铝单板幕墙工程设计计算书.pdf

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1、铝单板幕墙工程设计计算书设计：校对：审核：批准：1/32二一六年九月九日目录1 计算引用的规 X、标准及资料 01.1 幕墙设计规 X：01.2 建筑设计规 X：01.3 铝材规 X：01.4 金属板及石材规 X：11.5 玻璃规 X：11.6 钢材规 X：11.7 胶类及密封材料规 X：21.8 五金件规 X：21.9 相关物理性能等级测试方法：31.10 建筑结构静力计算手册(第二版)31.11 土建图纸：32 基本参数 32.1 幕墙所在地区 32.2 地面粗糙度分类等级 32.3 抗震设防 33 幕墙承受荷载计算 43.1 风荷载标准值的计算方法 43.2 计算支撑结构时的风荷载标准值

2、53.3 计算面板材料时的风荷载标准值53.4 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值53.5 平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值53.6 作用效应组合 64 幕墙立柱计算 64.1 立柱型材选材计算 74.2 确定材料的截面参数 84.3 选用立柱型材的截面特性 84.4 立柱的抗弯强度计算 94.5 立柱的挠度计算 94.6 立柱的抗剪计算 95 幕墙横梁计算 105.1 横梁型材选材计算 115.2 确定材料的截面参数 125.3 选用横梁型材的截面特性 135.4 幕墙横梁的抗弯强度计算 135.5 横梁的挠度计算 135.6 横梁的抗剪计算 146 铝单板的选用与校核 152/3

3、26.1 铝单板荷载计算 156.2 B 板的强度、挠度校核157 连接件计算 167.1 横梁与角码间连接 177.2 角码与立柱连接 187.3 立柱与主结构连接 188 幕墙埋件计算(定型化学锚栓)错误错误!未定义书签。未定义书签。8.1 荷载值计算错误错误!未定义书签。未定义书签。8.2 锚栓群中承受拉力最大锚栓的拉力计算错误错误!未定义书签。未定义书签。8.3 群锚受剪内力计算错误错误!未定义书签。未定义书签。8.4 锚栓钢材破坏时的受拉承载力计算错误错误!未定义书签。未定义书签。8.5 基材混凝土的受拉承载力计算错误错误!未定义书签。未定义书签。8.6 锚栓钢材受剪破坏承载力计算错

4、误错误!未定义书签。未定义书签。8.7 基材混凝土受剪承载力计算错误错误!未定义书签。未定义书签。8.8 拉剪复合受力情况下的混凝土承载力计算错误错误!未定义书签。未定义书签。9 幕墙转接件强度计算 209.1 受力分析 209.2 转接件的强度计算 2010 幕墙焊缝计算 2110.1 受力分析 2110.2 焊缝特性参数计算 2110.3 焊缝校核计算 2111 铝单板幕墙幕墙胶类及伸缩缝计算2211.1 立柱连接伸缩缝计算2212 幕墙板块压板计算 2212.1 压板的弯矩设计值计算 2212.2 压板的应力计算错误错误!未定义书签。未定义书签。12.3 螺栓抗拉强度验算 2313 附录

5、常用材料的力学及其它物理性能233/32铝单板幕墙设计计算书铝单板幕墙设计计算书1 1 计算引用的规计算引用的规 X X、标准及资料、标准及资料1.11.1 幕墙设计规幕墙设计规 X X：铝合金结构设计规 XGB50429-2007玻璃幕墙工程技术规 XJGJ102-2003建筑瓷板装饰工程技术规程CECS101：98建筑幕墙GB/T21086-2007金属与石材幕墙工程技术规 XJGJ133-2001小单元建筑幕墙JG/T216-2007建筑幕墙工程技术规 XDGJ08-56-20121.21.2 建筑设计规建筑设计规 X X：地震震级的规定GB/T17740-1999钢结构设计规 XGB5

6、0017-2003高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010高层民用建筑设计防火规 XGB50045-95(2005 年版)高处作业吊蓝GB19155-2003工程抗震术语标准JGJ/T97-2011工程网络计划技术规程JGJ/T121-99混凝土结构后锚固技术规程JGJ145-2013混凝土结构加固设计规 XGB50367-2013混凝土结构设计规 XGB50010-2010混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓JG160-2004建筑材料放射性核素限量GB6566-2010建筑防火封堵应用技术规程CECS154：2003建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002建筑工程抗震设防分类标准GB502

