隐框玻璃幕墙计算书490.pdf

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1、全隐框幕墙设计计算书 基本参数:*地区 抗震 8 度设防 .设计依据:建筑结构荷载规范 GB50009-2001 钢结构设计规范 GBJ17-88 玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102-96 建筑玻璃应用技术规程 JGJ113-97 建筑幕墙 JG3035-96 建筑结构静力计算手册（第二版）建筑幕墙物理性能分级 GB/T15225-94 铝及铝合金阳极氧化，阳极氧化膜的总规范 GB8013 铝及铝合金加工产品的化学成份 GB/T3190 碳素结构钢 GB700-88 硅酮建筑密封胶 GB/T14683-93 建筑幕墙风压变形性能检测方法 GB/T15227 建筑幕墙雨水渗漏形性能检测方法 GB

2、/T15228 建筑幕墙空气渗透形性能检测方法 GB/T15226 建筑结构抗震规范 GBJ11-89 建筑设计防火规范 GBJ16-87（修订本）高层民用建筑设计防火规范 GB50045 建筑物防雷设计规范 GB50057-94 铝合金建筑型材 GB/T5237-93 民用建筑隔声设计规范 GBJ118-88 民用建筑热工设计规范 GB50176-93 采暖通风与空气调节设计规范 GBJ19-87 优质碳素结构钢技术条件 GB699-88 低合金高强度结构钢 GB1579 不锈钢棒 GB1220 不锈钢冷加工钢棒 GB4226 聚硫建筑密封胶 JC483-92 铝及铝合金板材 GB3380-

3、97 不锈钢冷轧钢板 GB3280-92 不锈钢热轧钢板 GB4237-92 建筑幕墙窗用弹性密封剂 JC485-92 .基本计算公式:(1).场地类别划分:根据地面粗糙度,场地可划分为以下类别:A 类近海面,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;*大厦按 B 类地区计算风压(2).风荷载计算:幕墙属于薄壁外围护构件，根据建筑结构荷载规范GB50009-2001 7.1.1 采用 风荷载计算公式:Wk=gz z s W0 其中:Wk-作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/

4、m2)gz-瞬时风压的阵风系数,按建筑结构荷载规范GB50009-2001 取定 根据不同场地类型,按以下公式计算:gz=K(1+2f)其中K 为地区粗糙度调整系数，f为脉动系数 A 类场地:gz=0.92*(1+2f)其中：f=0.387*(Z/10)(-0.12)B 类场地:gz=0.89*(1+2f)其中：f=0.5(Z/10)(-0.16)C 类场地:gz=0.85*(1+2f)其中：f=0.734(Z/10)(-0.22)D 类场地:gz=0.80*(1+2f)其中：f=1.2248(Z/10)(-0.3)z-风压高度变化系数,按建筑结构荷载规范GB50009-2001 取定,根据不

5、同场地类型,按以下公式计算:A 类场地:z=1.379(Z/10)0.24 B 类场地:z=(Z/10)0.32 C 类场地:z=0.616(Z/10)0.44 D 类场地:z=0.318(Z/10)0.60 本工程属于B 类地区,故 z=(Z/10)0.32 s-风荷载体型系数,按建筑结构荷载规范GB50009-2001 取为：1.0 W0-基本风压,按全国基本风压图,海口地区取为0.750kN/m2,(3).地震作用计算:qEAk=E max GAK 其中:qEAk-水平地震作用标准值 E-动力放大系数,按 3.0 取定 max-水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定:6 度:max=

6、0.04 7 度:max=0.08 8 度:max=0.16 9 度:max=0.32 海口设防烈度为8 度,故取 max=0.160 GAK-幕墙构件的自重(N/m2)(4).荷载组合:结构设计时，根据构件受力特点，荷载或作用的情况和产生的应力(内力)作用方向，选用最不利的组合，荷载和效应组合设计值按下式采用：GSG+wwSw+EESE+TTST 各项分别为永久荷载：重力；可变荷载：风荷载、温度变化；偶然荷载：地震 水平荷载标准值:qk=Wk+0.6qEAk 水平荷载设计值:q=1.4Wk+0.6 1.3qEAk 荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用:对永久荷载采用标准值作为代表值，

