石材幕墙T挂件计算Word文档格式.doc
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0.85=0.68KN/m2
2、幕墙玻璃面板承受的垂直于幕墙平面的分布水平地震荷载设计值计算
rE：
地震荷载作用效应分项系数，取rE=1.3
qE：
垂直于幕墙平面的分布水平地震作用设计值
qE=rE·
qEK=1.3×
0.68=0.884KN/m2
五、荷载组合
1、风荷载和水平地震作用组合面荷载标准值计算
ψW：
风荷载作用效应组合系数，取ψW=1.0
按《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001第5.1.7条规定
ψE：
地震荷载作用效应组合系数，取ψE=0.6
qK=ψW·
WK+ψE·
qEK
=1.0×
1.466+0.6×
0.68
=1.874KN/m2
2、风荷载和水平地震作用组合面荷载设计值计算
q=ψW·
W+ψE·
qE
2.052+0.6×
0.884
=2.582KN/m2
第二章、石材面板计算
石材面板选用25mm厚的花岗岩石材。
石材幕墙的分格尺寸为：
石材分格宽度a=1200mm，石材分格高度b=1000mm。
因石材面板采用四个T挂件支撑，所以石材面板的计算采用短槽支撑的石材面板计算模型。
二、石材面板强度校核
（一）花岗石板的强度设计值
fg1=fgm/2.15=8/2.15=3.721
fg2=fgm/4.30=8/4.30=1.860
fg1：
花岗石板抗弯强度设计值（Mpa）
fg2：
花岗石板抗剪强度设计值（Mpa）
fgm：
花岗石板弯曲强度平均值（Mpa）
《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001第3.2.2条规定花岗石板材的弯曲强度应经决定检测机构检测确定，弯曲强度不应小于8.0Mpa。
所以本工程按不小于8.0Mpa取值。
（二）石材面板弯曲强度校核
1、校核依据：
≤fg1=3.721N/mm2。
《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001第5.5.4条规定
2、石材面板产生的弯曲强度
m：
四点支撑石材面板弯矩系数
由==0.9
查《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001附录B表B.0.2，得m=0.1494
t：
石材计算厚度，取t=25mm
b0：
四点支撑板的计算长边边长，b0=1000mm
q：
风荷载和水平地震作用组合面荷载设计值，q=2.582KN/m2
=
=3.703N/mm2＜fg1=3.721N/mm2
石材面板强度符合规范要求。
（三）石材槽口抗剪强度校核
本工程石材槽口按对边开槽设计，所以石材槽口剪应力计算按对边开槽计算。
≤fg2=1.860N/mm2。
《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001第5.5.7条规定
2、石材槽口剪切强度
c:
槽口宽度c=7mm
s:
单个槽底总长度（mm），矩形槽底总长度取为槽长加上槽深的两倍，弧型槽取为圆弧总长度。
本工程采用弧型槽，槽长为105mm。
n:
一个连接边上T挂件数量。
n=2
β:
应力调整系数，查《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001表5.5.5，
得β=1.25
=1.024N/mm2＜fg2=1.860N/mm2
石材槽口抗剪强度符合规范要求
第三章、石材幕墙横梁计算
石材幕墙的横梁选用50x4等边角钢，根据构造做法，每根幕墙横梁简支在立柱上，双向受力，属于双弯构件，需对横梁进行强度和挠度校核，此外计算横梁抗扭剪切强度。
横梁的计算长度B=1200mm。
横梁承受竖向的自重荷载和水平方向上的风和地震的组合荷载。
二、力学模型
幕墙的荷载由横梁和立柱承担。
横梁采用简支梁力学模型，石材面板受到的水平方向的荷载和自重荷载，水平面荷载和竖向面荷载先传递到T挂件，然后通过T挂件以集中荷载方式传递到横梁。
