后置埋件拉拔力

联发科技合肥研发基地设计计算书联发科技合肥研发基地单元后置埋件拉拔力设计计算书计算:校核:审核:二〇一六年三月九日﹒第第一部分、单元立柱后置埋件拉拔力计算 2一、计算依据及说明 21、工程概况说明 22、设计依据 23、基本计算公式 4二、荷载计算 61、风荷载标准值计算 62、风荷载设计值计算 83、水平地震作用计算 94、荷载组合计算 9三、立柱支反力计算 101、立柱荷载计算 10四、后置埋件拉拔力计算 121、后置埋件受力计算 122、锚栓承受拉力计算 133、锚栓承受剪力计算 144、锚栓受拉承载力校核 16单元立柱后置埋件拉拔力计算计算依据及说明工程概况说明工程名称:联发科技合肥研发基地工程所在城市:合肥市工程所属建筑物地区类别:B类工程所在地区抗震设防烈度:七度工程基本风压:0.35kN/m2工程强度校核处标高:51.65m设计依据序号标准名称标准号1《建筑设计防火规范》GB50016-20142《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-20133《混凝土结构加固设计规范(附条文说明)》GB50367-20134《建筑结构荷载规范》GB50009-20125《建筑陶瓷薄板应用技术规程》JGJ/T172-20126《铝合金建筑型材隔热型材》GB/T5237.6-20127《建筑工程用索》JGT330-20118《干挂空心陶瓷板》GB/T27972-20119《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB3098.1-201010《混凝土结构设计规范》GB50010-201011《吊挂式玻幕墙支承装置》JG139-201012《点支式玻幕墙支承装置》JG138-201013《铝合金门窗工程技术规范》JGJ214-201014《建筑抗震设计规范》GB50011-201015《建筑制图标准》GB/T50104-201016《建筑抗震加固技术规程》JGJ/T116-200917《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-200918《公共建筑节能改造技术规范》JGJ176-200919《建筑用安全玻璃防火玻璃》GB15763.1-200920《陶瓷板》GB/T23266-200921《天然花岗石建筑板材》GB/T18601-200922《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》YS/T437-200923《平板玻璃》GB11614-200924《石材幕墙接缝用密封胶》GB/T23261-200925《夹层玻璃》GB15763.3-200926《浮法玻璃》GB11614.2-200927《搪瓷用冷轧低碳钢板及钢带》GB/T13790-200828《耐候结构钢》GB/T4171-200829《铝合金建筑型材粉末喷涂型材》GB/T5237.4-200830《铝合金建筑型材电泳涂漆型材》GB/T5237.3-200831《铝合金建筑型材阳极氧化、着色型材》GB/T5237.2-200832《铝合金建筑型材基材》GB/T5237.1-200833《中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算和测定》GB/T22476-200834《塑料门窗工程技术规程》JGJ103-200835《建筑玻璃采光顶》JG/T231-200836《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-200837《铝合金建筑型材氟碳漆喷涂型材》GB/T5237.5-200838《半钢化玻璃》GB/T17841-200839《中国地震烈度表》GB/T17742-200840《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》GB/T8484-200841《热轧型钢》GB/T706-200842《冷弯型钢》GB/T6725-200843《普通装饰用铝塑复板》GB/T22412-200844《小单元建筑幕墙》JG/T217-200845《建筑物防雷检测技术规范》GB/T21434-200846《铝合金门窗》GB/T8478-200847《民用建筑能耗数据采集标准》JG/T154-200748《不锈钢棒》GB/T1220-200749《百页窗用铝合金带材》YS/T621-200750《建筑幕墙用瓷板》JG/T217-200751《建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法》JGJ/T211-200752《中空玻璃用复合密封胶条》JC/T1022-200753《铝合金结构设计规范》GB50429-200754《不锈钢和耐热钢牌号及化学成份》GB/T20878-200755《建筑用不锈钢绞线》JG/T200-200