橫明豎隱玻璃幕墻設計計算書2

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1、 永嘉縣電力調(diào)度通信中心 顯橫隱豎玻璃幕墻 設計計算書 設計： 校對： 審核： 中南建設集團有限公司建筑幕墻設計研究院 二〇〇八年七月十七日 目錄 1 計算引用的規(guī)范、標準及資料 1 1.1 幕墻設計規(guī)范： 1 1.2 建筑設計規(guī)范： 1 1.3 鋁材規(guī)范： 2 1.4 金屬板及石材規(guī)范： 2 1.5 玻璃規(guī)范： 3 1.6 鋼材規(guī)范： 3 1.7 膠類及密封材料規(guī)范： 4 1.8 門窗及五金件規(guī)范：

2、4 1.9 相關物理性能等級測試方法： 5 1.10 《建筑結構靜力計算手冊》(第二版) 6 1.11 土建圖紙： 6 2 基本參數(shù) 6 2.1 幕墻所在地區(qū)： 6 2.2 地面粗糙度分類等級： 6 2.3 抗震烈度： 6 3 幕墻承受荷載計算 6 3.1 風荷載標準值的計算方法： 6 3.2 計算支撐結構時的風荷載標準值： 7 3.3 計算面板材料時的風荷載標準值： 8 3.4 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值： 8 3.5 作用效應組合： 8 4 幕墻立柱計算 9 4.1 立柱型材選材計算： 9 4.2 確定材料的截面參數(shù)： 11 4.3 選用立柱型

3、材的截面特性： 12 4.4 立柱的抗彎強度計算： 12 4.5 立柱的撓度計算： 13 4.6 立柱的抗剪計算： 13 5 幕墻橫梁計算 14 5.1 橫梁型材選材計算： 14 5.2 確定材料的截面參數(shù)： 16 5.3 選用橫梁型材的截面特性： 17 5.4 幕墻橫梁的抗彎強度計算： 17 5.5 橫梁的撓度計算： 18 5.6 橫梁的抗剪計算：(三角荷載作用下) 18 6 玻璃板塊的選用與校核 19 6.1 玻璃板塊荷載計算： 20 6.2 玻璃的強度計算： 21 6.3 玻璃最大撓度校核： 22 7 連接件計算 23 7.1 橫梁與角碼間連結： 24

4、7.2 角碼與立柱連接： 24 7.3 立柱與主結構連接： 26 8 幕墻埋件計算(土建預埋) 27 8.1 荷載標準值計算： 28 8.2 埋件計算： 28 8.3 錨板總面積校核： 29 8.4 錨筋長度計算： 29 9 幕墻焊縫計算 30 9.1 受力分析： 30 9.2 焊縫特性參數(shù)計算： 30 9.3 焊縫校核計算： 31 10 顯橫隱豎玻璃幕墻膠類及伸縮縫計算 31 10.1 抗震設計下結構硅酮密封膠的寬度計算： 31 10.2 結構硅酮密封膠粘接厚度的計算： 32 10.3 結構膠設計總結： 33 10.4 立柱連接伸縮縫計算： 33 10.5 玻

5、璃鑲嵌槽緊固螺釘抗拉強度計算： 33 10.6 耐侯膠膠縫計算： 34 11 附錄 常用材料的力學及其它物理性能 35 顯橫隱豎玻璃幕墻設計計算書 1 計算引用的規(guī)范、標準及資料 1.1 幕墻設計規(guī)范： 《鋁合金結構設計規(guī)范》 GB50429-2007 《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》 JGJ102-2003 《點支式玻璃幕墻工程技術規(guī)程》 CECS127-2001 《點支式玻璃幕墻支承裝置》 JG138-2001 《吊掛式玻璃幕墻支承

6、裝置》 JG139-2001 《建筑玻璃應用技術規(guī)程》 JGJ113-2003 《建筑瓷板裝飾工程技術規(guī)范》 CECS101：98 《建筑幕墻》 GB/T21086-2007 《金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范》 JGJ133-2001 1.2 建筑設計規(guī)范： 《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》 GB50019-2003 《地震震級的規(guī)定》

7、 GB/T17740-1999 《鋼結構防火涂料》 GB14907-2002 《鋼結構設計規(guī)范》 GB50017-2003 《高層民用建筑鋼結構技術規(guī)范》 JGJ99-98 《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》 JGJ3-2002 《高層民用建筑設計防火規(guī)范》 GB50045-95(2005年版) 《高處作業(yè)吊藍》 GB19155-2003

8、《工程抗震術語標準》 JGJ/T97-95 《工程網(wǎng)絡計劃技術規(guī)程》 JGJ/T121-99 《公共建筑節(jié)能設計標準》 GB50189-2005 《混凝土結構后錨固技術規(guī)程》 JGJ145-2004 《混凝土結構設計規(guī)范》 GB50010-2002 《混凝土用膨脹型、擴孔型建筑錨栓》 JG160-2004 《既有居住建筑節(jié)能改造技術規(guī)程》 JGJ129

9、-2004 《建筑表面用有機硅防水劑》 JC/T902-2002 《建筑材料放射性核素限量》 GB6566-2001 《建筑防火封堵應用技術規(guī)程》 CECS154：2003 《建筑鋼結構焊接技術規(guī)程》 JGJ81-2002 《建筑隔聲評價標準》 GB/T50121-2005 《建筑工程抗震設防分類標準》 GB50223-2004 《建筑工程預應力施工規(guī)程》

