国际鞋纺城一期工程A、B、D区高层连续明框玻璃幕墙 （墙角区）设计计算书.docx

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1、国际鞋纺城一期工程A、B、D区高层连续明框玻璃幕墙（墙角区）设计计算书4玻璃的挠度计算&:在风荷载标准值作用卜挠度最大值(mm)D:玻璃的刚度(N. mm)te：玻璃等效国度 0. 95X(B,/+B, .S),/J=7. 2nm)v :泊松比,按JGJ 102-2003 5. 2. 9条采用,取值为0. 20表529材料的泊松比u材料V材料V玻璃0. 20钢、不锈钢0. 30铝合金0. 33高胡钢丝、钢绞线0. 30U :挠度系数:按 JGJ102-2003 表 6. 1.3 采用 口 =0.00672表四边支承板的挠度系数Ua/b0. 000. 200. 250. 330. 500. 01

2、3020.012970.012820.012230.01013a/b0. 550. 600. 650. 700. 75u0. 009400. 008670. 007960. 007270. 00663a/b0. 800. 850. 900. 951.00u0. 006030. 005470. 004960. 001490. 001060=WkXa7(EXt?)=43. 19H :折减系数,按0=43.19查 JGJ102-2003 6. 1. 22 表得：n =0. 83D=(EXt/)/12(l-v2)=2314912. 42 (N. nun)df=U XWkXaX n/D= 19.9 (m

3、m)dt/a Uii.L：矩形玻璃板块竖向边长，1750. 0mm12：矩形玻璃板块横向边长，1300. 0mma：玻璃与左、右边框的平均间隙,3. 5mm(考虑1. 5mm的施工偏差)5：玻璃与上、下边框的平均间隙,3. 5mm(考虑1.5mm的施工偏差) 5”:由主体层间位移引起的分格框的变形限值(mm)抗震设计时,Un,根据主体结构弹性层间位移角限值的3倍确定 h/建筑物层高，3800. 0mm0 :主体结构弹性层间位移角限值(rad), 0. 0010u“=3x%x 0 x (L/hJ=3X1)X 0=3X1750.0X0. 0010=5. 250u=2ci (l+di/lz) X (

4、cz/cj)=2X3. 5X (1 + (1750. 0/1300. 0) X (3. 5/3. 5)=16. 4235. 250玻璃边缘至边框槽底间隙满足要求四、幕墙立柱计算幕尚立柱按多跨钱接超静定梁模型进行设计计算:多跨校能梁(双支点或三支点)力学模型1荷载计算(1)风荷载均布线荷载设计值(矩形分布)计算q.：风荷载均布线荷战设计值(kWm)W:风荷载设计值:3. 703kN/m2B:幕墙分格宽：1.300mq.=WXB=3. 703X1.300=4.814 kN/m(2)地震荷载计算qa：地震作用设计值(KN/m):G,k:幕墙构件(包括面板和框)的平均自重：600WnT垂直于卷墙平面的

5、均布水平地震作用标准值：qw：垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值(kN/m2)(Jlu=5 X a 3 X G.vNu.jXv=2X20273. 3=40546. 6Nnv=40546. 6N 19392. IN螺栓抗剪强度可以满足！4型材壁的强度验算立柱型材种类：6063 T6t:立柱型里，3. 5mmXC y:立柱局部承压强度：160. ON/mm，m,：根据选择的螺栓数目，连接处型材的承压承载能力Ncb=NutlXdXtX2XXC y=22400. ONNcb=22400. ON 19392. 4N型材壁强度可以满足5角码抗承压承载能力计算角码材料牌号:Q235钢(C级螺栓)Lc,2

