干掛石材幕墻工程設計計算書

1、 干掛石材幕墻工程設計計算書 目錄 1計算引用的規(guī)范、標準及資料 1 1.1 幕墻設計規(guī)范： 1 1.2建筑設計規(guī)范： 1 1.3鋁材規(guī)范： 2 1.4金屬板及石材規(guī)范： 2 1.5玻璃規(guī)范： 3 1.6鋼材規(guī)范： 3 1.7膠類及密封材料規(guī)范： 3 1.8五金件規(guī)范： 4 1.9相關物理性能等級測試方法： 4 1.10建筑結構靜力計算手冊 （第二版） 5 1.11 土建圖紙： 5 2基本參數 5 2.1 幕墻所在地區(qū) 5 2.2地面粗糙度分類等級 5 2.3抗震設防 5 3幕墻承受荷載計算 6 3.1風荷載標準值的計算方法 6 3.2計算支撐結構時的風荷載標準值 7 3.3計算面板材料時的風

2、荷載標準值 7 3.4垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值 8 3.5作用效應組合 8 4幕墻立柱計算 8 4.1 立柱型材選材計算 9 4.2 確定材料的截面參數 10 4.3選用立柱型材的截面特性 11 4.4立柱的抗彎強度計算 11 4.5 立柱的撓度計算 12 4.6立柱的抗剪計算 12 5幕墻橫梁計算 13 5.1橫梁型材選材計算 13 5.2 確定材料的截面參數 15 5.3選用橫梁型材的截面特性 16 5.4幕墻橫梁的抗彎強度計算 17 5.5 橫梁的撓度計算 17 5.6橫梁的抗剪計算 18 6短槽式（托板）連接石材的選用與校核 19 6.1 石材板塊荷載計算 19 6.2石

3、材的抗彎設計 20 6.3短槽托板在石材中產生的剪應力校核 20 6.4短槽托板剪應力校核 21 7連接件計算 21 7.1橫梁與立柱間焊接強度計算 21 7.2立柱與主結構連接 22 8幕墻埋件計算（土建預埋） 24 8.1荷載標準值計算 24 8.2埋件計算 25 8.3錨板總面積校核 26 8.4錨筋長度計算： 26 9幕墻轉接件強度計算 26 9.1 受力分析 27 9.2轉接件的強度計算 27 10幕墻焊縫計算 27 10.1受力分析 27 10.2焊縫特性參數計算 27 10.3 焊縫校核計算 28 11石材幕墻幕墻膠類及伸縮縫計算 28 11.1立柱連接伸縮縫計算 29 11.2

4、 耐候膠膠縫計算 29 干掛石材幕墻設計計算書 1計算引用的規(guī)范、標準及資料 1.1幕墻設計規(guī)范: 鋁合金結構設計規(guī)范 玻璃幕墻工程技術規(guī)范 建筑瓷板裝飾工程技術規(guī)程 建筑幕墻 金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范 小單元建筑幕墻 1.2建筑設計規(guī)范： GB50429-2007 JGJ102-2003 CECS101: 98 GB/T21086-2007 JGJ133-2001 JG/T216-2007 地震震級的規(guī)定 GB/T17740-1999 鋼結構設計規(guī)范 GB50017-2003 咼層建筑混凝土結構技術規(guī)程 JGJ3-2010 高層民用建筑設計防火規(guī)范 GB50045-95（2005年版） 高

5、處作業(yè)吊藍 GB19155-2003 工程抗震術語標準 JGJ/T97-2010 工程網絡計劃技術規(guī)程 JGJ/T121-99 混凝土結構后錨固技術規(guī)程 JGJ145-2004 混凝土結構加固設計規(guī)范 GB50367-2006 混凝土結構設計規(guī)范 GB50010-2010 混凝土用膨脹型、擴孔型建筑錨栓JG160-2004 建筑材料放射性核素限量 GB6566-2010 建筑防火圭寸堵應用技術規(guī)程 CECS154: 2003 建筑鋼結構焊接技術規(guī)程 JGJ81-2002 建筑工程抗震設防分類標準 GB50223-2008 建筑結構荷載規(guī)范 GB50009-2001（2006年版 建筑結構可靠度

6、設計統(tǒng)一標準 GB50068-2001 建筑抗震設計規(guī)范 GB50011-2010 建筑設計防火規(guī)范 GB50016-2006 建筑物防雷設計規(guī)范 GB50057-2010 冷彎溥壁型鋼結構技術規(guī)氾 GB50018-2002 民用建筑設計通則 GB50352-2005 擦窗機 GB19154-2003 鋼結構焊接規(guī)范 GB50661-2011 鋼結構工程施工規(guī)范 GB50755-2012 局部修訂） 1.3鋁材規(guī)范: 變形鋁及鋁合金化學成份 建筑用隔熱鋁合金型材 建筑用鋁型材、鋁板氟碳涂層 鋁合金建筑型材第1部分基材 鋁合金建筑型材第 2部分陽極氧化、著色型材 鋁合金建筑型材第 鋁合金建筑型材

7、第 鋁合金建筑型材第 3部分電泳涂漆型材 4部分粉末噴涂型材 5部分氟碳漆噴涂型材 鋁合金建筑型材第 6部分隔熱型材 鋁及鋁合金彩色涂層板、帶材 一般工業(yè)用鋁及鋁合金板、帶材 鋁型材截面幾何參數算法及計算機程序要求 有色電泳涂漆鋁合金建筑型材 GB/T3190-2008 JG175-2011 JG/T133-2000 GB5237.1-2008 GB5237.2-2008 GB5237.3-2008 GB5237.4-2008 GB5237.5-2008 GB5237.6-2004 YS/T431-2000 GB/T3880.13-2006 YS/T437-2009 變形鋁和鋁合金牌號表示方法

