石材幕墙设计计算

3 2
fv 125N mm 角钢长度 L 1200mm
2
角钢尺寸
H 600mm
B1 B B2
L
q
2.2-2 、荷载计算 1 、风荷载计算
基本风压 o 0.55KPa

风压标准值计算
风压标准值 Wk 1.0KPa qk Wk H qk 0.6 N mm
2 2
wk
wk 0.5 MPa

垂直于板面方向地震作用在板中产生的最大弯曲应力标准值
地震荷载作用下的最大弯曲应力标准值 6mo qEk bL tg
2 2
Ek
Ek 0.16 MPa

风荷载、地震荷载和温度变化作用下的最大弯曲应力组合
风荷载分项系数 w 1.4 应力组合 地震荷载分析系数 E 1.3 温度作用分析系数 T 1.2 地震荷载的组合系数 E 0.6 弯曲强度设计值 ft 3.72 MPa 因此 温度荷载的组合系数 T 0.2

a fv "OK!满足要求！"

2.1-5 、挂件（钩）承受的应力验算
挂件承受的剪应力验算
挂件的厚度 t metal 4mm 挂件的长度 Lmetal 40mm 挂件的剪切强度设计值 fm_v 81.2MPa 所以， 挂件的剪切面积 Ap t metal Lmetal Ap 160 mm
2-7
2.石材幕墙计算
角钢材料 石材 分格尺寸
弹性模量 Esteel 206000N mm 石材板厚度 t g 28 mm 石材体积密度 g 28KN m 石材板高度
3 2
强度设计值 fy 215N mm 泊松比 0.3 角钢体积密度 st 78.5KN m 石材板宽度 B 900mm
5 2
最大竖向弯矩设计值


M v
1 8
L Gcw Gmullion
5
2


M h 1.63 10 N mm 最大水平剪力设计值 Q h 1 2 L qsj 0.5 qE
M v 1.3 10 N mm 最大竖向剪力设计值


Q v
2.石材幕墙计算
内部参数定义
2. 石材幕墙设计计算
2-1
2.石材幕墙计算
2.1 、石材板计算 2.1-1 、石材板计算说明
石材设计主要依据《金属与石材幕墙工程技术规范》（JGJ133-2001）。用于石材幕墙的石板， 厚度不应小于25mm。
弹性模量 石材材料 Egranite 80000MPa 弯曲强度设计值 fg 2.15 fg 8N mm
2-9
2.石材幕墙计算
2.2-4 、内力分析 1 、荷载组合
强度验算 挠度验算 ULS : SLS : 1.0 幕墙自重设计值 ＋1.0 风荷载设计值 ＋0.5 地震荷载设计值 1.0 风荷载标准值
2 、杆件的最不利内力的导出
内力计算 根据以上的分析，可以得出结构受到的最不利的内力 最大水平弯矩设计值 M h 1 8 L qsj 0.5 qE
所以 ， 垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用标准值为 qEk E max Acw
qEk 313.6 Pa 平行于玻璃幕墙平面的集中水平地震作用标准值为 P Ek E max Gcw
P Ek 178.75 N
2-3
2.石材幕墙计算
4 、温度变化计算
温度变化值 幕墙温度变化值 T 80 °C 幕墙的弹性模量 Egranite 8 10 MPa
1 2
L Gcw Gmullion


Q h 544.43 N
Q v 433.51 N
2.2-5 、杆件强度验算
强度验算 材料设计强度 fy 215 MPa Mh Wy Mv Wx 塑性发展系数 1.05
3
挂件的抗弯强度设计值 fm_t 215MPa
M a


w Wk E E qEk a b t he 2n

M a 2917.17 N mm
因此

w fm_t "OK!满足要求！"

