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摘要：幕墙的埋件分为预埋件和后置埋件两种，而预埋件通常又分为平板预埋件和槽式预埋件。平板预埋件在我国已经应用了很多年，而对于槽式预埋件，但是由于相关规范标准未对其设计做具体规定，致使其使用过程中也由于各个公司或者顾问不用，采用的标准各异，故本文就此做一些相关探讨。
关键词：幕墙；预埋件；受力分析
1. 前言
建筑幕墙依据不同的面板材料分为玻璃幕墙、金属幕墙和石材幕墙三大类，无论哪类幕墙，其承载结构体系与建筑主体结构的连接，通常都是通过预埋件或后加锚固件来实现的。幕墙除了承受自重荷载外，还要承受风力、地震等荷载的影响，因此预埋件与建筑主体结构的连接是否可靠耐久，直接关系到幕墙的结构安全与使用寿命。
幕墙的埋件分为预埋件和后置埋件两种，而预埋件通常又分为平板预埋件和槽式预埋件。平板预埋件在我国已经应用了很多年，无论从生产工艺方面还是从受力分析方面都有着相当成熟的经验。而对于槽式预埋件，我们是从上个世纪80年代随着建筑幕墙在我国飞速发展后才逐渐使用的，到现在应用已经非常广泛。但是由于相关规范标准未对其设计做具体规定，致使其使用过程中也由于各个公司或者顾问不用，采用的标准各异，故本文就此做一些相关探讨。
2. 槽式预埋件的介绍
槽式预埋件是1929年HALFEN（哈芬）公司在德国研发并开始生产的，由于它有可调式连接系统，所以在全球范围内很快被广泛使用，应用领域包括：铁路系统；机械安装系统；市政建设；建筑幕墙工程和其它室内外装修等等。
槽式预埋件的金属槽可由钢板折弯，铸件，锻件制成，锚筋与金属槽可制成一体，或焊接而成。这种形式的预埋件具有体积小施工方便的优点，目前已经国产化，且已形成系列。由于造价比进口的有优势，供货期也大大缩短，一般十五天内就可以交货，价格成本降低三分之二，所以，国内幕墙工程中槽式埋件运用非常普遍。
3. 槽式预埋件优点
1） 槽型预埋件加工工艺简单，质量检验方便；
2） 槽型预埋件价格便宜，节省工程造价；
3） 槽型埋件体积小，安装施工非常方便；
4） 现场不需要烧焊连接，避免发生火灾；
5） 经过高质量电镀的部件具备出色的防锈保护。
6） 可方便调节的连接系统。
7） 经过全面测试的部件具备了验证的承载力。
8） 由于价格便宜、安装方便、不容易造成浪费，为业主节省工程造价。
9） 缩短工程的施工工期。
4. 槽式预埋件的埋设形式
槽式预埋件的埋设形式大体上可分为结构立面放置和楼板平面放置两种，下面对这两种形式分别予以介绍。
4.1结构立面放置
结构立面放置，即槽式预埋件埋设在主体结构的立面上，这种埋设方法是幕墙中最常见的一种埋设方式。其特点是施工方便，适应性强，受力合理，几乎适用于所有的框架式幕墙的施工。
4.2楼面平面放置
楼板平面放置，即槽式预埋件埋设在楼板上，这种埋设方式在单元式幕墙中非常常见，因为埋件埋设在楼板上，在进行单元幕墙的施工调整时非常方便。
5. 槽式预埋件的受力分析
5.1结构立面放置槽式预埋件的受力状态应满足下式要求：
1） 抗拉承载力应满足式（1）的要求：
F=T+G.B/A≤[f] （1）
式中：
F 槽式预埋件实际所承受的拉力设计值，kN；
T 幕墙传递给槽式预埋件的拉力设计值，kN；
G 幕墙的重力荷载设计值，kN；
B 幕墙重力作用点到结构面的距离，m；
A 槽式预埋件中心到幕墙转接件边缘的距离，m；
[f] 槽式预埋件的抗拉强度许用值，kN.