8、 YS/T459-2003 GB/T16474-2011 1.4金屬板及石材規(guī)范: 干掛飾面石材及其金屬掛件 建筑裝飾用微晶玻璃 建筑幕墻用瓷板 建筑裝飾用搪瓷鋼板 微晶玻璃陶瓷復合磚 超薄天然石材復合板 鋁幕墻板、板基 鋁幕墻板、氟碳噴漆鋁單板 建筑幕墻用鋁塑復合板 建筑幕墻用陶板 建筑裝飾用石材蜂窩復合板 建筑幕墻用氟碳鋁單板制品 纖維增強水泥外墻裝飾掛板 建筑用泡沫鋁板 金屬裝飾保溫板 外墻保溫用錨栓 聚碳酸酯（PC中空板 聚碳酸酯（PC實心板 鋁塑復合板用鋁帶 天然板石 天然大理石荒料 天然大理石建筑板材 天然花崗石荒料 天然花崗石建筑板材 天然石材統(tǒng)一編號 天然飾面石材術語 JC83

9、0.1、2-2005 JC/T872-2000 JG/T217-2007 JG/T234-2008 JC/T994-2006 JC/T1049-2007 YS/T429.1-2000 YS/T429.2-2000 GB/T17748-2008 JG/T324-2011 JG/T328-2011 JG331-2011 JC/T2085-2011 JG/T359-2012 JG/T360-2012 JG/T366-2012 JG/T116-2012 JG/T347-2012 YS/T432-2000 GB/T18600-2009 JC/T202-2011 GB/T19766-2005 JC/T20

10、4-2011 GB/T18601-2009 GB/T17670-2008 GB/T13890-2008 1.5玻璃規(guī)范: 鍍膜玻璃第1部分：陽光控制鍍膜玻璃 鍍膜玻璃 第2部分：低輻射鍍膜玻璃 防彈玻璃 平板玻璃 建筑用安全玻璃 建筑用安全玻璃 建筑用安全玻璃 半鋼化玻璃 熱彎玻璃 壓花玻璃 中空玻璃 1.6鋼材規(guī)范： GB/T18915.1-2002 GB/T18915.2-2002 第3部分: 第2部分: 防火玻璃 GB17840-1999 GB11614-2009 夾層玻璃GB15763.3-2009 鋼化玻璃GB15763.2-2005 GB15763.1-2009 GB/T17841

11、-2008 JC/T915-2003 JC/T511-2002 GB/T11944-2002 建筑結構用冷彎矩形鋼管 不銹鋼棒 不銹鋼冷加工鋼棒 不銹鋼冷軋鋼板及鋼帶 不銹鋼熱軋鋼板及鋼帶 不銹鋼小直徑無縫鋼管 彩色涂層鋼板和鋼帶 低合金鋼焊條 低合金高強度結構鋼 建筑幕墻用鋼索壓管接頭 耐候結構鋼 高碳鉻不銹鋼絲 合金結構鋼 金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術要求 冷拔異形鋼管 碳鋼焊條 碳素結構鋼 JG/T178-2005 GB/T1220-2007 GB/T4226-2009 GB/T3280-2007 GB/T4237-2007 GB/T3090-2000 GB/T12754-2006 G

12、B/T5118-1995 GB/T1591-2008 JG/T201-2007 GB/T4171-2008 YB/T096 GB/T3077-1999 GB/T13912-2002 1997 碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋薄鋼板及鋼帶 碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋厚鋼板及鋼帶 優(yōu)質碳素結構鋼 1.7膠類及密封材料規(guī)范： GB/T3094-2000 GB/T5117-1995 GB/T700-2006 GB/T912-2008 GB/T3274-2007 GB/T699-1999 丙烯酸酯建筑密封膏 幕墻玻璃接縫用密封膠 彩色涂層鋼板用建筑密封膠 丁基橡膠防水密封膠粘帶 干掛石材幕墻用環(huán)氧膠粘劑

13、工業(yè)用橡膠板 混凝土建筑接縫用密封膠 JC484-2006 JC/T882-2001 JC/T884-2001 JC/T942-2004 JC887-2001 GB/T5574-2008 JC/T881-2001 建筑窗用彈性密封劑 建筑密封材料試驗方法 建筑用防霉密封膠 建筑用硅酮結構密圭寸膠 建筑用巖棉、礦渣棉絕熱制品 建筑用硬質塑料隔熱條 建筑裝飾用天然石材防護劑 聚氨酯建筑密圭寸膠 聚硫建筑密圭寸膠 絕熱用巖棉、礦棉及其制品 硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強度的測定 石材用建筑密圭寸膠 橡膠袖珍硬度計壓入硬度試驗方法 修補用天然橡膠膠粘劑 中空玻璃用彈性密封膠 中空玻璃用丁基熱熔密封膠 建筑

