土楔形體受剪破壞承載力計算 VRd,c=kVRk,c/Rc,V 6.2.3-1JGJ145-2004 VRk,c=VRk,c0Ac,V/Ac,V0s,Vh,Va,Vec,Vucr,V 6.2.3-2JGJ145-2004在上面公式中： VRd,c：構件邊緣混凝土破壞時的受剪承載力設計值； VRk,c：構件邊緣混凝土破壞時的受剪承載力標準值； k：地震作用下錨固承載力降低系數，按表7.0.5JGJ145-2004選取； Rc,V：構件邊緣混凝土

27、破壞時的受剪承載力分項系數，按表4.2.6JGJ145-2004采用，取1.8； VRk,c0：混凝土理想楔形體破壞時的受剪承載力標準值，按6.2.4JGJ145-2004采用； Ac,V0：單錨受剪，混凝土理想楔形體破壞時在側向的投影面積，按6.2.5JGJ145-2004采用； Ac,V：群錨受剪，混凝土理想楔形體破壞時在側向的投影面積，按6.2.6JGJ145-2004采用； s,V：邊距比c2/c1對受剪承載力的影響系數，按6.2.7JGJ145-2004采用； h,V：邊厚比c1/h對受剪承載力的影響系數，按6.2.8JGJ145-2004采用； a,V：剪切角度對受剪承載力的影響系

28、數，按6.2.9JGJ145-2004采用； ec,V：偏心荷載對群錨受剪承載力的降低影響系數，按6.2.10JGJ145-2004采用； fucr,V：未裂混凝土級錨區配筋對受剪承載力的提高影響系數，按6.2.11JGJ145-2004采用；下面依次對上面提到的各參數計算： c1=112.5mm c2=100mm s,V=0.7+0.3c2/1.5c11 6.2.7JGJ145-2004 =0.7+0.3100/1.5/112.5 =0.8781取： s,V=0.878 VRk,c0=0.45(dnom)0.5(lf/dnom)0.2(fcu,k)0.5c11.5 6.2.4JGJ145-2

29、004其中： dnom：錨栓外徑(mm)； lf：剪切荷載下錨栓有效長度，取lfhef，且lf8d，本處取75mm；推薦精選 VRk,c0=0.45(dnom)0.5(lf/dnom)0.2(fcu,k)0.5c11.5 =0.45(12)0.5(75/12)0.2(25)0.5112.51.5 =13417.695N Ac,V0=4.5c12 6.2.5JGJ145-2004 =4.5112.52 =56953.125mm2 Ac,V=(1.5c1+s2+c2)h 6.2.6-3JGJ145-2004 =(1.5112.5+75+100)900 =309375 h,V=(1.5c1/h)1/31 6.2.8JGJ145-2004 =(1.5112.5/900)1/3 =0.5721取： h,V=1 a,V=1.0 ec,V=1/(1+2eV/3c1)1 =1/(1+20/3/112.5) =1=1 取ec,V=1 按規范6.2.11JGJ145-2004要求，