整理過的幕墻計(jì)算書

1、00幕墻工程隱框玻璃幕墻計(jì)算書計(jì)算： 審核： 批準(zhǔn)： 二一二年三月目錄第一部分：基本說明11 計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料12 基本參數(shù)22.1 幕墻所在地區(qū)22.2 地面粗糙度分類等級(jí)22.3 抗震設(shè)防22.4 計(jì)算位置說明2第二部分：100m標(biāo)高轉(zhuǎn)角區(qū)域處鋁合金立柱 LZ1隱框幕墻計(jì)算31 幕墻承受荷載計(jì)算31.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算方法31.2 計(jì)算支撐結(jié)構(gòu)時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值41.3 計(jì)算面板材料時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值41.4 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值41.5 作用效應(yīng)組合52 幕墻立柱計(jì)算52.1 立柱型材選材計(jì)算62.2 確定材料的截面參數(shù)72.3 選用立柱型材的截面特性72.4

2、 立柱的抗彎強(qiáng)度計(jì)算82.5 立柱的撓度計(jì)算82.6 立柱的抗剪計(jì)算93 幕墻橫梁計(jì)算93.1 橫梁型材選材計(jì)算103.2 確定材料的截面參數(shù)113.3 選用橫梁型材的截面特性123.4 幕墻橫梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算133.5 橫梁的撓度計(jì)算133.6 橫梁的抗剪計(jì)算134 8+12A+6鋼化中空玻璃板塊的校核144.1 玻璃板塊荷載計(jì)算：154.2 玻璃的強(qiáng)度計(jì)算：164.3 玻璃最大撓度校核：175 連接件計(jì)算185.1 橫梁與角碼間連接185.2 立柱與主結(jié)構(gòu)連接196 幕墻埋件計(jì)算(土建預(yù)埋)216.1 荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算216.2 埋件計(jì)算216.3 錨板總面積校核226.4 錨筋長(zhǎng)度計(jì)算：2

3、27 幕墻轉(zhuǎn)接件強(qiáng)度計(jì)算237.1 受力分析237.2 轉(zhuǎn)接件的強(qiáng)度計(jì)算238 幕墻焊縫計(jì)算238.1 受力分析238.2 焊縫特性參數(shù)計(jì)算248.3 焊縫校核計(jì)算249 隱框玻璃幕墻膠類及伸縮縫計(jì)算259.1 結(jié)構(gòu)硅酮密封膠的寬度計(jì)算259.2 結(jié)構(gòu)硅酮密封膠粘接厚度的計(jì)算259.3 結(jié)構(gòu)膠設(shè)計(jì)總結(jié)269.4 立柱連接伸縮縫計(jì)算269.5 耐侯膠膠縫計(jì)算2610 幕墻板塊壓板計(jì)算2710.1 壓板的彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算2710.2 壓板的應(yīng)力計(jì)算2710.3 螺栓抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算2811 6+1.52PVB+6鋼化夾膠玻璃的校核2811.1 計(jì)算面板材料時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值2811.2 玻璃板塊荷載計(jì)算2

4、911.3 玻璃的強(qiáng)度計(jì)算2911.4 玻璃最大撓度校核3012 隱框玻璃幕墻8x16截面(用于高度<=1000玻璃)結(jié)構(gòu)膠計(jì)算3012.1 計(jì)算面板材料時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值3112.2 結(jié)構(gòu)硅酮密封膠的寬度計(jì)算3112.3 結(jié)構(gòu)硅酮密封膠粘接厚度的計(jì)算3112.4 結(jié)構(gòu)膠設(shè)計(jì)總結(jié)32第三部分：100m標(biāo)高大面區(qū)域鋁合金立柱 LZ1計(jì)算331 幕墻承受荷載計(jì)算331.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算方法331.2 計(jì)算支撐結(jié)構(gòu)時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值332 幕墻立柱計(jì)算342.1 立柱型材選材計(jì)算342.2 確定材料的截面參數(shù)352.3 選用立柱型材的截面特性362.4 立柱的抗彎強(qiáng)度計(jì)算362.5 立柱的撓