7、其分项系数满足：a.当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，取1.2；对有永久荷载效应控制的组合，取1.35 b.当其效应对结构有利时：一般情况取1.0；对结构倾覆、滑移或是漂浮验算，取0.9 可变荷载根据设计要求选代表值，其分项系数一般情况取1.4 一、风荷载计算 1、标高为16.100 处风荷载计算(1).风荷载标准值计算:Wk:作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)gz:16.100m 高处阵风系数(按 B 类区计算):f=0.5(Z/10)(-0.16)0.463 gz=0.89(1+2f)=1.715 z:16.100m 高处风压高度变化系数(按 B 类区计算):(GB5

8、0009-2001)z=(Z/10)0.32=1.165 风荷载体型系数s=1.00 Wk=gz z s W0 (GB50009-2001)=1.715 1.165 1.0 0.750 =1.498 kN/m2(2).风荷载设计值:W:风荷载设计值:kN/m2 rw:风荷载作用效应的分项系数：1.4 按建筑结构荷载规范GB50009-2001 3.2.5 规定采用 W=rw Wk=1.4 1.498=2.097kN/m2 二、玻璃的选用与校核 玻璃的选用与校核:(第 1 处)本处选用玻璃种类为:钢化玻璃 1.玻璃面积:B:该处玻璃幕墙分格宽:1.675m H:该处玻璃幕墙分格高:2.000m

9、A:该处玻璃板块面积:A=B H =1.675 2.000 =3.350m2 2.玻璃厚度选取:Wk:风荷载标准值:2.097kN/m2 A:玻璃板块面积:3.350m2 K3:玻璃种类调整系数:3.000 试算:C=Wk A 10/3/K3 =1.498 3.350 10/3/3.000 =5.575 T=2(1+C)0.5-2 =2(1+5.575)0.5-2 =3.128mm 玻璃选取厚度为:6.0mm 3.该处玻璃板块自重:GAK:玻璃板块平均自重(不包括铝框):t:玻璃板块厚度:6.0mm 玻璃的体积密度为:25.6(KN/M3)(JGJ102-96 5.2.1)GAK=25.6 t

10、/1000 =25.6 6.0/1000 =0.154kN/m2 4.该处垂直于玻璃平面的分布水平地震作用:max:水平地震影响系数最大值:0.160 qEAk:垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m2)qEAk=3 max GAK (JGJ102-96 5.2.4)=3 0.160 0.154 =0.074kN/m2 rE:地震作用分项系数:1.3 qEA:垂直于玻璃平面的分布水平地震作用设计值(kN/m2)qEA=rE qEAk =1.3 qEAK =1.3 0.074 =0.096kN/m2 5.玻璃的强度计算:校核依据:g=84.000 (JGJ102-96 5.3.1)q:玻璃所

11、受组合荷载:a:玻璃短边边长:1.675m b:玻璃长边边长:2.000m t:玻璃厚度:6.0mm :玻璃板面跨中弯曲系数,按边长比a/b 查 表 5.4.1 得:0.060 w:玻璃所受应力:采用SW+0.6SE组合:q=W+0.6 qEA =2.097+0.6 0.096 =2.155kN/m2 w=6 q a2 1000/t2 (JGJ102-96 5.4.1)=6 0.060 2.155 1.6752 1000/6.02 =60.145N/mm2 60.145N/mm2g=84.000N/mm2 玻璃的强度满足 6.玻璃温度应力计算:校核依据:max =58.800N/mm2 (JG

12、J102-96 5.3.1)(1)在年温差变化下,玻璃边缘与边框间挤压在玻璃中产生的 挤压温度应力为:E:玻璃的弹性模量:0.72 105N/mm2 t:玻璃的线膨胀系数:1.0 10-5 :年温度变化差:36.100 c:玻璃边缘至边框距离,取 5mm dc:施工偏差,可取:3mm ,按 5.4.3 选用 b:玻璃长边边长:2.000m 在年温差变化下,玻璃边缘与边框间挤压在玻璃中产生的 温度应力为:t1=E(at-(2c-dc)/b/1000)(JGJ102-96 5.4.3)=0.72-72(2 5-3)/b =0.72 36.100-72(2 5-3)/2.000 =-226.008N