6、：连接处热轧钢角码壁厚：8.0mmJv:热轧钢角码承压强度：305. ON/mm2NcbB:钢角四型材壁抗承压能力(N):NCbg=d X2X JyX L,.(2 X Nmi=97600. ON97600. ON 19392. IN角码强度可以满足6立柱连接伸缩缝计算为了适应幕墙温度变形以及施工调整的需要，立柱上下段通过插芯套装，留有一段空隙-伸缩缝(d), d值按下 式计算：d a X A tXL+di+ch上式中：d:伸缩缝计算值(mm);a :立柱材料的线膨胀系数,取2. 3X 10 5; t:温度变化，取80C;L:立柱跨度(mm);山：施工误差，取3mm;义:考虑其它作用的预留量，取

7、2mm;d= a X A tXL+di+d2=2.3X10 sX80X3800. 0-2+3=12.020.0实际伸缩缝隙取：20. 0.满足要求！六、幕墙预埋件总截面面积和锚筋长度计算1荷载计算本工程预埋件受拉力和剪力V:剪力设计值：V=N,=3556. 8NN:法向力设计值：N=Ni=19063. 5NM:驾矩设计值e2:螺孔中心与锚板边板跑离:200. 0mmM=VXc2=711360. ON - mm2锚筋的总截面积校核混凝土强度等级：强度等级C30fc：混凝土轴心抗压强度设计值,14. 300加皿2按现行国家标准混凝土结构设计规范GB50010-2010表4. 1.1采用。锚筋级别:

8、HRB400Ng：锚筋根数,4根锚筋层数：2层ar：锚筋层数影响系数：L0。：锚筋强度设计值360. OOON/inin-按规范，锚筋强度设计值不大于3000廊2d:锚筋直径，12.0mma锚筋受剪承载力系数：a =(4. 0-0. 08Xd)X ( 依据 GB50010 9. 7. 2-5 式计算= (4. 0-0. 08X12. 000) X (14. 300/300. 000)0 5=0.7t :热轧钢板锚板厚度:8. 0mmab：锚板弯曲变形折减系数：a =0. 6+0. 25 X (t/d)依据 GB50010 9. 7. 2-6 式计算=0. 6+0. 25X(8. 0/12. 0

9、00)=0.8Z:外层锚筋中心线距离：150.0mmA,:锚筋实际总截面积：A产Ng X jt X d7d=4.000X3. 14Xd2/4=452. 2mm锚前的总截面积计算值：依据GB50010 9. 7. 2-1和9. 7. 2-2等公式计算口=丫/(。.X a,Xfy)+N/(0.8X a bXfy)+M/(l. 3X a rX a bXfyXZ)=137. 3mm2A,2=N/(0. 8X a bXfy)+M/(0. 4X a rX a hXfyXZ)=155. 2mm137. 3mnT 452. 2mm155. 2imn 452. 2mm：4根。12. 000锚筋可以满足要求!3锚

10、筋长度校核%：选用锚筋长度，180. 000mmL=l. IX a X (f/fj Xd依据 JGJ 102-2003 C. 0. 5 计算1“:受拉锚筋计算长度。：普通锚筋的抗拉强度设计值,按GB50010表4. 2. 3-1采用，360. OOON/mmf;:混凝土轴心抗拉强度设计值，按GB500。表4. 1.4式采用，1. 430N/mm2d:锚筋直径，12. 0mma :锚筋的外形系数，按GB50010表8. 3. 1式采用,HRB400级锚筋取0. 140la=l. IX a X (fy/ft) Xd=1. 1X0. 140 X (360. 000/1.430)X12.0=465.

