化学螺栓抗拉力设计值计算

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小北路商务办公楼幕墙工程 后置支座化学锚栓抗拔力设计值

中山盛兴股份有限公司

2010年8月

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1 基本参数 1.1 幕墙所在地区

广州地区；

1.2 地面粗糙度分类等级

本工程按C类地形考虑。

1.3 抗震设防

根据国家规范《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008版)，广州地区地震基本烈度为：7度，地震动峰值加速度为0.1g，由于本工程是标准设防类，因此实际抗震计算中的水平地震影响系数最大值应按本地区抗震设防烈度选取，也就是取：αmax=0.08；

2 幕墙承受荷载计算

本工程绝大部分幕墙支座均使用预埋件，裙楼部分位置幕墙采用后置支座，后置支座受力最大部位为观光电梯外肋式玻璃。

2.1 风荷载标准值的计算方法

幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-2001 2006年版)计算： wk=βgzμzμs1w0 ……7.1.1-2[GB50009-2001 2006年版] 上式中：

wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)； Z：计算点标高：38.55m； βgz：瞬时风压的阵风系数；

根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算)： βgz=K(1+2μf)

其中K为地面粗糙度调整系数，μf为脉动系数

C类场地： βgz=0.85×(1+2μf) 其中：μf=0.734(Z/10)-0.22 对于C类地形，38.55m高度处瞬时风压的阵风系数： βgz=0.85×(1+2×(0.734(Z/10)-0.22))=1.7773 μz：风压高度变化系数；

根据不同场地类型,按以下公式计算：

0.44

C类场地： μz=0.616×(Z/10)

当Z>400m时，取Z=400m，当Z<15m时，取Z=15m； 对于C类地形，38.55m高度处风压高度变化系数： μz=0.616×(Z/10)0.44=1.1154 μs1：局部风压体型系数；

按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3条：验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数μs1： 一、外表面

1.正压区 按表7.3.1采用；

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2.负压区

- 对墙面， 取-1.0 - 对墙角边， 取-1.8 二、内表面

对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。 本计算点为转角位置。

2.2 计算玻璃时的风荷载标准值

计算玻璃时的构件从属面积： A=1.538×5.07=7.79766m2 LogA=0.892

μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA =1.479 μs1=1.479+0.2 =1.679 wk=βgzμzμs1w0

=1.7773×1.1154×1.679×0.0005 =0.001664MPa

2.3 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值

qEAk=βEαmaxGk/A ……5.3.4[JGJ102-2003]

qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； βE：动力放大系数,取5.0；

αmax：水平地震影响系数最大值，取0.08； Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)； A：幕墙构件的面积(mm2)；

2.4 作用效应组合

荷载和作用效应按下式进行组合：

S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk ……5.4.1[JGJ102-2003] 上式中：

S：作用效应组合的设计值；

SGk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值；

Swk、SEk：分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值； γG、γw、γE：各效应的分项系数；

ψw、ψE：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。

上面的γG、γw、γE为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]规定如下： 进行幕墙构件强度、连接件和预埋件承载力计算时： 重力荷载：γG：1.2； 风 荷 载：γw：1.4； 地震作用：γE：1.3； 进行挠度计算时；

重力荷载：γG：1.0； 风 荷 载：γw：1.0；

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地震作用：可不做组合考虑；

上式中，风荷载的组合系数ψw为1.0； 地震作用的组合系数ψE为0.5；

3 全玻璃幕墙大面玻璃荷载的计算

基本参数：

1：计算点标高：38.55m；

2：分格尺寸：宽×高=B×H=1538mm×5070mm； 玻璃板块荷载计算 (1)玻璃板块自重：

GAk：玻璃板块单位面积自重(仅指玻璃)(MPa)； t：玻璃板块厚度(mm)；

γg：玻璃的体积密度(N/mm3)； GAk=γgt

=0.0000256×10 =0.000256MPa

(2)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用：

qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(MPa)； βE：动力放大系数,取5.0；

αmax：水平地震影响系数最大值，取0.08； GAk：玻璃单位面积自重(MPa)；

qEAk=βEαmaxGAk ……5.2.5[JGJ133-2001] =5.0×0.08×0.000256 =0.000102MPa

(3)作用在玻璃上的风荷载及地震作用荷载组合：

用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合： ……5.4.1[JGJ102-2003] q=1.4wk+0.5×1.3qEAk

=1.4×0.001664+0.5×1.3×0.000102 =0.002396MPa Sw+0.5SE标准值组合： qk=wk+0.5qEAk

=0.001664+0.5×0.000102 =0.001715MPa

用于挠度计算时，采用Sw标准值： ……5.4.1[JGJ102-2003]

wk=0.001664MPa

3.1 支座化学锚栓受拉荷载计算

(3)玻璃肋板为简支结构，支座受拉垂直于玻璃面的水平反力为：

R= q×B×H×0.5

=0.002396×1538×5350×0.5 =9860N

每个支座采用4支化学螺栓，每支受拉力设计值为： P=R/4

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=9.86/4=2.46 kN

化学螺栓的现场拉拔试验值P1不应小于设计值的2.15倍，即P1>2.15×2.46=5.30 kN