756《建筑幕墙》GB/T21086-200757《绿色建筑评价标准》GB/T50378-200658《铝及铝合金轧制板材》GB/T3880-200659《干挂饰面石材及其金属挂件》JC830·1~830·2-200560《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-200561《钢化玻璃》GB15763.2-200562《建筑隔声评价标准》GB/T50121-200563《建筑用隔热铝合金型材穿条式》JG/T175-200564《建筑用硬质塑料隔热条》JG/T174-200565《公共建筑节能设计标准》GB50189-200566《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》JG160-200467《钢结构设计规范》GB50017-200368《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-200369《中空玻璃》GB/T11944-200270《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-200171《全玻璃幕墙工程技术规程》DBJ/CT014-200172《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》GB/T18575-200173《点支式玻璃幕墙工程技术规程》CECS127-200174《混凝土接缝用密封胶》JC/T881-200175《幕墙玻璃接缝用密封胶》JC/T882-200176《中空玻璃用弹性密封胶》JC/T486-200177《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-200178《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》GB/T18250-200079《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》GB3098.2-200080《紧固件机械性能螺母细牙螺纹》GB3098.4-200081《紧固件机械性能自攻螺钉》GB3098.5-200082《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》GB3098.6-200083《紧固件机械性能不锈钢螺母》GB3098.15-200084《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》JG/T133-200085《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》GB/T16823.1-1997基本计算公式(1).场地类别划分:根据地面粗糙度,场地可划分为以下类别:A类近海面,海岛,海岸,湖岸及沙漠地区;B类指田野,乡村,丛林,丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇;C类指有密集建筑群的城市市区;D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区;联发科技合肥研发基地按B类地区计算风压(2).风荷载计算:幕墙属于薄壁外围护构件，根据《建筑结构荷载规范》GB50009-20128.1.1-2采用风荷载计算公式:EQw\s(,k)=EQβ\s(,gz)×EQμ\s(,sl)×EQμ\s(,z)×EQw\s(,0)其中:EQw\s(,k)作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)EQβ\s(,gz)瞬时风压的阵风系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012条文说明8.6.1取定根据不同场地类型,按以下公式计算:EQβ\s(,gz)=1+2gEQI\s(,10)(EQ\f(z,10))(-α)其中g为峰值因子取为2.5，I10为10米高名义湍流度,α为地面粗糙度指数A类场地:EQI\s(,10)=0.12,α=0.12B类场地:EQI\s(,10)=0.14,α=0.15C类场地:EQI\s(,10)=0.23,α=0.22D类场地:EQI\s(,10)=0.39,α=0.30EQμ\s(,z)风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012取定,根据不同场地类型,按以下公式计算:A类场地:EQμ\s(,z)=1.284×(EQ\f(Z,10))0.24B类场地:EQμ\s(,z)=1.000×(EQ\f(Z,10))0.30C类场地:EQμ\s(,z)=0.544×(EQ\f(Z,10))0.44D类场地:EQμ\s(,z)=0.262×(EQ\f(Z,10))0.60本工程属于B类地区EQμ\s(,sl)风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012取定EQw\s(,0)基本风压,按全国基本风压图,合肥市地区取为0.35kN/m2(3).