14、表面用有機硅防水劑 鋼結構防火涂料 1.8五金件規(guī)范： JC485-2007 GB/T13477.1 JC/T885-2001 GB16776-2005 GB/T19686-2005 JG/T174-2005 JC/T973-2005 JC/T482-2003 JC/T483-2006 GB/T11835-2007 GB/T529-1999 JC/T883-2001 GB/T531-1999 HG/T3318-2002 JC/T486-2001 JC/T914-2003 JC/T902-2002 GB14907-2002 封閉型沉頭抽芯鉚釘 封閉型平圓頭抽芯鉚釘 緊固件螺栓和螺釘通孔 緊固件公

15、差螺栓、螺釘、螺柱和螺母 緊固件機械性能不銹鋼螺母 緊固件機械性能不銹鋼螺栓、螺釘、 緊固件機械性能抽芯鉚釘 緊固件機械性能螺母、粗牙螺紋 緊固件機械性能螺母、細牙螺紋 緊固件機械性能螺栓、螺釘和螺柱 緊固件機械性能自攻螺釘 緊固件術語盲鉚釘 螺紋緊固件應力截面積和承載面積 十字槽盤頭螺釘 銅合金鑄件 鋅合金壓鑄件 鋁合金壓鑄件 鑄件尺寸公差與機械加工余量 電動采光排煙窗 20-2002 GB/T12616-2004 GB/T12615-2004 GB/T5277-1985 GB/T3103.1-2002 GB/T3098.15-2000 螺柱 GB/T3098.6-2000 GB/T3098

16、.19-2004 GB/T3098.2-2000 GB/T3098.4-2000 GB/T3098.1-2010 GB/T3098.5-2000 GB/T3099.2-2004 GB/T16823.1-1997 GB/T818-2000 GB/T13819-1992 GB/T13821-2009 GB/T15114-2009 QB/T6414-1999 JG189-2006 1.9相關物理性能等級測試方法: 玻璃幕墻工程質量檢驗標準 玻璃幕墻光學性能 彩色涂層鋼板和鋼帶試驗方法 鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范 JGJ/T139-2001 GB/T18091-2000 GB/T13448-2006

17、GB50205-2001 混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范 建筑防水材料老化試驗方法GB 建筑幕墻氣密、水密、抗風壓性能檢測方法 建筑幕墻抗震性能振動臺試驗方法 建筑幕墻平面內變形性能檢測方法 建筑裝飾裝修工程質量驗收規(guī)范 金屬材料室溫拉伸試驗方法GB GB50204-2002（2011 版） GB/T18244-2000 GB/T15227-2007 GB/T18575-2001 GB/T18250-2000 GB50210-2001 GB/T228-2002 1.10建筑結構靜力計算手冊(第二版) 1.11 土建圖紙: 2基本參數 2.1幕墻所在地區(qū) 某地區(qū)； 2.2地面粗糙度分類等級 幕墻

18、屬于外圍護構件，按建筑結構荷載規(guī)范(GB50009-2001) A 類：指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)； B 類：指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)； C類：指有密集建筑群的城市市區(qū)； D類：指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)； 依照上面分類標準，本工程按 C類地形考慮。 2.3抗震設防 按建筑工程抗震設防分類標準，建筑工程應分為以下四個抗震設防類別： 1. 特殊設防類：指使用上有特殊設施，涉及國家公共安全的重大建筑工程和地震時可 能發(fā)生嚴重次生災害等特別重大災害后果，需要進行特殊設防的建筑，簡稱甲類； 2. 重點設防類：指地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復的生命

19、線相關建筑，以及地 震時可能導致大量人員傷亡等重大災害后果，需要提高設防標準的建筑，簡稱乙類； 3. 標準設防類：指大量的除1、2、4款以外按標準要求進行設防的建筑，簡稱丙類; 4. 適度設防類：指使用上人員稀少且震損不致產生次生災害，允許在一定條件下適度 降低要求的建筑，簡稱丁類； 在圍護結構抗震設計計算中： 1. 特殊設防類，應按高于本地區(qū)抗震設防烈度提高一度的要求加強其抗震措施，同 時，應按批準的地震安全性評價的結果且高于本地區(qū)抗震設防烈度的要求確定其地震作 用； 2. 重點設防類，應按高于本地區(qū)抗震設防烈度一度的要求加強其抗震措施，同時，應 按本地區(qū)抗震設防烈度確定其地震作用； 3.

20、標準設防類，應按本地區(qū)抗震設防烈度確定其抗震措施和地震作用； 4. 適度設防類，應按本地區(qū)抗震設防烈度確定其抗震措施和地震作用； 根據國家規(guī)范建筑抗震設計規(guī)范GB50011-201Q某地區(qū)地震基本烈度為：8度, 地震動峰值加速度為0.2g，由于本工程是標準設防類，因此實際抗震計算中的水平地震影 響系數最大值應按本地區(qū)抗震設防烈度選取，也就是?。篴max=0.16 ； 3幕墻承受荷載計算 3.1風荷載標準值的計算方法 幕墻屬于外圍護構件，按建筑結構荷載規(guī)范(GB50009-2001 2006年版)計算: w k= B gz 卩 zu s1w7.1.1-2GB50009-2001 2006 年版

21、上式中： w k：作用在幕墻上的風荷載標準值(MPa); z :計算點標高：80m B gz：瞬時風壓的陣風系數； 根據不同場地類型，按以下公式計算(高度不足5m按5m計算)： B gz=K(1+2 口 f) 其中K為地面粗糙度調整系數，卩 -0.12 類場地: 類場地: 類場地: 對于C類地形, A 類場地： B gz=0.92 X1+2 卩 f) 其中： 卩 f=0.387 Z/10) B 類場地： B gz=0.89 X1+2 卩 f) 其中： 卩 f=0.5(Z/10) -0.16 C 類場地： B gz=0.85 (1+2 卩 f) 其中： - =0.734010) D 類場地： B