5、度計(jì)算372.6 立柱的抗剪計(jì)算37第0部分：常用材料的力學(xué)及其它物理性能39第一部分：基本說明1 計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50429-2007玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 JGJ102-2003建筑幕墻 GB/T21086-2007地震震級(jí)的規(guī)定 GB/T17740-1999鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017-2003高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 JGJ3-2002工程抗震術(shù)語標(biāo)準(zhǔn) JGJ/T97-2010混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程 JGJ145-2004混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50010-2010混凝土用膨脹型、擴(kuò)孔型建筑錨栓 JG160-2004建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程 JGJ8

6、1-2002建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn) GB50223-2008建筑工程預(yù)應(yīng)力施工規(guī)程 CECS180：2005建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50009-2001(2006年版、局部修訂)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) GB50068-2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50011-2010建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB50016-2006建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50057-2010冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 GB50018-2002民用建筑設(shè)計(jì)通則 GB50352-2005變形鋁及鋁合金化學(xué)成份 GB/T3190-2008一般工業(yè)用鋁及鋁合金板、帶材 GB/T3880.13-2006鋁型材截面幾何參數(shù)算法及計(jì)算機(jī)程序要求

7、 YS/T437-2009建筑用安全玻璃 第3部分：夾層玻璃 GB15763.3-2009建筑用安全玻璃 第2部分：鋼化玻璃 GB15763.2-2005幕墻用鋼化玻璃與半鋼化玻璃 GB17841-2008中空玻璃 GB/T11944-2002建筑結(jié)構(gòu)用冷彎矩形鋼管 JG/T178-2005丙烯酸酯建筑密封膏 JC484-2006幕墻玻璃接縫用密封膠 JC/T882-2001丁基橡膠防水密封膠粘帶 JC/T942-2004建筑窗用彈性密封劑 JC485-2007建筑密封材料試驗(yàn)方法 GB/T13477.120-2002建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠 GB16776-2005聚硫建筑密封膠 JC/T483

8、-2006中空玻璃用彈性密封膠 JC/T486-2001中空玻璃用丁基熱熔密封膠 JC/T914-2003玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) JGJ/T139-2001玻璃幕墻光學(xué)性能 GB/T18091-2000鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 GB50205-2001混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 GB50204-2002建筑幕墻氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測(cè)方法 GB/T15227-2007建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測(cè)方法 GB/T18250-2000建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 GB50210-2001建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)(第二版)2 基本參數(shù)2.1 幕墻所在地區(qū) 深圳地區(qū)；2.2 地面粗糙度分類等級(jí) 幕墻

9、屬于外圍護(hù)構(gòu)件，按建筑結(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)，本工程按B類地形考慮。2.3 抗震設(shè)防 按建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)，建筑工程應(yīng)分為以下四個(gè)抗震設(shè)防類別： 1.特殊設(shè)防類：指使用上有特殊設(shè)施，涉及國(guó)家公共安全的重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害等特別重大災(zāi)害后果，需要進(jìn)行特殊設(shè)防的建筑，簡(jiǎn)稱甲類； 2.重點(diǎn)設(shè)防類：指地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的生命線相關(guān)建筑，以

10、及地震時(shí)可能導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害后果，需要提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的建筑，簡(jiǎn)稱乙類； 3.標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類：指大量的除1、2、4款以外按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)防的建筑，簡(jiǎn)稱丙類； 4.適度設(shè)防類：指使用上人員稀少且震損不致產(chǎn)生次生災(zāi)害，允許在一定條件下適度降低要求的建筑，簡(jiǎn)稱丁類； 在圍護(hù)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)計(jì)算中： 1.特殊設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求加強(qiáng)其抗震措施，同時(shí)，應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評(píng)價(jià)的結(jié)果且高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求確定其地震作用； 2.重點(diǎn)設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的要求加強(qiáng)其抗震措施，同時(shí)，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用； 3.標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度

11、確定其抗震措施和地震作用； 4.適度設(shè)防類，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用； 根據(jù)國(guó)家規(guī)范建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2010，深圳地區(qū)地震基本烈度為：7度，地震動(dòng)峰值加速度為0.1g，由于本工程是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，因此實(shí)際抗震計(jì)算中的水平地震影響系數(shù)最大值應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度選取，也就是取：max=0.08；第二部分：100m標(biāo)高轉(zhuǎn)角區(qū)域處鋁合金立柱 LZ1隱框幕墻計(jì)算1 幕墻承受荷載計(jì)算1.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算方法 幕墻屬于外圍護(hù)構(gòu)件，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001 2006年版)計(jì)算： wk=gzzs1w0 7.1.1-2GB50009-2001 2006

