1、南山寶灣物流中心（室內石材計算）二零一七年三月第一章 室內石材系統結構計算一、計算說明本章計算的是室內石材系統，石材采用 25mm 厚石材，龍骨根據室內圈梁位置斷開，龍骨最大跨度 3.9m，間隔 1.0m 布置，立柱采用 F100x50x5 鋼，橫梁采用 L50x5，材質均為 Q235B，計算標高取 10m，石材最大分格 1500×810mm。在剪力墻位置，由于石材完成面距結構面較遠，采用轉接件加斜撐的布置形式，詳見節點圖。二、荷載計算標高為 10.0m 處風荷載計算W0:基本風壓kN/m2W0=0.75gz: 10m 高處陣風系數(按C 類區計算): (GB50009-2012)，

2、gz=2.05z:10m 高處風壓高度變化系數(按 C 類區計算):(GB50009-2012)，z=0.65sl:室內局部風壓體型系數，取 0.2 負壓，sl=-0.2風荷載標準值:Wk=gz×z×sl×W0(GB50009-2012)=2.05×0.65×0.2×0.75=0.20 kN/m2三、石材面板強度校核:1石材板強度校核用 25mm 石材，其抗彎強度標準值為：8.0N/mm2石材板抗彎強度設計值：3.70N/mm2石材板抗剪強度設計值：1.90N/mm2校核依據：=3.700N/mm2Ao: 石材板短邊長：0.600mB

3、o:石材板長邊長：1.200ma:計算石材板抗彎所用短邊長度: 0.600mb:計算石材板抗彎所用長邊長度: 0.910mt:石材板厚度: 25.0mm2GAK:石材板自重=700.00N/mm1:四角支承板彎矩系數, 按短邊與長邊的邊長比(a/b=0.659)查表得: 0.1360風荷載標準值: 0.200kN/m2Wk:垂直于平面的分布水平作用:作用 (kN/m2)qEAk: 垂直于幕墻平面的分布水平qEAk=5×max×GAK=5×0.080×700.000/1000=0.280kN/m2荷載組合設計值為：Sz=1.4×Wk+1.3

4、15;0.5×qEAk=0.462kN/m2應計值為：232=6×m1×Sz×b ×10 /t=6×0.1360×0.462×0.9102×103/25.02=0.499N/mm20.499N/mm23.700N/mm2強度可以滿足要求四、立柱計算幕墻立柱按簡支梁力學模型進行設計計算：1 荷載計算(1)風荷載均布線荷載設計值(矩形分布)計算qw:風荷載均布線荷載設計值(kN/m)B: 幕墻分格寬: 1.000mqw=W×B=0.28×1.0=0.28 kN/m(2)荷載計算作用設計值(

5、KN/m2):qEA:幕墻構件(包括面板和框)的平均自重: 800N/m2GAk:垂直于幕墻平面的均布水平作用標準值:作用標準值 (kN/m2)qEAk: 垂直于幕墻平面的均布水平qEAk=5×max×GAk=5×0.080×800.000/1000=0.320 kN/m2E: 幕墻作用分項系數: 1.3qEA=1.3×qEAk=1.3×0.320=0.416 kN/m2qE：水平作用均布線作用設計值(矩形分布)qE=qEA×B=0.416×1.000=0.416 kN/m(3)立柱彎矩:Mw:風荷載作用下立柱彎矩

6、(kN.m)qw: 風荷載均布線荷載設計值: 0.280(kN/m)Hsjcg: 立柱計算跨度: 3.900m2Mw=qw×Hsjcg /8=0.280×3.9002/8=0.532 kN·mME:作用下立柱彎矩(kN·m):2ME=qE×Hsjcg /8=0.416×3.9002/8=0.791kN·mM: 幕墻立柱在風荷載和作用下產生彎矩(kN·m)采用 SW+0.5SE 組合M=Mw+0.5×ME=0.532+0.5×0.791=0.928kN·m=927810.000Nmm2

7、選用立柱型材的截面特性3 幕墻立柱的強度計算2校核依據: N/An+Mx/(x×Wnx)+My/(y×Wny)fs=215.0N/mm (拉彎構件) (GB 50017-20035.2.1)B: 幕墻分格寬: 1.000m幕墻自重: 800N/m2GAk:幕墻自重線荷載:Gk=800×B/1000=800×1.000/1000=0.800kN/mNk:立柱受力:Nk=Gk×L=0.800×3.900=3.120kNN: 立柱受計值:rG:結構自重分項系數:1.2N=1.2×Nk=1.2×3.120=3.744kN=

8、3744.000N: 立柱計算強度(N/mm2)(立柱為拉彎構件)=N/An+Mx/(x×Wnx)+My/(y×Wny)(GB 50017-20035.2.1)=N/An+Mx/(x×Wnx)=3744.000/140000.000.000/(1.05×34730.000)=25.470N/mm225.470N/mm2 < f =215.0N/mm2s立柱強度滿足4幕墻立柱的剛度計算校核依據:dfL/250(GB/T 21086-2007)df: 立柱最大撓度Du: 立柱最大撓度與其所在支承跨度(支點間的距離)比值，即相對撓度:L: 立柱計算跨度:

9、 3.900m4df=5×qWk×Hsjcg ×1000/(384×2.1×Ix)=1.652mmDu=df/(L×1000)=1.652/(3.900×1000)=1/23601/2360 < 1/250撓度可以滿足要求！五、立柱與主結構連接1 連接處荷載計算Hsjcg:立柱計算跨度, 3.900mB:立柱分格寬度, 1.000m采用 SG+SW+0.5SE 組合 風荷載計算N1wk: 連接處風荷載總值(N):N1wk=Wk×B×Hsjcg×1000=0.200×1.000&#