7、23-2008建筑结构荷载规 XGB50009-2012建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001建筑抗震设计规 XGB50011-2010建筑设计防火规 XGB50016-2006建筑物防雷设计规 XGB50057-2010冷弯薄壁型钢结构技术规 XGB50018-2002民用建筑设计通则GB50352-2005擦窗机GB19154-2003钢结构焊接规 XGB50661-2011钢结构工程施工规 XGB50755-20121.31.3 铝材规铝材规 X X：变形铝及铝合金化学成份GB/T3190-2008建筑用隔热铝合金型材JG175-2011建筑用铝型材、铝板氟碳涂层JG/T13

8、3-2000铝合金建筑型材第 1 部分基材GB5237.1-2008铝合金建筑型材第 2 部分阳极氧化、着色型材 GB5237.2-2008铝合金建筑型材第 3 部分电泳涂漆型材GB5237.3-2008铝合金建筑型材第 4 部分粉末喷涂型材GB5237.4-2008铝合金建筑型材第 5 部分氟碳漆喷涂型材GB5237.5-20080/32铝合金建筑型材第 6 部分隔热型材GB5237.6-2012铝及铝合金彩色涂层板、带材YS/T431-2009铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求YS/T437-2009有色电泳涂漆铝合金建筑型材YS/T459-2003变形铝和铝合金牌号表示方法GB/T1

9、6474-20111.41.4 金属板及石材规金属板及石材规 X X：干挂饰面石材及其金属挂件JC830.1、2-2005建筑装饰用微晶玻璃JC/T872-2000建筑幕墙用瓷板JG/T217-2007建筑装饰用搪瓷钢板JG/T234-2008微晶玻璃陶瓷复合砖JC/T994-2006超薄天然石材复合板JC/T1049-2007铝幕墙板 板基YS/T429.1-2000铝幕墙板 第 2 部分：有机聚合物喷涂铝单板YS/T429.2-2012建筑幕墙用铝塑复合板GB/T17748-2008建筑幕墙用陶板JG/T324-2011建筑装饰用石材蜂窝复合板JG/T328-2011建筑幕墙用氟碳铝单板制

10、品JG331-2011纤维增强水泥外墙装饰挂板JC/T2085-2011建筑用泡沫铝板JG/T359-2012金属装饰保温板JG/T360-2012外墙保温用锚栓JG/T366-2012聚碳酸酯（PC）中空板JG/T116-2012聚碳酸酯（PC）实心板JG/T347-2012铝塑复合板用铝带YS/T432-2000天然板石GB/T18600-2009天然 XX 石荒料JC/T202-2011天然 XX 石建筑板材GB/T19766-2005天然花岗石荒料JC/T204-2011天然花岗石建筑板材GB/T18601-2009天然石材统一编号GB/T17670-2008天然饰面石材术语GB/T1

11、3890-20081.51.5 玻璃规玻璃规 X X：镀膜玻璃 第 1 部分：阳光控制镀膜玻璃GB/T18915.1-2013镀膜玻璃 第 2 部分：低辐射镀膜玻璃GB/T18915.2-2013防弹玻璃GB17840-1999平板玻璃GB11614-2009建筑用安全玻璃 第 3 部分：夹层玻璃GB15763.3-2009建筑用安全玻璃 第 2 部分：钢化玻璃GB15763.2-2005建筑用安全玻璃 防火玻璃GB15763.1-2009半钢化玻璃GB/T17841-2008热弯玻璃JC/T915-2003压花玻璃JC/T511-2002中空玻璃GB/T11944-20121.61.6 钢材

12、规钢材规 X X：建筑结构用冷弯矩形钢管JG/T178-2005不锈钢棒GB/T1220-2007不锈钢冷加工钢棒GB/T4226-2009不锈钢冷轧钢板及钢带GB/T3280-2007不锈钢热轧钢板及钢带GB/T4237-2007不锈钢小直径无缝钢管GB/T3090-2000彩色涂层钢板和钢带GB/T12754-2006低合金钢焊条GB/T5118-20121/32低合金高强度结构钢GB/T1591-2008建筑幕墙用钢索压管接头JG/T201-2007耐候结构钢GB/T4171-2008高碳铬不锈钢丝YB/T0961997合金结构钢GB/T3077-1999金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要

