牙科医院能力提升项目设计计算书

牙科医院能力提升项目

设计计算书

目录

石材幕墙设计计算书..........................................................................1

1基本参数...............................................................................1

1.1幕墙所在地区....................................................................1

1.2地面粗糙度分类等级.............................................................1

1.3抗震设防........................................................................1

2幕墙承受荷载计算......................................................................2

2.1风荷载标准值的计算方法.........................................................2

2.2计算支承结构时的风荷载标准值..................................................4

2.3计算面板材料时的风荷载标准值..................................................4

2.4垂宜于幕墙平面的分布水平地震作用标准值........................................5

2.5平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值.......................................5

2.6作用效应组合...................................................................5

3幕墙立柱计算..........................................................................6

3.1立柱型材选材计算...............................................................6

3.2确定材料的截面参数.............................................................7

3.3选用立柱型材的截面特性.........................................................9

3.4立柱的抗弯强度计算.............................................................9

3.5立柱的挠度计算................................................................10

3.6立柱的抗剪计算................................................................10

4幕墙横梁计算.........................................................................11

4.1横梁型材选材计算...............................................................II

4.2确定材料的截面参数............................................................13

4.3选用横梁型材的截面特性........................................................14

4.4幕墙横梁的抗弯强度计算........................................................15

4.5横梁的挠度计算................................................................15

4.6横梁的抗剪计算.................................................................15

5短槽式（托板）连接石材的选用与校核....................................................17

5.1石材板块荷载计算...............................................................17

5.2石材的抗弯设计.................................................................17

5.3短槽托板在石材中产生的剪应力校核.............................................18

5.4短槽托板剪应力校核............................................................18

5.5挂件的强度校核................................................................19

5.6挂件的挠度校核................................................................20

5.7挂件紧固螺栓校核..............................................................20

6连接件计算...........................................................................21

6.1横梁与角码间连接..............................................................22

6.2角码与立柱连接................................................................23

6.3立柱与主结构连接..............................................................24

7幕墙埋件计算（特殊倒锥形化学锚栓）....................................................26

7.1荷载标准值计算................................................................26

7.2锚栓群中锚栓的拉力计算........................................................27

7.3群锚受剪内力计算..............................................................28

7.4锚栓钢材破坏时的受拉承载力计算...............................................28

7.5混凝土锥体受拉破坏承载力计算.................................................29

7.6混凝土劈裂破坏承载力计算......................................................31

7.7锚栓钢材受剪破坏承载力计算...................................................32

7.8混凝土楔形体受剪破坏承载力计算...............................................33

7.9混凝土剪撬破坏承载能力计算...................................................35

7.10拉剪复合受力承载力计算.....................................................35

7.11混凝土基材厚度、群锚锚栓最小间距及最小边距计算.............................36

8幕墙转接件强度计算...................................................................36

8.1受力分析.......................................................................36

8.2转接件的强度计算..............................................................36

8.3转接件的挠度计算..............................................................37

9幕墙焊缝计算.........................................................................37

9.1受力分析.....................................................................37

9.2焊缝特性参数计算..............................................................38

9.3焊缝校核计算..................................................................38

10石材幕增胶类及伸缩^计第...........................................................39

10.1立柱连接伸缩缝计算...........................................................39

10.2耐候胶胶缝计算................................................................39

铝单板幕墙设计计算书.......................................................................40

1基本参数.............................................................................40

1.1幕墙所在地区...................................................................40

1.2地面粗糙度分类等级............................................................40

1.3抗震设防......................................................................40

2幕墙承受荷载计算.....................................................................41

2.1风荷载标准值的计算方法........................................................41

2.2计算支承结构时的风荷载标准值.................................................43

2.3计算面板材料时的风荷载标准值.................................................43

2.4垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值......................................44

2.5平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值......................................44

2.6作用效应组合..................................................................44

3幕墙立柱计算.........................................................................44

3.1立柱型材选材计算..............................................................45

3.2确定材料的截面参数............................................................46

3.3选用立柱型材的截面特性.......................................................48

3.4立柱的抗弯强度计算............................................................48

3.5立柱的挠度计算................................................................49

3.6立柱的抗剪计算................................................................49

4幕墙横梁计算.........................................................................50

4.1横梁型材选材计算..............................................................50

4.2确定材料的截面参数............................................................52

4.3选用横梁型材的截面特性........................................................53

4.4幕墙横梁的抗弯强度计算........................................................54

4.5横梁的挠度计算................................................................54

4.6横梁的抗剪计算................................................................54

5铝单板的选用与校核...................................................................56

5.1铝单板荷载计算.................................................................56

5.2B板的强度、挠度校核..........................................................57

6连接件计算...........................................................................58

