鑫苑售樓處外幕墻工程 設(shè)計(jì)計(jì)算書

鑫苑售樓處外幕墻工程設(shè)計(jì)計(jì)算書目錄第一部分、計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料 第一部分、計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料幕墻設(shè)計(jì)規(guī)范：《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《人造板材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ336-2016《建筑瓷板裝飾工程技術(shù)規(guī)程》CECS101：98《建筑幕墻》GB/T21086-2007《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ133-2001《小單元建筑幕墻》JG/T216-2007《建筑幕墻工程技術(shù)規(guī)范》DGJ08-56-2012建筑設(shè)計(jì)規(guī)范：《地震震級的規(guī)定》GB/T17740-1999《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306-2015《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》JGJ3-2010《高處作業(yè)吊藍(lán)》GB19155-2003《工程抗震術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T97-2011《工程網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)規(guī)程》JGJ/T121-2015《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》JGJ145-2013《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367-2013《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《建筑材料放射性核素限量》GB6566-2010《建筑防火封堵應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》CECS154：2003《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》GB50661-2011《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223-2008《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012《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(2016年版)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014《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《擦窗機(jī)》GB19154-2003《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》GB50661-2011《鋼結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》GB50755-2012鋁材規(guī)范：《變形鋁及鋁合金化學(xué)成份》GB/T3190-2008《建筑用隔熱鋁合金型材》JG175-2011《鋁合金建筑型材第1部分基材》GB5237.1-2008《鋁合金建筑型材第2部分陽極氧化、著色型材》GB5237.2-2008《鋁合金建筑型材第3部分電泳涂漆型材》GB5237.3-2008《鋁合金建筑型材第4部分粉末噴涂型材》GB5237.4-2008《鋁合金建筑型材第5部分氟碳漆噴涂型材》GB5237.5-2008《鋁合金建筑型材第6部分隔熱型材》GB5237.6-2012《鋁及鋁合金彩色涂層板、帶材》YS/T431-2009《鋁型材截面幾何參數(shù)算法及計(jì)算機(jī)程序要求》YS/T437-2009《變形鋁和鋁合金牌號表示方法》GB/T16474-2011金屬板及石材規(guī)范：《干掛飾面石材及其金屬掛件》JC830.1、2-2005《建筑裝飾用微晶玻璃》JC/T872-2000《建筑幕墻用瓷板》JG/T217-2007《建筑裝飾用搪瓷鋼板》JG/T234-2008《微晶玻璃陶瓷復(fù)合磚》JC/T994-2006《超薄天然石材復(fù)合板》JC/T1049-2007《鋁幕墻板第1部分：板基》YS/T429.1-2014《鋁幕墻板第2部分：有機(jī)聚合物噴涂鋁單板》YS/T429.2-2012《建筑幕墻用鋁塑復(fù)合板》GB/T17748-2008《建筑幕墻用陶板》JG/T324-2011《建筑裝飾用石材蜂窩復(fù)合板》JG/T328-2011《建筑幕墻用氟碳鋁單板制品》JG331-2011《纖維增強(qiáng)水泥外墻裝飾掛板》JC/T2085-2011《建筑用泡沫鋁板》JG/T359-2012《金屬裝飾保溫板》JG/T360-2012《外墻保溫用錨栓》JG/T366-2012《聚碳酸酯（PC）中空板》JG/T116-2012《聚碳酸酯（PC）實(shí)心板》JG/T347-2012《鋁塑復(fù)合板用鋁帶》YS/T432-2000《天然板石》GB/T18600-2009《天然大理石荒料》JC/T202-2011《天然大理石建筑板材》GB/T19766-2005《天然花崗石荒料》JC/T204-2011《天然花崗石建筑板材》GB/T18601-2009《天然石材統(tǒng)一編號》GB/T17670-2008《天然飾面石材術(shù)語》GB/T13890-2008玻璃規(guī)范：《鍍膜玻璃第1部分：陽光控制鍍膜玻璃》GB/T18915.1-2013《鍍膜玻璃第2部分：低輻射鍍膜玻璃》GB/T18915.2-2013《防彈玻璃》GB17840-1999《平板玻璃》GB11614-2009《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《建筑用安全玻璃防火玻璃》GB15763.1-2009《半鋼化玻璃》GB/T17841-2008《熱彎玻璃》JC/T915-2003(2014)《壓花玻璃》JC/T511-2002《中空玻璃》GB/T11944-2012鋼材規(guī)范：《建筑結(jié)構(gòu)用冷彎矩形鋼管》JG/T178-2005《不銹鋼棒》GB/T1220-2007《不銹鋼冷加工鋼棒》GB/T4226-2009《不銹鋼冷軋鋼板及鋼帶》GB/T3280-2015《不銹鋼熱軋鋼板及鋼帶》GB/T4237-2007《不銹鋼小直徑無縫鋼管》GB/T3090-2000《彩色涂層鋼板和鋼帶》GB/T12754-2006《低合金鋼焊條》GB/T5118-2012《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591-2008《建筑幕墻用鋼索壓管接頭》JG/T201-2007《耐候結(jié)構(gòu)鋼》GB/T4171-2008《高碳鉻不銹鋼絲》YB/T096-2015《合金結(jié)構(gòu)鋼》GB/T3077-2015《金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術(shù)要求》GB/T13912-2002《冷拔異形鋼管》GB/T3094-2012《碳鋼焊條》GB/T5117-2012《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700-2006《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼板及鋼帶》GB/T912-2008《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板及鋼帶》GB/T3274-2007《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T699-2015膠類及密封材料規(guī)范：《丙烯酸酯建筑密封膏》JC484-2006《幕墻玻璃接縫用密封膠》JC/T882-2001《彩色涂層鋼板用建筑密封膠》JC/T884-2001《丁基橡膠防水密封膠粘帶》JC/T942-2004《干掛石材幕墻用環(huán)氧膠粘劑》JC887-2001《工業(yè)用橡膠板》GB/T5574-2008《混凝土建筑接縫用密封膠》JC/T881-2001《建筑窗用彈性密封劑》JC485-2007《建筑密封材料試驗(yàn)方法》GB/T13477.1～20-2002《建筑用防霉密封膠》JC/T885-2001《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》GB16776-2005《建筑用巖棉、礦渣棉絕熱制品》GB/T19686-2005《建筑鋁合金型材用聚酰胺隔熱條》JG/T174-2014《建筑裝飾用天然石材防護(hù)劑》JC/T973-2005《聚氨酯建筑密封膠》JC/T482-2003《聚硫建筑密封膠》JC/T483-2006《絕熱用巖棉、礦棉及其制品》GB/T11835-2007《硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測定》GB/T529-2008《石材用建筑密封膠》JC/T883-2001《修補(bǔ)用天然橡膠膠粘劑》HG/T3318-2002《中空玻璃用彈性密封膠》GB/T29755-2013《中空玻璃用丁基熱熔密封膠》JC/T914-2014《建筑表面用有機(jī)硅防水劑》JC/T902-2002《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》GB14907-2002五金件規(guī)范：《封閉型沉頭抽芯鉚釘》GB/T12616-2004《封閉型平圓頭抽芯鉚釘》GB/T12615-2004《緊固件螺栓和螺釘通孔》GB/T5277-1985《緊固件公差螺栓、螺釘、螺柱和螺母》GB/T3103.1-2002《緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺母》GB/T3098.15-2014《緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺栓、螺釘和螺柱》GB/T3098.6-2014《緊固件機(jī)械性能抽芯鉚釘》GB/T3098.19-2004《緊固件機(jī)械性能螺母、粗牙螺紋》GB/T3098.2-2015《緊固件機(jī)械性能螺母、細(xì)牙螺紋》GB/T3098.4-2000《緊固件機(jī)械性能螺栓、螺釘和螺柱》GB/T3098.1-2010《緊固件機(jī)械性能自攻螺釘》GB/T3098.5-2000《緊固件術(shù)語盲鉚釘》GB/T3099.2-2004《螺紋緊固件應(yīng)力截面積和承載面積》GB/T16823.1-1997《十字槽盤頭螺釘》GB/T818-2000《銅及銅合金鑄件》GB/T13819-2013《鋅合金壓鑄件》GB/T13821-2009《鋁合金壓鑄件》GB/T15114-2009《鑄件尺寸公差與機(jī)械加工余量》GB/T6414-1999《電動采光排煙窗》JG189-2006相關(guān)物理性能等級測試方法：《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《彩色涂層鋼板和鋼帶試驗(yàn)方法》GB/T13448-2006《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》GB50204-2015《建筑防水材料老化試驗(yàn)方法》GB/T18244-2000《建筑幕墻氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測方法》GB/T15227-2007《建筑幕墻抗震性能振動臺試驗(yàn)方法》GB/T18575-2001《建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測方法》GB/T18250-2000《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50210-2001《金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法》GB/T228.1-2010《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊》(第二版)第二部分、明框玻璃幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書基本參數(shù)(參考圖紙QS-03)幕墻所在地區(qū)河南鄭州地區(qū)；地面粗糙度分類等級幕墻屬于外圍護(hù)構(gòu)件，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)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)；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。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)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010(2016年版)及《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306-2015的要求，本工程所在地河南鄭州地區(qū)地震基本烈度為：7度，地震動峰值加速度為0.15g，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：αmaxⅡ=0.12；本工程場地類型為：Ⅱ類場地，查表E.1[GB18306-2015]，場地地震動峰值加速度調(diào)整系數(shù)Fa=1；因此：αmax=Fa×αmaxⅡ=1×0.12=0.12幕墻承受荷載計(jì)算風(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》(GB50009-2012)計(jì)算：wk=βgzμs1μzw0……8.1.1-2[GB50009-2012]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：10.3m；βgz：高度z處的陣風(fēng)系數(shù)；根據(jù)不同場地類型,按以下公式計(jì)算：βgz=1+2gI10(z/10)-α……條文說明部分8.6.1[GB50009-2012]其中A、B、C、D四類地貌類別截?cái)喔叨确謩e為：5m、10m、15m、30m；A、B、C、D四類地貌類別梯度高度分別為：300m、350m、450m、550m；也就是：對A類場地：當(dāng)z>300m時(shí)，取z=300m，當(dāng)z<5m時(shí)，取z=5m；對B類場地：當(dāng)z>350m時(shí)，取z=350m，當(dāng)z<10m時(shí)，取z=10m；對C類場地：當(dāng)z>450m時(shí)，取z=450m，當(dāng)z<15m時(shí)，取z=15m；對D類場地：當(dāng)z>550m時(shí)，取z=550m，當(dāng)z<30m時(shí)，取z=30m；g：峰值因子，按GB50009-2012取2.5；I10：10m高名義湍流度，對應(yīng)A、B、C、D地面粗糙度，可分別取0.12、0.14、0.23和0.39；α：地面粗糙度指數(shù)，對應(yīng)A、B、C、D地面粗糙度，可分別取0.12、0.15、0.22和0.30；對于B類地形，10.3m高度處的陣風(fēng)系數(shù)為：βgz=1+2×2.5×0.14×(10.3/10)-0.15=1.6969μz：風(fēng)壓高度變化系數(shù)；根據(jù)不同場地類型,按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》條文說明部分8.2.1提供的公式計(jì)算：A類場地：μzA=1.284×(z/10)0.24B類場地：μzB=1.000×(z/10)0.30C類場地：μzC=0.544×(z/10)0.44D類場地：μzD=0.262×(z/10)0.60公式中的截?cái)喔叨群吞荻雀叨扰c計(jì)算陣風(fēng)系數(shù)時(shí)相同，也就是：對A類場地：當(dāng)z>300m時(shí)，取z=300m，當(dāng)z<5m時(shí)，取z=5m；對B類場地：當(dāng)z>350m時(shí)，取z=350m，當(dāng)z<10m時(shí)，取z=10m；對C類場地：當(dāng)z>450m時(shí)，取z=450m，當(dāng)z<15m時(shí)，取z=15m；對D類場地：當(dāng)z>550m時(shí)，取z=550m，當(dāng)z<30m時(shí)，取z=30m；對于B類地形，10.3m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)：μz=1.000×(10.3/10)0.30=1.0089μs1：局部風(fēng)壓體型系數(shù)；按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012第8.3.3條：計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其連接的風(fēng)荷載時(shí)，可按下列規(guī)定采用局部體型系數(shù)μs1：1封閉矩形平面房屋的墻面及屋面可按表8.3.3-1的規(guī)定采用；2檐口、雨篷、遮陽板、邊棱處的裝飾條等突出構(gòu)件，取-2.0；3其它房屋和構(gòu)筑物可按本規(guī)范第8.3.1條規(guī)定體型系數(shù)的1.25倍取值。本計(jì)算點(diǎn)為墻面大面位置，按如上說明，查表得：μs1(1)=1按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012第8.3.4條：計(jì)算非直接承受風(fēng)荷載的圍護(hù)構(gòu)件風(fēng)荷載時(shí)，局部體型系數(shù)可按構(gòu)件的從屬面積折減，折減系數(shù)按下列規(guī)定采用：1當(dāng)從屬面積不大于1m2時(shí)，折減系數(shù)取1.0；2當(dāng)從屬面積大于或等于25m2時(shí)，對墻面折減系數(shù)取0.8，對局部體型系數(shù)絕對值大于1.0的屋面區(qū)域折減系數(shù)取0.6，對其它屋面區(qū)域折減系數(shù)取1.0；3當(dāng)從屬面積大于1m2且小于25m2時(shí)，墻面和絕對值大于1.0的屋面局部體型系數(shù)可采用對數(shù)插值，即按下式計(jì)算局部體型系數(shù)：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(25)-μs1(1)]logA/1.4……8.3.4[GB50009-2012]其中：μs1(25)=0.8μs1(1)=0.8×1=0.8計(jì)算支承結(jié)構(gòu)時(shí)的構(gòu)件從屬面積：A=2.025×5.7=11.5425m2當(dāng)A>25時(shí)取a=25，當(dāng)A小于1時(shí)取A=1；LogA=1.062則：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(25)-μs1(1)]logA/1.4=1+[0.8-1]×1.062/1.4=0.848按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012第8.3.5條：計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載時(shí)，建筑物內(nèi)部壓力的局部體型系數(shù)可按下列規(guī)定采用：1封閉式建筑物，按其外表面風(fēng)壓的正負(fù)情況取-0.2或0.2；2僅一面墻有主導(dǎo)洞口的建筑物：-當(dāng)開洞率大于0.02且小于或等于0.10時(shí)，取0.4μs1；-當(dāng)開洞率大于0.10且小于或等于0.30時(shí)，取0.6μs1；-當(dāng)開洞率大于0.30時(shí)，取0.8μs1；3其它情況，應(yīng)按開放式建筑物的μs1取值；注：1：主導(dǎo)洞口的開洞率是指單個(gè)主導(dǎo)洞口與該墻面全部面積之比；2：μs1應(yīng)取主導(dǎo)洞口對應(yīng)位置的值；本計(jì)算中建筑物內(nèi)部壓力的局部體型系數(shù)為0.2(封閉式建筑內(nèi)表面)；因此，計(jì)算非直接承受風(fēng)荷載的支承結(jié)構(gòu)時(shí)的局部風(fēng)壓體型系數(shù)為：μs1=0.848+0.2=1.048而對直接承受風(fēng)壓的面板結(jié)構(gòu)來說，其局部風(fēng)壓體型系數(shù)為：μs1=1+0.2=1.2w0：基本風(fēng)壓值(MPa)，根據(jù)現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012附表E.5中數(shù)值采用，但不小于0.3KN/m2，按重現(xiàn)期50年，河南鄭州地區(qū)取0.00045MPa；計(jì)算支承結(jié)構(gòu)時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk=βgzμzμs1w0=1.6969×1.0089×1.048×0.00045=0.000807MPa因?yàn)閣k<0.001MPa，所以按JGJ102-2003，取wk=0.001MPa。計(jì)算面板材料時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk=βgzμzμs1w0=1.6969×1.0089×1.2×0.00045=0.000924MPa因?yàn)閣k<0.001MPa，所以按JGJ102-2003，取wk=0.001MPa。垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值qEk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]qEk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；βE：動力放大系數(shù),取5.0；αmax：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.12；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)；平行于幕墻平面的集中水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值PEk=βEαmaxGk……5.3.5[JGJ102-2003]PEk：平行于幕墻平面的集中水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(N)；βE：動力放大系數(shù),取5.0；αmax：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.12；Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)；按照J(rèn)GJ102規(guī)范5.4節(jié)條文說明部分的規(guī)定，對于豎向幕墻和與水平面夾角大于75度、小于90度的斜玻璃幕墻，可不考慮豎向地震作用效應(yīng)的計(jì)算和組合。