地震作用计算:EQq\s(,EAk)=EQβ\s(,E)×EQα\s(,max)×EQG\s(,Ak)其中:EQq\s(,EAk)水平地震作用标准值EQβ\s(,E)动力放大系数,按5.0取定EQα\s(,max)水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定:6度(0.05g):EQα\s(,max)=0.047度(0.1g):EQα\s(,max)=0.087度(0.15g):EQα\s(,max)=0.128度(0.2g):EQα\s(,max)=0.168度(0.3g):EQα\s(,max)=0.249度(0.4g):EQα\s(,max)=0.32合肥市地区设防烈度为七度,根据本地区的情况,故取EQα\s(,max)=0.08EQG\s(,Ak)幕墙构件的自重(N/m2)(4).荷载组合:结构设计时，根据构件受力特点，荷载或作用的情况和产生的应力(内力)作用方向，选用最不利的组合，荷载和效应组合设计值按下式采用：EQγ\s(,G)EQS\s(,G)+EQγ\s(,w)EQψ\s(,w)EQS\s(,w)+EQγ\s(,E)EQψ\s(,E)EQS\s(,E)+EQγ\s(,T)EQψ\s(,T)EQS\s(,T)各项分别为永久荷载：重力；可变荷载：风荷载、温度变化；偶然荷载：地震水平荷载标准值:EQq\s(,k)=EQW\s(,k)+0.5×EQq\s(,EAk)，维护结构荷载标准值不考虑地震组合水平荷载设计值:q=1.4×EQW\s(,k)+0.5×1.3×EQq\s(,EAk)荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用:①对永久荷载采用标准值作为代表值，其分项系数满足：a.当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，取1.2；对有永久荷载效应控制的组合，取1.35b.当其效应对结构有利时：一般情况取1.0；②可变荷载根据设计要求选代表值，其分项系数一般情况取1.4荷载计算风荷载标准值计算EQW\s(,k):作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)z:计算高度51.65mEQμ\s(,z):51.65m高处风压高度变化系数(按B类区计算):(GB50009-2012条文说明8.2.1)EQμ\s(,z)=1×(EQ\f(z,10))0.3=1.63652EQI\s(,10):10米高名义湍流度,对应A、B、C、D类地面粗糙度，分别取0.12、0.14、0.23、0.39。(GB50009-2012条文说明8.4.6)EQβ\s(,gz):阵风系数:(GB50009-20128.1.1-2)EQβ\s(,gz)=1+2×g×EQI\s(,10)×(EQ\f(z,10))(-α)(GB50009-2012条文说明8.6.1)=1+2×2.5×0.14×(EQ\f(51.65,10))(-0.15)=1.54719EQμ\s(,sp1):局部正风压体型系数EQμ\s(,sn1):局部负风压体型系数,通过计算确定EQμ\s(,sz):建筑物表面正压区体型系数，按照(GB50009-20128.3.3)取1EQμ\s(,sf):建筑物表面负压区体型系数，按照(GB50009-20128.3.3-2)取-1.4对于封闭式建筑物，考虑内表面压力，按照(GB50009-20128.3.5)取-0.2或0.2EQA\s(,v):立柱构件从属面积取5.6m2EQA\s(,h):横梁构件从属面积取1m2EQμ\s(,sa):维护构件面板的局部体型系数EQμ\s(,s1z)=EQμ\s(,sz)+0.2=1.2EQμ\s(,s1f)=EQμ\s(,sf)-0.2=-1.6维护构件从属面积大于或等于25m2的体型系数计算EQμ\s(,s25z)=EQμ\s(,sz)×0.8+0.2(GB50009-20128.3.4)=1EQμ\s(,s25f)=EQμ\s(,sf)×0.8-0.2(GB50009-20128.3.4)=-1.32对于直接承受荷载的面板而言，不需折减有EQμ\s(,saz)=1.2EQμ\s(,saf)=-1.6同样，取立柱面积对数线性插值计算得到EQμ\s(,savz)=EQμ\s(,sz)+(EQμ\s(,sz)×0.8-EQμ\s(,sz))×EQ\f(log(A\s(,v)),1.4)+0.2=1+(0.8-1)×EQ\f(0.748188,1.4)+0.2=1.09312EQμ\s(,savf)=EQμ\s(,sf)+(EQμ\