2） 抗剪承载力应满足式（2）的要求：
V-G≤[V] （2）
式中：
v槽式预埋件实际所承受的剪力设计值，kN；
G --幕墙的重力荷载设计值，kN；
[V]--槽式预埋件的抗剪强度许用值，kN；
5.2楼板平面放置槽式预埋件的受力状念应满足下式要求：
1） 抗拉承载力应满足式（3）的要求：
F=G*（C-D）/D≤[f] （3）
式中：
F 槽式预埋件实际所承受的拉力设计值，kN；
G 幕墙的重力荷载设值，kN；
C 幕墙重力作用点到槽式预埋件中心的距离，
D 槽式预埋件中心到楼板边缘的距離，m；
[f] 槽式预埋件的抗拉强度许用值，kN。
2） 抗剪承载力应满足式（4）的要求：
V=T≤[V] （4）
式中：
V 槽式预埋件实际所承受的剪力设计值，kN；
T 幕墙传递给槽式预埋件的剪力设计值，kN；
[V] 槽式预埋件的抗剪强度许用值，kN。
由于幕墙一般主要承受水平风荷载和垂直重力荷载，荷载通过连接角码传递给主体结构上的埋件，而槽式埋件均采用螺栓连接，最终槽式埋件承受的荷载均可以简化为受拉及受剪状态。
埋件与主体连接的强度直接决定了幕墙的安全，需要严格控制，故在埋件设计中应分别对埋件、连接螺栓抗拉抗剪强度、埋件局部承压计算及混凝土承载力进行计算，以确保埋件设计能满足幕墙工程的需要。
槽式埋件在现有的幕墙中主要应用于超高层单元式幕墙，一般埋设楼板平面埋设较多，本文受力分析以平面埋件为例分析，结构立面放置埋设的埋件分析类似。 下面以广州某超高层建筑为例，说明槽式埋件的计算过程：
幕墙工程最高高度为189米，C类体型系数，4.2米跨度，风压计算值为2.3KN*M^（-2），通过计算，槽式埋件承受的剪力为9.25KN，拉力为19.78KN。
荷载由两颗M12普通碳钢（C级）承受，其抗剪强度设计值为140MPa，抗拉强度设计值为170MPa，M12螺栓抗拉有效面积为：84.3mm^2.
1） 埋件螺栓计算：
抗拉强度验算：
结论：螺栓抗拉强度能够满足要求。
抗剪强度验算：
结论：螺栓抗剪强度能够满足要求。
2） 埋件局部承压计算：
d：螺栓直径，取d=12mm
t：埋件局部壁厚，取t=6mm
f.c：埋件抗压强度设计值 f.c=305MPa
N.c：埋件局部承压能力
通过计算得知，埋件局部承压能力能够满足要求。
3） 混凝土承压能力计算：
单个锚筋在混凝土中的剪切面为一个圆锥面，主体结构混凝土采用C30，抗拉强度
单个锚筋的剪切面积：
其中
A：锚筋的剪切面积
r： 影响范围，取值为60mm
h： 锚筋长度，取：h=60mm
单个锚筋的承载力：
槽式埋件有3根锚筋，考虑其影响系数为0.6，则混凝土总体承载力为：
结论：混凝土的承载力能够满足要求。
4） 槽式埋件锚筋计算承载力计算：
单个埋件的锚筋拉应力为：
N：埋件的拉力N=19.78KN
A：锚筋的面积A=58mm^2
單个锚筋剪应力为
结论：锚筋的承载能力也能满足要求。
6. 结论
综上所述，槽式埋件承载力取值为槽式埋件承受的直接荷载，在实际幕墙计算中往往需要把幕墙承受的荷载通过静力学平衡公式转化为槽式埋件承受的荷载。见受力示意图：
受力示意图
我们在计算过程中，反力的取值根据力学模型，一般会考虑混凝土误差，拉力R.d的力臂一般取值为A+25mm，剪力R.v的力臂取值为B+25mm，混凝土反力不能取值在边部，否则反力过大，导致混凝土破坏，根据工程经验，一般取值在0.8C位置。