11、231mm由于锚筋拉应力值小于锚筋抗拉强度设计值，依据JGJ 102-2003 CO. 5条: 锚筋长度可以适当减,以不小于锚筋直径15倍为宜l=15Xd=180. 000,锚筋长度满足要求4锚板尺寸校核锚板面积A=75000. 0 mm20. 5f油=536250. 0 NN= 19063. 5N 0.5/A锚板尺寸可以满足要求！七、幕墙预埋件焊缝计算法向力设设计值N: 19063. 5N剪力设计值V：3556. 8N弯矩 M:711360. 0N nun焊缝参数：焊接形式：三围围焊水平焊缝长度L:70. 0mm竖直焊缝长度Ly：100. 0mm焊角高度hf:7. Omni角焊缝的计算厚度:

12、h=0. 707 Xh,=4. 9mm1焊缝截面参数计算有效面积：A=2XhcX (“-2Xhf)+h,X (L-2Xhf)=2X4. 9X (70. 0-2X7. 0)+4.9X (100. 0-2X 7. 0)=979. 9mm形心到竖直焊健轴线距离：dx=(Lx-2Xhf) X (L-h.)/(2X (L,-2Xh,) + (Ly-2Xh,)=(70. 0-2X7.0)X (70. 0-4. 9)/(2X (70. 0-2X7. 0)+ (100. 0-2X7. 0)=18. 4mmI,=h.X (Ly-2Xhr)712+(L,-2Xhr) X (Ly-(Ly-2Xh(.)J)/12=4

13、. 9X(100. 0-2X7. 0)712+(70. 0-2X7. 0)X (100. 0 -(100. 0-2X4.9)3)/12= 1515106. 8mmb=heX (Ly-2Xht) Xdx?+h；X (Ly-2Xhf)/12+ (Lx-2Xhr)76+2X (L,-2Xhf) (U-hJ/2-dx)2 =4.9X(100. 0-2X7. 0)X18. 42+4. 92X(100. 0-2X7. 0)/12+(70.0-2X7. 0)3/6+2X (70. 0-2X7. 0)( (70. 0-4. 9)/2-18. 4)2=400415. 4mmJ=Ix+Iy=1515406. 8+

14、400415.4= 1915822. 3nun2焊缝强度计算根据钢结构设计规范GB50017-2003 公式7. 1. 37、7. 1. 3-2和7. 1. 3-3计算3:角焊缝的强度设计值增大系数，取值为：1.22。:弯矩引起的正应力：o,.=MX(L-(d,+he/2)/J=711360. 0X (70. 0-(18. 4+4. 9/2)/1915822. 3=18. 24lN/mm2On：正应力。n=N/A=19063. 5/979. 9=19. 454N/mm一：弯矩引起的剪应力：TH=MXLy/(2XJ)=711360. 0X100. 0/(2X1915822. 3)=18. 565

15、N/m(n-一：剪力引起的史应力：t v=V/A=3556. 800/979. 902=3. 630N/mm-总正应力。尸。v+。X=37. 696N/imn2总切应力t产T 丫+ T v=22. 195N/mm2角焊缝强度设计值f.= 160. 000N/mm2强度校核：(。，/仇产+可产= (37. 696/1. 22)斗22.1952严=38. 044 N/mm-160. 000 N/mm2焊缝强度可以满足！八、幕墙横梁计算幕增横梁计算简图如以下图所示:虹Lh-福梁唆邑Hg-hx下单元高Hfgis上单兀（Si1选用横梁型材的截面特性选用型材号：XC17O明框横梁选用的横梁材料牌号：606

16、3 T6横梁型材抗弯强度设计值：0=150. OOON/mm-横梁型材抗剪强度设计值：f、=85.000N/mm2横梁型材弹性模量：E=0.70X10N/mmZW曲:对截面主轴x轴的较小有效净截面模量:“8364. 000mm1Ik,:对截面主轴y轴的较小有效净截面模量:/=15352. 500mm截面塑性开展系数：丫*=1.00截面塑性开展系数：y，=l.ooS,:横梁截面计算剪应力处以上(或下)截面对中性轴(X轴)的面积矩:S,=6604. 700mmS,:横梁截面计算剪应力处左边(或右边)截面对中性轴(Y轴)的面积矩:S,=11907. 300mmI,:毛截面对X轴惯性矩：h=31263