s(,sf)×0.8-EQμ\s(,sf))×EQ\f(log(A\s(,v)),1.4)-0.2=-1.4+((-1.12)-(-1.4))×EQ\f(0.748188,1.4)-0.2=-1.45036按照以上计算得到对于面板有:EQμ\s(,sp1)=1.2EQμ\s(,sn1)=-1.6对于立柱有:EQμ\s(,svp1)=1.09312EQμ\s(,svn1)=-1.45036对于横梁有:EQμ\s(,shp1)=1.2EQμ\s(,shn1)=-1.6面板正风压风荷载标准值计算如下EQW\s(,kp)=EQβ\s(,gz)×EQμ\s(,sp1)×EQμ\s(,z)×EQW\s(,0)(GB50009-20128.1.1-2)=1.54719×1.2×1.63652×0.35=1.06344kN/m2面板负风压风荷载标准值计算如下EQW\s(,kn)=EQβ\s(,gz)×EQμ\s(,sn1)×EQμ\s(,z)×EQW\s(,0)(GB50009-20128.1.1-2)=1.54719×(-1.6)×1.63652×0.35=-1.41792kN/m2同样，立柱正风压风荷载标准值计算如下EQW\s(,kvp)=EQβ\s(,gz)×EQμ\s(,svp1)×EQμ\s(,z)×EQW\s(,0)(GB50009-20128.1.1-2)=1.54719×1.09312×1.63652×0.35=0.968721kN/m2EQW\s(,kvp)<1kN/m2,取EQW\s(,kvp)=1kN/m2立柱负风压风荷载标准值计算如下EQW\s(,kvn)=EQβ\s(,gz)×EQμ\s(,svn1)×EQμ\s(,z)×EQW\s(,0)(GB50009-20128.1.1-2)=-1.28531kN/m2同样，横梁正风压风荷载标准值计算如下EQW\s(,khp)=EQβ\s(,gz)×EQμ\s(,shp1)×EQμ\s(,z)×EQW\s(,0)(GB50009-20128.1.1-2)=1.06344kN/m2横梁负风压风荷载标准值计算如下EQW\s(,khn)=EQβ\s(,gz)×EQμ\s(,shn1)×EQμ\s(,z)×EQW\s(,0)(GB50009-20128.1.1-2)=-1.41792kN/m2风荷载设计值计算W:风荷载设计值:kN/m2γw:风荷载作用效应的分项系数：1.4按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-20035.4.2条规定采用面板风荷载作用计算Wp=γw×Wkp=1.4×1.06344=1.48882kN/m2Wn=γw×Wkn=1.4×(-1.41792)=-1.98509kN/m2立柱风荷载作用计算Wvp=γw×Wkvp=1.4×1=1.4kN/m2Wvn=γw×Wkvn=1.4×(-1.28531)=-1.79944kN/m2横梁风荷载作用计算Whp=γw×Wkhp=1.4×1.06344=1.48882kN/m2Whn=γw×Wkhn=1.4×(-1.41792)=-1.98509kN/m2水平地震作用计算GAK:面板平米重量取0.3072kN/m2αmax:水平地震影响系数最大值:0.08qEk:分布水平地震作用标准值(kN/m2)qEk=βE×αmax×GAK(JGJ102-20035.3.4)=5×0.08×0.3072=0.12288kN/m2rE:地震作用分项系数:1.3qEA:分布水平地震作用设计值(kN/m2)qEA=rE×qEk=1.3×0.12288=0.159744kN/m2荷载组合计算幕墙承受的荷载作用组合计算，按照规范，考虑正风压、地震荷载组合:Szkp=Wkp=1.06344kN/m2Szp=Wkp×γw+qEk×γE×ψE=1.06344×1.4+0.12288×1.3×0.5=1.56869kN/m2考虑负风压、地震荷载组合:Szkn=Wkn=-1.41792kN/m2Szn=Wkn×γw-qEk×γE×ψE=-1.41792×1.4-0.12288×1.3×0.5=-2.06496kN/m2综合以上计算，取绝对值最大的荷载进行强度演算采用面板荷载组合标准值为1.41792kN/m2面板荷载组合设计值为2.06496kN/m2立柱承受风荷载标准值为1.28531kN/m2横梁承受风荷载标准值为1.41792kN/m2立柱支反力计算立柱荷载计算(1)风荷载线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)qw:风荷载线分布最大荷载集度设计值(kN/m)rw:风荷载作用效应的分项系数：1.4Wk:风荷载标准值:1.28531kN/m2Bl:幕墙左分格宽:1.4mBr:幕墙右分格宽:1.4mqwk=Wk×EQ\f(Bl+Br,2)=1.28531×EQ\f(1.4+1.4,2)=1.79944kN/mqw=1.4×qwk=1.4×1.79944=2.51921kN/m(2)分布水