最后希望本文提到的理论方法和总结的规律，在采用槽式埋件的计算分析中，能够对行业同仁有所帮助！
关键词：幕墙；预埋件；受力分析
1. 前言
建筑幕墙依据不同的面板材料分为玻璃幕墙、金属幕墙和石材幕墙三大类，无论哪类幕墙，其承载结构体系与建筑主体结构的连接，通常都是通过预埋件或后加锚固件来实现的。幕墙除了承受自重荷载外，还要承受风力、地震等荷载的影响，因此预埋件与建筑主体结构的连接是否可靠耐久，直接关系到幕墙的结构安全与使用寿命。
幕墙的埋件分为预埋件和后置埋件两种，而预埋件通常又分为平板预埋件和槽式预埋件。平板预埋件在我国已经应用了很多年，无论从生产工艺方面还是从受力分析方面都有着相当成熟的经验。而对于槽式预埋件，我们是从上个世纪80年代随着建筑幕墙在我国飞速发展后才逐渐使用的，到现在应用已经非常广泛。但是由于相关规范标准未对其设计做具体规定，致使其使用过程中也由于各个公司或者顾问不用，采用的标准各异，故本文就此做一些相关探讨。
2. 槽式预埋件的介绍
槽式预埋件是1929年HALFEN（哈芬）公司在德国研发并开始生产的，由于它有可调式连接系统，所以在全球范围内很快被广泛使用，应用领域包括：铁路系统；机械安装系统；市政建设；建筑幕墙工程和其它室内外装修等等。
槽式预埋件的金属槽可由钢板折弯，铸件，锻件制成，锚筋与金属槽可制成一体，或焊接而成。这种形式的预埋件具有体积小施工方便的优点，目前已经国产化，且已形成系列。由于造价比进口的有优势，供货期也大大缩短，一般十五天内就可以交货，价格成本降低三分之二，所以，国内幕墙工程中槽式埋件运用非常普遍。
3. 槽式预埋件优点
1） 槽型预埋件加工工艺简单，质量检验方便；
2） 槽型预埋件价格便宜，节省工程造价；
3） 槽型埋件体积小，安装施工非常方便；
4） 现场不需要烧焊连接，避免发生火灾；
5） 经过高质量电镀的部件具备出色的防锈保护。
6） 可方便调节的连接系统。
7） 经过全面测试的部件具备了验证的承载力。
8） 由于价格便宜、安装方便、不容易造成浪费，为业主节省工程造价。
9） 缩短工程的施工工期。
4. 槽式预埋件的埋设形式
槽式预埋件的埋设形式大体上可分为结构立面放置和楼板平面放置两种，下面对这两种形式分别予以介绍。
4.1结构立面放置
结构立面放置，即槽式预埋件埋设在主体结构的立面上，这种埋设方法是幕墙中最常见的一种埋设方式。其特点是施工方便，适应性强，受力合理，几乎适用于所有的框架式幕墙的施工。
4.2楼面平面放置
楼板平面放置，即槽式预埋件埋设在楼板上，这种埋设方式在单元式幕墙中非常常见，因为埋件埋设在楼板上，在进行单元幕墙的施工调整时非常方便。
5. 槽式预埋件的受力分析
5.1结构立面放置槽式预埋件的受力状态应满足下式要求：
1） 抗拉承载力应满足式（1）的要求：
F=T+G.B/A≤[f] （1）
式中：
F 槽式预埋件实际所承受的拉力设计值，kN；
T 幕墙传递给槽式预埋件的拉力设计值，kN；
G 幕墙的重力荷载设计值，kN；
B 幕墙重力作用点到结构面的距离，m；
A 槽式预埋件中心到幕墙转接件边缘的距离，m；
[f] 槽式预埋件的抗拉强度许用值，kN.