13、/mm2 计算值为负,挤压应力取为零.0.000N/mm2 58.800N/mm2 玻璃边缘与边框间挤压温度应力可以满足要求(2)玻璃中央与边缘温度差产生的温度应力:1:阴影系数:按玻璃幕墙工程技术规范 JGJ 102-96 表 5.4.4-1 得 1.000 2:窗帘系数:按玻璃幕墙工程技术规范 JGJ 102-96 表 5.4.4-2 得 1.000 3:玻璃面积系数:按玻璃幕墙工程技术规范 JGJ 102-96 表 5.4.4-3 得 1.106 4:边缘温度系数:按玻璃幕墙工程技术规范 JGJ 102-96 表 5.4.4-4 得 0.400 a:玻璃线胀系数:1.0 10-5 I0:

14、日照量:3027.600(KJ/M2h)t0:室外温度80.000 t1:室内温度15.000 c:单片玻璃中心温度(依据JGJ113-97 附录B 计算):0:玻璃的吸收率:0.142 c=0.012 I0 0+0.65 t0+0.35 t1 (JGJ113-97 B.0.1)=0.012 3027.600 0.142+0.65 80.000+0.35 15.000 =62.409 s:玻璃边缘部分温度(依据JGJ113-97 附录B 计算):s=(0.65 t0+0.35 t1)(JGJ113-97 B.0.4)=(0.65 80.000+0.35 15.000)=57.250 t:玻璃中

15、央部分与边缘部分温度差:t=c-s =5.159 玻璃中央与边缘温度差产生的温度应力:t2=0.74 E a 1 2 3 4(c-s)(JGJ102-96 5.4.4)=0.74 0.72 105 1.0 10-5 1 2 3 4t =1.216N/mm2 玻璃中央与边缘温度差产生的温度应力可以满足要求 7.玻璃最大面积校核:Azd:玻璃的允许最大面积(m2)Wk:风荷载标准值:1.498kN/m2 t:玻璃厚度:6.0mm 1:玻璃种类调整系数:3.000 A:计算校核处玻璃板块面积:3.350m2 Azd=0.3 1(t+t2/4)/Wk (JGJ102-96 6.2.7-1)=0.3 3

16、.000(6.0+6.02/4)/1.498 =9.012m2 A=3.350m2 Azd=9.012m2 可以满足使用要求 三、幕墙玻璃板块结构胶计算:幕墙玻璃板块结构胶计算:(第 1 处)该处选用结构胶类型为:SS621 1.按风荷载和自重效应,计算结构硅酮密封胶的宽度:(1)风载荷作用下结构胶粘结宽度的计算:Cs1:风载荷作用下结构胶粘结宽度(mm)Wk:风荷载标准值:1.498kN/m2 a:矩形分格短边长度:1.675m f1:结构胶的短期强度允许值:0.14N/mm2 按 5.6.3 条规定采用 Cs1=Wk a/2/0.14 (JGJ102-96 5.6.4-1)=1.498 1

17、.675/2/0.14 =8.96mm 取 9mm(2)自重效应胶缝宽度的计算:Cs2:自重效应胶缝宽度(mm)B:幕墙分格宽:1.675m H:幕墙分格高:2.000m t:玻璃厚度:6.0mm f2:结构胶的长期强度允许值:0.007N/mm2 按 5.6.3 条规定采用 Cs2=H B t 25.6/(H+B)/2/7 (JGJ102-96 5.6.4-2)=10.00mm 取 11mm(3)结构硅酮密封胶的最大计算宽度:11mm 2.结构硅酮密封胶粘接厚度的计算:(1)温度变化效应胶缝厚度的计算:Ts3:温度变化效应结构胶的粘结厚度:mm 1:结构硅酮密封胶的温差变位承受能力:12.5

