幕墙预埋件计算：槽型预埋件计算

第七章幕墙预埋件计算
(-)基本数据
玻璃及铝板最大分格尺寸bXh = 2. lm×O. 9m
预埋件计算高度按H = 100m计
地震烈度按8度设计
玻璃采用8+9+6钢化中空玻璃，玻璃强度。

=8.4 kN∕cm2(84N∕mm2)
铝材采用LD31-RCS 类型，铝材强度fa = 8. 42 kN∕cm2(84. 2N∕mm2)
预埋件钢材采用1级钢(或Q235品种)，钢材强度f s= 21.5 kN∕cm2 (215N∕mm2)
上海地区基本风压3o=0. 55 kN∕m2
体型系数禺=L5 (综合北京和上海规范取用)
瞬时风压阵风系数β" 2.25
风压高度变化系数(因此处建筑物林立之市区，故地面粗糙度类别属C类)，当建筑物
高度为100m时,μz=l. 79
按照规程,高层建筑基本风压应再乘放大系数l.lo
(-)荷载计算(单位荷载)
1.风荷载
风荷载标准值ωk=1. lβz ∙ μz∙ μs ∙ ω°
ωk= 2. 25× 1. 79X 1. 5X 1. 1X0. 55 = 3. 65 kN∕m2
风荷载设计值：ω =1. 4×ωk= 5. 11 kN∕m2
2.自重荷载
(1)玻璃自重(按8+6mm厚计重)
厚0. 8 + 0. 6 = 1. 4 cm,容重为γg= 25. 6 kN∕m3
单位面积自重标准值原二1.4X25.6/100=0. 3584 kN∕m2
单位面积自重设计值g产1.2X0. 3584 = 0. 43 kN∕m2
(2)横梁自重
计算横梁自重按gb= 0. 04 kN/m计
横梁自重设计值g2= 1.2X0.04 = 0. 048 kN/m
（3）立柱自重
计算立柱自重按g,=0. 11 kN/m计
立柱自重设计值g3= 1.2X0. 11 = 0. 132 kN/m
⑷铝板自重
单位面积铝板自重设计值4= 1. 2×0. 1 = 0. 12 kN/m?
（三）地震荷载
(1)玻璃地震荷载标准值及=3×0. 16×0. 43 = 0. 2064 kN/m2
玻璃地震荷载设计值Eι = 1.3E g= 1.3×0. 2064 = 0.27 kN/m2
(2)横梁地震荷载标准值及二0.48X0. 04 = 0.0192 kN/m
横梁地震荷载设计值E2= 1.3E b= 1.3X0.0192 = 0. 025 kN/m
(3)立柱地震荷载标准值氏=0. 48X0. 11 = 0. 0528 kN/m
立柱地震荷载设计值E3= 1.3E L= 1.3X0. 0528 = 0. 069 kN/m
(4)铝板地震荷载标准值Ea= 0. 48×0. 1 = 0. 048 kN/m2
铝板地震荷载设计值E尸1.3E a= 1.3X0. 048 = 0. 0624 kN/m2
（四）外挂式玻璃幕墙槽型预埋件计算
1•本工程采用定型预埋件，其构造尺寸如附图所示。

在一个节点设置二个，相距30cm o
一个预埋件槽孔中有4个T形头螺栓与角铁连接件联接，螺栓直径为10mm, 一个
节点共8个螺栓。

根据埋设方式，平均一个节点受到一个单元（即宽2. 1m,高3.6m）上风荷载、自重
及地震荷载组成的弯矩、剪力和拉力，可用迭加法校算该定型预埋件的
安全性、
可靠性。

一个单所受到的风荷载N1为（水平力）：
N1= b∙H∙ω= 2. 1×3.6×5. 12 = 38.7 kN
一个单元玻璃、龙骨等自重总计为V(垂直力)：
V = b ∙ L ∙ gι + 4 ∙ b ∙ g2+ L ∙ g3
=2. l×3.6×0. 43 + 4×2. 1×O. 048 + 3. 6×0. 132
=4. 13 kN
一个单元的地震力岫(水平力)：
N2 = 1.3×3×0. 16× (V/1.2)= 2. 15 kN
一个单元在节点处(墙面处)作用的弯矩M：
M = V ∙ e = 4. 13X10 = 41.3 kN ∙ cm
设螺栓采用16铳钢，其抗拉、抗压设计强度为f=31. 5KN∕cm2,抗剪设计强度
为τ=18. 5KN∕cm2
每根螺栓截面积(中径)A： A o = 0. 763 cm2
抵抗拉力(水平力)所需螺栓断面A1：
A1= (N1 + N2) ∕f = (38. 7 + 2. 15) /31. 5 = 1. 30 cm2
抵抗剪力(垂直力)所需断面A2：
A2= V∕τ= 4. 13/18.5 = 0. 23 cm2
抵抗弯矩M所需断面A3：
内力矩为：M = A3∙ f ∙ L NM
ΛA3≥M∕f = 41.3/ (31.5X30) = 0. 044 cm2
参照规范尚需考虑折减系数,故实际
A,1 = A1∕ (0. 8 ∙ αb) = 1. 30/ (0.8X0. 75) = 2. 167 cm2
A,2 = A2∕ (a r∙ a v) = 0. 23/ (l×0. 75) = 0. 307 cm2
需要总螺栓断面ΣA为：
ΣA = A,1 + A,2 + 2×A,3 = 2. 167 + 0. 307 + 2X0. 044 = 2. 562 cm2 要求螺栓数n为：
n = ΣΛ∕A o = 2. 562/0. 763 = 3. 66 cm2,即4 个，实际配置8 个，故安
全可靠。

2.预埋件伸入碎内之锚脚采用扁钢，其断面尺寸如截面图所示，一个预埋件有
3个锚脚，两个预埋件共6个锚脚，伸入碎180mm, 一个扁钢之截面面积为：
A o = 0. 4× 1. 8 = 0. 72 cm"
当量直径D o2 = A o∕0. 785 = 0. 72/0. 785 = 0. 92 cm2
D o= 0. 96 cm ≈ 1 cm
当校标号为C30以上，又带弯板，伸入长度按20D。

计，要求伸入20cm, 现为
18cm,较为接近。

锚脚采用I级钢，其抗压、抗拉设计强度为：f = 21.5 kN∕cm2,抗剪强度为：
τ= 12.5 kN∕cm2,故预埋件端部所需截面,也可分别荷载算出：
抗拉：A1 = (38.7 + 2. 15) /21.5 = 1.90 cm2
抗剪：A2 = 4. 13/12.5 = 0. 34 cm2
抗弯：A3 = 41.3/ (21.5X30) = 0. 07 cm2
考虑折减系数后：
A,1= 1.90/ (0.8X0. 75) = 3. 17 cm2
A,2= 0. 34/ (1 X0. 7) = 0. 49 cm2
A%= 0. 07/ (l×0. 75) = 0. 09 cm2
需要总扁钢断面∑A为：
ΣA = 3. 17 + 0. 49 + 2X0. 09 = 3. 84 cm2
要求锚脚数n为：
n = ΣA∕A = 3. 84/0. 92 = 4. 174 cm2,实际配置了 6 个，故安全可靠。

3.预埋件埋设时，碎的承压面积计算
一个预埋件之平面面积为：
A = 26X3.6 = 93.6 cm2
设碎标号为C30,其轴心抗压f” 1.5 kN/cm；要求承压板面积为：
按 A = N∕ (0.5f c)计算。

承受压力时：
A1= N∕ (0.5×l. 5) = (38. 7 + 2. 15) /0. 75 = 54. 47 cm2
承受弯矩时：
A3= M∕ (0. 5f c×L)= 41.3/ (0.5×l.5X30)= 1.84 cm2
需要总面积为：
ΣA = A1 + 2×A3 = 54. 47 + 2X 1.84 = 58. 15 cm2
要求锚板个数n为：
n=ΣA∕93. 6=58. 15/93. 6=0. 62个，即一排要1个，现配置2个预埋件，故亦
满足要求，安全可靠。

（五）窗式玻璃幕墙槽型预埋件计算
为安全起见，用最大风压及最大幕墙尺寸来计算。

1.一个单元所受到的风荷载N∣为：
N = b ∙ h ∙ ω= 2. lπι×3.45m×5. 12 = 37.0 kN
上下设两个预埋件故一个节点（预埋件上）所受到的水平力为：
N l = N/2 = 18. 5 kN
节点为较支，故只受水平剪力及自重垂直拉力，抗剪强度设计值为：
τ = 18.5 kN∕cm2
抵抗风压所需断面:A zι = Nι∕ τ = 18. 5/18. 5 = 1. 0 cm2
一个单元自重为V = b ∙ L ∙ gι + 4 × b ∙ g2+ L ∙ g3
=2. l×3.45×0. 43 + 4×2. l×0. 048 + 3. 45×0. 132
=3. 974 kN
一个单元的地震力N （水平力）：
N2 = （1.3 ∙ V • 3X0. 16） ÷ 1.2 = （ 1. 3 X 3. 974 × 0. 48 ） ÷
1.2
=2. 07 kN
故一个节点上抵抗地震后所需断面为：A Z2= 2. 07 ÷18.5 = 0. 11 cm2
抵抗自重所需断面为：A1= V/f = 3. 974 kN/31.5 = 0. 13 cm2
考虑折减系数后：
A1, = A 1∕ (0.8×0. 75) = 0. 22 cm2
A2, = (A zι+ A Z2) / (l×0. 7) = 1. ll÷0. 7 = 1.586 cm2
故ΣA = A1, +A2, = 1.806 cm2
要求螺栓数(顶上)n 为：n = Σ A∕A0 = 1.806÷0. 763 = 2. 37 个
现顶上设一个预埋件，有4个螺栓，故安全可靠。

(2)预埋件锚脚扁铁承受垂直(自重)拉力及剪力，故要求面积为：
抗拉A1 = V/21.5 = 0. 185 cm2
抗剪A2 =(N1+ N2) ÷12.5 = 1.646 cm2
考虑折减：需要扁钢断面为：
A1, = A l∕ (0.8X0. 75) = 0. 31 cm2
A∕ = A2∕0. 7 = 2. 40 cm2
ΣA = A1,+ Λ2,= 2. 71 cm2
需要扁铁数n 为：n = ΣA∕A = 2. 71÷0. 92 = 2. 95 个
因仅计算顶部一个预埋件(既受剪又受拉，受力最大)一个预埋件有3个扁钢，故亦安全可靠。