13、求GB/T13912-2002冷拔异形钢管GB/T3094-2012碳钢焊条GB/T5117-2012碳素结构钢GB/T700-2006碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带GB/T912-2008碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带GB/T3274-2007优质碳素结构钢GB/T699-19991.71.7 胶类及密封材料规胶类及密封材料规 X X：丙烯酸酯建筑密封膏幕墙玻璃接缝用密封胶彩色涂层钢板用建筑密封胶丁基橡胶防水密封胶粘带干挂石材幕墙用环氧胶粘剂工业用橡胶板混凝土建筑接缝用密封胶建筑窗用弹性密封剂建筑密封材料试验方法建筑用防霉密封胶建筑用硅酮结构密封胶建筑用岩棉、矿渣棉绝热制

14、品建筑用硬质塑料隔热条建筑装饰用天然石材防护剂聚氨酯建筑密封胶聚硫建筑密封胶绝热用岩棉、矿棉及其制品硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定石材用建筑密封胶橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法修补用天然橡胶胶粘剂中空玻璃用弹性密封胶中空玻璃用丁基热熔密封胶建筑表面用有机硅防水剂钢结构防火涂料1.81.8 五金件规五金件规 X X：封闭型沉头抽芯铆钉封闭型平圆头抽芯铆钉紧固件螺栓和螺钉通孔紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母紧固件机械性能不锈钢螺母紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱紧固件机械性能抽芯铆钉紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹紧固件机械性能螺母、细牙螺纹紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱紧固件机械性能自攻螺钉

15、紧固件术语盲铆钉螺纹紧固件应力截面积和承载面积十字槽盘头螺钉铜合金铸件JC484-2006JC/T882-2001JC/T884-2001JC/T942-2004JC887-2001GB/T5574-2008JC/T881-2001JC485-2007GB/T13477.120-2002JC/T885-2001GB16776-2005GB/T19686-2005JG/T174-2005JC/T973-2005JC/T482-2003JC/T483-2006GB/T11835-2007GB/T529-2008JC/T883-2001GB/T531-1999HG/T3318-2002JC/T486

16、-2001JC/T914-2003JC/T902-2002GB14907-2002GB/T12616-2004GB/T12615-2004GB/T5277-1985GB/T3103.1-2002GB/T3098.15-2000GB/T3098.6-2000GB/T3098.19-2004GB/T3098.2-2000GB/T3098.4-2000GB/T3098.1-2010GB/T3098.5-2000GB/T3099.2-2004GB/T16823.1-1997GB/T818-2000GB/T13819-19922/32锌合金压铸件GB/T13821-2009铝合金压铸件GB/T15114

17、-2009铸件尺寸公差与机械加工余量GB/T6414-1999电动采光排烟窗JG189-20061.91.9 相关物理性能等级测试方法：相关物理性能等级测试方法：玻璃幕墙工程质量检验标准JGJ/T139-2001玻璃幕墙光学性能GB/T18091-2000彩色涂层钢板和钢带试验方法GB/T13448-2006钢结构工程施工质量验收规 XGB50205-2001混凝土结构工程施工质量验收规 XGB50204-2002(2011版)建筑防水材料老化试验方法GB/T18244-2000建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法GB/T15227-2007建筑幕墙抗震性能振动台试验方法GB/T18575-

18、2001建筑幕墙平面内变形性能检测方法GB/T18250-2000建筑装饰装修工程质量验收规 XGB50210-2001金属材料室温拉伸试验方法GB/T228-20021.101.10 建筑结构静力计算手册建筑结构静力计算手册(第二版第二版)1.111.11 土建图纸：土建图纸：2 2 基本参数基本参数2.12.1 幕墙所在地区幕墙所在地区XX 地区；2.22.2 地面粗糙度分类等级地面粗糙度分类等级幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规 X(GB50009-2012)A 类：指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B 类：指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C 类：指有密