2） 抗剪承载力应满足式（2）的要求：
V-G≤[V] （2）
式中：
v槽式预埋件实际所承受的剪力设计值，kN；
G --幕墙的重力荷载设计值，kN；
[V]--槽式预埋件的抗剪强度许用值，kN；
5.2楼板平面放置槽式预埋件的受力状念应满足下式要求：
1） 抗拉承载力应满足式（3）的要求：
F=G*（C-D）/D≤[f] （3）
式中：
F 槽式预埋件实际所承受的拉力设计值，kN；
G 幕墙的重力荷载设值，kN；
C 幕墙重力作用点到槽式预埋件中心的距离，
D 槽式预埋件中心到楼板边缘的距離，m；
[f] 槽式预埋件的抗拉强度许用值，kN。
2） 抗剪承载力应满足式（4）的要求：
V=T≤[V] （4）
式中：
V 槽式预埋件实际所承受的剪力设计值，kN；
T 幕墙传递给槽式预埋件的剪力设计值，kN；
[V] 槽式预埋件的抗剪强度许用值，kN。
由于幕墙一般主要承受水平风荷载和垂直重力荷载，荷载通过连接角码传递给主体结构上的埋件，而槽式埋件均采用螺栓连接，最终槽式埋件承受的荷载均可以简化为受拉及受剪状态。
埋件与主体连接的强度直接决定了幕墙的安全，需要严格控制，故在埋件设计中应分别对埋件、连接螺栓抗拉抗剪强度、埋件局部承压计算及混凝土承载力进行计算，以确保埋件设计能满足幕墙工程的需要。
槽式埋件在现有的幕墙中主要应用于超高层单元式幕墙，一般埋设楼板平面埋设较多，本文受力分析以平面埋件为例分析，结构立面放置埋设的埋件分析类似。 下面以广州某超高层建筑为例，说明槽式埋件的计算过程：
幕墙工程最高高度为189米，C类体型系数，4.2米跨度，风压计算值为2.3KN*M^（-2），通过计算，槽式埋件承受的剪力为9.25KN，拉力为19.78KN。
荷载由两颗M12普通碳钢（C级）承受，其抗剪强度设计值为140MPa，抗拉强度设计值为170MPa，M12螺栓抗拉有效面积为：84.3mm^2.
1） 埋件螺栓计算：
抗拉强度验算：
结论：螺栓抗拉强度能够满足要求。
抗剪强度验算：
结论：螺栓抗剪强度能够满足要求。
2） 埋件局部承压计算：
d：螺栓直径，取d=12mm
t：埋件局部壁厚，取t=6mm
f.c：埋件抗压强度设计值 f.c=305MPa
N.c：埋件局部承压能力
通过计算得知，埋件局部承压能力能够满足要求。
3） 混凝土承压能力计算：
单个锚筋在混凝土中的剪切面为一个圆锥面，主体结构混凝土采用C30，抗拉强度
单个锚筋的剪切面积：
其中
A：锚筋的剪切面积
r： 影响范围，取值为60mm
h： 锚筋长度，取：h=60mm
单个锚筋的承载力：
槽式埋件有3根锚筋，考虑其影响系数为0.6，则混凝土总体承载力为：
结论：混凝土的承载力能够满足要求。
4） 槽式埋件锚筋计算承载力计算：
单个埋件的锚筋拉应力为：
N：埋件的拉力N=19.78KN
A：锚筋的面积A=58mm^2
單个锚筋剪应力为
结论：锚筋的承载能力也能满足要求。
6. 结论
综上所述，槽式埋件承载力取值为槽式埋件承受的直接荷载，在实际幕墙计算中往往需要把幕墙承受的荷载通过静力学平衡公式转化为槽式埋件承受的荷载。见受力示意图：
受力示意图
我们在计算过程中，反力的取值根据力学模型，一般会考虑混凝土误差，拉力R.d的力臂一般取值为A+25mm，剪力R.v的力臂取值为B+25mm，混凝土反力不能取值在边部，否则反力过大，导致混凝土破坏，根据工程经验，一般取值在0.8C位置。
最后希望本文提到的理论方法和总结的规律，在采用槽式埋件的计算分析中，能够对行业同仁有所帮助！