17、3. 000mm1.毛截面对Y轴惯性矩：I产789812. OOOimnt由横梁截面垂直于X轴腹板厚度：tM6. 0mm小：横梁截面垂直于Y轴腹板国度：5=7. 0mm2幕墙横梁的强度计算校核依据：M,/ (y,X WpnK) +My/ (Y,X Wcny) fa= 150. 0(GB 50129-2007 6. 1. 1)横梁上分格高：1.750m横梁下分格高：1.100mH一一横梁受荷单元高(应为上下分格高之和的一半):1. 425m1一一横梁跨度,1=1. 300m(1)横梁在自承作用下的弯矩(kNm)面板在横梁上的安装方式:非吊挂方式横梁受力方式:均布受力G,u：横梁自重,600N/m

18、?Gk：横梁自重.荷载线分布均布荷载标准值(kN/m):横梁自重受荷按上分格高：1.750mGk=600XH/1000-600X1.750/1000=1.050kN/mG:横梁自重荷载线分布均布荷载设计值(kN/m)G=1.2XGk=1.260kN/mM/横梁在自重荷载作用下的弯矩(kNm)M,=GXB78=0. 266kN m(2)横梁在风荷载作用下的弯矩(kN m)风荷载线分布最大集度标准值(一:角形分布)qfXB=2. 645X1.300=3. 439kN/m风荷我线分布最大集度设计值q=l. 4Xq =1.4X3.439 =4. 811kN/mM”：横梁在风荷载作用下的弯矩(kNm)M

19、=q,XB712=4.814X1. 300712=0. 678kN m =677957. 583Nmm(3)地震作用下横梁弯矩 横梁平面外地震作用：Be：动力放大系数：5Q,“x：地震影响系数最大值：0.080GAli:幕墙构件自重：600 N/m2 qEAk=5XazX 600/1000 =5X0. 080 X 600/1000 =0. 240kN/m-“x：水平地震作用最大集度标准值B:幕墙分格宽：1.300m水平地震作用最大集度标准值(三角形分布) q*qm X B=0. 240X1. 300=0.312KN/mq.：水平地震作用最大集度设计值Ye：地震作用分项系数：1.3Qb= 1.

20、3 X =1.3X0.312 =0. 406kN/mMxE:地震作用卜横梁弯矩：MxE=qEXB712 =0.406X1.300712 =0. 057kN m =57122. OOOXmm (4)横梁强度：。：横梁计算强度(N/mm2):采用Sc+S+O. 5S：组合横梁同一一截面处绕 x 轴的弯矩:Mx=，+O. 5Se=677957. 583+0. 5X57122. 000=706518. 583NmmM.,:横梁同一截面处绕y轴的弯矩:M、,=266175. OOONmmW.nx：对截面主轴X轴的较小有效净截面模量，同时考虑局部屈曲、焊接热影响区以及截面孔洞的影响:1-=8364. 00

21、0mm!W.,:对截面主轴y轴的较小有效净截面模量，同时考虑局部屈曲、焊接热影响区以及截面孔洞的影响: 网”=15352. 500nm3截面塑性开展系数：yx=1.00截面塑性开展系数：丫产1.00o =MX/ ( Y x X W) +My/ ( Y y X W)=706518. 583/(1.00X8364. 000)+266175. 000/(1.00 X 15352. 500)101. 809N/mm fa=150. ON/mm2横梁正应力强度可以满足3幕墙横梁的抗剪强度计算校核依据：t =VTra,XSx/(IxX t) Wfv=85. ON/nm2(GB 50429-2007 6.