平地震作用设计值GAkl:立柱左边幕墙构件(包括面板和框)的平均自重:0.5kN/m2GAkr:立柱右边幕墙构件(包括面板和框)的平均自重:0.5kN/m2qEAkl=5×αmax×GAkl(JGJ102-20035.3.4)=5×0.08×0.5=0.2kN/m2qEAkr=5×αmax×GAkr(JGJ102-20035.3.4)=5×0.08×0.5=0.2kN/m2qek=EQ\f(qEkl×Bl+qEkr×Br,2)=EQ\f(0.2×1.4+0.2×1.4,2)=0.28kN/mqe=1.3×qek=1.3×0.28=0.364kN/m(3)立柱荷载组合立柱所受组合荷载标准值为:qk=qwk=1.79944kN/m立柱所受组合荷载设计值为:q=qw+ψE×qe=2.51921+0.5×0.364=2.70121kN/m立柱计算简图如下:(4)立柱弯矩:通过有限元分析计算得到立柱的弯矩图如下:立柱弯矩分布如下表:列表条目12345678910偏移(m)0.0000.4890.9791.4681.9582.3922.8823.3713.8614.350弯矩(kN.m)0.0002.5524.4565.7146.3256.3255.7144.4562.552-0.000最大弯矩发生在2.175m处M:幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kN·m)M=6.38922kN·m立柱在荷载作用下的轴力图如下:立柱在荷载作用下的支座反力信息如下表:支座编号X向反力(kN)Y向反力(kN)转角反力(kN.m)n0-5.875n1-5.875-3.654后置埋件拉拔力计算连接示意节点图后置埋件受力计算V:剪力设计值:V=3654NN:法向力设计值:N=5875x2=11750Ne:施工偏差:25mme1:螺孔中心与锚板中心距离:110mmM:弯矩设计值(N·mm):M=N×e+V×(e+e1)=11750×25+3654×(25+110)=787040N·mm锚栓材料类型:不锈钢锚栓-A2-70锚栓直径:12mm锚栓有效锚固深度:110mm锚栓底部混凝土级别:混凝土-C30锚栓承受拉力计算锚栓布置示意图如下:d:锚栓直径12mmdf:锚栓底板孔径14mm在拉力和弯矩共同作用下,锚栓群有两种可能的受力形式。首先假定锚栓群绕自身的中心进行转动，经过分析得到锚栓群形心坐标为[150,100]，各锚栓到锚栓形心点的Y向距离平方之和为∑y2=10000y坐标最高的锚栓为4号锚栓，该点的y坐标为150，该点到形心点的y向距离为y1=150-100=50mmy坐标最低的锚栓为1号锚栓，该点的y坐标为50，该点到形心点的y向距离为y2=50-100=-50mm所以锚栓群的最大和最小受力为：EQN\s(,min)=EQ\f(N,n)+EQ\f(M×y2,∑y2)=EQ\f(11750,4)+EQ\f(787040×(-50),10000)=-997.7NEQN\s(,max)=EQ\f(N,n)+EQ\f(M×y1,∑y2)=EQ\f(11750,4)+EQ\f(787040×(50),10000)=6872.7N由于EQN\s(,min)<0，说明连接下部受压，在弯矩作用下构件绕最底排锚栓转动，此时，分析计算得到各锚栓到底排锚栓的Y向距离平方之和为∑yd2=20000最高锚栓点到底排锚栓点的y向距离为yd=150-50=100mme:拉力作用点到锚栓群转动中心的距离为50mm锚栓所受最大拉力为EQN\s(,max)=EQ\f((M+N×e)×yd,∑yd2)=EQ\f((787040+11750×50)×100,20000)=6872.7N在拉力和各弯矩共同作用下，各锚栓承受的拉力如下表:编号XYN(G)N(Mv)N(Mv)×CyN(Mh)N(Mh)×CxN(∑)15050000--0225050000--03501503935.26872.71030905.0--6872.742501503935.26872.71030905.0--6872.7∑(N×Coord)/∑N=(150,150),受拉锚栓形心(150,150)偏心距eNx=0偏心距eNy=0,重力产生的拉力3935.2N所有锚栓承受的拉力总和为13745.4N锚栓承受剪力计算锚栓承受剪力按照破坏模式计算如下1)锚栓钢材破坏或混凝土剪撬破坏时单独考虑竖向剪力作用,EQV\s(,y):3654NEQV\s(,x):0NEQn\s(,y):参与竖向剪力V受剪的锚栓数目为4个EQn\s(,x):参与水平剪力V受剪的锚栓数目为4个EQV\s(V,Sy)=EQ\f(V\s(,y),n\s(,y))(JGJ145-20135.3.3-2)=EQ\f(3654,4)=-913.5NEQV\s(V,Sx)=EQ\f(V\s(,x),n\s(,x))(JGJ145-20135.3.3-1)=EQ\f(0,4)=0N所以锚栓群在剪力作用下,锚栓的最大剪力设计值为EQV\s(,Smax)=EQV\s(V