19、集建筑群的城市市区；D 类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区；依照上面分类标准，本工程按 B 类地形考虑。2.32.3 抗震设防抗震设防按建筑工程抗震设防分类标准，建筑工程应分为以下四个抗震设防类别：1.特殊设防类：指使用上有特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑，简称甲类；2.重点设防类：指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑，简称乙类；3.标准设防类：指大量的除 1、2、4 款以外按标准要求进行设防的建筑，简称丙类；4.适度设防类：指

20、使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑，简称丁类；在围护结构抗震设计计算中：1.特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施，同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用；2.重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施，同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用；3.标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用；4.适度设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用；根据国家规 X建筑抗震设计规 XGB50011-2010，XX 地区地震基本烈度为：7 度，地震

21、动峰值加速度为 0.1g，3/32由于本工程是标准设防类，因此实际抗震计算中的水平地震影响系数最大值应按本地区抗震设防烈度选取，也就是取：max=0.08；3 3 幕墙承受荷载计算幕墙承受荷载计算3.13.1 风荷载标准值的计算方法风荷载标准值的计算方法幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规 X(GB50009-2012)计算：wk=gzs1zw08.1.1-2GB50009-2012上式中：wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)；z：计算点标高：22.4m；gz：高度 z 处的阵风系数；根据不同场地类型,按以下公式计算：gz=1+2gI10(z/10)-条文说明部分 8.6.1GB5000

22、9-2012其中 A、B、C、D 四类地貌类别截断高度分别为：5m、10m、15m、30m；A、B、C、D 四类地貌类别梯度高度分别为：300m、350m、450m、550m；也就是：对 A 类场地：当 z300m 时，取 z=300m，当 z350m 时，取 z=350m，当 z450m 时，取 z=450m，当 z550m 时，取 z=550m，当 z300m 时，取 z=300m，当 z350m 时，取 z=350m，当 z450m 时，取 z=450m，当 z550m 时，取 z=550m，当 z25 时取 a=25，当 A 小于 1 时取 A=1；LogA=0.737则：s1(A)=

23、s1(1)+s1(25)-s1(1)logA/1.4=1+0.8-1 0.737/1.4=0.895按建筑结构荷载规 XGB50009-2012第 8.3.5条：计算围护结构风荷载时，建筑物内部压力的局部体型系数可按下列规定采用：1 封闭式建筑物，按其外表面风压的正负情况取-0.2或 0.2；2 仅一面墙有主导洞口的建筑物：-当开洞率大于 0.02且小于或等于 0.10 时，取 0.4s1；-当开洞率大于 0.10且小于或等于 0.30 时，取 0.6s1；-当开洞率大于 0.30时，取 0.8s1；3 其它情况，应按开放式建筑物的s1取值；注：1：主导洞口的开洞率是指单个主导洞口与该墙面全部

24、面积之比；2：s1应取主导洞口对应位置的值；本计算中建筑物内部压力的局部体型系数为 0.2(封闭式建筑内表面)；因此，计算非直接承受风荷载的支撑结构时的局部风压体型系数为：s1=0.895+0.2=1.095而对直接承受风压的面板结构来说，其局部风压体型系数为：s1=1+0.2=1.2w0：基本风压值(MPa)，根据现行建筑结构荷载规X GB50009-2012附表 E.5 中数值采用，但不小于0.3KN/m2，按重现期 50 年，XX 地区取 0.0004MPa；3.23.2计算支撑结构时的风荷载标准值计算支撑结构时的风荷载标准值wk=gzzs1w0=1.62021.27371.0950.0

25、004=0.000904MPa因为 wk0.001MPa，所以按 JGJ102-2003，取 wk=0.001MPa。3.33.3计算面板材料时的风荷载标准值计算面板材料时的风荷载标准值wk=gzzs1w0=1.62021.27371.20.0004=0.000991MPa因为 wkH，所以本处幕墙横梁按梯形荷载简支梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：10/325.15.1 横梁型材选材计算横梁型材选材计算(1)横梁在风荷载作用下的线荷载集度(按梯形分布)：qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)；wk：风荷载标准值(MPa)；H：幕墙横梁计算间距(mm)；qwk=wkH=0.00