2-6
2.石材幕墙计算
4.2-1 、横梁计算说明
4
所以，温度变化产生的最大应力 T Egranite T x T 0.82 MPa
2.1-3 、短槽支承石板的最大弯曲应力验算
短槽对边短钩 ，按四角支承板计算。四角支承板除有跨中弯矩外，两支承点自由边上也有边 弯矩，且边弯矩恒定大于弯矩，是起控制作用的，因此在验算中只验算长边弯矩。
4
Wx 3131.9 mm Wy 3131.9 mm D cx 35.8mm
3
i x 15.3mm i y 15.3mm D cy 35.8mm G mullion 0.05 N mm
1
4
3
2
所以， 横梁的自重线荷载设计值
G mullion 1.2Asec st
fv 1.86 MPa 石材宽度 a 950mm 计算宽度 ao a 2a1 ao 660 mm 石材厚度 t g 28mm 边长比 支撑点到边缘的距离 a1 145mm
max ao bo
min bo ao
0.91
边缘宽度 max 3t g 85mm a1 180mm "OK！边缘宽度满足要求！"
2
风荷载和地震荷载作用下的剪应力设计组合值
pk

w Wk E E qEk a b t 2n Ap 因此 pk 1.82 MPa


pk fm_v "OK!满足要求！"

2-5
2.石材幕墙计算

挂件承受的弯曲应力验算
挂件一边的高度 he 15mm A-A 截面抵抗距 1 2 Wa Lmetal t metal 6 Wa 106.67 mm A - A 截面受到的弯矩 2 3 w Ma 1.2Wa w 22.79 MPa
2
s1 1.4
基本风压 o 0.55KPa

风压标准值计算
风压标准值 Wk gz z s1 o

风荷载作用效应的分项系数

风压设计值计算
风压设计值
w 1.4
Wsj w Wk Wsj 1.39 KPa
Wk 1 KPa
2 、石材自重计算
石材参数 石材幕墙分格宽 Bcw a 石材幕墙分格高 H cw b 石材厚度 t g 28 mm 幕墙自重为 G cw Acw Bcw Hcw G cw 0.45 KN 石材的体积密度 granite 28KN m
5 2
2-2
2.石材幕墙计算
s1_i s1_1 s1_i 1.26

s1_10 s1_1 log

Aload 2 1m
s1
s1_1 0.2 if Aload 1m
2
2 2
s1_i 0.2 if 10m Aload 1m s1_10 0.2 if Aload 10m
gz K场地类型 1 2 f


gz 2.1

风压高度变化系数计算
高度系数 C高度 z
Z 高度系数 10m
2 粗糙度
z 0.62

体型系数计算
s1_1 1.2
风荷载体型系数按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001, 取为： s1_10 0.8 s1_1 s1_10 0.96 Aload a b Aload 5.7 10 mm




2.1-2 、荷载计算 1 、风荷载计算
计算标高 Z 10m

计算标高以及场地类型
Z 10 m K 场地类型 C场地 0.85 粗糙度 C 0.22

阵风系数计算
1.8
f 0.5 35

粗糙度 0.16

10 m
Z
粗糙度
1

风压设计值计算
风压设计值 Wsj 1.39KPa qsj Wsj H qsj 0.83 N mm
1
2-8
2.石材幕墙计算
2 、幕墙自重计算
石材参数 25mm花岗岩石材 最大板块的高度 所以 ， Bmax 600mm 幕墙的厚度 t g 28mm qcw 1.2t g g G cw 1.2qcw Bmax 材料体积密度 g 28KN m
2
弯曲强度
材料的泊松比 0.125
材料的线膨胀系数 8 10
6
x
1 °C
a1
a0
a1
剪切强度设计值 fg 4.30
幕墙年温度变化值
ft
fv
T 80 °C
b=b0
挂件
ft 3.72 MPa 石材高度 最大石材 尺寸 b 600mm 计算高度 bo b bo 600 mm
3
所以 ， 石材自重的面荷载为 Acw t g granite Acw 0.78 KPa
3 、地震水平荷载计算
地震参数 计算参考《建筑抗震设计规范》(GB50009-2001) 和《金属与石材幕墙工程技术规范》(JGJ133-2001) 两个规范。 水平地震影响系数最大值（7 度） max 0.08 地震作用分项系数 E 1.3 动力放大系数 E 5.0 垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用设计值 qE qEk E qE 407.68 Pa 平行于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用设计值 P E P Ek E P E 232.38 N