18、%:年温差:36.1 Us:玻璃板块在年温差作用下玻璃与铝型材相对位移量:mm 铝型材线膨胀系数:a1=2.35 10-5 玻璃线膨胀系数:a2=1 10-5 Us=b(2.35-1)/100 =2.000 36.100(2.35-1)/100 =0.975mm Ts3=Us/(1(2+1)0.5 (JGJ102-96 5.6.5)=0.975/(0.125(2+0.125)0.5 =1.9mm(2)地震作用下胶缝厚度的计算:Ts4:地震作用下结构胶的粘结厚度:mm H:幕墙分格高:2.000m :幕墙层间变位设计变位角0.0077 :胶缝变位折减系数0.700 2:结构硅酮密封胶的地震变位承

19、受能力:100.0%Ts4=H 1000/(2(2+2)0.5 =0.0077 2.000 0.700 1000/(1.000(2+1.000)0.5 =6.2mm 3.胶缝推荐宽度为:11 mm 4.胶缝推荐厚度为:7 mm 5.胶缝强度验算 胶缝选定宽度为:12 mm 胶缝选定厚度为:8 mm(1)短期荷载和作用在结构胶中产生的拉应力:Wk:风荷载标准值:1.498kN/m2 a:矩形分格短边长度:1.675m Cs:结构胶粘结宽度:12.000 mm 1=Wk a 0.5/Cs =1.498 1.675 0.5/12.000 =0.105N/mm2(2)短期荷载和作用在结构胶中产生的剪应

20、力:H:幕墙分格高:2.000m t:玻璃厚度:6.0mm 2=12.8 H B t/Cs/(B+H)/1000 =0.006N/mm2(3)短期荷载和作用在结构胶中产生的总应力:=(12+22)0.5 =(0.1052+0.0062)0.5 =0.105N/mm2 0.14N/mm2 结构胶强度可以满足要求 四、幕墙立柱计算:幕墙立柱计算:(第 1 处)幕墙立柱按等距四点三跨连续梁力学模型进行设计计算：1.选料:(1)风荷载线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)qw:风荷载线分布最大荷载集度设计值(kN/m)rw:风荷载作用效应的分项系数：1.4 Wk:风荷载标准值:1.498kN/m2 B:

21、幕墙分格宽:1.675m qw=1.4 Wk B =1.4 1.498 1.675 =3.513kN/m(2)立柱弯矩:Mw:风荷载作用下立柱弯矩(kN.m)qw:风荷载线分布最大荷载集度设计值:3.513(kN/m)Hsjcg:立柱计算跨度:4.000m Mw=0.08 qw Hsjcg2 =0.08 3.513 4.0002 =4.496kN m qEA:地震作用设计值(KN/M2):GAk:玻璃幕墙构件(包括玻璃和框)的平均自重:400N/m2 垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用:qEAk:垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用(kN/m2)qEAk=5 max GAk (JGJ102-

22、96 5.2.4)=5 0.160 400.000/1000 =0.320kN/m2 E:幕墙地震作用分项系数:1.3 qEA=1.3 qEAk =1.3 0.320 =0.416kN/m2 qE：水平地震作用线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)qE=qEA B =0.416 1.675 =0.697kN/m ME:地震作用下立柱弯矩(kN m):ME=0.08 qE Hsjcg2 =0.08 0.697 4.0002 =0.892kN m M:幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kN m)采用SW+0.6SE组合 M=Mw+0.6 ME =4.496+0.6 0.892 =5.032kN

23、m(3)W:立柱抗弯矩预选值(cm3)W=M 103/1.05/84.2 =5.032 103/1.05/84.2 =56.911cm3 qWk:风荷载线分布最大荷载集度标准值(kN/m)qWk=Wk B =1.498 1.675 =2.509kN/m qEk:水平地震作用线分布最大荷载集度标准值(kN/m)qEk=qEAk B =0.320 1.675 =0.536kN/m(4)I1,I2:立柱惯性矩预选值(cm4)I1=0.007 180(qWk+0.6 qEk)Hsjcg3/0.7 =0.007 180(2.509+0.6 0.536)4.0003/0.7 =326.102cm4 I2=