作用效應(yīng)組合荷載和作用效應(yīng)按下式進(jìn)行組合：S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……5.4.1[JGJ102-2003]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；γG、γw、γE：各效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)；ψw、ψE：分別為風(fēng)荷載，地震作用效應(yīng)的組合系數(shù)。上面的γG、γw、γE為分項(xiàng)系數(shù)，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]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：γG：1.2；風(fēng)荷載：γw：1.4；地震作用：γE：1.3；進(jìn)行撓度計(jì)算時(shí)；重力荷載：γG：1.0；風(fēng)荷載：γw：1.0；地震作用：可不做組合考慮；上式中，風(fēng)荷載的組合系數(shù)ψw為1.0；地震作用的組合系數(shù)ψE為0.5；幕墻立柱計(jì)算基本參數(shù)：1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：10.3m；2：力學(xué)模型：雙跨梁；3：立柱跨度：L=5700mm；其中短跨長L1=750mm；長跨長L2=4950mm；4：立柱左分格寬：2400mm；立柱右分格寬：1650mm；5：立柱計(jì)算間距：B=2025mm；6：板塊配置：中空玻璃12+12mm；7：立柱材質(zhì)：Q235；8：安裝方式：偏心受拉；本處幕墻立柱按雙跨梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，受力模型如下：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)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；B：幕墻立柱計(jì)算間距(mm)；qwk=wkB=0.001×2025=2.025N/mmqw：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm)；qw=1.4qwk=1.4×2.025=2.835N/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)；βE：動力放大系數(shù)，取5.0；αmax：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.12；Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)，(含面板和框架)；A：幕墻平面面積(mm2)；qEAk=βEαmaxG/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5×0.12×0.0005=0.0003MPaqEk：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=0.0003×2025=0.607N/mmqE：水平地震作用線荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm)；qE=1.3qEk=1.3×0.607=0.789N/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：……5.4.1[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=2.835+0.5×0.789=3.23N/mm用于撓度計(jì)算時(shí)，采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值：……5.4.1[JGJ102-2003]qk=qwk=2.025N/mm(4)求支座反力R1及最大彎矩：由雙跨梁彎矩圖可知，兩支點(diǎn)0，2處彎矩為零，中支點(diǎn)彎矩最大為M1，而在均布荷載作用下，最大撓度在長跨內(nèi)出現(xiàn)。M1：中支座彎矩(N·mm)；R1：中支座反力(N)；M1=-q(L13+L23)/8L=-3.23×(7503+49503)/8/5700=-8621071.875N·mmR1=qL1/2-M1/L1+qL2/2-M1/L2=3.23×750/2-(-8621071.875/750)+3.23×4950/2-(-8621071.875/4950)=22441.893N確定材料的截面參數(shù)(1)截面的型材慣性矩要求：k2=0k1=4M1/(qL22)=4×8621071.875/(3.23×49502)=0.436查《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊》第二版表3-9附注說明：x0=A/4+2R1/3cos(θ+240)其中：A=2+k1-k2=2.436R=((A/4)2-k1/2)3/2=0.06θ=1/3arccos((A3-12k1A-8(1-2k1-k2))/64R)=26.576x0=A/4+2R1/3cos(θ+240)=2.436/4+2×0.061/3cos(26.576+240)=0.562λ=x0(1-2k1+3k1x0-2x02-k1x02+x03)=0.1524代入df,lim=λqkL24/24EIxmin上式中：qk：風(fēng)荷載線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；L2：長跨長度(mm)；E：型材的彈性模量(MPa)，對Q235取206000MPa；Ixmin：材料需滿足的繞X軸最小慣性矩(mm4)；df,lim：按規(guī)范要求，立柱的撓度限值(mm)；關(guān)于幕墻龍骨撓度限值問題，由于目前JGJ133-2001、JGJ102-2003、JGJ336-2016、GB/T21086-2007等多部規(guī)范同時(shí)作用，這些規(guī)范制定年限跨度很大，限于規(guī)范制定時(shí)的上位法以及當(dāng)時(shí)的行業(yè)情況不同，這些規(guī)范對幕墻龍骨的撓度要求各有不同，具體要求分別如下：Ⅰ.按《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ133-2001：當(dāng)跨度≤7.5m時(shí)：鋁型材取跨度的1/180且不大于20mm，鋼型材取跨度的1/300且不大于15mm；當(dāng)跨度＞7.5m時(shí)：取跨度的1/500；Ⅱ.按《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003：對鋁型材取跨度的1/180，鋼型材取跨度的1/250；Ⅲ.按《人造板材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ336-2016：當(dāng)跨度≤4500mm時(shí)，撓度限值為跨度的1/180；當(dāng)4500mm＜跨度≤7000mm時(shí)，撓度限值為跨度的1/250+7；當(dāng)跨度＞7000mm時(shí)，撓度限值為跨度的1/200；Ⅳ.