12、年版上式中： wk：作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； Z：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：100m； gz：瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)； 根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按以下公式計(jì)算(高度不足5m按5m計(jì)算)： gz=K(1+2f) 其中K為地面粗糙度調(diào)整系數(shù)，f為脈動(dòng)系數(shù) A類場(chǎng)地： gz=0.92×(1+2f) 其中：f=0.387×(Z/10)-0.12 B類場(chǎng)地： gz=0.89×(1+2f) 其中：f=0.5(Z/10)-0.16 C類場(chǎng)地： gz=0.85×(1+2f) 其中：f=0.734(Z/10)-0.22 D類場(chǎng)地： gz=0.80×(1+2f) 其中：f=

13、1.2248(Z/10)-0.3對(duì)于B類地形，100m高度處瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)： gz=0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16)=1.5057 z：風(fēng)壓高度變化系數(shù)； 根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按以下公式計(jì)算： A類場(chǎng)地： z=1.379×(Z/10)0.24 當(dāng)Z>300m時(shí)，取Z=300m，當(dāng)Z<5m時(shí)，取Z=5m； B類場(chǎng)地： z=(Z/10)0.32 當(dāng)Z>350m時(shí)，取Z=350m，當(dāng)Z<10m時(shí)，取Z=10m； C類場(chǎng)地： z=0.616×(Z/10)0.44 當(dāng)Z>400m時(shí)，取Z=400m，當(dāng)Z<1

14、5m時(shí)，取Z=15m； D類場(chǎng)地： z=0.318×(Z/10)0.60 當(dāng)Z>450m時(shí)，取Z=450m，當(dāng)Z<30m時(shí)，取Z=30m；對(duì)于B類地形，100m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)： z=1.000×(Z/10)0.32=2.0893 s1：局部風(fēng)壓體型系數(shù)； 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001(2006年版)第7.3.3條：驗(yàn)算圍護(hù)構(gòu)件及其連接的強(qiáng)度時(shí)，可按下列規(guī)定采用局部風(fēng)壓體型系數(shù)s1： 一、外表面 1. 正壓區(qū) 按表7.3.1采用； 2. 負(fù)壓區(qū) -對(duì)墻面， 取-1.0 -對(duì)墻角邊， 取-1.8 二、內(nèi)表面 對(duì)封閉式建筑物，按表面風(fēng)壓的正負(fù)情況

15、取-0.2或0.2。 本計(jì)算點(diǎn)為轉(zhuǎn)角位置。 按JGJ102-2003第5.3.2條文說明：風(fēng)荷載在建筑物表面分布是不均勻的，在檐口附近、邊角部位較大。根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果和國(guó)外的有關(guān)資料，在上述區(qū)域風(fēng)吸力系數(shù)可取-1.8，其余墻面可考慮-1.0，由于維護(hù)結(jié)構(gòu)有開啟的可能，所以還應(yīng)考慮室內(nèi)壓-0.2。對(duì)無開啟的結(jié)構(gòu)，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范條文說明第7.3.3條指出“對(duì)封閉建筑物，考慮到建筑物內(nèi)實(shí)際存在的個(gè)別洞口和縫隙，以及機(jī)械通風(fēng)等因素，室內(nèi)可能存在正負(fù)不同的氣壓，參照國(guó)外規(guī)范，大多取±(0.2-0.25)的壓力系數(shù)，現(xiàn)取±0.2”。即不論有無開啟扇，均要考慮內(nèi)表面的局部體型系數(shù)。 另

16、注：上述的局部體型系數(shù)s1(1)是適用于圍護(hù)構(gòu)件的從屬面積A小于或等于1m2的情況，當(dāng)圍護(hù)構(gòu)件的從屬面積A大于或等于10m2時(shí)，局部風(fēng)壓體型系數(shù)s1(10)可乘以折減系數(shù)0.8，當(dāng)構(gòu)件的從屬面積小于10m2而大于1m2時(shí)，局部風(fēng)壓體型系數(shù)s1(A)可按面積的對(duì)數(shù)線性插值，即： s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA 在上式中： 當(dāng)A10m2時(shí)，取A=10m2； 當(dāng)A1m2時(shí)，取A=1m2； s1(10)=0.8s1(1) w0：基本風(fēng)壓值(MPa)，根據(jù)現(xiàn)行<<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>>GB50009-2001附表D.4(全國(guó)基本風(fēng)壓分布圖)中數(shù)值采用，但不