6.1横梁与角码间连接..............................................................58

6.2角码与立柱连接................................................................59

6.3立柱与主结构连接..............................................................61

7幕墙埋件计算（特殊倒锥形化学锚栓）....................................................62

7.1荷载标准值计算................................................................63

7.2锚栓群中锚栓的拉力计算........................................................64

7.3群锚受剪内力计算..............................................................65

7.4锚栓钢材破坏时的受拉承载力计算...............................................65

7.5混凝土锥体受拉破坏承教力计算.................................................65

7.6混凝土劈裂破坏承载力计算.....................................................67

7.7锚栓钢材受剪破坏承载力计算...................................................69

7.8混凝土楔形体受剪破坏承载力计算...............................................69

7.9混凝土剪撬破坏承载能力计算...................................................71

7.10拉剪复合受力承载力”算.......................................................72

7.11混凝土基材厚度、群锚锚栓最小间距及最小边距计算.............................72

8幕墙转接件强度计算...................................................................73

8.1受力分析......................................................................73

8.2转接件的强度计算..............................................................73

8.3转接件的挠度计算..............................................................73

9幕墙焊缝计算.........................................................................74

9.1受力分析......................................................................74

9.2焊缝特性参数计算..............................................................74

9.3焊缝校核计算..................................................................75

10铝单板幕墙胶类及伸箔缝计算.........................................................75

10.1立柱连接伸缩缝计算...........................................................75

10.2耐候胶胶缝计算...............................................................76

11幕墙板块压板计算....................................................................76

11.1压板的弯矩设计值计算.........................................................76

11.2压板的应力计算...............................................................77

11.3螺栓抗拉强度验算.............................................................77

第3章全隐框玻璃幕墙设计计算书.........................................................77

1基本参数.............................................................................77

1.1幕墙所在地区..................................................................77

1.2地面粗糙度分类等级............................................................78

1.3抗震设防.......................................................................78

2幕墙承受荷载计算.....................................................................79

2.1风荷载标准值的计算方法........................................................79

2.2计算支承结构时的风荷载标准值.................................................81

2.3计算面板材料时的风荷载标准值.................................................81

2.4垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值.......................................81

2.5平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值......................................82

2.6作用效应组合..................................................................82

3幕墙立柱计算...............................................................82

3.1立柱型材选材计算..............................................................83

3.2确定材料的截面参数............................................................84

3.3选用立柱型材的截面特性........................................................86

3.4立柱的抗弯强度计算............................................................86

3.5立柱的挠度计算................................................................87

3.6立柱的抗剪计算................................................................87

4幕墙横梁计算.........................................................................88

4.1横梁型材选材计算..............................................................88

4.2确定材料的截面参数............................................................90

4.3选用横梁型材的截面特性........................................................91

4.4幕墙横梁的抗弯强度计算........................................................91

4.5横梁的挠度计算................................................................92

4.6横梁的抗剪计算................................................................92

5玻璃板块的选用与校核.................................................................93

5.1玻璃板块荷载计算：............................................................94

5.2玻璃的强度II算：..............................................................95

5.3玻璃最大挠度校核：............................................................96

6连接件计算...........................................................................97

6.1横梁与角码间连接..............................................................97

6.2角码与立柱连接................................................................98

6.3立柱与主结构连接.............................................................100

7幕墙埋件计算（特殊倒锥形化学锚栓）...................................................101

7.1荷载标准值计算...............................................................102

7.2锚栓群中锚栓的拉力计算.......................................................103

7.3群锚受剪内力计算.............................................................104

7.4锚栓钢材破坏时的受拉承载力计算..............................................104

7.5混凝土锥体受拉破坏承载力计算................................................104

7.6混凝土劈裂破坏承载力计算.....................................................106

7.7锚栓钢材受剪破坏承载力计算...................................................108

7.8混凝土楔形体受剪破坏承载力计算..............................................108

7.9混凝土剪撬破坏承载能力计算...................................................110

7.10拉剪复合受力承载力计算......................................................Ill

7.11混凝土基材厚度、群锚锚栓最小间距及最小边距计算............................111

8幕墙转接件强度计算..................................................................112

8.1受力分析.....................................................................112

8.2转接件的强度计算.............................................................112

8.3转接件的挠度计算.............................................................112

9幕墙焊缝计算........................................................................113

9.1受力分析.....................................................................113

9.2焊缝特性参数计算.............................................................113

9.3焊缝校核计算.................................................................114

10全隐框玻璃幕墙胶类及伸缩缝计算....................................................114

10.1结构硅酮密封胶的宽度计算...................................................114

10.2结构硅酮密封胶粘接厚度的计算...............................................115

10.3结构胶设计总结..............................................................116

10.4立柱连接伸缩缝计算..........................................................116

10.5耐候胶胶缝计算..............................................................117

11幕墙板块压板计算...................................................................117

11.1压板的弯矩设计值计算........................................................117

11.2压板的应力计算...............................................................118

11.3螺栓抗拉强度验算............................................................118

幕墙设计计算书

石材幕墙设计计算书

1基本参数

1.1幕墙所在地区

重庆地区；

1.2地面粗糙度分类等级

幕墙属于外围护构件，按《建筑结构荷载规范》(GB50009-20I2)

A类：指近海海面和海岛、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；

依照上面分类标准，本工程按C类地形考虑。

1.3抗震设防

按《建筑与市政工程抗震通用规范》GB55002-2021,建筑工程应分为以下四个抗震设防

类别：

1.特殊设防类：应为使用上有特殊要求的设施，涉及国家公共安全的重大建筑与市政工程

和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑与市政工程，

简称甲类；

2.重点设防类：指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的牛命线相关建筑与市政工程，

以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑与市政工程，简

称乙类；

3.标准设防类：指大量的除1、2、4款以外按标准要求进行设防的建筑与市政工程，简称

丙类；

4.适度设防类：指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低

要求的建筑与市政工程，简称丁类；

在围护结构抗震设计计算中：

1.特殊设防类，应按本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈

度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施“同时，应按批准的地震安全性评价的结果且

高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用；

2.重点设防类，应按本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为

9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用；

3.标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用；

4.适度设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用；

根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(2016年版)及《中国地震动参数区划图》

GB18306-2015的要求，本工程所在地重庆地区地震基本烈度为：6度，地震动峰值加速度为

0.05g,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：amaxlI=0.04;

幕墙设计计算书

本工程场地类型为：II类场地，查表E.1[GB18306-2015],场地地震动峰值加速度调整系

数Fa=l；

因此：

(Xmax=FaxCtmaxil

=1x0.04

=0.04

2幕墙承受荷载计算

2.1风荷载标准值的计算方法

幕墙属于外围护构件'按《工程结构通用规范》GB55001-2021及《建筑结构荷载规范》

(GB50009-2012)计算：

wk=pKiK2|izHsiwo.4.6.1[GB55001-2021]

上式中：

wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)；

z：计算点标局:9.2m：

p：风压高度变化系数；

根据不同场地类型，按《建筑结构荷载规范》条文说明部分8.2.1提供的公式计算：

A类场地:HZA=1.284X(Z/10)0-24

B类场地:pzB=1.000x(力10产°

c44

C类场地：gz=0.544x(z/10)°-

D类场地：HZ1M.262X(Z/1O)0-60

公式中的截断高度和梯度高度与计算阵风系数时相同，也就是：

对A类场地：当z>300m时，取z=300m,当zv5m时，取z=5m；

对B类场地:当z>350m时,取z=350m,当z<10m时,取z=10m；

XjC类场地：当z>450m时，取z=450m,当z<15m时，取z=15m；

对D类场地：当z>550m时，取z=550m,当z<30m时，取z=30m；

对于C类地形，9.2m高度处风压高度变化系数：

.=0.544x(15/10)044=0.6502

KI：地形修正系数,按规范4.6.6[GB55001-2021]取:

1.对山峰和山坡等地形，应根据山坡全高、坡度和建筑物计算位置离建筑物地面的高度确

定地形修正系数，其值不应小于1.0；

2.对于山间盆地、谷地等闭塞地形，地形修正系数不应小于0.75；

3.对于与风向一致的谷口、山口。地形修正系数不应小于1.2；

4.其它情况，应取1.0.

综上所述，本工程取：Ki=l

K2：风向影响系数,按规范4.6.7[GB55001-2021]取:

1.当有15年以上符合观测要求且可靠的风气象资料时，应按照极值理论的统计方法计算

不同风向的风向影响系数，所有风向影响系数的最大值不应小于1.(),最小值不应小于0.8：

2.其它情况，应取1.0.