26、11138=1.138N/mmqw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；qw=1.4qwk=1.41.138=1.593N/mm(2)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用的线荷载集度(按梯形分布)：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(MPa)；E：动力放大系数，取 5.0；max：水平地震影响系数最大值，取 0.08；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(主要指面板组件)；A：幕墙平面面积(mm2)；qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003=5.00.080.0003=0.00012MPaqEk：横梁受水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)；H：幕墙横梁计算

27、间距(mm)；qEk=qEAkH=0.000121138=0.137N/mmqE：横梁受水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；qE=1.3qEk=1.30.137=0.178N/mm(3)幕墙横梁受荷载集度组合：用于强度计算时，采用 Sw+0.5SE组合设计值：5.4.1JGJ102-2003q=qw+0.5qE=1.593+0.50.178=1.682N/mm用于挠度计算时，采用 Sw标准值：5.4.1JGJ102-2003qk=qwk=1.138N/mm(4)横梁在风荷载及地震组合作用下的弯矩值(按梯形分布)：My：横梁受风荷载及地震作用弯矩组合设计值(Nmm)；Mw：风荷载作用下横梁

28、产生的弯矩(Nmm)；ME：地震作用下横梁产生的弯矩(Nmm)；B：横梁跨度(mm)；H：幕墙横梁计算间距(mm)；采用 Sw+0.5SE组合：5.4.1JGJ102-2003Mw=qwB2(3-(H/B)2)/24ME=qEB2(3-(H/B)2)/24My=Mw+0.5ME=qB2(3-(H/B)2)/24=1.68221002(3-(1138/2100)2)/24=836441.5Nmm(5)横梁在自重荷载作用下的弯矩值(按矩形分布)：Gk：横梁自重线荷载标准值(N/mm)；H1：横梁自重荷载作用高度(mm)，对挂式结构取横梁下分格高，对非挂式结构取横梁上分格高；Gk=0.0003H1=

29、0.0003113811/32=0.341N/mmG：横梁自重线荷载设计值(N/mm)；G=1.2Gk=1.20.341=0.409N/mmMx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(Nmm)；B：横梁跨度(mm)；Mx=GB2/8=0.40921002/8=225461.25Nmm5.25.2 确定材料的截面参数确定材料的截面参数(1)横梁抵抗矩预选：Wnx：绕 X 方向横梁净截面抵抗矩预选值(mm3)；Wny：绕 Y 方向横梁净截面抵抗矩预选值(mm3)；Mx：横梁在自重荷载作用下的弯矩(Nmm)；My：风荷载及地震作用弯矩组合值(Nmm)；x，y：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄

30、壁型钢结构技术规 XGB 50018-2002，取 1.00；对于热轧型钢龙骨，按 JGJ133 或 JGJ102 规 X,取 1.05；对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规 XGB 50429-2007，均取 1.00；fs：型材抗弯强度设计值(MPa)，对 Q235 取 215；按下面公式计算：Wnx=Mx/xfs=225461.25/1.05/215=998.721mm3Wny=My/yfs=836441.5/1.05/215=3705.167mm3(2)横梁惯性矩预选：df1,lim：按规 X 要求，横梁在水平力标准值作用下的挠度限值(mm)；df2,lim：按规 X 要求，横梁在自

31、重力标准值作用下的挠度限值(mm)；B：横梁跨度(mm)；按相关规 X，钢材横梁的相对挠度不应大于 L/250，铝材横梁的相对挠度不应大于 L/180；建筑幕墙GB/T21086-2007 还有如下规定：按5.1.1.2，对于构件式玻璃幕墙或单元幕墙（其它形式幕墙或外围护结构无绝对挠度限制）：当跨距4500mm 时，绝对挠度不应该大于 20mm；当跨距4500mm 时，绝对挠度不应该大于 30mm；按5.1.9，b，自重标准值作用下挠度不应超过其跨度的 1/500，并且不应大于 3mm；B/250=2100/250=8.4mmB/500=2100/500=4.2mm对本例取：df1,lim=8

32、.4mmdf2,lim=3mmqk：风荷载作用线荷载集度标准值(N/mm)；E：型材的弹性模量(MPa)，对 Q235 取 206000MPa；Iymin：绕 Y 轴最小惯性矩(mm4)；B：横梁跨度(mm)；df1,lim=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240EIymin(受风荷载与地震作用的挠度计算)Iymin=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240Edf1,lim=1.13821004(25/8-5(1138/2/2100)2+2(1138/2/2100)4)/240/206000/8.4=147549.642mm4Gk：横梁自重线荷