17、小于0.3KN/m2，按重現(xiàn)期50年，深圳地區(qū)取0.00075MPa；1.2 計(jì)算支撐結(jié)構(gòu)時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 計(jì)算支撐結(jié)構(gòu)時(shí)的構(gòu)件從屬面積： A=1.623×4=6.492m2 LogA=0.812 s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA =1.508 s1=1.508+0.2 =1.708 wk=gzzs1w0 =1.5057×2.0893×1.708×0.00075 =0.00403MPa 1.3 計(jì)算面板材料時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 計(jì)算面板材料時(shí)的構(gòu)件從屬面積： A=1.623×1.8=2.9214m2 LogA=0.466 s

18、1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA =1.632 s1=1.632+0.2 =1.832 wk=gzzs1w0 =1.5057×2.0893×1.832×0.00075 =0.004322MPa 1.4 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； E：動(dòng)力放大系數(shù),取5.0； max：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.08； Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)； A：幕墻構(gòu)件的面積(mm2)；1.5 作用效應(yīng)組合荷載和作用效應(yīng)按

19、下式進(jìn)行組合： S=GSGk+wwSwk+EESEk 5.4.1JGJ102-2003上式中： S：作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值； SGk：重力荷載作為永久荷載產(chǎn)生的效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； Swk、SEk：分別為風(fēng)荷載，地震作用作為可變荷載產(chǎn)生的效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； G、w、E：各效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)； w、E：分別為風(fēng)荷載，地震作用效應(yīng)的組合系數(shù)。上面的G、w、E為分項(xiàng)系數(shù)，按5.4.2、5.4.3、5.4.4JGJ102-2003規(guī)定如下：進(jìn)行幕墻構(gòu)件強(qiáng)度、連接件和預(yù)埋件承載力計(jì)算時(shí)： 重力荷載：G：1.2； 風(fēng) 荷 載：w：1.4； 地震作用：E：1.3；進(jìn)行撓度計(jì)算時(shí)； 重力荷載：G：1.0； 風(fēng) 荷 載：w：1.0

20、； 地震作用：可不做組合考慮；上式中，風(fēng)荷載的組合系數(shù)w為1.0； 地震作用的組合系數(shù)E為0.5；2 幕墻立柱計(jì)算基本參數(shù)： 1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：100m； 2：力學(xué)模型：簡(jiǎn)支梁； 3：立柱跨度：L=4000mm； 4：立柱左分格寬：1623mm；立柱右分格寬：1623mm； 5：立柱計(jì)算間距：B=1623mm； 6：板塊配置：中空玻璃8 +6 mm； 7：立柱材質(zhì)：6063-T6； 8：安裝方式：偏心受拉；本處幕墻立柱按簡(jiǎn)支梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，受力模型如下：2.1 立柱型材選材計(jì)算(1)風(fēng)荷載作用的線荷載集度(按矩形分布)： qwk：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)； wk：風(fēng)荷載

21、標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； B：幕墻立柱計(jì)算間距(mm)； qwk=wkB =0.00403×1623 =6.541N/mm qw：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm)； qw=1.4qwk =1.4×6.541 =9.157N/mm(2)水平地震作用線荷載集度(按矩形分布)： qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； E：動(dòng)力放大系數(shù)，取5.0； max：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.08； Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)，(含面板和框架)； A：幕墻構(gòu)件的面積(mm2)； qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =5.0&#

22、215;0.08×0.0005 =0.0002MPa qEk：水平地震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)； B：幕墻立柱計(jì)算間距(mm)； qEk=qEAkB =0.0002×1623 =0.325N/mm qE：水平地震作用線荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm)； qE=1.3qEk =1.3×0.325 =0.423N/mm(3)幕墻受荷載集度組合：用于強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，采用Sw+0.5SE設(shè)計(jì)值組合： 5.4.1JGJ102-2003 q=qw+0.5qE =9.157+0.5×0.423 =9.368N/mm用于撓度計(jì)算時(shí)，采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值： 5.4.1JGJ102