综上所述，本工程取：K2=l

P：风荷载放大系数，GB55001-2021条文说明4.6.1指出：风荷载脉动的增大效应，一般

通过平均风荷载乘以风振系数或阵风系数来考虑，但也可以采用平均风荷载与脉动风荷载相叠

2

幕墙设计计算书

加的方法来考虑，因此新规范未直接采用现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的计

算表达式，而是规定了计算风荷载标准值的基本原则。同时该规范的条文说明4.6.5指出：对

于围护结构来说，由于不需要考虑结构振动的影响，因此只需要考虑风压本身脉动的特性，这

又与地形地貌，脉动风特性和流场特性等因素有关。本条规定的围护结构风荷载放大系数下限

值，假定了湍流度剖面取为负指数，且指数绝对值与平均风剖面相同。考虑到湍流度的离散性

,以及屋盖边缘、幕墙边缘等区域分离流动的影响，实际风荷载放大系数可能会大于该值，因

此本条将其规定为围护结构风荷载放大系数的最低取值标准。

结合以上说明，实际工程计算中，风荷载放大系数可取阵风系数。gz与1+0.7/阳0-5的较大

值。

即：

05

P=max(pgz,l+O.7/piz-)

其中：

[3gz：高度Z处的阵风系数；

根据不同场地类型，按以下公式计算：

pgz=1+2gIio(z/lO)-a……条文说明部分861[GB50009-2012]

其中A、B、C、D四类地貌类别截断高度分别为：5m、10m、15m、30m；

A、B、C、D四类地貌类别梯度高度分别为：300m、350m.450m、550m；

也就是：

对A类场地：当z>300mU寸，取z=300m,当z<5m时，取z=5m；

对B类场地：当z>350m时，取z=350m,当z<10m时，取z=10m；

对C类场地：当z>450m时，取z=450m,当z〈l5m时，取z=15m；

对D类场地：当z>55()mU寸，取z=55()m,当z<3()m时，取z=30m；

g：峰值因子,按GB50009-2012取2.5；

Iio：10m高名义湍流度，对应A、B、C、D地面粗糙度，可分别取0.12、().14、().23和

0.39；

a：地面粗糙度指数,对应A、B、C、D地面粗糙度，可分别取0.12、0.15、0.22和0.30

展次带入公式，得：

05

p=max(pgz,1+O.7/nz)

=max(14-2x2.5x0.23x(15/10)-a22,l+0.7/|iz°'5)

=2.0519

Rsl：局部风压体型系数；

按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.3.3条：计算围护结构及其连接的风荷载时，

可按下列规定采用局部体型系数FLsl：

1封闭矩形平面房屋的墙面及屋面可按表833-1的规定采用；

2檐口、雨篷、遮阳板、边棱处的装饰条等突出构件，取-2.0；

3其它房屋和构筑物可按本规范第8.3.1条规定体型系数的1.25倍取值。

本计算点为墙面大面位置，按如上说明，查表得：

|Xsl(l)=l

按《建筑结构荷载规范》GB5()()09-2012第8.3.4条：计算非直接承受风荷载的围护构件风

荷载时，局部体型系数可按构件的从属面积折减，折减系数按下列规定采用：

1当从属面积不大于1mz时二折减系数取1.0；

2当从属面积大于或等于25m之时，对墙面折减系数取0.8,对局部体型系数绝对值大于

1.0的屋面区域折减系数取0.6,对其它屋面区域折减系数取1.0；

3

幕墙设计计算书

3当从属面积大于Inf且小于25m2时，墙面和绝对值大于1.()的屋面局部体型系数可

采用对数插值，即按下式计算局部体型系数：

gsi(A)=psi(l)+[gsi(25)-Hsi(l)]logA/1.4...8.3.4[GB50009-2012]

其中：

内i(25)=0.8内i(l)

=0.8x1

=0.8

计算支承结构时的构件从属面积：

A=l.2x4.9

=5.88m2

当A>25时取a=25,当A小于1时取A=l；

LogA=0.769

贝|J：

|isi(A)=psi(l)+[|isi(25)-psi(l)JlogA/1.4

=l+[0.8-l]x0.769/1.4

=0.89

按《建筑结构荷载规范》GB5()()()9-2012第8.3.5条：计算围护结构风荷载时，建筑物内部

压力的局部体型系数可按下列规定采用：

1封闭式建筑物，按其外表面风压的正负情况取-0.2或0.2；

2仅一面墙有主导洞口的建筑物：

-当开洞率大于0.02且小于或等于0.10时，取0.4卬；

-当开洞率大于().1()且小于或等于().30时，取0.6的；

■当开洞率大于0.30时，取0.8内|；

3其它情况，应按开放式建筑物的如取值；

注：1：主导洞口的开洞率是指单个主导洞口与该墙面全部面积之比；

2：3应取主导洞口对应位置的值；

本计算中建筑物内部压力的局部体型系数为0.2(封闭式建筑内表面)；

因此，计算非直接承受风荷载的支承结构时的局部风压体型系数为：

出1=0.89+0.2

=1.09

而对直接承受风压的面板结构来说，其局部风压体型系数为：

阿=1+0.2

=1.2

wo：基本风压值(MPa),根据现行《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附表E.5中数值采