计算简图如图：
计算公式如下：
支座反力：
RA=RB=P
最大弯矩：
MMAX=P×
a
最大挠度：
uMAX=
三、荷载计算
1、横梁承受的竖直方向面荷载
标准值GGK=0.85KN/m2
设计值GG=1.02KN/m2
2、横梁承受的水平方向面荷载
标准值qK=1.466KN/m2
设计值q=2.052KN/m2
3、横梁承受的竖直集中荷载
标准值：
PK竖向===0.51KN
设计值P竖向===0.612KN
4、横梁承受的水平集中荷载
PK水平===0.880KN
设计值P水平===1.231KN
5、竖直荷载作用最大弯矩
MX=P竖向×
a=0.612×
0.15=0.092KN·
m
6、横梁承受的水平线荷载产生的弯矩
MY=P水平×
a=1.231×
0.15=0.185KN·
四、横梁截面参数
横梁截面积A=385.5mm2
中性轴惯性矩IX=90376.5mm4
中性轴到最外缘距离YXmax=36.3mm
X轴抵抗矩WX=2491.9mm3
中性轴惯性矩IY=9036.5mm4
中性轴到最外缘距离Ymax=36.3mm
Y轴抵抗矩WY=2491.9mm3
塑性发展系数υ=1.05
五、横梁强度校核
校核依据：
≤=215N/mm2
`
=105.9N/mm2＜=215N/mm2
横梁强度满足设计要求。
六、横梁抗剪强度校核
Vh：
横梁水平方向上的剪力设计值
τh：
横梁承受的水平荷载产生的剪应力
Awh：
横梁水平方向上腹板截面面积（mm2）
Vy：
横梁竖直方向上的剪力设计值
τy：
横梁承受的水竖向自重荷载产生的剪应力
Awy：
横梁竖直方向上腹板截面面积（mm2）
fsv：
Q235B钢抗剪强度设计值。
《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001第5.6.4条规定
2、水平方向产生的剪应力
=1.231KN
τh=
=
=9.59N/mm2＜=125N/mm2
3、水平方向产生的剪应力
=0.612KN
τY=
=4.768N/mm2＜=125N/mm2
横梁抗剪强度满足设计要求。
七、横梁抗扭计算
1、校核依据：
τmax≤=125N/mm2
2、计算说明
横梁由于竖向荷载和水平荷载不通过其型心，所以，对横梁产生扭矩效应，需对此进行验算。
3.荷载计算
P水平=1.231KN
P竖向=0.612KN
ex：
竖向荷载到角钢型心的距离，ex=68.8mm
ey：
水平荷载到角钢型心的距离，ey=16.2mm
M:
集中荷载传给横梁的转矩
M1=M2=P水平×
ey+P竖向×
ex
=1231×
16.2+612×
68.8
=62047.8N·
IK：
角钢抗扭惯性矩
δ：
所求点的截面厚度4mm
b:
角钢腹板长度b1=b2=48mm
l：
横梁长度，取l=1500mm
MK：
横梁受到的最大扭矩
简支梁所受扭矩模型如下图所示：
通过计算得
MKMAX=M1=62047.8N·
4、横梁抗扭计算
τmax：
扭矩产生的最大剪力
τmax=
=121.8N/mm2＜=125N/mm2
八、横梁挠度校核
钢横梁承受的最大挠度应不大于H/300，且不大于15mm。
《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001第5.6.5条规定
2、由竖直集中荷载引起的挠度
=0.71mm＜15mm
=0.71mm＜L/300=1200/300=4mm
3、由水平集中荷载引起的挠度
=1.225mm＜15mm
=1.225mm＜L/300=1200/300=4mm
横梁刚度符合设计要求。
经过以上计算得知，横梁的各项性能满足设计要求。
第四章、石材幕墙立柱计算
立柱选用80x60x4镀锌方钢管，立柱计算模型为悬挂体系，立柱在组合荷载的作用下，产生弯曲、剪切等效应。
立柱高度H=3000mm,幕墙横向计算分格宽度B=1200mm。
立柱的力学模型按悬挂体系设置，立柱受到的荷载按承受水平方向的组合荷载和自重荷载考虑。
为简化计算，立柱的水平荷载按均布的水平线荷载计算。
三、荷载作用值
1、立柱承受的竖直方向面荷载
