后补埋件设计计算书设计：校对：审核：批准：----二〇一七年十月十九日目录1 计算引用的规范、标准及资料 (1)2 幕墙埋件计算(后锚固结构-特殊倒锥形化学锚栓) (1)2.1 埋件受力基本参数 (1)2.2 锚栓群中锚栓的拉力计算 (1)2.3 群锚受剪内力计算 (2)2.4 锚栓钢材破坏时的受拉承载力计算 (2)2.5 混凝土锥体受拉破坏承载力计算 (3)2.6 混凝土劈裂破坏承载力计算 (4)2.7 锚栓钢材受剪破坏承载力计算 (5)2.8 混凝土楔形体受剪破坏承载力计算 (6)2.9 混凝土剪撬破坏承载能力计算 (7)2.10 拉剪复合受力承载力计算 (8)2.11 混凝土基材厚度、群锚锚栓最小间距及最小边距计算 (8)3 附录常用材料的力学及其它物理性能 (9)幕墙后锚固计算1计算引用的规范、标准及资料《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013《混凝土结构设计规范》GB50010-2010《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》JG160-20042幕墙埋件计算(后锚固结构-特殊倒锥形化学锚栓)2.1埋件受力基本参数V=3398.063NN=6177.6NM=0N·mm选用锚栓：慧鱼-化学锚栓,FHB-A 12×100/100锚栓排数×列数：2×2；锚栓最外排间距×最外列间距：150mm×200mm；混凝土等级：C30；；2.2锚栓群中锚栓的拉力计算按5.2.2[JGJ145-2013]规定，在轴心拉力和弯矩共同作用下(下图所示)，进行弹性分析时，受力最大锚栓的拉力设计值应按下列规定计算：1：当N/n-My1/Σy i2≥0时： 5.2.2-1[JGJ145-2013]N sd h=N/n+My1/Σy i2 5.2.2-2[JGJ145-2013]2：当N/n-My1/Σy i2<0时：N sd h=(NL+M)y1//Σy i/2 5.2.2-3[JGJ145-2013]在上面公式中：M：弯矩设计值；N sd h：群锚中受拉力最大锚栓的拉力设计值；y1，y i：锚栓1及i至群锚形心轴的垂直距离；y1/，y i/：锚栓1及i至受压一侧最外排锚栓的垂直距离；L：轴力N作用点至受压一侧最外排锚栓的垂直距离；在本例中：N/n-My1/Σy i2=6177.6/4-0×75/22500=1544.4因为：1544.4≥0所以：N sd h=N/n+My1/Σy i2=1544.4N按JGJ102-2003的5.5.7中第七条规定，这里的N sd h再乘以2就是现场实际拉拔应该达到的值。

另外，我们接着分析一下锚栓群受拉区的总拉力：当N/n-My1/Σy i2≥0时：螺栓群中的所有锚栓在组合外力作用下都承受拉力，中性轴在锚栓群形心位置，这种情况下群锚受拉区总拉力为：N sd g=N+MΣy i/Σy i2=N而当N/n-My1/Σy i2＜0时：最下排的锚栓底部埋板部分为结构受压区，螺栓群的中性轴取最下一排锚栓位置，这种情况下群锚受拉区总拉力为：N sd g=ΣN si 5.2.3-1[JGJ145-2013]N si=N sd h·y i//y1/ 5.2.3-2[JGJ145-2013]对上两个公式整理后，得：N sd g=(NL+M)Σy i//Σy i/2本例中，因为：1544.4≥0所以：N sd g=N+MΣy i/Σy i2=N=6177.6N2.3群锚受剪内力计算按5.3.1[JGJ145-2013]的规定，计算钢材破坏或混凝土剪撬破坏时，应按群锚中所有锚栓均承受剪力进行计算，也就是：V sd h=3398.063/4=849.516N2.4锚栓钢材破坏时的受拉承载力计算N Rd,s=kN Rk,s/γRS,N 6.1.2-1[JGJ145-2013]N Rk,s=f yk A s 6.1.2-2[JGJ145-2013]上面公式中：N Rd,s：锚栓钢材破坏时的受拉承载力设计值；N Rk,s：锚栓钢材破坏时的受拉承载力标准值；k：地震作用下锚固承载力降低系数，按表4.3.9[JGJ145-2013]选取；A s：锚栓应力截面面积；f yk：机械锚栓屈服强度标准值；γRS,N：锚栓钢材受拉破坏承载力分项系数,按规范表4.3.10，取：γRS,N=1.2；N Rk,s=A s f yk=84.3×400=33720NN Rd,s=kN Rk,s/γRS,N=1×33720/1.2=28100N≥N sd h=1544.4N锚栓钢材受拉破坏承载力满足设计要求！2.5混凝土锥体受拉破坏承载力计算因锚固点位于结构受拉面，而该结构为普通混凝土结构，故锚固区基材应判定为开裂混凝土。