24、0.007 1000(qWk+0.6 qEk)Hsjcg4/0.7/20 =0.007 1000(2.509+0.6 0.536)4.0004/0.7/20 =362.336cm4 选定立柱惯性矩应大于:362.336cm4 2.选用立柱型材的截面特性:选用型材号:170 型材强度设计值:85.500N/mm2 型材弹性模量:E=0.7 105N/mm2 X 轴惯性矩:Ix=536.314cm4 Y 轴惯性矩:Iy=148.760cm4 X 轴抵抗矩:Wx1=63.138cm3 X 轴抵抗矩:Wx2=63.053cm3 型材截面积:A=14.374cm2 型材计算校核处壁厚:t=3.000mm

25、 型材截面面积矩:Ss=39.143cm3 塑性发展系数:=1.05 3.幕墙立柱的强度计算:校核依据:N/A+M/wa=85.5N/mm2(拉弯构件)(JGJ102-96 5.5.3)B:幕墙分格宽:1.675m GAk:幕墙自重:400N/m2 幕墙自重线荷载:Gk=400 Wfg/1000 =400 1.675/1000 =0.670kN/m NK:立柱受力:Nk=Gk Hsjcg =0.670 4.000 =2.680kN N:立柱受力设计值:rG:结构自重分项系数:1.2 N=1.2 Nk =1.2 2.680 =3.216kN :立柱计算强度(N/mm2)(立柱为拉弯构件)N:立柱

26、受力设计值:3.216kN A:立柱型材截面积:14.374cm2 M:立柱弯矩:5.032kN m Wx2:立柱截面抗弯矩:63.053cm3 :塑性发展系数:1.05 =N 10/A+M 103/1.05/Wx2 =3.216 10/14.374+5.032 103/1.05/63.053 =78.235N/mm2 78.235N/mm2a=85.5N/mm2 立柱强度可以满足 4.幕墙立柱的刚度计算:校核依据:Umax U=20mm 且 Umax L/180 (JGJ102-96 5.5.5)Umax:立柱最大挠度 Umax=0.007(qWk+0.6 qEk)Hsjcg4 1000/0

27、.7/Ix 立柱最大挠度Umax为:13.512mm 20mm Du:立柱挠度与立柱计算跨度比值:Hsjcg:立柱计算跨度:4.000m Du=U/Hsjcg/1000 =13.512/4.000/1000 =0.003 1/180 挠度可以满足要求 5.立柱抗剪计算:校核依据:max =49.6N/mm2(1)Qwk:风荷载作用下剪力标准值(kN)Qwk=0.6 Wk Hsjcg B =0.6 1.498 4.000 1.675 =6.022kN(2)Qw:风荷载作用下剪力设计值(kN)Qw=1.4 Qwk =1.4 6.022 =8.431kN(3)QEk:地震作用下剪力标准值(kN)QE

28、k=0.6 qEAk Hsjcg B =0.6 0.320 4.000 1.675 =1.286kN(4)QE:地震作用下剪力设计值(kN)QE=1.3 QEk =1.3 1.286 =1.672kN(5)Q:立柱所受剪力:采用Qw+0.6QE组合 Q=Qw+0.6 QE =8.431+0.6 1.672 =9.434kN(6)立柱剪应力:立柱剪应力:Ss:立柱型材截面面积矩:39.143cm3 Ix:立柱型材截面惯性矩:536.314cm4 t:立柱壁厚:3.000mm =Q Ss 100/Ix/t =9.434 39.143 100/536.314/3.000 =22.952N/mm2 2