22、1.2)校核依据：t ,=VM,XSy/(IyXt,J W=85. ON/nm2(GB 50429-2007 6. 1.2)(皿:计算截面沿腹板竖直方向(X轴)的最大剪力:NV_：计算截面沿腹板水平方向(Y轴)的最大剪力:N工:横梁截面计算剪应力处以上(或下)截面对中性轴(X轴)的面积矩:SI6604.700mn;S,:横梁截面计算剪应力处左边(或右边)截面对中性轴(Y轴)的面积矩:S,= 11907. 300mmL：毛截面对X轴惯性矩：h=312633. OOOmin1,：毛截面对Y轴惯性矩：k=789812. 000mml,：横梁截面垂直于X轴腹板厚度：l“=6. Oimn5：横梁截面垂直

23、于Y轴腹板厚度：=7. Omni(DQw：风荷载作用下横梁剪力标准值(kN)Wu:风荷载标准值：2. 645kN/m2B:幕墙分格宽：1.300m风荷载呈三角形分布时：QcWkXB%=2. 645 X 1.30074=1. 118kN(2)Q,:风荷载作用下横梁剪力设计值(kN)Q、=L4XQ,.=1.4X1, 118=1.565kN(3)Q*：地震作用下横梁剪力标准值(kN)地箧作用呈三角形分布时：Qix=QpAk X B/4=0. 240X1. 30074=0. lOlkNd：地宸作用卜.横梁剪力设计值(kN)Yi.：地震作用分项系数：L 3Q=L3XQe,=1.3X0. 101=0. 1

24、32kN(5)汽：横梁水平方向(y轴)的剪力设计值(kN):采用V，=Q、+0. 5Qf组合Vv=Q.+0.5Xa=1.565+0.5X0. 132=1.630kN= 1630. 428N(6),：横梁竖直方向(x轴)的剪力设计值(kN):V尸GXB/2=0. 819kN=819. 000N(7)横梁剪应力tx=VxXS,/(I,Xix,)=1630. 428X6604. 700/(312633. 000X6. 0)=5. 741N/nmiXS,/(LXty,)=819. 000 X 11907. 300/(789812. 000 X 7. 0)= 1.764N/nm2t x=5. 741N/

25、mm fv=85. ON/mmt y=l. 764N/mm- 85. ON/mm2横梁抗剪强度可以满足！4幕墙横梁的刚度计算铝合金型材校核依据：drL/180 (GB/T 21086-2007) 横梁承受呈三角形分布风荷载作用时的最大荷载集度： qm风荷载线分布最大荷载集度标准值(KN/m) qEXB=2. 645X1.300=3. 439KN/m水平方向由风荷载作用产生的挠度：dr.=q.k X 心: X 1000/ (0. 7XI,X 120)=3. 740mm自重作用产生的挠度：dII:=5XGKXWt/x 1000/(384X0.7X1,)=5X1.050X 1. 3004X 1000

26、/(384X0. 7X79. 0)=0. 706mm在风荷教标准值作用卜，横梁的挠度为：d“=3. 740mm 在重力荷载标准值作用下，横梁的挠度为：由=0. 706mm 1一一横梁跨度，l = 1300mm铝合金型材djl 1/180铝合金型材drc/l 1630. 428N螺栓抗剪强度可以满足！横梁型材壁的强度脸算横梁材料牌号：6063 T6连接部位幕墙横梁型材壁抗承压能力计算：HL_Y:横梁材料局部抗承压强度设计值:160. ON/ninrt:幕墙横梁壁厚:2. 500mm%=dXiXHL_YXN“.i=6. 000X2. 500X160.0X2, 000=4800. 000N4800.

27、 000N21630.428N横梁型材壁强度可以满足角码壁承压承载能力计算连接部位角码材料牌号：6063 T5Uu：连接铝角码壁厚：3.000nun丫皿：横向连接部位铝角码壁抗承压能力计算：:连接部位角码壁抗承压强度设计值=120. ON/mm 尸d X L1630. 428N角码壁强度可以满足！3竖向节点(角码与立柱)连接部位荷载计算Gk：横梁自重线荷载(N/m):Gk=600XH=600X 1.425=855. 000N/mG:横梁自重.线荷载设计值(N/m)G=1.2XGk=1.2X855. 000=1026. 000N/mn2：自重荷载(N):N2=GXB/2= 1026. 000X1