33、载标准值(N/mm)；Ixmin：绕 X 轴最小惯性矩(mm4)；df2,lim=5GkB4/384EIxmin(自重作用下产生的挠度计算)Ixmin=5GkB4/384Edf2,lim12/32=50.34121004/384/206000/3=139727.492mm45.35.3 选用横梁型材的截面特性选用横梁型材的截面特性按照上面的预选结果选取型材：选用型材号：钢管 60403型材抗弯强度设计值：215MPa型材抗剪强度设计值：125MPa型材弹性模量：E=206000MPa绕 X 轴惯性矩：Ix=208500mm4绕 Y 轴惯性矩：Iy=208500mm4绕 X 轴净截面抵抗矩：Wn

34、x1=8340mm3绕 X 轴净截面抵抗矩：Wnx2=8340mm3绕 Y 轴净截面抵抗矩：Wny1=8340mm3绕 Y 轴净截面抵抗矩：Wny2=8340mm3型材净截面面积：An=564mm2型材线密度：g=0.044274N/mm横梁与立柱连接时角片与横梁连接处横梁壁厚：t=3mm横梁截面垂直于 X 轴腹板的截面总宽度：tx=6mm横梁截面垂直于 Y 轴腹板的截面总宽度：ty=6mm型材受力面对中性轴的面积矩(绕 X 轴)：Sx=4980mm3型材受力面对中性轴的面积矩(绕 Y 轴)：Sy=4980mm3塑性发展系数：x=y=1.055.45.4 幕墙横梁的抗弯强度计算幕墙横梁的抗弯强

35、度计算按横梁强度计算公式，应满足：Mx/xWnx+My/yWnyfs6.2.4JGJ102-2003上式中：Mx：横梁绕 X 轴方向(幕墙平面内方向)的弯矩设计值(Nmm)；My：横梁绕 Y 轴方向(垂直于幕墙平面方向)的弯矩设计值(Nmm)；Wnx：横梁绕 X 轴方向(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩(mm3)；Wny：横梁绕 Y 轴方向(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩(mm3)；x、y：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规 XGB 50018-2002，取 1.00；对于热轧型钢龙骨，按 JGJ133 或 JGJ102 规 X,取 1.05；对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计

36、规 XGB 50429-2007，均取 1.00；fs：型材的抗弯强度设计值，取 215MPa。采用 SG+Sw+0.5SE组合，则：Mx/xWnx+My/yWny=225461.25/1.05/8340+836441.5/1.05/8340=121.263MPa215MPa横梁抗弯强度满足要求。5.55.5 横梁的挠度计算横梁的挠度计算因为惯性矩预选是根据挠度限值计算的，所以只要选择的横梁惯性矩大于预选值，挠度就满足要求：实际选用的型材惯性矩为：Ix=208500mm4Iy=208500mm4预选值为：Ixmin=139727.492mm4Iymin=147549.642mm4横梁挠度的实际

37、计算值如下：df1=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240EIy=1.13821004(25/8-5(1138/2/2100)2+2(1138/2/2100)4)/240/206000/208500=5.944mmdf2=5GkB4/384EIx=50.34121004/384/206000/20850013/32=2.01mmdf1,lim=8.4mmdf2,lim=3mm所以，横梁挠度满足规 X 要求。5.65.6 横梁的抗剪计算横梁的抗剪计算校核依据：maxs=125MPa(型材的抗剪强度设计值)(1)Vwk：风荷载作用下剪力标准值(N)；Vwk=qwkB(1-

38、H/2B)/2=1.1382100(1-1138/2/2100)/2=871.139N(2)Vw：风荷载作用下剪力设计值(N)；Vw=1.4Vwk=1.4871.139=1219.595N(3)VEk：地震作用下剪力标准值(N)；VEk=qEkB(1-H/2B)/2=0.1372100(1-1138/2/2100)/2=104.874N(4)VE：地震作用下剪力设计值(N)；VE=1.3VEk=1.3104.874=136.336N(5)Vx：水平总剪力(N)；采用 Vw+0.5VE组合Vx=Vw+0.5VE=1219.595+0.5136.336=1287.763N(6)Vy：垂直总剪力(N