按《建筑幕墻》GB/T21086-2007：對鋁型材取跨度的1/180，鋼型材取跨度的1/250；對于構(gòu)件式玻璃幕墻或單元幕墻：當(dāng)跨距≤4500mm時(shí)，絕對撓度不應(yīng)該大于20mm；當(dāng)跨距＞4500mm時(shí)，絕對撓度不應(yīng)該大于30mm；（其它形式幕墻或外圍護(hù)結(jié)構(gòu)無絕對撓度限制）表面上看上述規(guī)范應(yīng)用范圍各有不同，但是實(shí)際上這些幕墻形式的龍骨受力并無區(qū)別，JGJ133及JGJ102也在按JGJ336進(jìn)行修訂。按不同規(guī)范中對相同事物的規(guī)定，應(yīng)以最新規(guī)定為準(zhǔn)的原則：理論上無論是哪種幕墻，其龍骨撓度限值均應(yīng)以最新的JGJ336-2016的要求（與待頒布的新JGJ133及新102規(guī)范要求是相同的）來執(zhí)行，結(jié)合本工程實(shí)際情況，對本例中的撓度限值按JGJ336-2016?。合鄬隙认拗禐椋篖2/250+7=4950/250+7=26.8實(shí)際撓度限值為：df,lim=26.8mm代入上式：Ixmin=λqkL24/24Edf,lim=0.1524×2.025×49504/24/206000/26.8=1398355.304mm4(2)截面的型材抵抗矩要求：Wnx：立柱凈截面抵抗矩預(yù)選值(mm3)；Mx：彎矩組合設(shè)計(jì)值即M1(N·mm)；γ：塑性發(fā)展系數(shù)：對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》GB50018-2002，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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50429-2007，取1.00； fs：型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)，對Q235取215；Wnx=Mx/γfs=8621071.875/1.05/215=38188.58mm3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：鋼管120×80×4型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：215MPa型材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：τs=125MPa型材彈性模量：E=206000MPa繞X軸慣性矩：Ix=3090400mm4繞Y軸慣性矩：Iy=1636400mm4繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=51510mm3繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx2=51510mm3型材凈截面面積：An=1536mm2型材線密度：γg=0.120576N/mm型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度：t=8mm型材受力面對中性軸的面積矩：Sx=31100mm3塑性發(fā)展系數(shù)：γ=1.05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=0.0005×2025×5700=5771.25NN：立柱軸向拉力設(shè)計(jì)值(N)；N=1.2Nk=1.2×5771.25=6925.5N(2)抗彎強(qiáng)度校核：按雙跨梁(受拉)立柱強(qiáng)度公式，應(yīng)滿足：N/An+Mx/γWnx≤fs……6.3.7[JGJ102-2003]上式中：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)；γ：塑性發(fā)展系數(shù)：對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》GB50018-2002，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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50429-2007，取1.00；fs：型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取215MPa；則：N/An+Mx/γWnx=6925.5/1536+8621071.875/1.05/51510=163.906MPa≤215MPa立柱抗彎強(qiáng)度滿足要求。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=3090400mm4預(yù)選值為：Ixmin=1398355.304mm4實(shí)際撓度計(jì)算值為：df=λqkL24/24EIx=0.1524×2.025×49504/24/206000/3090400=12.127mm而df,lim=26.8mm所以，立柱撓度滿足規(guī)范要求。立柱的抗剪計(jì)算校核依據(jù)：τmax≤τs=125MPa(立柱的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值)(1)求中支座剪力設(shè)計(jì)值：采用Vw+0.5VE組合Vw1左=-(qL1/2-M1/L1)=-(3.23×750/2-(-8621071.875/750))=-12706.012NVw1右=qL2/2-M1/L2=3.23×4950/2-(-8621071.875/4950)=9735.881N取V=12706.012N(2)立柱剪應(yīng)力：τmax：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)；τmax=VSx/Ixt=12706.012×31100/3090400/8=15.983MPa15.983MPa≤125MPa立柱抗剪強(qiáng)度滿足要求!幕墻橫梁計(jì)算基本參數(shù)：1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：10.3m；2：橫梁跨度：B=2400mm；3：橫梁上分格高：2500mm；橫梁下分格高：2500mm；4：橫梁計(jì)算間距：H=2500mm；5：力學(xué)模型：三角荷載簡支梁；6：板塊配置：中空玻璃12+12mm；7：橫梁材質(zhì)：Q235；因?yàn)锽≤H，所以本處幕墻橫梁按三角形荷載簡支梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，受力模型如下：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(按三角形分布)：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)；B：橫梁跨度(mm)；qwk=wkB=0.001×2400=2.4N/mmqw：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm)；qw=1.4qwk=1.4×2.4=3.36N/mm(2)垂直于幕墻平面的分布水平地震作用的線荷載集度(按三角形分布)：qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用(MPa)；βE：動力放大系數(shù)，取5.0；αmax：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.12；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=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5.0×0.12×0.0004=0.00024MPaqEk：橫梁受水平地震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；B：橫梁跨度(mm)；qEk=qEAkB=0