23、-2003 qk=qwk =6.541N/mm(4)立柱在組合荷載作用下的彎矩設(shè)計(jì)值： Mx：彎矩組合設(shè)計(jì)值(N·mm)； Mw：風(fēng)荷載作用下立柱產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)； ME：地震作用下立柱產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)； L：立柱跨度(mm)；采用Sw+0.5SE組合： Mw=qwL2/8 ME=qEL2/8 Mx=Mw+0.5ME =qL2/8 =9.368×40002/8 =18736000N·mm2.2 確定材料的截面參數(shù)(1)立柱抵抗矩預(yù)選值計(jì)算： Wnx：立柱凈截面抵抗矩預(yù)選值(mm3)； Mx：彎矩組合設(shè)計(jì)值(N·

24、mm)； ：塑性發(fā)展系數(shù)： 對(duì)于冷彎薄壁型鋼龍骨，按冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB 50018-2002，取1.00；對(duì)于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05； 對(duì)于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50429-2007，取1.00； fa：型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)，對(duì)6063-T6取150MPa； Wnx=Mx/fa =18736000/1.00/150 =124906.667mm3(2)立柱慣性矩預(yù)選值計(jì)算： qk：風(fēng)荷載線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)； E：型材的彈性模量(MPa)，對(duì)6063-T6取70000MPa； Ixmin：材料需滿足的繞X軸最小慣性

25、矩(mm4)； L：計(jì)算跨度(mm)； df,lim：按規(guī)范要求，立柱的撓度限值(mm)； df,lim=5qkL4/384EIxmin L/180=4000/180=22.222mm 按5.1.1.2建筑幕墻GB/T21086-2007的規(guī)定，對(duì)于構(gòu)件式玻璃幕墻或單元幕墻（其它形式幕墻或外維護(hù)結(jié)構(gòu)無絕對(duì)撓度限制）： 當(dāng)跨距4500mm時(shí)，絕對(duì)撓度不應(yīng)該大于20mm； 當(dāng)跨距4500mm時(shí)，絕對(duì)撓度不應(yīng)該大于30mm；對(duì)本例?。?df,lim=20mm Ixmin=5qkL4/384Edf,lim =5×6.541×40004/384/70000/20 =15573809.

26、524mm42.3 選用立柱型材的截面特性 按上一項(xiàng)計(jì)算結(jié)果選用型材號(hào)：200×80×4.5鋁合金立柱（LZ2） 型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fa=150MPa 型材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：a=85MPa 型材彈性模量：E=70000MPa 繞X軸慣性矩：Ix=16002390mm4 繞Y軸慣性矩：Iy=2995060mm4 繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=163056mm3 繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx2=157102mm3 型材凈截面面積：An=2950.507mm2 型材線密度：g=0.079664N/mm 型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度：t=9mm 型材受力面對(duì)中性軸的面積矩：

27、Sx=98471mm3 塑性發(fā)展系數(shù)：=1.002.4 立柱的抗彎強(qiáng)度計(jì)算(1)立柱軸向拉力設(shè)計(jì)值： Nk：立柱軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值(N)； qGAk：幕墻單位面積的自重標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； A：立柱單元的面積(mm2)； B：幕墻立柱計(jì)算間距(mm)； L：立柱跨度(mm)； Nk=qGAkA =qGAkBL =0.0005×1623×4000 =3246N N：立柱軸向拉力設(shè)計(jì)值(N)； N=1.2Nk =1.2×3246 =3895.2N(2)抗彎強(qiáng)度校核：按簡(jiǎn)支梁(受拉)立柱抗彎強(qiáng)度公式，應(yīng)滿足： N/An+Mx/Wnxfa 6.3.7JGJ102-2003上式中

28、： N：立柱軸力設(shè)計(jì)值(N)； Mx：立柱彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)； An：立柱凈截面面積(mm2)； Wnx：在彎矩作用方向的凈截面抵抗矩(mm3)； x：塑性發(fā)展系數(shù)： 對(duì)于冷彎薄壁型鋼龍骨，按冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB 50018-2002，取1.00；對(duì)于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05； 對(duì)于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50429-2007，取1.00； fa：型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取150MPa；則： N/An+Mx/Wnx=3895.2/2950.507+18736000/1.00/157102 =120.58MPa150MPa立