39、)：Vy=1.20.0003BH1/2=1.20.000321001138/2=430.164N(7)横梁剪应力校核：x：横梁水平方向剪应力(MPa)；Vx：横梁水平总剪力(N)；Sy：横梁型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)(绕 Y 轴)；Iy：横梁型材截面惯性矩(mm4)；ty：横梁截面垂直于 Y 轴腹板的截面总宽度(mm)；x=VxSy/Iyty6.2.5JGJ102-2003=1287.7634980/208500/6=5.126MPa5.126MPa125MPay：横梁垂直方向剪应力(N)；Vy：横梁垂直总剪力(N)；Sx：横梁型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)(绕 X 轴)；Ix

40、：横梁型材截面惯性矩(mm4)；tx：横梁截面垂直于 X 轴腹板的截面总宽度(mm)；y=VySx/Ixtx6.2.5JGJ102-2003=430.1644980/208500/6=1.712MPa1.712MPa125MPa横梁抗剪强度能满足!14/326 6 铝单板的选用与校核铝单板的选用与校核基本参数：1：板块分格尺寸：ab=1138mm2100mm；2：铝单板厚度：t=4mm；模型简图为：6.16.1 铝单板荷载计算铝单板荷载计算(1)板块自重：GAk：板块单位面积自重(MPa)；GAk=0.000081MPa(2)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平

41、地震作用(MPa)；E：动力放大系数,取 5.0；max：水平地震影响系数最大值，取 0.08；GAk：铝单板单位面积自重(MPa)；qEAk=EmaxGAk5.3.4JGJ102-2003=5.00.080.000081=0.000032MPa(3)作用在板块上的风荷载及地震作用荷载组合：用于强度计算时，采用 Sw+0.5SE设计值组合：5.4.1JGJ102-2003q=1.4wk+0.51.3qEAk=1.40.001+0.51.30.000032=0.001421MPaSw+0.5SE标准值组合：qk=wk+0.5qEAk=0.001+0.50.000032=0.001016MPa用于

42、挠度计算时，采用 Sw标准值：5.4.1JGJ102-2003wk=0.001MPa6.2 B6.2 B 板的强度、挠度校核板的强度、挠度校核Lx=1050mm，Ly=1138mm(1)强度校核：校核依据：=6mqa2/t2f 5.4.3JGJ133-2001上式中：板块在组合荷载作用下的板中最大应力设计值(MPa)；m：弯矩系数，按边长比 a/b 查表，m=0.0903；q：作用在幕墙上的荷载组合设计值(MPa)；15/32a：板分格的短边边长(mm)；b：板分格的长边边长(mm)；：板块的折减系数；t：板的厚度(mm)；f：铝单板抗弯强度(MPa)；首先按下面公式计算值：=qka4/Et4

43、5.4.3-3JGJ133-2001其中：计算参数；qk：作用在板块上的荷载组合标准值(MPa)；a：分格短边长度(mm)；E：铝单板的弹性模量(MPa)；t：铝单板的厚度(mm)；=qka4/Et4=0.00101610504/70000/34=217.805按系数，查表 5.4.3JGJ133-2001，=0.48576；=6mqa2/t25.4.3JGJ133-2001=60.09030.001421105020.48576/32=45.813MPa45.813MPaf=47MPa(铝单板)强度满足要求!(2)挠度校核：校核依据：df=wka4/Ddf,lim6.1.3-2JGJ102-

44、2003上面公式中：df：铝单板挠度计算值(mm)；：铝单板挠度的折减系数，按=wka4/Et4查表，为 0.4885；：铝单板挠度系数，按边长比 a/b 查表，得=0.00319；wk：风荷载标准值(MPa)a：短边尺寸(mm)；D：弯曲刚度(Nmm)；df,lim：许用挠度，取短边长的 1/60，为 17.5mm；其中：D=Et3/(12(1-2)6.1.3-1JGJ102-2003上式中：E：铝单板的弹性模量(MPa)；t：铝单板的厚度(mm)；：铝单板材料泊松比，为 0.3；D=Et3/(12(1-2)=7000033/(12(1-0.32)=173076.923Nmmdf=wka4/