29、2.952N/mm2 49.6N/mm2 立柱抗剪强度可以满足 五、立梃与主结构连接 立梃与主结构连接:(第 1 处)Lct2:连接处钢角码壁厚:10.000mm D2:连接螺栓直径:12.000mm D0:连接螺栓直径:10.360mm 采用SG+SW+0.6SE组合 N1wk:连接处风荷载总值(N):N1wk=Wk B Hsjcg 1000 =1.498 1.675 4.000 1000 =10036.600N 连接处风荷载设计值(N):N1w=1.4 N1wk =1.4 10036.600 =14051.240N N1Ek:连接处地震作用(N):N1Ek=qEAk B Hsjcg 100

30、0 =0.320 1.675 4.000 1000 =2144.000N N1E:连接处地震作用设计值(N):N1E=1.3 N1Ek =1.3 2144.000 =2787.200N N1:连接处水平总力(N):N1=N1w+0.6 N1E =14051.240+0.6 2787.200 =15723.560N N2:连接处自重总值设计值(N):N2k=400 B Hsjcg =400 1.675 4.000 =2680.000N N2:连接处自重总值设计值(N):N2=1.2 N2k =1.2 2680.000 =3216.000N N:连接处总合力(N):N=(N12+N22)0.5 =

31、(15723.5602+3216.0002)0.5 =16049.081N Nvb:螺栓的承载能力:Nv:连接处剪切面数:2 Nvb=2 3.14 D02 130/4 (GBJ17-88 7.2.1-1)=2 3.14 10.3602 130/4 =21905.971N Num1:立梃与建筑物主结构连接的螺栓个数:Num1=N/Nvb =16049.081/21905.971 =0.733 个 取 2 个 Ncbl:立梃型材壁抗承压能力(N):D2:连接螺栓直径:12.000mm Nv:连接处剪切面数:4 t:立梃壁厚:3.000mm Ncbl=D2 2 120 t Num1 (GBJ17-8

32、8 7.2.1)=12.000 2 120 3.000 2.000 =17280.000N 17280.000N 16049.081N 强度可以满足 Ncbg:钢角码型材壁抗承压能力(N):Ncbg=D2 2 267 Lct2 Num1 (GBJ17-88 7.2.1)=12.000 2 267 10.000 2.000 =128160.000N 128160.000N 16049.081N 强度可以满足 六、幕墙预埋件总截面面积计算 幕墙预埋件计算:(第 1 处)本工程预埋件受拉力和剪力 V:剪力设计值:V=N2 =3216.000N N:法向力设计值:N=N1 =15723.560N M:

33、弯矩设计值(N mm):e2:螺孔中心与锚板边缘距离:60.000mm M=V e2 =3216.000 60.000 =192960.000N m Num1:锚筋根数:4 根 锚筋层数:2 层 Kr:锚筋层数影响系数:1.000 关于混凝土：混凝土标号C30 混凝土强度设计值:fc=15.000N/mm2 按现行国家标准混凝土结构设计规范 GBJ10 采用。选用一级锚筋 锚筋强度设计值:fy=210.000N/mm2 d:钢筋直径:12.000mm v:钢筋受剪承载力系数:v=(4-0.08 d)(fc/fy)0.5 (JGJ102-96 5.7.10-5)=(4-0.08 12.000)(

34、15.000/210.000)0.5 =0.812 v取 0.7 t:锚板厚度:8.000mm b:锚板弯曲变形折减系数:b=0.6+0.25 t/d (JGJ102-96 5.7.10-6)=0.6+0.25 8.000/12.000 =0.767 Z:外层钢筋中心线距离:210.000mm As:锚筋实际总截面积:As=Num1 3.14 d2/4 =4.000 3.14 d2/4 =452.160mm2 锚筋总截面积计算值:As1=(V/Kv+N/0.8/Kb+M/1.3/Kr/Kb/Z)/fy (JGJ102-96 5.7.10-1)=148.345mm2 As2=(N/0.8/Kb+

35、M/0.4/Kr/Kb/Z)/fy (JGJ102-96 5.7.10-2)=136.345mm2 148.345mm2 452.160mm2 136.345mm2 452.160mm2 4 根 12.000 锚筋可以满足要求 A:锚板面积:60000.000 mm2 0.5fcA=450000.000 N N=15723.560N 0.5fcA 锚板尺寸可以满足要求 七、幕墙预埋件焊缝计算 幕墙预埋件焊缝计算:(第 1 处)Hf:焊缝厚度8.000 L:焊缝长度100.000 m:弯矩引起的应力 m=6 M/(2 he lw2 1.22)(GBJ17-88 7.1.2)=10.461N/mm