混凝土锥体受拉破坏时的受拉承载力设计值N Rd,c应按下列公式计算：N Rd,c=kN Rk,c/γRc,N 6.1.3-1[JGJ145-2013]N Rk,c=N Rk,c0×A c,N/A c,N0×ψs,Nψre,Nψec,N 6.1.3-2[JGJ145-2013]对于开裂混凝土土：N Rk,c0=7.0×f cu,k0.5×h ef1.5 6.1.3-3[JGJ145-2013]对于不开裂混凝土土：N Rk,c0=9.8×f cu,k0.5×h ef1.5 6.1.3-4[JGJ145-2013]在上面公式中：N Rd,c：混凝土锥体破坏时的受拉承载力设计值；N Rk,c：混凝土锥体破坏时的受拉承载力标准值；k：地震作用下锚固承载力降低系数，按表4.3.9[JGJ145-2013]选取；γRc,N：混凝土锥体破坏时的受拉承载力分项系数，按表4.3.10[JGJ145-2013]采用，取1.8；N Rk,c0：开裂混凝土单锚栓受拉，理想混凝土锥体破坏时的受拉承载力标准值；f cu,k：混凝土立方体抗压强度标准值，当其在45-60MPa间时，应乘以降低系数0.95；h ef：锚栓有效锚固深度；N Rk,c0=7.0×f cu,k0.5×h ef1.5=7.0×300.5×1001.5=38340.579NA c,N0：混凝土理想锥体破坏投影面面积，按6.1.4[JGJ145-2013]取；s cr,N：混凝土锥体破坏情况下，无间距效应和边缘效应，确保每根锚栓受拉承载力标准值的临界间矩。

s cr,N=3h ef=3×100=300mmA c,N0=s cr,N2 6.1.4[JGJ145-2013]=3002=90000mm2A c,N：混凝土实际锥体破坏投影面积，按6.1.5[JGJ145-2013]取：当N/n-My1/Σy i2≥0时：A c,N =(min(c1,c1a)+s1+0.5×s cr,N)×(c2+s2+0.5×s cr,N) ……情况一当N/n-My1/Σy i2<0时：若锚栓共有2排，则：A c,N=(c1a+0.5×s cr,N)×(c2+s2+0.5×s cr,N) ……情况二若锚栓共有3-4排，则：A c,N=(c1a+min(s1/2,s cr,N)+0.5×s cr,N)×(c2+s2+0.5×s cr,N) ……情况三其中：c1、c1a、c2：方向1及2的边矩；s1、s2：方向1及2的间距；c cr,N：混凝土锥体破坏时的临界边矩，取c cr,N=1.5h ef=1.5×100=150mm；c1≤c cr,Nc1a≤c cr,Nc2≤c cr,Ns2≤s cr,N情况三时：(s1/2)≤s cr,N，其他时：s1≤s cr,N所以，本计算为：A c,N=(min(c1,c1a)+s1+0.5×s cr,N)×(c2+s2+0.5×s cr,N)=(100+150+0.5×300)×(150+200+0.5×300)=200000mm2ψs,N：边矩c对受拉承载力的降低影响系数，按6.1.6[JGJ145-2013]采用：ψs,N=0.7+0.3×c/c cr,N≤1 6.1.6[JGJ145-2013]其中c为边矩，当为多个边矩时，取最小值；ψs,N=0.7+0.3×c/c cr,N≤1=0.7+0.3×100/150=0.9所以，ψs,N取0.9。