29、柱抗彎強(qiáng)度滿足要求。2.5 立柱的撓度計(jì)算 因?yàn)閼T性矩預(yù)選是根據(jù)撓度限值計(jì)算的，所以只要選擇的立柱慣性矩大于預(yù)選值，撓度就滿足要求： 實(shí)際選用的型材慣性矩為：Ix=16002390mm4 預(yù)選值為：Ixmin=15573809.524mm4 實(shí)際撓度計(jì)算值為： df=5qkL4/384EIx =5×6.541×40004/384/70000/16002390 =19.464mm 而df,lim=20mm所以，立柱撓度滿足規(guī)范要求。2.6 立柱的抗剪計(jì)算校核依據(jù)： maxa=85MPa (立柱的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值)(1)Vwk：風(fēng)荷載作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(N)： Vwk=wkBL/2

30、 =0.00403×1623×4000/2 =13081.38N(2)Vw：風(fēng)荷載作用下剪力設(shè)計(jì)值(N)： Vw=1.4Vwk =1.4×13081.38 =18313.932N(3)VEk：地震作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(N)： VEk=qEAkBL/2 =0.0002×1623×4000/2 =649.2N(4)VE：地震作用下剪力設(shè)計(jì)值(N)： VE=1.3VEk =1.3×649.2 =843.96N(5)V：立柱所受剪力設(shè)計(jì)值組合： 采用Vw+0.5VE組合： V=Vw+0.5VE =18313.932+0.5×843.96

31、 =18735.912N(6)立柱剪應(yīng)力校核： max：立柱最大剪應(yīng)力(MPa)； V：立柱所受剪力(N)； Sx：立柱型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(mm3)； Ix：立柱型材截面慣性矩(mm4)； t：型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度(mm)； max=VSx/Ixt =18735.912×98471/16002390/9 =12.81MPa 12.81MPa85MPa立柱抗剪強(qiáng)度滿足要求!3 幕墻橫梁計(jì)算基本參數(shù)： 1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：100m； 2：橫梁跨度：B=1623mm； 3：橫梁上分格高：1800mm；橫梁下分格高：1000mm； 4：橫梁計(jì)算間距：H=1400mm； 5：

32、力學(xué)模型：梯形荷載簡(jiǎn)支梁； 6：板塊配置：中空玻璃8 +6 mm； 7：橫梁材質(zhì)：6063-T6；因?yàn)锽>H，所以本處幕墻橫梁按梯形荷載簡(jiǎn)支梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，受力模型如下：3.1 橫梁型材選材計(jì)算(1)橫梁在風(fēng)荷載作用下的線荷載集度(按梯形分布)： qwk：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)； wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； H：幕墻橫梁計(jì)算間距(mm)； qwk=wkH =0.00403×1400 =5.642N/mm qw：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm)； qw=1.4qwk =1.4×5.642 =7.899N/mm(2)垂直于幕墻平面

33、的分布水平地震作用的線荷載集度(按梯形分布)： qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用(MPa)； E：動(dòng)力放大系數(shù)，取5.0； max：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.08； Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)，(主要指面板組件)； A：幕墻平面面積(mm2)； qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =5.0×0.08×0.0004 =0.00016MPa qEk：橫梁受水平地震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)； H：幕墻橫梁計(jì)算間距(mm)； qEk=qEAkH =0.00016×1400 =0.224N/mm qE：橫梁受水平地震

34、作用線荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm)； qE=1.3qEk =1.3×0.224 =0.291N/mm(3)幕墻橫梁受荷載集度組合：用于強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，采用Sw+0.5SE組合設(shè)計(jì)值： 5.4.1JGJ102-2003 q=qw+0.5qE =7.899+0.5×0.291 =8.044N/mm用于撓度計(jì)算時(shí)，采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值： 5.4.1JGJ102-2003 qk=qwk =5.642N/mm(4)橫梁在風(fēng)荷載及地震組合作用下的彎矩值(按梯形分布)： My：橫梁受風(fēng)荷載及地震作用彎矩組合設(shè)計(jì)值(N·mm)； Mw：風(fēng)荷載作用下橫梁產(chǎn)生的彎矩(N·mm)； ME

35、：地震作用下橫梁產(chǎn)生的彎矩(N·mm)； B：橫梁跨度(mm)； H：幕墻橫梁計(jì)算間距(mm)；采用Sw+0.5SE組合： 5.4.1JGJ102-2003 Mw=qwB2(3-(H/B)2)/24 ME=qEB2(3-(H/B)2)/24 My=Mw+0.5ME =qB2(3-(H/B)2)/24 =8.044×16232×(3-(1400/1623)2)/24 =1991690.043N·mm(5)橫梁在自重荷載作用下的彎矩值(按矩形分布)： Gk：橫梁自重線荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)； H1：橫梁自重荷載作用高度(mm)，對(duì)掛式結(jié)構(gòu)取橫梁下分格高，對(duì)非

