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幕墙立柱与横梁连接设计

来源:中国幕墙网收集整理  作者:贾映川 刘志勇 吴小林  日期:2005-12-2
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    摘  要:横梁与立柱的连接设计对幕墙的安全使用起着关键作用。本文从抗扭、扰弯的角度,对横梁与立柱的连接件螺栓、角码的受力,进行了初步的探讨。

    关键词:螺栓;角码;扭矩;弯矩

    一、引言
    水平方向,水平力风、地震荷载作用线相对螺栓中心有的偏心,形成逆时针扭矩T1=q*e1
    竖向,竖向力幕墙构件自重作用线相对螺栓中心也有偏心;

    面板重力作用线相对螺栓中心有eG1的偏心,形成逆时针扭矩爪;

    横梁重力作用线相对螺栓中心有。二的偏心,形成逆时针扭矩T2

    由于水平力和竖向力相对螺栓都形成逆时针扭矩,因此T1、T2、T3可叠加为T= T1+T2+T3

    相应的螺栓产生一对大小相等,作用方向相反的抵抗力VT(见图2),由力距平衡〔相对螺栓中心)得:

                        VTxc=T
    得VT=T/c
    单个螺栓受力:

    水平方向:Vw
    竖向:VG+VT
    总剪力:V=[V2W+(VG+VT2]1/2
    螺栓剪应力:T=V/(π20/4/Nv)
    式中:Do为螺栓公称直径;

         Nv剪切面数:2;


    (二)螺栓抗拉计算
    螺栓所受弯矩简图见图3。

    图中:

    RG为幕墙(面板和横梁)自重,大小为RG1 +RG2;

    RW为风、地震荷载;

    e为角码中心到角码边缘的距离。

    螺栓受水平作用力下产生的弯距:M1=RWxe,相应的螺栓产生一对大小相等、作用方向相反的抵抗力NW

    由力距(相对螺栓中心)平衡得:

                      NWxc=M1
    得NW=M1/C
    e为角码中心到角码边缘的距离;

    d为螺栓中心到角码边缘的距离。

    以角码底边线为基线,竖向作用力下产生的弯距:M2=RWxe;

    相应螺栓产生力NG;

    由力矩(相对角码底边线)平衡得:

                NGxd=M2 NG=M2/d
    单个螺栓受力为NG/2
    螺栓拉应力:

            σ=(NW+NG/2)/(π20/4)
    螺栓强度校核依据:

          [(τ/[τ])2+(σ/[σ])2]1/2<1
    式中:[τ]为螺栓允许抗剪强度;

         [σ]为螺栓允许抗拉强度
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