28、.300/2=666. 900NN:连接处组合荷载：采用 Sc+S+O. 5SeN=(Nj+Nj 产=( 1630.428.666. 900)o a=1761. 547N螺栓个数计算竖向节点螺栓个数：NmN/N1；=0. 501取2个螺栓抗剪强度验算n%：根据选择的螺栓数乱竖向节点连接处螺栓的受剪承载能力kQX)=2X3517. 295=7034. 589NnbvZ=7034. 589N 1761. 547N螺栓抗剪强度可以满足！立柱型材壁的强度验算立柱型材种类：6063 T6t:立柱壁厚,3. 5mmXC_y:立柱局部承压强度：160.0N/mnTMb：根据选择的螺栓数目，连接处立柱型材的承

29、压承载能力Ncb=Nut2XdXtXXC_y=6720. 000NNCb=6720. 000N 1761. 547N立梃型材壁强度可以满足角码壁承压承载能力验算Nc*：竖向连接部位铝角码壁抗承压能力计算：:连接部位角码壁抗承压强度设计值=120. ON/mm2连接部位角码材料睥号：6063 T5Ji：连接铝角码壁厚：3.000mmN,i,i=d X L, )X HL jm_Y X Nu2=6. 000X3. 000X 120. 0X2, 000=4320. 000N4320. 000N1761.547N竖向角码壁强度可以满足！目录I ,设计依据2H.基本计算公式5川.工程伯息概述61工程所在地

30、区信息62板材选用信息6一、风荷载计算6I板块风载荷计算（直接承受风载荷）72支撑结构风载荷计算（非直接受风载荷）7二、玻璃的选用与校核7I玻璃自重计算72玻璃水平地震作用计算73玻璃的强度计算84玻璃的挠度计算9三、玻璃边缘至边框槽底间隙校核9四、幕墙立柱计算91荷载计算102选用立柱型材的截面特性103逐跨内力分析104幕墙立柱的强度验算105幕墙立柱的刚度计算II五、立柱与主结构连接II1连接处荷载计算II2连接处螺栓个数计算123螺栓抗剪强度验算124型材壁的强度验算125角码抗承压承载能力计算126立柱连接伸缩缝计算12六、幕墙预埋件总截面面积和傩筋长度计算121荷载计算122锚筋的

31、总截面积校核133锚筋长度校核134锚板尺寸校核13七、幕墙预埋件焊处计算131焊缝截面参数计算142焊缝强度计算14八、幕墙横梁计算141选用横梁型材的截面特性142幕墙横梁的强度计算153幕墙横梁的抗剪强度计算164幕墙横梁的刚度计算16九、横梁与立柱连接件计算171单个螺栓受剪承载力计算172横向节点连结（横梁与角码）173 竖向节点（角码与立柱）17附录材料力学性能19附录材料力学性能材料力学性能，主要参考JGJ 102-2003玻璃幕墙工程技术规范。(1).玻璃的强度设计值应按表5.2. 1的规定采用。表5. 2.1玻璃的强度设计值f.(N/mm?)种 类厚度mm)大面侧 面普通玻璃

32、528.019.5浮法玻璃51228.019.5151924.017.0芸2020.014.0钢化玻璃51284.058.8151972.050.4三2059.041.3注：1 .夹层玻璃和中空玻璃的强度设计值可按所采用的玻璃类型确定：2 .当钢化玻璃的强度标准达不到浮法玻璃强度标准值的3倍时，表中数值 应根据实测结果予于调整：3 .半钢化玻璃强度设计值可取浮法玻璃强度设计值的2倍。当半钢化玻璃 的强度标准值达不到浮法玻璃强度标准值的2倍时，其设计值应根据实 测结果予于调整：4 .侧面玻璃切割后的断面，其宽度为玻璃厚度。(2).JGJ102-2003铝合金型材的强度设计值应按表5. 2. 2的规定采用。5. 2.2铝合金型材的强