ψre,N：表层混凝土因为密集配筋的剥离作用对受拉承载力的降低影响系数，按6.1.7[JGJ145-2013]采用，当锚固区钢筋间距s≥150mm或钢筋直径d≤10mm且s≥100mm时，取1.0；ψre,N=0.5+h ef/200≤1=0.5+100/200=1所以，ψre,N取1。

ψec,N：荷载偏心e N对受拉承载力的降低影响系数，按6.1.8[JGJ145-2013]采用；ψec,N=1/(1+2e N/s cr,N)=1把上面所得到的各项代入，得：N Rk,c=N Rk,c0×A c,N/A c,N0×ψs,Nψre,Nψec,N=38340.579×200000/90000×0.9×1×1=76681.158NN Rd,c=kN Rk,c/γRc,N=0.8×76681.158/1.8=34080.515N≥N sd g=6177.6N所以，群锚混凝土锥体受拉破坏承载力满足设计要求！2.6混凝土劈裂破坏承载力计算当不满足6.2.14[JGJ145-2013] 规定时，混凝土劈裂破坏承载力按下面公式计算：N Rd,sp=kN Rk,sp/γRsp 6.2.15-1[JGJ145-2013]N Rk,sp=ψh,sp N Rk,c 6.2.15-2[JGJ145-2013]ψh,sp=(h/h min)2/3 6.2.15-3[JGJ145-2013]上面公式中：N Rd,sp：混凝土劈裂破坏受拉承载力设计值；N Rk,sp：混凝土劈裂破坏受拉承载力标准值；k：地震作用下锚固承载力降低系数，按表4.3.9[JGJ145-2013]选取；N Rk,c：混凝土锥体破坏时的受拉承载力标准值；γRsp：混凝土劈裂破坏受拉承载力分项系数，按表4.3.10[JGJ145-2013]取1.8；ψh,sp：构件厚度h对劈裂承载力的影响系数，不应大于(2h ef/h min)2/3；h：基材厚度厚度；h min：锚栓安装过程中，不产生基材劈裂破坏的最小厚度，取为2h ef，且不小于100mm；N Rk,c=N Rk,c0×A c,N/A c,N0×ψs,Nψre,Nψec,N 6.1.3-2[JGJ145-2013]其中：N Rk,c0=38340.579按6.2.14[JGJ145-2013]：c cr,sp=2h ef=200按6.2.15[JGJ145-2013]：s cr,sp=2c cr,sp=400当N/n-My1/Σy i2≥0时：A c,N =(min(c1,c1a)+s1+0.5×s cr,sp)×(c2+s2+0.5×s cr,sp) ……情况一当N/n-My1/Σy i2<0时：若锚栓共有2排，则：A c,N=(c1a+0.5×s cr,sp)×(c2+s2+0.5×s cr,sp) ……情况二若锚栓共有3-4排，则：A c,N=(c1a+min(s1/2,s cr,sp)+0.5×s cr,sp)×(c2+s2+0.5×s cr,sp) ……情况三其中：c1、c2：方向1及2的边矩；s1、s2：方向1及2的间距；c1≤c cr,spc1a≤c cr,spc2≤c cr,sps2≤s cr,sp情况三时：(s1/2)≤s cr,sp，其他时：s1≤s cr,sp所以，本计算为：A c,N=(min(c1,c1a)+s1+0.5×s cr,sp)×(c2+s2+0.5×s cr,sp)=(100+150+0.5×400)×(200+200+0.5×400)=270000mm2A c,N0=(s cr,sp)2=(400)2=160000mm2ψs,N：边矩c对受拉承载力的降低影响系数，按6.1.6[JGJ145-2013]采用：ψs,N=0.7+0.3×c/c cr,sp≤1 6.1.6[JGJ145-2013]其中c为边矩，当为多个边矩时，取最小值；ψs,N=0.7+0.3×c/c cr,sp≤1=0.7+0.3×100/200=0.85<1所以，ψs,N取0.85。