2、立柱承受的水平方向面荷载
3、立柱承受的水平线荷载
标准值q线k=qK×
B=1.466×
1.2=1.760KN/m
设计值q线=q×
B=2.052×
1.2=2.462KN/m
4、立柱所受的弯矩
M=0.125q线·
H2=0.125×
2.462×
3.02=2.770KN·
5、受力最不利处立柱承受的偏心拉力设计值（立柱中心处）
N=GG×
B×
H/2=1.02×
1.2×
3/2=1.836KN
四、立柱截面参数
立柱截面积A0=1015mm2
X轴惯性矩IX=879050mm4
X轴到最外缘距离YX=40mm
X轴抵抗矩WX=21975mm3
塑性发展系数γ=1.05
五、立柱强度校核
校核依据≤=215N/mm2
《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001第5.7.6条规定
=121.8N/mm2＜=215N/mm2
立柱强度满足设计要求。
六、立柱挠度校核
立柱承受的最大挠度应不大于H/300，且不大于15mm。
《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001第5.7.10条规定
u=
=10mm≤15mm
u=10mm≤H/300=3000/300=10mm
立柱挠度满足设计要求。
经过以上计算得知，立柱的各项性能要求满足设计要求。
第五章、主要幕墙连接附件计算
石材幕墙的附件主要计算以下部分：
T挂件部分
1.不锈钢T挂件的强度计算
2.连接不锈钢T挂件与角钢横梁的M6不锈钢螺栓校核
横梁部分
1.连接钢转接件和镀锌方钢立柱的M6不锈钢螺栓校核
立柱与钢转接件连接部分
1．连接钢转接件和镀锌钢立柱的M12不锈钢螺栓校核
2．4mm厚钢垫片承压计算
3．点焊承载力计算
钢转接件计算（当钢转接件外挑250mm以上时计算）
钢转接件与埋件连接部分
1.连接钢转接件与埋件的M12不锈钢螺栓计算
预埋件计算
二、不锈钢T挂件计算
1、计算说明
不锈钢T挂件承受石材板块的自重荷载和水平方向的风和地震的组合荷载。
不锈钢T挂件主要计算强度。
在进行计算时，假设角钢横梁是刚性的，即无变形。
不锈钢T挂件材质选用奥氏体不锈钢304，抗剪强度设计值fslv为140N/mm2，抗拉强度设计值fslt为180N/mm2。
2、计算模型如下图所示
3、荷载计算
集中荷载设计值P竖向===0.5KN
集中荷载设计值P水平=q×
0.6×
1=2.582×
1=1.550KN
4、不锈钢T挂件翼缘板抗剪强度计算
==7.75N/mm2＜fslv=140N/mm2
5、不锈钢T挂件支点处5mm厚板强度计算
不锈钢T挂件支点处5mm厚板受到拉力、剪力和弯矩作用，不锈钢T挂件5mm厚板仅进行基本强度校核即可，既τ≤fslv=140N/mm2，σ≤fslt=180N/mm2
断面参数：
截面积A=135mm2
中性轴惯性矩IX=281mm4
中性轴到最外缘距离YXmax=2.5mm
X轴抵抗矩WX=112.5mm3
中性轴惯性矩IY=17651mm4
中性轴到最外缘距离Ymax=17.5mm
Y轴抵抗矩WY=112.5mm3
拉力：
N=P水平=1.550KN
弯矩：
M=P竖向×
0.0325=0.5×
0.0325=0.00163KN·
剪力：
T=P竖向=0.5KN
=3.7N/mm2≤fslv=140N/mm2
σ=
=
=25.97N/mm2≤fslt=180N/mm2
6、连接不锈钢T挂件与角钢横梁的M6不锈钢螺栓校核
M6不锈钢螺栓需计算由于自重荷载产生的拉力和水平荷载产生的剪力。
以不锈钢T挂件和角钢横梁处作为支点计算。
拉力：
N
V
根据ΣM=0有
N×
20=P竖向×
32.5
所以N=
V=P水平=1.550KN
M6螺栓校核
A0:
M6不锈钢螺栓有效面积,取A0=20.1mm2
:
单个螺栓的抗拉承载力：
==14070N＞N=812.5N
nV:
剪切面，单剪时，取nV=1
单个螺栓的抗剪承载力：
==4924.5N＞V=1550N
M6螺栓的设计符合设计要求。
三、横梁部分
横梁连接附件部分主要计算连接螺栓是否满足设计要求。
