建筑幕墻用鋼質拉桿構件設計

　　建筑幕墻用鋼質拉桿構件是拉桿（索）幕墻重要的連接構件，在拉桿（索）幕墻使用十多年以來，幕墻用鋼質拉桿構件設計已趨成熟。幕墻用鋼質拉桿構件是鋼結構，應按《鋼結構設計規范》設計，鋼質拉桿構件是由桿體、套筒（耳板）、銷子組成，桿體、銷子使用熱軋鋼材，而套筒（耳板）為鑄鋼件，他們的材料牌號和力學性能不一樣，受力情況不同，因此要對鋼質拉桿構件的受力、傳力過程中的每個部位進行設計、驗算。

　　在拉桿（索）幕墻體系中，拉桿（索）受的力通過銷子傳給鋼質拉桿構件耳板，由與耳板屬同一構件的套筒通過螺紋傳給桿體，再由桿體傳給另一段套筒（耳板）通過銷子傳給錨定結構。因此要進行桿體抗拉承載能力、螺紋抗拉（抗剪）承載能力、套筒抗拉承載能力、螺紋抗拉（抗剪）承載能力、耳板抗拉（抗承壓）承載能力、銷子抗剪承載能力驗算。

　　鋼質拉桿構件設計、驗算應按不同材料牌號、直徑的熱軋鋼材和鑄鋼件的強度設計值取值，這是由于不同材料牌號、直徑的熱軋鋼材和鑄鋼件的抗力分項系數（材料性能分項系數）不同（如Q235鋼抗力分項系數為1.087、Q345鋼抗力分項系數為1.111、鑄鋼件抗力分項系數為1.282），用標準值設計的話，由于很難求出適用于不同牌號熱軋鋼材和鑄鋼件組成的鋼質拉桿構的抗力分項系數（材料性能分項系數），就很難求出鋼質拉桿構件的承載能力設計值。現以SS型鋼質拉桿構件設計、計算為例列表如下：

SS型鋼質拉桿構件性能、規格表

 

說明：

一、鋼桿體 

1.外螺紋小徑（GB/T192-2003）d₁= d-1.082532p=12- 1.082532×1.75=10.1 mm。

2.應力截面積  A1=πd₁²/4=3.14159×10.1²/4=80.1 mm²。

3.承載能力設計值  N_R= A1×215=80.1×215=17222N。

4.旋合圈數 Z=N_R/k₂πd₁bf_v=17222/（0.73×3.14159×10.1×1.52×125）=3.91 Z=3 N_Rh/ k₂πd₁b²f=3×17222×0.947/（0.73×3.14159×10.1×1.52²×215）=4.25

二、套管部分

1. 應力截面積  A2=π（D1²- d²）/4=π（17²-12²）/4=3.14159×145/4=113.9 mm²。

2. 承載能力設計值  N_R= A2×180=113.9×180=20502N＞17222N。

3. 旋合圈數  Z=N_R/k₂πDbf_v=17222/（0.73×3.14159×12×1.52×105）=3.92  Z=3 N_Rh/ k₂πDb²f =3×17222×0.947/（0.73×3.14159×12×1.52²×180）=4.28

三、耳板部分

1. 應力截面積  A3=7×5×4=140 mm²。

2. 承載能力設計值  N_R= A3×180=140×180=25200N＞17222N。

 四、銷子

1. 銷子抗剪    N_V^b=n_Vπd²/4f_V^b=2×3.14159×10²/4×125=19635 N＞17222N。

2. 耳板抗承壓  N_c^b=dΣtf_V=12×7×2×105=30500N＞17222N。

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