36、掛式結(jié)構(gòu)取橫梁上分格高； Gk=0.0004×H1 =0.0004×1800 =0.72N/mm G：橫梁自重線荷載設(shè)計(jì)值(N/mm)； G=1.2Gk =1.2×0.72 =0.864N/mm Mx：橫梁在自重荷載作用下的彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)； B：橫梁跨度(mm)； Mx=GB2/8 =0.864×16232/8 =284485.932N·mm3.2 確定材料的截面參數(shù)(1)橫梁抵抗矩預(yù)選： Wnx：繞X方向橫梁凈截面抵抗矩預(yù)選值(mm3)； Wny：繞Y方向橫梁凈截面抵抗矩預(yù)選值(mm3)； Mx：橫梁在自重荷載作用下的彎矩(

37、N·mm)； My：風(fēng)荷載及地震作用彎矩組合值(N·mm)； x，y：塑性發(fā)展系數(shù)： 對(duì)于冷彎薄壁型鋼龍骨，按冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB 50018-2002，取1.00；對(duì)于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05； 對(duì)于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50429-2007，均取1.00； fa：型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)，對(duì)6063-T6取150；按下面公式計(jì)算： Wnx=Mx/xfa =284485.932/1.00/150 =1896.573mm3 Wny=My/yfa =1991690.043/1.00/150 =13277.934

38、mm3(2)橫梁慣性矩預(yù)選： df1,lim：按規(guī)范要求，橫梁在水平力標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度限值(mm)； df2,lim：按規(guī)范要求，橫梁在自重力標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度限值(mm)； B：橫梁跨度(mm)； 按相關(guān)規(guī)范，鋼材橫梁的相對(duì)撓度不應(yīng)大于L/250，鋁材橫梁的相對(duì)撓度不應(yīng)大于L/180； 建筑幕墻GB/T21086-2007還有如下規(guī)定： 按5.1.1.2，對(duì)于構(gòu)件式玻璃幕墻或單元幕墻（其它形式幕墻或外維護(hù)結(jié)構(gòu)無絕對(duì)撓度限制）： 當(dāng)跨距4500mm時(shí)，絕對(duì)撓度不應(yīng)該大于20mm； 當(dāng)跨距4500mm時(shí)，絕對(duì)撓度不應(yīng)該大于30mm； 按5.1.9，b，自重標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙炔粦?yīng)超過其跨度的1/5

39、00，并且不應(yīng)大于3mm； B/180=1623/180=9.017mm B/500=1623/500=3.246mm對(duì)本例取： df1,lim=9.017mm df2,lim=3mm qk：風(fēng)荷載作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)； E：型材的彈性模量(MPa)，對(duì)6063-T6取70000MPa； Iymin：繞Y軸最小慣性矩(mm4)； B：橫梁跨度(mm)； df1,lim=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240EIymin (受風(fēng)荷載與地震作用的撓度計(jì)算) Iymin=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240Edf1,lim =5.64

40、2×16234(25/8-5(1400/2/1623)2+2(1400/2/1623)4)/240/70000/9.017 =585103.834mm4 Gk：橫梁自重線荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)； Ixmin：繞X軸最小慣性矩(mm4)； df2,lim=5GkB4/384EIxmin (自重作用下產(chǎn)生的撓度計(jì)算) Ixmin=5GkB4/384Edf2,lim =5×0.72×16234/384/70000/3 =309760.517mm43.3 選用橫梁型材的截面特性 按照上面的預(yù)選結(jié)果選取型材： 選用型材號(hào)：80×80×2.5鋁合金橫梁（H

41、L1）(其它橫梁截面參數(shù)均比HL1大，故不計(jì)算) 型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：150MPa 型材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：85MPa 型材彈性模量：E=70000MPa 繞X軸慣性矩：Ix=490380mm4 繞Y軸慣性矩：Iy=925600mm4 繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=14816mm3 繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx2=10455mm3 繞Y軸凈截面抵抗矩：Wny1=21114mm3 繞Y軸凈截面抵抗矩：Wny2=20960mm3 型材凈截面面積：An=903.215mm2 型材線密度：g=0.024387N/mm 橫梁與立柱連接時(shí)角片與橫梁連接處橫梁壁厚：t=2.5mm 橫梁截面垂直于X軸腹板的截面總寬