22、 gz=0.80 1+2 卩 f) 其中： 卩 f=1.2248(Z/10) 0.22 -0.3 f為脈動系數 80m高度處瞬時風壓的陣風系數: -0 22 .)=1.6397 對于C類地形， B gz=0.85 X1+2 X0.734(Z/10) 卩z：風壓高度變化系數； 根據不同場地類型，按以下公式計算: 類場地： 0 24 卩 z=1.379 XZ/10). 當 Z300m時，取 Z=300m 當 Z350m時，取 Z=350m 當 Z400m時，取 Z=400m 當 Z450m時，取 Z=450m 當 Z iom 時，取 A=iom 當 A im時，取 A=1rr; 卩 si（10）=

23、0.8 卩 si（l） w 0：基本風壓值（MPa），根據現行 GB50009-2001附表D.4（全國 基本風壓分布圖）中數值采用，但不小于0.3KN/m2，按重現期50年，某地區(qū)取 0.00035MPa 3.2計算支撐結構時的風荷載標準值 計算支撐結構時的構件從屬面積： 2 A=1.1X3.6=3.96m LogA=0.598 卩 s1（A）=卩 s1（1）+卩 s1（10）-卩 s1（1）logA =0.88 卩 s1=0.88+0.2 =1.08 Wk= B gz 卩 z 卩 s1W） =1.6397XI.5379 X1.08 0.00035 =0.000953MPa因為 wk =1.

24、6397 X.5379 X.2 X0.00035 =0.001059MPa 3.4垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值 q ea= B e a maX3k/A5.3.4JGJ102-2003 q EAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值 （MPa）; B E：動力放大系數,取5.0 ; a max：水平地震影響系數最大值，取 0.16 ； G k：幕墻構件的重力荷載標準值（N）; A :幕墻構件的面積（mnn）; 3.5作用效應組合 荷載和作用效應按下式進行組合： S= y gSg+書 w y WSwk+ ey ESEk 5.4.1JGJ102-2003 上式中： S:作用效應組合的設

25、計值； S Gk：重力荷載作為永久荷載產生的效應標準值 S wk、SEk:分別為風荷載，地震作用作為可變荷載產生的效應標準值； Y gY w、丫 E：各效應的分項系數 書w、t E：分別為風荷載，地震作用效應的組合系數。 上面的丫 Gyw、丫 e為分項系數，按5.4.2、5.4.3、5.4.4JGJ102-2003規(guī)定如下: 進行幕墻構件強度、連接件和預埋件承載力計算時： 重力荷載：丫 G： 1.2 ; 風荷載：丫 w： 1.4 ; 地震作用：丫 e： 1.3 ; 進行撓度計算時； 重力荷載：丫 G 1.0 ； 風荷載：丫 w： 1.0 ； 地震作用：可不做組合考慮； 上式中，風荷載的組合系數

26、書w為1.0 ； 地震作用的組合系數書E為0.5; 4幕墻立柱計算 基本參數： 1 :計算點標高：80m 2 :力學模型：簡支梁； 3 :立柱跨度：L=3600mm 4 :立柱左分格寬：1100mm立柱右分格寬：1100mm 5 :立柱計算間距：B=1100mm 6 :板塊配置：石材； 7 :立柱材質：Q235 8 :安裝方式：偏心受拉； 本處幕墻立柱按簡支梁力學模型進行設計計算，受力模型如下: 1 i n. 丨丨f 舅力囲0） J 7 川川川川川川川Illi川川川川1川川 AOI L iJ 間支梁曼力模品 4.1立柱型材選材計算 （1）風荷載作用的線荷載集度（按矩形分布）： q wk：風荷載

27、線分布最大荷載集度標準值（N/mm）; w k：風荷載標準值（MPa）； B :幕墻立柱計算間距（mm）; q wk=wB =0.001X1100 =1.1N/mm q w：風荷載線分布最大荷載集度設計值（N/mm）; q w=1.4qwk =1.4X1.1 =1.54N/mm （2）水平地震作用線荷載集度（按矩形分布）： q EAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值（MPa）; B E：動力放大系數，取5.0 ; a max：水平地震影響系數最大值，取 0.16 ; G k：幕墻構件的重力荷載標準值（N）,（含面板和框架）； A :幕墻構件的面積（mnn）; q EAk= B E a

28、maG/A 5.3.4JGJ102-2003 =5.0X0.16 X.0011 =0.00088MPa q Ek：水平地震作用線荷載集度標準值（N/mm）; B :幕墻立柱計算間距（mm）; q Ek=qEAB =0.00088 X100 =0.968N/mm q e：水平地震作用線荷載集度設計值（N/mm）; q E=1.3qEk =1.3 X.968 =1.258N/mm (3) 幕墻受荷載集度組合： 用于強度計算時，采用 S+0.5Se設計值組合：5.4.1JGJ102-2003 q=q w+0.5qE =1.54+0.5X1.258 =2.169N/mm 用于撓度計算時，采用 采用Sw