36、2 n:法向力引起的应力 n=N/(2 he Lw 1.22)(GBJ17-88 7.1.2)=12.786N/mm2 :剪应力 =V/(2 Hf Lw)(GBJ17-88 7.1.2)=2.233N/mm2 :总应力 =(m+n)2+2)0.5 (GBJ17-88 7.1.2-3)=23.353 23.353N/mm2 160N/mm2 焊缝强度可以满足!八、幕墙横梁计算 幕墙横梁计算:(第 1 处)1.选用横梁型材的截面特性:选用型材号:170H 型材强度设计值:85.500N/mm2 型材弹性模量:E=0.7 105N/mm2 X 轴惯性矩:Ix=47.331cm4 Y 轴惯性矩:Iy=

37、36.994cm4 X 轴抵抗矩:Wx1=15.536cm3 X 轴抵抗矩:Wx2=16.026cm3 Y 轴抵抗矩:Wy1=8.399cm3 Y 轴抵抗矩:Wy2=12.432cm3 型材截面积:A=8.252cm2 型材计算校核处壁厚:t=3.000mm 型材截面面积矩:Ss=9.427cm3 塑性发展系数:=1.05 2.幕墙横梁的强度计算:校核依据:Mx/Wx+My/Wya=85.5 (JGJ102-96 5.5.2)(1)横梁在自重作用下的弯矩(kN m)H:幕墙分格高:2.000m GAk:横梁自重:300N/m2 Gk:横梁自重荷载线分布均布荷载集度标准值(kN/m):Gk=30

38、0 H/1000 =300 2.000/1000 =0.600kN/m G:横梁自重荷载线分布均布荷载集度设计值(kN/m)G=1.2 Gk =1.2 0.600 =0.720kN/m Mx:横梁在自重荷载作用下的弯矩(kN m)Mx=G B2/8 =0.720 1.6752/8 =0.253kN m(2)横梁在风荷载作用下的弯矩(kN m)风荷载线分布最大荷载集度标准值(三角形分布)qwk=Wk B =1.498 1.675 =2.509kN/m 风荷载线分布最大荷载集度设计值 qw=1.4 qwk =1.4 2.509 =3.513kN/m Myw:横梁在风荷载作用下的弯矩(kN m)My

39、w=qw B2/12 =3.513 1.6752/12 =0.821kN m(3)地震作用下横梁弯矩 qEAk:横梁平面外地震荷载:E:动力放大系数:3 max:地震影响系数最大值:0.160 Gk:幕墙构件自重:300 N/m2 qEAk=3 max 300/1000 (JGJ102-96 5.2.4)=3 0.160 300/1000 =0.144kN/m2 qex:水平地震作用线分布最大荷载集度标准值 B:幕墙分格宽:1.675m 水平地震作用线分布最大荷载集度标准值(三角形分布)qex=qEAk B =0.144 1.675 =0.241KN/m qE:水平地震作用线分布最大荷载集度设

40、计值 E:地震作用分项系数:1.3 qE=1.3 qex =1.3 0.241 =0.314kN/m MyE:地震作用下横梁弯矩:MyE=qE B2/12 =0.314 1.6752/12 =0.073kN m(4)横梁强度:横梁计算强度(N/mm2):采用SG+SW+0.6SE组合 Wx1:X 轴抵抗矩:15.536cm3 Wy2:y 轴抵抗矩:12.432cm3 :塑性发展系数:1.05 =(Mx/Wx1+Myw/Wy2+0.6 MyE/Wy2)103/1.05 =81.767N/mm2 81.767N/mm2a=85.5N/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