45、D=0.48850.003190.00110504/173076.923=10.944mm10.944mmdf,lim=17.5mm(铝单板)挠度满足要求!7 7 连接件计算连接件计算基本参数：1：计算点标高：22.4m；2：立柱计算间距：B1=2100mm；3：横梁计算分格尺寸：宽高=BH=2100mm1138mm；4：幕墙立柱跨度：L=2600mm；16/325：板块配置：铝单板；6：龙骨材质：立柱为：Q235；横梁为：Q235；7：立柱与主体连接钢角码壁厚：6mm；8：立柱与主体连接螺栓公称直径：10mm；9：立柱与横梁连接处钢角码厚度：5mm；10：横梁与角码连接螺栓公称直径：5mm；

46、11：立柱与角码连接螺栓公称直径：5mm；12：立柱受力模型：单跨简支；13：连接形式：立柱与主体：螺栓连接横梁与立柱：螺栓连接；因为 BH，所以本处幕墙横梁按梯形荷载模型进行设计计算：7.17.1 横梁与角码间连接横梁与角码间连接(1)风荷载作用下横梁剪力设计值(按梯形分布)：Vw=1.4wkHB(1-H/2B)/2=1.40.00111382100(1-1138/2/2100)/2=1219.595N(2)地震作用下横梁剪力标准值(按梯形分布)：VEk=EmaxGk/AHB(1-H/2B)/2=5.00.080.000311382100(1-1138/2/2100)/2=104.537N(

47、3)地震作用下横梁剪力设计值：VE=1.3VEk=1.3104.537=135.898N(4)连接部位总剪力 N1：采用 Sw+0.5SE组合：N1=Vw+0.5VE=1219.595+0.5135.898=1287.544N(5)连接螺栓计算：Nv1b：螺栓受剪承载能力设计值(N)；nv1：剪切面数：取 1；d：螺栓杆直径：5mm；fv1b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取 175MPa；Nv1b=nv1d2fv1b/4=13.1452175/4=3434.375NNnum1：螺栓个数：Nnum1=N1/Nv1b=1287.544/3434.375=0.375 个实际取

48、2 个(6)连接部位横梁型材壁承压能力计算：Nc1：连接部位幕墙横梁型材壁承压能力设计值(N)；Nnum1：横梁与角码连接螺栓数量：2 个；d：螺栓公称直径：5mm；t1：连接部位横梁壁厚：3mm；fc1：型材承压强度设计值，对 Q235 取 305MPa；Nc1=Nnum1dt1fc1=253305=9150N9150N1287.544N强度可以满足!17/327.27.2 角码与立柱连接角码与立柱连接(1)自重荷载计算：N2k：自重荷载标准值(N)：B：横梁宽度(mm)；Hg：横梁受自重荷载分格高(mm)；N2k=0.0003BHg/2=0.000321001138/2=358.47NN2

49、：自重荷载(N)：N2=1.2N2k=1.2358.47=430.164N(2)连接处组合荷载 N：采用 SG+Sw+0.5SEN=(N12+N22)0.5=(1287.5442+430.1642)0.5=1357.502N(3)连接处螺栓强度计算：Nv2b：螺栓受剪承载能力设计值(N)；nv2：剪切面数：取 1；d：螺栓杆直径：5mm；fv2b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取 175MPa；Nv2b=nv2d2fv2b/4=13.1452175/4=3434.375NNnum2：螺栓个数：Nnum2=N/Nv2b=1357.502/3434.375=0.395 个实际取

50、 2 个(4)连接部位立柱型材壁承压能力计算：Nc2：连接部位幕墙立柱型材壁承压能力设计值(N)；t2：连接部位立柱壁厚：4mm；fc2：型材的承压强度设计值，对 Q235 取 290MPa；d：螺栓公称直径：5mm；Nnum2：连接处螺栓个数；Nc2=Nnum2dt2fc2=254290=11600N11600N1357.502N强度可以满足!(5)连接部位钢角码壁承压能力计算：Nc3：连接部位钢角码壁承压能力设计值(N)；Nnum2：连接处螺栓个数；d：螺栓公称直径：5mm；t3：角码壁厚：5mm；fc3：型材的承压强度设计值，对 Q235 取 305MPa；Nc3=Nnum2dt3fc3