=0.542<1
混凝土能够满足要求！
十、幕墙预埋件焊缝计算
法向力设设计值N:11969.9N
剪力设计值V:2332.8N
弯矩M:163296.0N·mm
焊缝参数：
焊接形式：L型围焊
水平焊缝长度Lx:56.0mm
竖直焊缝长度Ly:90.0mm
焊角高度hf:6.0mm
角焊缝的计算厚度:he=0.707×hf=4.2mm
焊缝特性参数计算:
有效面积:
A=he×(Lx-2×hf)+he×(Ly-2×hf)
=4.2×(56.0-2×6.0)+4.2×(90.0-2×6.0)
=517.5mm2
形心到竖直焊缝轴线距离:
dx=(Lx-2×hf)×(Lx-he)/(2×(Lx-2×hf+Ly-2×hf))
=(56.0-2×6.0)×(56.0-4.2)/(2×(56.0-2×6.0
+90.0-2×6.0))
=9.3mm
形心到水平焊缝轴线距离:
dy=(Ly-2×hf)×(Ly-he)/(2×(Lx-2×hf+Ly-2×hf))
=(90.0-2×6.0)×(90.0-4.2)/(2×(56.0
-2×6.0+90.0-2×6.0))
=27.4mm
Ix=he×[(Lx-2×hf)×dy2+he2×(Lx-2×hf)/12+(Ly-2×hf)3/12+(Ly-2×hf)×((Ly-he)/2-dy)2]
=4.2×[(56.0-2×6.0)×27.42+4.22×(56.0-2×6.0)/12+(90.0
-2×6.0)3/12+(90.0-2×6.0)×((90.0-4.2)/2-27.4)2]
Ix=he×[(Lx-2×hf)×dy2+he2×(Lx-2×hf)/12+(Ly-2×hf)3/12+(Ly-2×hf)×((Ly-he)/2-dy)2]
=4.2×[(56.0-2×6.0)×27.42+4.22×(56.0-2×6.0)/12+(90.0
-2×6.0)3/12+(90.0-2×6.0)×((90.0-4.2)/2-27.4)2]
Iy=he×[(Ly-2×hf)×dx2+he2×(Ly-2×hf)/12+(Lx-2×hf)3/12+(Lx-2×hf)×((Lx-he)/2-dx)2]
=4.2×[(90.0-2×6.0)×9.32+4.22×(90.0-2×6.0)/12+(56.0
-2×6.0)3/12+(56.0-2×6.0)×((56.0-4.2)/2-9.3)2]
=110528.3mm4
J=Ix+Iy
=387439.5+110528.3
=497967.7mm4
根据《钢结构设计规范》GB50017-2003 公式7.1.3-1、7.1.3-2和7.1.3-3计算
βf:角焊缝的强度设计值增大系数，取值为:1.22
σm:弯矩引起的正应力：
σm=M×(LX-(dx+he/2))/J
=163296.0×(56.0-(9.3+4.2/2))/497967.7
=14.608N/mm2
σn:正应力
σn=N/A
=11969.9/517.5
=23.129N/mm2
τM:弯矩引起的剪应力:
τM=M×(Ly-(dy+he/2))/J
=163296.0×(90.0-(27.4+4.2/2))/497967.7
=19.828N/mm2
τV:剪力引起的剪应力:
τV=V/A
=2332.800/517.524
=4.508N/mm2
总正应力σf=σM+σN
=37.737N/mm2
总切应力τf=τM+τV
=24.335N/mm2
角焊缝强度设计值ffw= 160.000N/mm2
强度校核：
((σf/βf)2+τf2)0.5
=((37.737/1.22)2+24.3352)0.5
=39.357 N/mm2≤160.000 N/mm2
焊缝强度可以满足！
十一、幕墙横梁计算
幕墙横梁计算简图如下图所示：
1. 选用横梁型材的截面特性:
选用型材号: XC1\F40X40X4
选用的横梁材料牌号: Q235 d<=16
横梁型材抗剪强度设计值: 125.000N/mm2
横梁型材抗弯强度设计值: 215.000N/mm2
横梁型材弹性模量: E=2.05×105N/mm2
Mx横梁绕截面X轴(平行于幕墙平面方向)的弯矩(N.mm)
My横梁绕截面Y轴(垂直于幕墙平面方向)的弯矩(N.mm)
Wnx横梁截面绕截面X轴(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩: Wnx=6.105cm3
Wny横梁截面绕截面Y轴(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩: Wny=6.104cm3
型材截面积: A=5.671cm2
γ塑性发展系数，可取1.00
2. 幕墙横梁的强度计算:
校核依据: Mx/γWnx+My/γWny≤f=215.0
横梁上分格高: 1.200m
横梁下分格高: 1.200m
H----横梁受荷单元高(应为上下分格高之和的一半): 1.200m
l----横梁跨度,l=1200mm
(1)横梁在自重作用下的弯矩(kN·m)
GAk: 横梁自重: 450N/m2
Gk: 横梁自重荷载线分布均布荷载标准值(kN/m):
横梁自重受荷按上单元高: 1.200m
Gk=450×H/1000
=450×1.200/1000
=0.540kN/m
G: 横梁自重荷载线分布均布荷载设计值(kN/m)
G=1.2×Gk
=1.2×0.540
=0.648kN/m
My: 横梁在自重荷载作用下的弯矩(kN·m)
My=G×B2/8
=0.648×1.2002/8
=0.117kN·m
(2)横梁在风荷载作用下的弯矩(kN·m)
风荷载线分布最大集度标准值(三角形分布)
qwk=Wk×B
=1.812×1.200
=2.174kN/m
风荷载线分布最大集度设计值
qw=1.4×qwk
=1.4×2.174
=3.044kN/m
Mxw: 横梁在风荷载作用下的弯矩(kN·m)
Mxw=qw×B2/12
=3.044×1.2002/12
=0.365kN·m
(3)地震作用下横梁弯矩
qEAk: 横梁平面外地震作用:
βE: 动力放大系数: 5
αmax: 地震影响系数最大值: 0.160
GAk: 幕墙构件自重: 450 N/m2
qEAk=5×αmax× 450/1000
=5×0.160× 450/1000
=0.360kN/m2
qex: 水平地震作用最大集度标准值
B: 幕墙分格宽: 1.200m
水平地震作用最大集度标准值(三角形分布)
qex=qEAk×B
=0.360×1.200
=0.432KN/m
qE: 水平地震作用最大集度设计值
γE: 地震作用分项系数: 1.3
qE=1.3×qex
=1.3×0.432
=0.562kN/m
MxE: 地震作用下横梁弯矩:
MxE=qE×B2/12
=0.562×1.2002/12
=0.067kN·m
(4)横梁强度:
σ: 横梁计算强度(N/mm2):
采用SG+SW+0.5SE组合
Wnx: 横梁截面绕截面X轴的净截面抵抗矩: 6.105cm3
Wny: 横梁截面绕截面Y轴的净截面抵抗矩: 6.104cm3
γ: 塑性发展系数: 1.00
σ=103×My/(1.00×Wny)+103×Mxw/(1.00×Wnx)+0.5×103×MxE/(1.00×Wnx)
=84.468N/mm2
84.468N/mm2 < ｆa=215.0N/mm2
横梁正应力强度可以满足
3. 幕墙横梁的抗剪强度计算:
校核依据: τx=Vy×Sx/(Ix×tx)≤125.0N/mm2
校核依据: τy=Vx×Sy/(Iy×ty)≤125.0N/mm2
Vx----横梁竖直方向(X轴)的剪力设计值N；
Vy----横梁水平方向(Y轴)的剪力设计值N；
Sx----横梁截面计算剪应力处以上(或下)截面对中性轴(X轴)的面积矩=3.810cm3；
Sy----横梁截面计算剪应力处左边(或右边)截面对中性轴(Y轴)的面积矩=3.810cm3；
Ix----横梁绕截面X轴的毛截面惯性矩=12.209cm4；
Iy----横梁绕截面y轴的毛截面惯性矩=12.208cm4；
tx----横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度=6.0mm；
ty----横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度=7.0mm；
f----型材抗剪强度设计值=125.0N/mm2；
(1)Qwk: 风荷载作用下横梁剪力标准值(kN)
Wk: 风荷载标准值: 1.812kN/m2
B: 幕墙分格宽: 1.200m
风荷载呈三角形分布时：
Qwk=Wk×B2/4
=1.812×1.2002/4
=0.652kN
(2)Qw: 风荷载作用下横梁剪力设计值(kN)
Qw=1.4×Qwk
=1.4×0.652
=0.913kN
(3)QEk: 地震作用下横梁剪力标准值(kN)
地震作用呈三角形分布时：
QEk=qEAk×B2/4
=0.360×1.2002/4
=0.130kN
(4)QE: 地震作用下横梁剪力设计值(kN)
γE: 地震作用分项系数: 1.3
QE=1.3×QEk
=1.3×0.130
=0.168kN
(5)Vy: 横梁水平方向(y轴)的剪力设计值(kN):
采用Vy=Qw+0.5QE组合 |
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