41、依据:max =49.6N/mm2(1)Qwk:风荷载作用下横梁剪力标准值(kN)Wk:风荷载标准值:1.498kN/m2 B:幕墙分格宽:1.675m 风荷载线分布呈三角形分布时：Qwk=Wk B2/4 =1.498 1.6752/4 =1.051kN(2)Qw:风荷载作用下横梁剪力设计值(kN)Qw=1.4 Qwk =1.4 1.051 =1.471kN(3)QEk:地震作用下横梁剪力标准值(kN)地震作用线分布呈三角形分布时：QEk=qEAk B2/4 =0.144 1.6752/4 =0.101kN(4)QE:地震作用下横梁剪力设计值(kN)E:地震作用分项系数:1.3 QE=1.3

42、QEk =1.3 0.101 =0.131kN(5)Q:横梁所受剪力:采用Qw+0.6QE组合 Q=Qw+0.6 QE =1.471+0.6 0.131 =1.550kN(6):横梁剪应力 Ss:横梁型材截面面积矩:9.427cm3 Iy:横梁型材截面惯性矩:36.994cm4 t:横梁壁厚:3.000mm =Q Ss 100/Iy/t =1.550 9.427 100/36.994/3.000 =13.164N/mm2 13.164N/mm2 49.6N/mm2 横梁抗剪强度可以满足 4.幕墙横梁的刚度计算 校核依据:Umax U=20mm 且 Umax L/180 (JGJ102-96 5

43、.5.5)横梁承受呈三角形分布线荷载作用时的最大荷载集度：qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(KN/m)qwk=Wk B =1.498 1.675 =2.509KN/m qex:水平地震作用线分布最大荷载集度标准值(KN/m)qex=qEAk B =0.144 1.675 =0.241KN/m 水平方向由风荷载和地震作用产生的弯曲:U1=(qwk+0.6 qex)Wfg4 1000/0.7/Iy/120 =6.723mm 自重作用产生的弯曲:U2=5 Gk Wfg4 1000/384/0.7/Ix =1.856mm 综合产生的弯曲为:U=(U12+U22)0.5 =6.974mm=20mm

44、 Du=U/Wfg/1000 =6.974/1.675/1000 =0.004 1/180 挠度可以满足要求 九、横梁与立柱连接件计算 横梁与立柱连接件计算:(第 1 处)1.横梁与立柱间连结(1)横向节点(横梁与角码)N1:连接部位受总剪力:采用Sw+0.6SE组合 N1=(Qw+0.6 QE)1000 =(1.471+0.6 0.131)1000 =1549.771N 普通螺栓连接的抗剪强度计算值:130N/mm2 Nv:剪切面数:1 D1:螺栓公称直径:5.000mm D0:螺栓有效直径:4.250mm Nvbh:螺栓受剪承载能力计算:Nvbh=1 3.14 D02 130/4 (GBJ

45、17-88 7.2.1-1)=1 3.14 4.2502 130/4 =1843.278N Num1:螺栓个数:Num1=N1/Nvbh =1549.771/1843.278 =0.841 取 2 个 Ncb:连接部位幕墙横梁铝型材壁抗承压能力计算:t:幕墙横梁壁厚:3.000mm Ncb=D1 t 120 num1 =5.000 3.000 120 2.000 =3600.000N 3600.000N 1549.771N 强度可以满足(2)竖向节点(角码与立柱)Gk:横梁自重线荷载(N/m):Gk=300 H =300 2.000 =600.000N/m 横梁自重线荷载设计值(N/m)G=1

46、.2 Gk =1.2 600.000 =720.000N/m N2:自重荷载(N):N2=G B/2 =720.000 1.675/2 =603.000N N:连接处组合荷载:采用SG+SW+0.6SE N=(N12+N22)0.5 N=(1549.7712+603.0002)0.5 =1662.949N Num2:螺栓个数:Num2=N/Nvbh =0.902 取 2 个 Ncbj:连接部位铝角码壁抗承压能力计算:Lct1:铝角码壁厚:3.000mm Ncbj=D1 Lct1 120 Num2 (GBJ17-88 7.2.1)=5.000 3.000 120 2.000 =3600.000N 3600.000N 1662.949N 强度可以满足