29、+0.5Se組合： 2 M w=qWL /8 2 M E=qEL/8 M x=M+0.5Me =qL 78 =2.169X36O078 =351378ON-mm 4.2確定材料的截面參數 (1) 立柱抵抗矩預選值計算： W nx :立柱凈截面抵抗矩預選值伸請； M x：彎矩組合設計值(N mm) 丫：塑性發(fā)展系數： 對于冷彎薄壁型鋼龍骨，按冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范GB 50018-2002,取 1.OO ; 對于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ1O2規(guī)范,取1.O5 ; 對于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結構設計規(guī)范GB 50429-2007,取1.OO ; f s：型材抗彎強度設計值(MPa)

30、，對Q235取 215MP W nx=M/ 丫 f s =3513780/1.05/215 =15564.917mm 3 (2) 立柱慣性矩預選值計算： q x風荷載線荷載集度標準值(N/mm); E :型材的彈性模量(MPa)，對Q235取2O6OOOMPa I xmin:材料需滿足的繞X軸最小慣性矩(mm4); L :計算跨度(mm); d f,lim :按規(guī)范要求，立柱的撓度限值(mm)； 4 d f,lim =5qkL/384EI xmin L/25O=36OO/25O=14.4mm 按5.1.1.2建筑幕墻GB/T21O86-2OO7的規(guī)定，對于構件式玻璃幕墻或單元幕墻 (其它形式幕

31、墻或外圍護結構無絕對撓度限制)： 當跨距w 4500mm寸，絕對撓度不應該大于 20mm 當跨距 4500mm寸，絕對撓度不應該大于 30mm 對本例?。?d f,lim =14.4mm 4 I xmin=5qkL /384Edf，iim 4 =5X1.1 3600 /384/206000/14.4 =810983.01mm 4.3選用立柱型材的截面特性 按上一項計算結果選用型材號：槽 8 型材的抗彎強度設計值：f s=215MPa 型材的抗剪強度設計值：t s=125MPa 型材彈性模量：E=206000MPa 繞X軸慣性矩：I x=1010000mm 繞Y軸慣性矩：I y=166000mm

32、 繞X軸凈截面抵抗矩： W100 3600 =4356N N :立柱軸向拉力設計值(N); N=1.2N k =1.24356 =5227.2N (2) 抗彎強度校核： 按簡支梁(受拉)立柱抗彎強度公式，應滿足： N/A n+M/ 丫 WXW fs6.3.7JGJ102-2003 上式中： N :立柱軸力設計值(N); M x：立柱彎矩設計值(N mm) A n：立柱凈截面面積(mn); W nx :在彎矩作用方向的凈截面抵抗矩（口前； Yx：塑性發(fā)展系數： 對于冷彎薄壁型鋼龍骨，按冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范GB 50018-2002,取 1.00 ； 對于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ1

33、02規(guī)范,取1.05 ； 對于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結構設計規(guī)范GB 50429-2007,取1.00 ； f s：型材的抗彎強度設計值，取 215MPa 則： N/A n+M/ 丫 W=5227.2/1024.8+3513780/1.05/25300 =137.372MPa3600 /384/206000/1010000 =11.563mm 而 dfim =14.4mm 所以，立柱撓度滿足規(guī)范要求。 4.6立柱的抗剪計算 校核依據： t max1003600/2 =1980N （2）V w：風荷載作用下剪力設計值（N）: V w=1.4Vwk =1.4980 =2772N （3）V Ek：

34、地震作用下剪力標準值（N）: V Ek=qEAkBL/2 =0.00088100 600/2 =1742.4N （4）V e：地震作用下剪力設計值（N）: V E=1.3VEk =1.3742.4 =2265.12N （5）V :立柱所受剪力設計值組合： 采用VW+0.5Ve組合： V=V W+0.5VE =2772+0.52265.12 =3904.56N （6）立柱剪應力校核： T max：立柱最大剪應力（MPa）； V :立柱所受剪力（N）; S x：立柱型材受力面對中性軸的面積矩（mn3）； I x：立柱型材截面慣性矩（mn4!）； t :型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度（mm）；

35、T ma=VS/l xt =3904.565100/1010000/5 =11.675MPa 11.675MPa H所以本處幕墻橫梁按梯形荷載簡支梁力學模型進行設計計算，受力模型如下: q FWiw) ?rr- N/2 榕匝衍載商丈奨說力模峑 5.1橫梁型材選材計算 （1）橫梁在風荷載作用下的線荷載集度（按梯形分布）: q wk：風荷載線分布最大荷載集度標準值(N/mm); w k：風荷載標準值(MPa); H :幕墻橫梁計算間距(mm); q wk=wH =0.001900 =0.9N/mm q w：風荷載線分布最大荷載集度設計值(N/mm); q w=1.4qwk =1.4.9 =1.26

36、N/mm (2) 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用的線荷載集度(按梯形分布)： q EAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用(MPa); B E：動力放大系數，取5.0 ; a max：水平地震影響系數最大值，取 0.16 ; G k：幕墻構件的重力荷載標準值(N),(主要指面板組件)； A :幕墻平面面積伸諭 q EAk= B E a maG/A 5.3.4JGJ102-2003 =5.00.16 .001 =0.0008MPa q Ek：橫梁受水平地震作用線荷載集度標準值(N/mm); H :幕墻橫梁計算間距(mm); q Ek=qEAkH =0.000800 =0.72N/mm q e：