10、215;3.900×1000=780.0N連接處風荷載設計值(N) :N1w=1.4×N1wk=1.4×780.0=1092.0N作用計算N1Ek: 連接處作用(N):N1Ek=qEAk×B×Hsjcg×1000=0.320×1.000×3.900×1000=1248.0NN1E: 連接處作用設計值(N):N1E=1.3×N1Ek=1.3×1248.0=1622.4N連接處總合力計算N1: 連接處水平總力(N):N1=N1w+0.5×N1E=1092.0+0.5×1

11、622.4=1903.2NN2k:連接處自重總值(N):N2k=800×B×Hsjcg=800×1.000×3.900=3120.0NN2: 連接處自重總值設計值(N):N2=1.2×N2k=1.2×3120.0=3744.0N取法向設計值 N:1903 N，剪計值 V:3744 N石材龍骨距剪力墻 1250mm，轉接件采用 F100x50x5 鋼，在轉接件下方 600mm 距離加 L50x5 斜撐，使用 SAP2000 軟件計算轉接件根部反力。施加反力強度校核轉接件的應力比為 0.267，斜撐的應力比為 0.203，均小于 1.0，

12、所以強度滿足要求！支座反力轉接件為 F100x50x5 鋼，取焊縫高度 5mm，計算焊高為 3.5mm，焊縫受力為軸力 N=10600N，剪力 V=2590N，彎矩 M=420000N.mm 焊縫參數截面見下圖焊縫應力校核：s = N + M= 10600 + 420000 = 23.2MPaAW109930883254t = 0.12MPa ，均小于 160MPa，焊縫強度滿足要求！1939六、橫梁計算幕墻橫梁計算簡圖如下圖所示：1選用橫梁型材的截面特性2幕墻橫梁的強度計算校核依據:Mx/(x×Wnx)+My/(y×Wny)fs=215.0(GB50017-20034.1

13、.1)橫梁上分格高: 0.600m橫梁下分格高: 0.600mH橫梁受荷單元高(應為上下分格高之和的一半):0.600ml橫梁跨度,l=1.000m面板在橫梁上的安裝方式:非吊掛方式橫梁受力方式:兩點集中受力(1)橫梁在自重作用下的彎矩(kN·m)2GAk: 橫梁自重,800N/mGk: 橫梁自重荷載線分布均布荷載標準值(kN/m):橫梁自重受荷按上分格高: 0.600mGk=800×H/1000=800×0.600/1000=0.480kN/mG: 橫梁自重荷載線分布均布荷載設計值(kN/m)G=1.2×Gk=1.2×0.480=0.576k

14、N/mN2k:橫梁自重荷載標準值(kN)N2k=Gk×l=0.480×1.000=0.480KNN2:橫梁自重荷載設計值(kN)N2=G×l=0.576×1.000=0.576KNMy: 橫梁在自重荷載作用下的彎矩(kN·m)x:支撐點到橫梁端點距離,150mmMy=N2×(x/1000)/2=0.576×(150.000/1000)/2=0.043kN·m(2)橫梁在風荷載作用下的彎矩(kN·m)Nxw:風荷載作用下橫梁集中力標準值（集中分布）:Nxw=Wk×H×B×(1-

15、H/B/2)/2=0.200×0.600×1.000×(1-0.600/(1.000×2)/2=0.042kNNw: 風荷載作用下橫梁集中計值:Nw=1.4×Nxw=1.4×0.042kN=0.059kNx:支撐點到橫梁端點距離,150mmMxw: 橫梁在風荷載作用下的彎矩(kN·m)Mxw=Nw×(x/1000)=0.059×(150.000/1000)=0.009kN·m=8820.000Nmm(3)作用下橫梁彎矩qEAk:橫梁平面外作用:E: 動力放大系數: 5max:影響系數最大值: 0

16、.0802GAk: 幕墻構件自重:800 N/mqEAk=5×max× 800/1000=5×0.080× 800/1000=0.320kN/m2qex:水平作用最大集度標準值B: 幕墻分格寬: 1.000m水平作用下橫梁集中力標準值Qex=qEAk×H×B×(1-H/B/2)/2=0.320×0.600×1.000×(1-0.600/(1.000×2)/2=0.067kN水平作用下橫梁集中計值QE=1.3×Qex=1.3×0.067kN=0.087kNMxE:作用

17、下橫梁彎矩:MxE=QE×(x/1000)=0.087×(150.000/1000)=0.013kN·m=13104.000Nmm(4)橫梁強度: 橫梁計算強度(N/mm2):采用 SG+SW+0.5SE 組合Mx:橫梁同一截面處繞 x 軸的彎矩:Mx=SW+0.5SE=8820.000+0.5×13104.000=15372.000NmmMy:橫梁同一截面處繞 y 軸的彎矩:My=43200.000Nmm對 x 軸的凈截面模量: 3130.000mm3Wnx:3Wny: 對 y 軸的凈截面模量: 3130.000mm截面塑性發展系數:x=1.00截面塑

18、性發展系數: y=1.00=Mx/(x×Wnx)+My/(y×Wny)=15372.000/(1.00×3130.000).000/(1.00×3130.000)18.713N/mm2 < f =215.0N/mm2s橫梁正應力強度可以滿足七、橫梁與立柱連接件計算1連接部位荷載計算連接部位水平荷載計算N1: 連接部位受總剪力:采用 Sw+0.5SE 組合N1=(Qw+0.5×QE)×1000=(0.059+0.5×0.087)×1000=102.480N連接部位豎向荷載計算Gk:橫梁自重線荷載(N/m):Gk=800×H=800×0.600=480.000N/mG:橫梁自重線荷載設計值(N/m)G=1.2×Gk=1.2×480.000=576.000N/mN2: