铝塑板幕墙的加强筋的计算

铝板加强筋计算

幕墙中的危险部位位于10米,铝板厚t1=2.5mm，铝板分格尺寸为1950mm×950mm，背后有槽型加强筋，加强筋厚t2=3mm，高H1=30mm，宽L1=50mm，加强筋间距B=390mm，加强筋材料许用强度为81 N／mm2。

1)荷载计算

a. 风荷载标准值的计算

Wk＝βgZ·μs·μz·Wo

＝2.098×1.2×.74×.55

＝1.025KN／m2

b. y轴方向(垂直于幕墙表面)的地震作用为

qEy＝βe·αmax·γ板·t1

式中：qEy——作用于幕墙平面外水平分布地震作用(KN／m2)；

γ板——板的密度，取27KN／m3

t1——板厚度m；

αmax——水平地震影响系数最大值，取.04；

βe——动力放大系数，取5 。

则qEy＝βe·αmax·γ板·t1

＝5×.04×27×2.5

＝.013KN／m2

c. Y轴方向挠度荷载组合如下：

qy＝1×Wk＋0.6qEy

＝1×1.025＋0.6×.013

＝1.033KN／m2

在矩形荷载作用下，加强筋所受线荷载和作用组合值为

q刚度y＝qy×B＝1.033×390

＝.403KN／m

d.强度荷载组合如下

q＝1.4×1×Wk＋1.3×0.6×qEy

＝1.4×1×1.025＋1.3×0.6×.013

＝1.445KN／m2

加强筋所受线荷载为

q强度＝q×B＝1.445×390

＝.564KN／m

2)加强筋刚度和强度验算

加强肋的局部压屈应力为:

fc=0.4×E×(t2/H1)2

=0.4×70000×(3/30)2

=81 (N/mm2)

面板参与宽度为:

Be=t1×(K×E/fc)0.5

=2.5×(6.3×70000/81)0.5

=184.5 (mm)

加筋肋钉间距为:

L=1.9×t1×(E/fs)0.5

=1.9×2.5×(70000/81)0.5

=139.64 (mm)

加筋肋面积为:

A2=(2×H1+L1-2×t2)×t2

=(2×30+50-2×3)×3

=312(mm2)

加筋肋静矩为:

Fy2=(L1-2×t2)×t22/2+H12×t2

=(50-2×3)×32/2+302×3

=2808(mm3)

加筋肋重心为:

Yc2=Fy2/A2=2808/312=9(mm)

加筋肋惯性矩为:

I2=t2×H13/6+(L1-2×t2)×t2×(Yc2-t2/2)2+(H1/2-Yc2)2×2×t2×H1

=3×303/6+(50-2×3)×3×(9-3/2)2+(30/2-9)2×2×3×30

=24030(mm4)

面板参与面积为:

A1=Be×t1

=184.5×2.5

=461.25(mm2)

组合截面面积为:

A=A1+A2=461.25+312=773.25(mm2)

截面静矩为:

fy=A2×Yc2+A1×t1/2=312×9+461.25×2.5/2=3384.56 (mm3)

截面形心为:

Yc=fy/A=3384.56/773.25=4.38 (mm)

截面的惯性矩为:

Ix=I2+A2×(Yc-Yc2)2+A1×(Yc+t1/2)2

=24030+312×(4.38-9)2+461.25×(4.38+2.5/2)2

=45309.65 (mm4)

加强肋最大挠度为:

f=q刚度y×b4×(25/8-5×(B/2b)2+2×(B/2b)4)/(240×E×Ix)

=.403×9504×(25/8-5×(390/(2×950)2+2×(390/(2×950)4)/(240×70000×45309.65)

=1.26(mm)≤[f]=3.2mm

所以加强筋的挠度满足要求。

截面的抵抗矩为:

Wx=Ix/(H1-Yc)=45309.65/(30-4.38)=1768.53 (mm3)

最大弯矩为:

Mmax=Q强度×b2×(-3+(B/b)2)/24

=.564×9502×(-3+(390/950)2/24

=-60051.9(N·mm)

应力为:

σ=|Mmax/Wx|=|-60051.9/1768.53|=33.96(N/mm2)≤fs=81N/mm2)

所以加强筋的强度满足要求。