37、橫梁受水平地震作用線荷載集度設計值(N/mm); q E=1.3qEk =1.3.72 =0.936N/mm (3) 幕墻橫梁受荷載集度組合： 用于強度計算時，采用 $+0.5Se組合設計值：5.4.1JGJ102-2003 q=q w+0.5qE =1.26+0.50.936 =1.728N/mm 用于撓度計算時，采用 S標準值： 5.4.1JGJ102-2003 q k=qwk =0.9N/mm (4) 橫梁在風荷載及地震組合作用下的彎矩值(按梯形分布)： M y：橫梁受風荷載及地震作用彎矩組合設計值 (N -mm) M w：風荷載作用下橫梁產生的彎矩(N mm) M e：地震作用下橫梁產

38、生的彎矩(N mm) B :橫梁跨度(mm); H :幕墻橫梁計算間距(mm); 采用 S+0.5Se組合：5.4.1JGJ102-2003 M w=qwB2(3-(H/B) )/24 2 2 M E=qEB (3-(H/B) )/24 M y=M+0.5ME 2 2 =qB (3-(H/B) )/24 2 2 =1.728X1100 (3-(900/1100) )/24 =203040N-mm (5) 橫梁在自重荷載作用下的彎矩值(按矩形分布)： G k：橫梁自重線荷載標準值(N/mm); H 1 :橫梁自重荷載作用高度(mm),對掛式結構取橫梁下分格高，對非掛式結構取橫梁 上分格高； G

39、k=0.001 (H =0.001900 =0.9N/mm G :橫梁自重線荷載設計值(N/mm); G=1.2G k =1.20.9 =1.08N/mm M x：橫梁在自重荷載作用下的彎矩設計值(N mm) B :橫梁跨度(mm); M x=GB/8 2 =1.08 100/8 =163350N mm 5.2確定材料的截面參數 (1) 橫梁抵抗矩預選： 3 W nx :繞X方向橫梁凈截面抵抗矩預選值(mm); W ny :繞丫方向橫梁凈截面抵抗矩預選值(mn3) M x：橫梁在自重荷載作用下的彎矩(N mm) M y：風荷載及地震作用彎矩組合值(N mm) Yx, 丫 y :塑性發(fā)展系數：

40、對于冷彎薄壁型鋼龍骨，按冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范GB 50018-2002,取 1.00 ; 對于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05 ; 對于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結構設計規(guī)范GB 50429-2007,均取1.00 ; f s：型材抗彎強度設計值(MPa)，對Q235取 215; 按下面公式計算： W nx=M/ 丫 xf s =163350/1.05/215 3 =723.588mm3 W ny=M/ Y yf s =203040/1.05/215 3 =899.402mm (2) 橫梁慣性矩預選： d mm :按規(guī)范要求，橫梁在水平力標準值作用下的撓度限值(mm

41、); d 21m :按規(guī)范要求，橫梁在自重力標準值作用下的撓度限值(mm)； B :橫梁跨度(mm)； 按相關規(guī)范，鋼材橫梁的相對撓度不應大于L/250，鋁材橫梁的相對撓度不應大于 L/180 ; 建筑幕墻GB/T21086-2007還有如下規(guī)定： 按5.1.1.2，對于構件式玻璃幕墻或單元幕墻（其它形式幕墻或外圍護結構無絕對 撓度限制）： 當跨距w 4500mm寸，絕對撓度不應該大于 20mm 當跨距 4500mm寸，絕對撓度不應該大于 30mm 按5.1.9 ，b，自重標準值作用下撓度不應超過其跨度的1/500,并且不應大于 3mm B/250=1100/250=4.4mm B/500=1

42、100/500=2.2mm 對本例?。?d fi,iim =4.4mm d f2,lim =2.2mm q k：風荷載作用線荷載集度標準值(N/mm); E :型材的彈性模量(MPa)，對Q235取206000MP I ymin :繞Y軸最小慣性矩(mni4); B :橫梁跨度(mm); 424 d fuim =qkB (25/8-5(H/2B)+2(H/2B) )/240EI ymin (受風荷載與地震作用的撓度計算) 424 I ymin=qkB (25/8-5(H/2B)+2(H/2B) )/240Ed 仏訕 424 =0.9X1100 (25/8-5(900/2/1100)+2(900

43、/2/1100) )/240/206000/4.4 4 =14199.857mm G k：橫梁自重線荷載標準值(N/mm); I xmin:繞X軸最小慣性矩(mnn); d 2lim =5GB7384EI xmin(自重作用下產生的撓度計算) 4 I xmin/384Ed f2,lim 4 =50.9 X1100/384/206000/2.2 4 =37858.389mm 5.3選用橫梁型材的截面特性 按照上面的預選結果選取型材： 選用型材號：角鋼L5X5 型材抗彎強度設計值：215MPa 型材抗剪強度設計值：125MPa 型材彈性模量：E=206000MPa 繞X軸慣性矩：I x=11210

44、0mm 繞Y軸慣性矩：I y=112100mm 繞X軸凈截面抵抗矩： W1=7900mm 繞X軸凈截面抵抗矩：WA2=3130mm 繞丫軸凈截面抵抗矩：VU1=7900mm 繞丫軸凈截面抵抗矩：V2=3130mm 型材凈截面面積：A=480.3mm 型材線密度：丫 g=0.037704N/mm t=5mm 橫梁與立柱連接時角片與橫梁連接處橫梁壁厚: 橫梁截面垂直于X軸腹板的截面總寬度：t x=5mm 橫梁截面垂直于丫軸腹板的截面總寬度：ty=5mm 型材受力面對中性軸的面積矩(繞X軸)：S=3179mm 型材受力面對中性軸的面積矩(繞丫軸)：Sy=3179mm 塑性發(fā)展系數：丫 x=y y=1