用，但不小于0.3KN/m2,按重现期50年，重庆地区取0.0004MPa；

2.2计算支承结构时的风荷载标准值

Wk=pK|K2|lz|lslW0

=2.0519xixlx0.6502x1.09x0.0004

=0.000582MPa因为Wk<0.001MPa,所以按JGJ102-2003,取Wk=0.001MPa。

2.3计算面板材料时的风荷载标准值

Wk=PK|K2|lz|lslW0

=2.0519xlxlx0.6502x1.2x0.0004

4

幕墙设计计算书

=0.00064MPa因为Wk〈0.001MPa,所以按JGJ102-2()03,取Wk=0.001MPa。

2.4垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值

qEk=0E(XmaxGk/A....5.3.4[JGJ102-2003]

qEk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；

PE：动力放大系数，取5.0：

amax：水平地震影响系数最大值，取0.04;

Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)；

A：幕墙构件的面积(mm?)；

2.5平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值

PEk=pEamaxGk....5.3.5[JGJ102-2003J

PEk：平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值(N)；

PE：动力放大系数，取5.0；

Ctmax：水平地震影响系数最大值，取0.04；

Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)；

按照JGJ102规范5.4节条文说明部分的规定，对于竖向幕墙和与水平面夹角大于75度、

小于90度的斜玻璃幕墙，可不考虑竖向地震作用效应的计算和组合。

2.6作用效应组合

荷载和作用效应按下式进行组合：

S=yGSGk+\|/wYwSwk+\|/E7ESEk..54.1[JGJ102-2(X)3]

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；

YG、Yw>YE：各效应的分项系数；

Ww、W：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。

上面的YG、Yw>YE为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]及表8.2.9[GB50068-

2018]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：YG：1.3；

风荷载：yw：1.5；

地震作用：YE：1.4；

进行挠度计算时；

重力荷载：YG：1.0；

风荷载：yw：1.0；

地震作用：可不做组合考虑；

上式中，风荷载的组合系数Ww为1.0；

地震作用的组合系数WE为().5；

5

幕墙设计计算书

3幕墙立柱计算

基本参数：

1：计算点标高:9.2m：

2：力学模型：双跨梁；

3：立柱跨度：L=4900mm；

其中短跨长Li=400mm；

氏跨氏L2=4500mm；

4：立柱左分格宽：1200mm；

立柱右分格宽：1200mm；

5：立柱计算间距:B=I200mm；

6：板块配置：石材；

7：立柱材质：Q235；

8：安装方式：偏心受拉；

本处幕墙立柱按双跨梁力学模型进行设计计算，受力模型如下:

弯矩图M

到力图E

3.1立柱型材选材计算

(1)风荷载作用的线荷载集波(按矩形分布)：

qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)；

Wk：风荷载标准值(MPa)；

B：幕墙立柱计算间距(mm)：

qWk=WkB

=0.001x1200

=1.2N/mm

qw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；

qw=1.5qwk

=1.5xl.2

=1.8N/mm

(2)水平地震作用线荷载集度(按矩形分布)：

qEAk；垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；

6

幕墙设计计算书

pE：动力放大系数，取5.()；

amax：水平地震影响系数最大值，取0.04;

Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N),(含面板和框架)；

A：幕墙平面面积(mn?)；

qcAk=pcaInaxG/A...5.3.4[JGJ102-2003]

=5x0.04x0.0011

=0.00022MPa

qEk：水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)；

B：幕墙立柱计算间距(mm)；

qEk=qEAkB

=0.00022x1200

=0.264N/mm

qE：水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；

qE=1.4qek

=1.4x0.264

=0.37N/mm

(3)幕墙受荷载集度组合：

用于强度计算时，采用SW+0.5SE设计值组合：...5.4.1[JGJ102-20031

q=qw+0.5qE

=1.8+0.5x0.37

=1.985N/mm

用于挠度计算时，采用Sw标准值：……5.4.1[JGJ102-200引

qk=qWk

=1.2N/mm

⑷求支座反力Ri及最大弯矩：

由双跨梁弯矩图可知，两支点0,2处弯矩为零，中支点弯矩最大为Mi,而在均布荷载作

用下，最人挠度在长跨内出现。

Mi：中支座弯矩(N.mm)；

Ri：中支座反力(N)；

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Mi=-q(Li+L2)/8L

=-1.985X(4()()3+45003)/8/4900

=-4617606.25N-mm