.00024×2400=0.576N/mmqE：橫梁受水平地震作用線荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm)；qE=1.3qEk=1.3×0.576=0.749N/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設(shè)計(jì)值組合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=3.36+0.5×0.749=3.734N/mm用于撓度計(jì)算時(shí)，采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值：……5.4.1[JGJ102-2003]qk=qwk=2.4N/mm(4)橫梁在風(fēng)荷載及地震組合作用下的彎矩值(按三角形分布)：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：地震作用下橫梁產(chǎn)生的彎矩(N·mm)；B：橫梁跨度(mm)；Mw=qwB2/12ME=qEB2/12采用Sw+0.5SE組合：My=Mw+0.5ME=qB2/12=3.734×24002/12=1792320N·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)，對掛式結(jié)構(gòu)取橫梁下分格高，對非掛式結(jié)構(gòu)取橫梁上分格高；Gk=0.0004×H1=0.0004×2500=1N/mmG：橫梁自重線荷載設(shè)計(jì)值(N/mm)；G=1.2Gk=1.2×1=1.2N/mmMx：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=1.2×24002/8=864000N·mm確定材料的截面參數(shù)(1)橫梁抵抗矩預(yù)選：Wnx：繞X軸橫梁凈截面抵抗矩預(yù)選值(mm3)；Wny：繞Y軸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設(shè)計(jì)值(N·mm)；My：風(fēng)荷載及地震作用彎矩組合設(shè)計(jì)值(N·mm)；γx，γy：塑性發(fā)展系數(shù)：對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》GB50018-2002，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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50429-2007，均取1.00；fs：型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)，對Q235取215；按下面公式計(jì)算：Wnx=Mx/γxfs=864000/1.05/215=3827.243mm3Wny=My/γyfs=1792320/1.05/215=7939.402mm3(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)；不同的幕墻規(guī)范對橫梁的撓度限值要求與立柱是相同的，懸臂構(gòu)件跨度按其挑出長度2倍取值；此外：GB/T21086-2007旳5.1.9要求自重標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙炔粦?yīng)超過其跨度的1/500，并且不應(yīng)大于3mm；JGJ336-2016中第7.1.7則要求自重標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙炔粦?yīng)超過其跨度的1/250，且無絕對撓度要求；按不同規(guī)范中對相同事物的規(guī)定，應(yīng)以最新規(guī)定為準(zhǔn)的原則：理論上無論是哪種幕墻，其龍骨撓度限值均應(yīng)以最新的JGJ336-2016的要求（與待頒布的新JGJ133及新102規(guī)范要求是相同的）來執(zhí)行；結(jié)合本工程的實(shí)際情況，按JGJ336-2016?。罕竟こ痰膿隙认拗等≈禐椋篸f1,lim=B/180=13.333mmdf2,lim=B/250=9.6mmqk：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Q235取206000MPa；Iymin：繞Y軸最小慣性矩(mm4)；B：橫梁跨度(mm)；df1,lim=qkB4/120EIymin……(受風(fēng)荷載與地震作用的撓度計(jì)算)Iymin=qkB4/120Edf1,lim=2.4×24004/120/206000/13.333=241590.506mm4Ixmin：繞X軸最小慣性矩(mm4)；Gk：橫梁自重線荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；df2,lim=5GkB4/384EIxmin……(自重作用下產(chǎn)生的撓度計(jì)算)Ixmin=5GkB4/384Edf2,lim=5×1×24004/384/206000/9.6=218446.602mm4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：鋼通80×60×4mm型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：215MPa型材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：125MPa型材彈性模量：E=206000MPa繞X軸慣性矩：Ix=921580mm4繞Y軸慣性矩：Iy=584710mm4繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=23039mm3繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx2=23039mm3繞Y軸凈截面抵抗矩：：Wny1=19490mm3繞Y軸凈截面抵抗矩：：Wny2=19490mm3型材凈截面面積：An=1042.265mm2型材線密度：γg=0.081818N/mm橫梁與立柱連接時(shí)角片與橫梁連接處橫梁壁厚：t=8mm橫梁截面垂直于X軸腹板的截面總寬度：tx=8mm橫梁截面垂直于Y軸腹板的截面總寬度：ty=8mm型材受力面對中性軸的面積矩(繞X軸)：Sx=14035mm3型材受力面對中性軸的面積矩(繞Y軸)：Sy=11464mm3塑性發(fā)展系數(shù)：γx=γy=1.05幕墻橫梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算按橫梁抗彎強(qiáng)度計(jì)算公式，應(yīng)滿足：Mx/γxWnx+My/γyWny≤fs……6.2.4[JGJ102-2003]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軸方向(垂直于幕墻平面方向)的凈截面抵抗矩(mm3)；γx，γy：塑性發(fā)展系數(shù)：對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》GB50018-2002，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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50429-2007，取1.00；fs：型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取215MPa。采用SG+Sw+0.5SE組合，則：Mx/γxWnx+My/γyWny=864000/1.05/23039+1792320/1.05/19490=123.298MPa≤215MPa橫梁抗彎強(qiáng)度滿足要求。