45、.05 5.4幕墻橫梁的抗彎強度計算 按橫梁強度計算公式，應滿足： M x/ 丫 xWX+M/ 丫 yWyfs6.2.4JGJ102-2003 上式中： M x：橫梁繞X軸方向(幕墻平面內方向)的彎矩設計值(N mm) M y :橫梁繞丫軸方向(垂直于幕墻平面方向)的彎矩設計值(N -mm); 3 W nx:橫梁繞X軸方向(幕墻平面內方向)的凈截面抵抗矩(mm); W ny:橫梁繞丫軸方向(垂直于幕墻平面方向)的凈截面抵抗矩(mn3); 丫 x、y y : 對于冷彎薄壁型鋼龍骨，按冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范GB 50018-2002,取 1.00 ; 對于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ10

46、2規(guī)范，取1.05 ; 對于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結構設計規(guī)范 GB 50429-2007,均取1.00 ; f s：型材的抗彎強度設計值，取 215MPa 采用S+S+0.5Se組合，貝 M x/ 丫 xW+M/ 丫 yW=163350/1.05/3130+203040/1.05/3130 =111.483MPa292.5 =409.5N (3) V Ek：地震作用下剪力標準值(N); V Ek=qEkB(1-H/2B)/2 =0.72100(1-900/2/1100)/2 =234N (4) V e：地震作用下剪力設計值(N); V E=1.3VEk =1.3234 =304.2N (5

47、) Vx：水平總剪力(N); 采用VW+0.5Ve組合 V x=vw+0.5Ve =409.5+0.5304.2 =561.6N (6) Vy：垂直總剪力(N): V y=1.2 0.001 BH/2 =1.2.001 100 900/2 =594N (7) 橫梁剪應力校核： t x：橫梁水平方向剪應力(MPa); V x：橫梁水平總剪力(N); S y：橫梁型材受力面對中性軸的面積矩(mnn)(繞丫軸)； I y：橫梁型材截面慣性矩(mn4!); t y：橫梁截面垂直于丫軸腹板的截面總寬度(mm); t x=VS/l yty 6.2.5JGJ102-2003 =561.6179/112100

48、/5 =3.185MPa 3.185MPa 3179/112100/5 =3.369MPa 3.369MPa b=600mr00mnn 3 :石材配置：托板式S 25mm對邊連接； 模型簡圖為： / 對邊托板連接板塊 6.1石材板塊荷載計算 （1）垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值： q EAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值（MPa）; B E：動力放大系數，取5.0 ; a max：水平地震影響系數最大值，取 0.16 ； G x石材板塊的重力荷載標準值（N）; A :幕墻平面面積伸諭 q eai= B e a maG/A 5.3.4JGJ102-2003 =50.16 0.0

49、0075 =0.0006MPa （2）石材板塊荷載集度設計值組合： 采用Sw+0.5Se設計值組合：5.4.1JGJ102-2003 q=1.4w k+0.5 .3q EAk =1.40.001059+0.5 .3 0.0006 =0.001873MPa 6.2石材的抗彎設計 (1) 計算邊長的確定： a :短槽連接邊邊長：600mm b :無槽邊邊長：900mm a i：短槽中心到面板邊側距離120mm a o：計算短邊邊長(mm)； b o：計算長邊邊長(mm)； 因為：a-2a i=360 b=900,所以： a 0=360mm b 0=900mm (2) 石材強度校核： 校核依據：c

50、b0/t5.5.4JGJ133-2001 2 2 =60.125 0.001873 900/25 =1.821MPa 1.821MPa 3.72MPa 強度能滿足要求。 6.3短槽托板在石材中產生的剪應力校核 校核依據：t 1t-c)s)5.5.7-1JGJ133-2001 =0.00187300900.25/(2 25-6) 0) =0.416MPa 0.416MPa 1.86MPa 石材抗剪強度能滿足。 6.4短槽托板剪應力校核 校核依據：T 2600900X1.25/(2 2X300) =1.054MPa 1.054MPa H所以本處幕墻橫梁按梯形荷載模型進行設計計算: 7.1橫梁與立柱

51、間焊接強度計算 (1) 風荷載作用下橫梁剪力設計值(按梯形分布)： V w=1.4wkHB(1-H/2B)/2 =1.4 X.001 00X1100X1-900/2/1100)/2 =409.5N (2) 地震作用下橫梁剪力標準值(按梯形分布)： V Ek= B E a maG/A XHB(1-H/2B)/2 =5.0 X.16 0.001 900X100X1-900/2/1100)/2 =234N (3) 地震作用下橫梁剪力設計值： V E=1.3VEk =1.3234 =304.2N (4) 連接部位水平總剪力Ni: 采用S+0.5Se組合： N i=V+0.5Ve =409.5+0.53

52、04.2 =561.6N (5) 自重荷載計算： N 2k :自重荷載標準值(N)； B :橫梁寬度(mm); H g：橫梁受自重荷載分格高(mm); N 2k=0.001 B/2 =0.001100 900/2 =495N N 2：自重荷載(N): N 2=1.2 N =1.295 =594N (6) 連接處組合荷載V: 采用 Sg+S+0.5Se 220.5 V=(N 1 +N) 22、0.5 =(561.6+594) =817.454N (7) 連接焊縫的強度計算： V :連接處的組合總剪力(N); L w：角焊縫的總有效長度(mm); h f:角焊縫的高度(mm); f ：角焊縫的強度