42、度：tx=5mm 橫梁截面垂直于Y軸腹板的截面總寬度：ty=5mm 型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(繞X軸)：Sx=9066mm3 型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(繞Y軸)：Sy=13324mm3 塑性發(fā)展系數(shù)：x=y=1.003.4 幕墻橫梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算按橫梁強(qiáng)度計(jì)算公式，應(yīng)滿足： Mx/xWnx+My/yWnyfa 6.2.4JGJ102-2003上式中： Mx：橫梁繞X軸方向(幕墻平面內(nèi)方向)的彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)； My：橫梁繞Y軸方向(垂直于幕墻平面方向)的彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)； Wnx：橫梁繞X軸方向(幕墻平面內(nèi)方向)的凈截面抵抗矩(mm3)； Wny：橫梁繞Y軸

43、方向(垂直于幕墻平面方向)的凈截面抵抗矩(mm3)； x、y： 對(duì)于冷彎薄壁型鋼龍骨，按冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB 50018-2002，取1.00；對(duì)于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05； 對(duì)于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50429-2007，均取1.00； fa：型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取150MPa。采用SG+Sw+0.5SE組合，則： Mx/xWnx+My/yWny=284485.932/1.00/10455+1991690.043/1.00/20960 =122.234MPa150MPa橫梁抗彎強(qiáng)度滿足要求。3.5 橫梁的撓度計(jì)算 因?yàn)閼T性矩預(yù)選

44、是根據(jù)撓度限值計(jì)算的，所以只要選擇的橫梁慣性矩大于預(yù)選值，撓度就滿足要求： 實(shí)際選用的型材慣性矩為： Ix=490380mm4 Iy=925600mm4 預(yù)選值為： Ixmin=309760.517mm4 Iymin=585103.834mm4 橫梁撓度的實(shí)際計(jì)算值如下： df1=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240EIy =5.642×16234(25/8-5(1400/2/1623)2+2(1400/2/1623)4)/240/70000/925600 =5.7mm df2=5GkB4/384EIx =5×0.72×16234/38

45、4/70000/490380 =1.895mm df1,lim=9.017mm df2,lim=3mm所以，橫梁撓度滿足規(guī)范要求。3.6 橫梁的抗剪計(jì)算校核依據(jù)： maxa=85MPa (型材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值)(1)Vwk：風(fēng)荷載作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(N)； Vwk=qwkB(1-H/2B)/2 =5.642×1623(1-1400/2/1623)/2 =2603.783N(2)Vw：風(fēng)荷載作用下剪力設(shè)計(jì)值(N)； Vw=1.4Vwk =1.4×2603.783 =3645.296N(3)VEk：地震作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(N)； VEk=qEkB(1-H/2B)/2 =0.224&

46、#215;1623(1-1400/2/1623)/2 =103.376N(4)VE：地震作用下剪力設(shè)計(jì)值(N)； VE=1.3VEk =1.3×103.376 =134.389N(5)Vx：水平總剪力(N)； 采用Vw+0.5VE組合 Vx=Vw+0.5VE =3645.296+0.5×134.389 =3712.49N(6)Vy：垂直總剪力(N)： Vy=1.2×0.0004×BH1/2 =1.2×0.0004×1623×1800/2 =701.136N(7)橫梁剪應(yīng)力校核： x：橫梁水平方向剪應(yīng)力(MPa)； Vx：橫梁

47、水平總剪力(N)； Sy：橫梁型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(mm3)(繞Y軸)； Iy：橫梁型材截面慣性矩(mm4)； ty：橫梁截面垂直于Y軸腹板的截面總寬度(mm)； x=VxSy/Iyty 6.2.5JGJ102-2003 =3712.49×13324/925600/5 =10.688MPa 10.688MPa85MPa y：橫梁垂直方向剪應(yīng)力(N)； Vy：橫梁垂直總剪力(N)； Sx：橫梁型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(mm3)(繞X軸)； Ix：橫梁型材截面慣性矩(mm4)； tx：橫梁截面垂直于X軸腹板的截面總寬度(mm)； y=VySx/Ixtx 6.2.5JGJ102-2003 =701.136×9066/490380/5 =2.592MPa 2.592MPa85MPa橫梁抗剪強(qiáng)度能滿足!4 8+12A+6鋼