竖直方向支座反力R1=P竖向===0.5KN
竖直方向支座反力R2=P水平=q×
1=1.550KN
4、连接钢转接件和镀锌方钢立柱的M6不锈钢螺栓校核
M6不锈钢螺栓承受的剪力V为：
V===1.629KN
==4924.5N＞V=1629N
按《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001第5.6.6条规定，螺栓数量取为2个。
四、立柱与钢转接件连接部分
计算宽度B=1.200m，高度H=3.0m。
钢角码采用Q235B结构钢尺寸为110×
70×
8×
100mm，立柱的固定方式为双系点，即两侧均用钢角码夹持，
用2个M12奥氏体不锈钢螺栓A2-70连接。
该部分参考
第五章石材幕墙立柱计算中力学模型说明。
2、荷载计算
N1:
M12不锈钢螺栓竖直方向承受的荷载（自重荷载）
N1=GG×
H=1.02×
3=3.672KN
N2:
M12不锈钢螺栓水平方向承受的荷载（风和地震组合荷载）
N2=q线·
L=2.462×
3=7.386KN
V:
M12不锈钢螺栓承受的剪力大小为
V===8.248KN
3、M12螺栓计算
M12不锈钢螺栓有效面积,取A0=84.3mm2
:
每个螺栓的承载力
==41307N＞V=8248N
根据构造要求，采用2个M12不锈钢螺栓。
4、4mm厚钢垫片局部抗压承载力
d:
M12不锈钢螺栓孔径，取d=12mm
t:
单片钢垫片的厚度，取t=4mm
∑t:
钢垫片的总壁厚
∑t=2×
t=2×
4=8mm
钢垫片局部承压能力
==12×
320=30720N＞V=8248N
5.点焊承载力计算
根据《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GBJ18-87
第3.2.5条电阻点焊每个焊点的抗剪设计承载力应按表3.2.5采用
表中3.5mm厚钢板每个焊点的抗剪设计承载力为NVS=12.6KN
需焊点的个数：
N=V/NVS=8248/12600=0.65个
即一个焊点即满足设计要求
立柱与钢角码连接设计符合设计要求。
五、钢角码与埋件连接计算
1、计算模型
幕墙的重力作用点距支座距离a=105mm，每个钢角码采用1个M12螺栓与埋件连接，螺栓到连接件最边缘垂直距离d2=50mm。
M12不锈钢螺栓需计算由于水平荷载和自重荷载产生的拉力和自重荷载产生的剪力。
以钢转接件下端作为支点计算。
M
ΣM=0
N===15.097KN
V=N1=3.672KN
两个螺栓的承载力
==41307N＞V=3672N
两个螺栓的抗拉承载力
=2×
84.3×
320=53952N＞N=15097N
M12不锈钢螺栓设计符合要求。
第六章、预埋件计算
本工程主体结构采用混凝土强度等级为C30，幕墙采用平板槽式埋件。
埋件主要受到拉力、剪力和弯矩作用。
受力简图如下图所示。
二、荷载计算
1、石材幕墙自重传给埋件的剪力
V=GG×
H=1.02×
2、水平荷载传给埋件的拉力
N=q线·
3、由于自重产生的弯矩
M=V×
0.105=3.672×
0.105=0.368KN·
三、预埋件计算
1、锚筋最小截面积计算
当有剪力、法向拉力、弯矩共同作用时，锚筋面积按下式计算，并应大于其最大值：
式中：
V：
剪力设计值V=3.672KN
N：
法向拉力N=7.386KN
M：
弯矩设计值M=0.368KN·
αr：
钢筋层数影响系数αr=1
αV：
锚筋受剪承载力系数αV=
=
=0.67＜0.7
取αV=0.67
d：
锚筋直径d=12mm
锚板厚度t=10mm
αb：
锚板弯曲变形折减系数αb=
=0.81
Z：
外层锚筋中心线之间的距离Z=130mm
：
C30混凝土轴心受压强度设计值=15N/mm2
=63mm2
=65mm2
所需锚筋最小截面积为65mm2。
2、预埋件锚筋确定（选择4φ12）
锚筋总面积为
4×
114=452.4mm2＞65mm2
预埋件锚筋截面积满足设计要求。
工程计算书第18页共18页
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