53、設計值(MPa); f :焊縫最大應力值(MPa); f=V/0.707/LWh f =817.454/0.707/100/4 =2.891MPa 2.891MPa 100600 =3960N N w：連接處風荷載設計值(N): N w=l.4Nwk =1.43960 =5544N (2) 連接處地震作用設計值： N Ek：連接處地震作用標準值(N); B 1：立柱計算間距(mm); L :立柱跨度(mm); N Ek= B E a maxGk/AL =50.16 .0011 1003600 =3484.8N N e：連接處地震作用設計值(N): N E=1.3NEk =1.3484.8 =4

54、530.24N (3) 連接處水平剪切總力： N 1 :連接處水平總力(N); 采用Sw+0.5Se組合： N 1=Nv+0.5Ne =5544+0.54530.24 =7809.12N (4) 連接處重力總力： N Gk：連接處自重總值標準值(N); B匸立柱計算間距(mm); L :立柱跨度(mm); N Gk=0.0011 1L =0.0011100 3600 =4356N N g：連接處自重總值設計值(N); N G=1.2NGk =1.2356 =5227.2N (5) 連接處總剪力： N :連接處總剪力(N); 220.5 N=(N 1 +NG) qq n =(7809.12+52

55、27.2 ) . =9397.126N (6) 螺栓承載力計算： N v3b：螺栓受剪承載能力設計值(N); n v3:剪切面數：取2; d :螺栓桿直徑：12mm f v3b：螺栓連接的抗剪強度設計值，對普通碳鋼(C級)取140MPa N v3b=nv3 n d2fv3b/4 2 =23.14 2 40/4 =31651.2N N num3：螺栓個數： N num3=N/N/3 =9397.126/31651.2 =0.297 個 實際取2個 (7) 立柱型材壁抗承壓能力計算： N C4：立柱型材壁抗承壓能力(N); n v3:剪切面數：取2; N num3：連接處螺栓個數； d :螺栓公稱

56、直徑：12mrp t 2：連接部位立柱壁厚：5mm f c4 :型材的承壓強度設計值，對 Q235取305MPa N c4 = nv3 Num3dt 2f c4 =22XI25X305 =73200N 73200N 9397.126N 強度可以滿足要求！ (8) 鋼角碼型材壁抗承壓能力計算： N C5 :鋼角碼型材壁抗承壓能力(N); n v4：剪切面數：取2; N num3：連接處螺栓個數； d :連接螺栓公稱直徑12mm t 4：幕墻鋼角碼壁厚：6mm f c5:鋼角碼的抗壓強度設計值，對 Q235取305MPa N c5 = nv4 XNum：dt 4f c5 =2X2X2XX305 =

57、87840N 87840N 9397.126N 強度可以滿足要求！ 8幕墻埋件計算(土建預埋) 基本參數： 1 :計算點標高：80m； 2 :立柱跨度：L=3600mm 3 :立柱計算間距：B=1100mm 4 :立柱力學模型：單跨簡支； 5 :埋件位置：側埋； 6 :板塊配置：石材； 7 :混凝土強度等級：C25; 8.1荷載標準值計算 (1) 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用: q Ek= B E a maG/A =5.0X.16 X0.0011 =0.00088MPa (2) 幕墻受水平荷載設計值組合： 采用 Sw+0.5Se組合：5.4.1JGJ102-2003 q=1.4w k+0.

58、5 Xl.3qEk =1.40.001+0.5 XI.3 0.00088 =0.001972MPa (3) 立柱單元自重荷載標準值： G k=0.0011 XBL =0.0011X100X3600 =4356N (4) 校核處埋件受力分析： V :剪力(N); N :軸向拉力(N); e o：剪力作用點到埋件距離，即立柱螺栓連接處到埋件面距離(mm)； V=1.2G k =1.24356 =5227.2N N=qBL =0.001972100X3600 =7809.12N M=e 0V =1205227.2 =627264N mm 8.2埋件計算 校核依據，同時滿足以下兩個條件： a : As

59、 V/avf y+N/0.8a bf y+M/1.3aof 憶 C.0.1-1JGJ102-2003 b : As N/0.8abfy+M/0.4aabfyzC.0.1-2JGJ102-2003 其中： A s：錨筋的總截面面積(mnn); V :剪力設計值(N); a r :鋼筋層數影響系數，二層取1.0，三層取0.9，四層取0.85 ; a v：鋼筋受剪承載力系數，不大于 0.7 ; f y：錨筋抗拉強度設計值(MPa)，按GB50010選取，但不大于300MPa N :法向拉力設計值(N); a b：錨板彎曲變形折減系數； M :彎矩設計值(N mm) z :沿剪力作用方向最外層錨筋中心線之間的距離(mm)； 另外： d :錨筋直徑(mm)； t:錨板厚度(mm)； f c：混凝土軸心抗壓強度設計值(MPa)，按GB50010選取； 0 5 a v=(4.0-0.08d) f c/f y) .C.0.1-5JGJ102-2003 0 5 =(4.0-0.08 X2) 11.9/210). =0.724因為 av0.7,所以取 0.7 a b=o.6+O.25t/dC.0.1-6JGJ102-2003 =0.6+0.2