橫梁的撓度計(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=921580mm4Iy=584710mm4預(yù)選值為：Ixmin=218446.602mm4Iymin=241590.506mm4橫梁撓度的實(shí)際計(jì)算值如下：df1=qkB4/120EIy=2.4×24004/120/206000/584710=5.509mmdf2=5GkB4/384EIx=5×1×24004/384/206000/921580=2.276mmdf1,lim=13.333mmdf2,lim=9.6mm所以，橫梁撓度滿足規(guī)范要求。橫梁的抗剪計(jì)算校核依據(jù)：τmax≤τs=125MPa(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/4=2.4×2400/4=1440N(2)Vw：風(fēng)荷載作用下剪力設(shè)計(jì)值(N)：Vw=1.4Vwk=1.4×1440=2016N(3)VEk：地震作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(N)：VEk=qEkB/4=0.576×2400/4=345.6N(4)VE：地震作用下剪力設(shè)計(jì)值(N)：VE=1.3VEk=1.3×345.6=449.28N(5)Vx：水平總剪力(N)；Vx：橫梁受水平總剪力(N)：采用Vw+0.5VE組合：Vx=Vw+0.5VE=2016+0.5×449.28=2240.64N(6)Vy：垂直總剪力(N)：Vy=1.2×0.0004×BH1/2=1.2×0.0004×2400×2500/2=1440N(7)橫梁剪應(yīng)力校核：τx：橫梁水平方向剪應(yīng)力(MPa)；Vx：橫梁水平總剪力(N)；Sy：橫梁型材受力面對中性軸的面積矩(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)；τx=VxSy/Iyty……6.2.5[JGJ102-2003]=2240.64×11464/584710/8=5.491MPa5.491MPa≤125MPaτy：橫梁垂直方向剪應(yīng)力(MPa)；Vy：橫梁垂直總剪力(N)；Sx：橫梁型材受力面對中性軸的面積矩(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)；τy=VySx/Ixtx……6.2.5[JGJ102-2003]=1440×14035/921580/8=2.741MPa2.741MPa≤125MPa橫梁抗剪強(qiáng)度能滿足!玻璃板塊的選用與校核基本參數(shù)：1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：10.3m；2：玻璃板尺寸：寬×高=B×H=2400mm×2500mm；3：玻璃配置：中空玻璃，外片鋼化玻璃12mm,內(nèi)片鋼化玻璃12mm；模型簡圖為：玻璃板塊荷載計(jì)算：(1)外片玻璃荷載計(jì)算：t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)；wk：作用在板塊上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；GAk1：外片玻璃單位面積自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)；qEAk1：外片玻璃地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；γg1：外片玻璃的體積密度(N/mm3)；wk1：分配到外片上的風(fēng)荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；qk1：分配到外片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；q1：分配到外片玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(MPa)；GAk1=γg1t1=0.0000256×12=0.000307MPaqEAk1=βEαmaxGAk1=5×0.12×0.000307=0.000184MPawk1=1.1wkt13/(t13+t23)=1.1×0.001×123/(123+123)=0.00055MPaqk1=wk1+0.5qEAk1=0.00055+0.5×0.000184=0.000642MPaq1=1.4wk1+0.5×1.3qEAk1=1.4×0.00055+0.5×1.3×0.000184=0.00089MPa(2)內(nèi)片玻璃荷載計(jì)算：t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)；wk：作用在板塊上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；GAk2：內(nèi)片玻璃單位面積自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(MPa)qEAk2：內(nèi)片玻璃地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)γg2：內(nèi)片玻璃的體積密度(N/mm3)；wk2：分配到內(nèi)片上的風(fēng)荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；qk2：分配到內(nèi)片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；q2：分配到內(nèi)片玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(MPa)；GAk2=γg2t2=0.0000256×12=0.000307MPaqEAk2=βEαmaxGAk2=5×0.12×0.000307=0.000184MPawk2=wkt23/(t13+t23)=0.001×123/(123+123)=0.0005MPaqk2=wk2+0.5qEAk2=0.0005+0.5×0.000184=0.000592MPaq2=1.4wk2+0.5×1.3qEAk2=1.4×0.0005+0.5×1.3×0.000184=0.00082MPa(3)玻璃板塊整體荷載組合計(jì)算：用于強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，采用Sw+0.5SE設(shè)計(jì)值組合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=1.4wk+0.5×1.3(qEAk1+qEAk2)=1.4×0.001+0.5×1.3×(0.000184+0.000184)=0.001639MPa用于撓度計(jì)算時(shí)，采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值：……5.4.1[JGJ102-2003]wk=0.001MPa玻璃的強(qiáng)度計(jì)算：校核依據(jù)：σ≤[fg](1)外片校核：θ1：外片玻璃的計(jì)算參數(shù)；η1：外片玻璃的折減系數(shù)；qk1：作用在外片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；a：分格短邊長度(mm)；E：玻璃的彈性模量(MPa)；t1：外片玻璃厚度(mm)；θ1=qk1a4/Et14……6.1.2-3[JGJ102-2003]=0.000642×24004/72000/124=14.267按系數(shù)θ1，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η1=0.943；σ1：外片玻璃在組合荷載作用下的板中最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值(MPa)；q1：作用在板塊外片玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(MPa)；a：玻璃短邊邊長(mm)；b：玻璃長邊邊長(mm)；t1：外片玻璃厚度(mm)；m1：外片玻璃彎矩系數(shù)，按邊長比a/b查表6.1.2-1[JGJ102-2003]得m1=0.0475；σ1=6m1q1a2η1/t12……6.1.2[JGJ102-2003]=6×0.0475×0.00089×24002×0.943/122=9.568MPa9.568MPa≤fg1=84MPa(鋼化玻璃)外片玻璃的強(qiáng)度滿足要求!(2)內(nèi)片校核：θ2：內(nèi)片玻璃的計(jì)算參數(shù)；η2：內(nèi)片玻璃的折減系數(shù)；qk2：作用在內(nèi)片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；a：分格短邊長度(mm)；E：玻璃的彈性模量(MPa)；t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)；θ2=qk2a4/Et24……6.1.2-3[JGJ102-2003]=0.000592×24004/72000/124=13.156按系數(shù)θ2，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η2=0.947σ2：內(nèi)片玻璃在組合荷載作用下的板中最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值(MPa)；q2：作用在板塊內(nèi)片玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(MPa)；a：玻璃短邊邊長(mm)；b：玻璃長邊邊長(mm)；t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)；m2：內(nèi)片玻璃彎矩系數(shù)，按邊長比a/b查表6.1.2-1[JGJ102-2003]得m2=0.0475；σ2=6m2q2a2η2/t22……6.1.2[JGJ102-2003]=6×0.0475×0.00082×24002×0.947/122=8.853MPa8.853MPa≤fg2=84MPa(鋼化玻璃)內(nèi)片玻璃的強(qiáng)度滿足要求!玻璃最大撓度校核：校核依據(jù)：df=ημwka4/D≤df,lim……6.1.3-2[JGJ102-2003]上面公式中：df：玻璃板撓度計(jì)算值(mm)；η：玻璃撓度的折減系數(shù)；μ：玻璃撓度系數(shù)，按邊長比a/b查表6.1.3[JGJ102-2003]得μ=0.0044；wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)a：玻璃板塊短邊尺寸(mm)；D：玻璃的彎曲剛度(N·mm)；df,lim：許用撓度，取短邊長的1/60，為40mm；其中：D=Ete3/(12(1-υ2))……6.1.3-1[JGJ102-2003]上式中：E：玻璃的彈性模量(MPa)；te：玻璃的等效厚度(mm)；υ：玻璃材料泊松比，為0.2；te=0.95×(t13+t23)1/3……6.1.5-3[JGJ102-2003]=0.95×(123+123)1/3=14.363mmD=Ete3/(12(1-υ2))=72000×14.3633/(12×(1-0.22))=18518913.313N·mmθ：玻璃板塊的計(jì)算參數(shù)；θ=wka4/Ete4……6.1.2-3[JGJ102-2003]=0.001×24004/72000/14.3634=10.828按參數(shù)θ，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η=0.957df=ημwka4/D=0.957×0.0044×0.001×24004/18518913.313=7.544mm7.544mm≤df,lim=40mm(中空玻璃)玻璃撓度能滿足要求!連接件計(jì)算基本參數(shù)：1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：10.3m；2：立柱計(jì)算間距：B1=2025mm；3：橫梁計(jì)算分格尺寸：寬×高=B×H=2400mm×2500mm；4：幕墻立柱跨度：L=5700mm，短跨L1=750mm，長跨L2=4950mm；5：板塊配置：中空玻璃；6：龍骨材質(zhì)：立柱為：Q235；橫梁為：Q235；7：立柱與主體連接鋼角碼壁厚：8mm；8：立柱與主體連接螺栓公稱直徑：12mm；9：立柱與橫梁連接處鋼角碼厚度：4mm；10：橫梁與角碼連接螺栓公稱直徑：6mm；11：立柱與角碼連接螺栓公稱直徑：6mm；12：立柱受力模型：雙跨；13：連接形式：立柱與主體：螺栓連接橫梁與立柱：螺栓連接；因?yàn)锽≤H，所以本處幕墻橫梁按三角形荷載模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算：橫梁與角碼間連接(1)風(fēng)荷載作用下橫梁剪力設(shè)計(jì)值(按三角形分布)：Vw=1.4wkB2/4=1.4×0.001×24002/4=2016N(2)地震作用下橫梁剪力標(biāo)準(zhǔn)值(按三角形分布)：VEk=βEαmaxGk/A×B2/4=5.0×0.12×0.0004×24002/4=345.6N(3)地震作用下橫梁剪力設(shè)計(jì)值：VE=1.3VEk=1.3×345.6=449.28N(4)連接部位總剪力N1：采用Sw+0.5SE組合：N1=Vw+0.5VE=2016+0.5×449.28=2240.64N(5)連接螺栓計(jì)算：Nv1b：螺栓受剪承載能力設(shè)計(jì)值(N)；nv1：剪切面數(shù)：取1；d：螺栓桿直徑：6mm；fv1b：螺栓連接的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對奧氏體不銹鋼（A50）取190MPa；Nv1b=nv1πd2fv1b/4=1×3.14×62×190/4=5369.4NNnum1：螺栓個(gè)數(shù)：Nnum1=N1/Nv1b=2240.64/5369.4=0.417個(gè)實(shí)際取2個(gè)(6)連接部位橫梁型材壁承壓能力計(jì)算：Nc1：連接部位幕墻橫梁型材壁承壓能力設(shè)計(jì)值(N)；Nnum1：橫梁與角碼連接螺栓數(shù)量：2個(gè)；d：螺栓公稱直徑：6mm；t1：連接部位橫梁壁厚：8mm；fc1：型材承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對Q235取305MPa；Nc1=Nnum1dt1fc1=2×6×8×305=29280N29280N≥2240.64N強(qiáng)度可以滿足!角碼與立柱連接(1)自重荷載計(jì)算：N2k：自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)：B：橫梁寬度(mm)；Hg：橫梁受自重荷載分格高(mm)；N2k=0.0004×B×Hg/2=0.0004×2400×2500/2=1200NN2：自重荷載(N)：N2=1.2×N2k=1.2×1200=1440N(2)連接處組合荷載N：采用SG+Sw+0.5SEN=(N12+N22)1/2=(2240.642+14402)0.5=2663.469N(3)連接處螺栓強(qiáng)度計(jì)算：Nv2b：螺栓受剪承載能力設(shè)計(jì)值(N)；nv2：剪切面數(shù)：取1；d：螺栓桿直徑：6mm；fv2b：螺栓連接的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對奧氏體不銹鋼（A50）取175MPa；Nv2b=nv2πd2fv