10、 CECS180：2005 《建筑結構荷載規(guī)范》 GB50009-2001(2006年版、局部修訂) 《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》 GB50068-2001 《建筑抗震設防分類標準》 GB50223-2004 《建筑抗震設計規(guī)范》 GB50011-2001 《建筑設計防火規(guī)范》 GB50016-2006 《建筑物防雷設計規(guī)范》

11、 GB50057-94(2000年版) 《冷彎薄壁型鋼結構設計規(guī)范》 GB50018-2002 《民用建筑隔聲設計規(guī)范》 GBJ118-88 《民用建筑熱工設計規(guī)范》 GB50176-93 《民用建筑設計通則》 GB50352-2005 《膜結構技術規(guī)程》 CECS158：2004 《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》 JGJ134-2001 《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)

12、能設計標準》 JGJ75-2003 《預應力筋用錨具、夾具和連接器應用技術規(guī)程》JGJ85-2002 1.3 鋁材規(guī)范： 《變形鋁及鋁合金化學成份》 GB/T3190-1996 《建筑用隔熱鋁合金型材-穿條式》 JG/T175-2005 《建筑用鋁型材、鋁板氟碳涂層》 JG/T133-2000 《鋁合金建筑型材第1部分基材》 GB5237.1-2004 《鋁合金建筑型材第2部分陽極氧化、著色型材》 GB5237.2-2004 《鋁合金建筑型材第3部分電泳

13、涂漆型材》 GB5237.3-2004 《鋁合金建筑型材第4部分粉末噴涂型材》 GB5237.4-2004 《鋁合金建筑型材第5部分氟碳漆噴涂型材》 GB5237.5-2004 《鋁合金建筑型材第6部分隔熱型材》 GB5237.6-2004 《鋁及鋁合金彩色涂層板、帶材》 YS/T431-2000 《一般工業(yè)用鋁及鋁合金板、帶材》 GB/T3880.1～3-2006 《鋁型材截面幾何參數(shù)算法及計算機程序要求》 YS/T437-2000 《有色電泳涂漆鋁合金建筑型材》

14、 YS/T459-2003 1.4 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 《鋁幕墻板、板基》 YS/T429.1-2000 《鋁幕墻板、氟碳噴漆鋁單板》 YS/T429.2-2000 《鋁塑復合板》

15、 GB/T17748-1999 《鋁塑復合板用鋁帶》 YS/T432-2000 《天然板石》 GB/T18600-2001 《天然大理石荒料》 JC/T202-2001 《天然大理石建筑板材》 GB/T19766-2005 《天然花崗石荒料》 JC/T204-2001 《天然花崗石建筑板材》

16、 GB/T18601-2001 《天然石材統(tǒng)一編號》 GB/T17670-1999 《天然飾面石材術語》 GB/T13890-92 1.5 玻璃規(guī)范： 《鍍膜玻璃 第1部分：陽光控制鍍膜玻璃》 GB/T18915.1-2002 《鍍膜玻璃 第2部分：低輻射鍍膜玻璃》 GB/T18915.2-2002 《防彈玻璃》 GB17840-1999 《浮法玻璃》

17、 GB11614-1999 《夾層玻璃》 GB/T9962-1999 《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》 GB15763.1-2001 《幕墻用鋼化玻璃與半鋼化玻璃》 GB17841-1999 《普通平板玻璃》 GB4871-1995 《熱彎玻璃》

18、 JC/T915-2003 《壓花玻璃》 JC/T511-2002 《中空玻璃》 GB/T11944-2002 《著色玻璃》 GB/T18701-2002 1.6 鋼材規(guī)范： 《建筑結構用冷彎矩形鋼管》 JG/T178-2005 《不銹鋼棒》 GB/T1220-2007 《不銹鋼和耐熱鋼冷軋鋼帶》

19、 GB/T4239-1991 《不銹鋼冷加工鋼棒》 GB/T4226-1984 《不銹鋼冷軋鋼板及鋼帶》 GB/T3280-2007 《不銹鋼熱軋鋼板及鋼帶》 GB/T4237-2007 《不銹鋼絲》 GB/T4240-93 《建筑用不銹鋼絞線》 JG/T200-2007 《不銹鋼小直徑無縫鋼管》

20、 GB/T3090-2000 《擦窗機》 GB19154-2003 《彩色涂層鋼板和鋼帶》 GB/T12754-2006 《低合金鋼焊條》 GB/T5118-1995 《低合金高強度結構鋼》 GB/T1591-1994 《建筑幕墻用鋼索壓管接頭》 JG/T201-2007 《高耐候結構鋼》

21、 GB/T4171-2000 《高碳鉻不銹鋼絲》 YB/T096—1997 《焊接結構用耐候鋼》 GB/T4172-2000 《合金結構鋼》 GB/T3077-1999 《結構用無縫鋼管》 JBJ102 《金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術要求》 GB/T13912-2002 《冷拔異形鋼管》 GB/T3094-2000

22、 《碳鋼焊條》 GB/T5117-1999 《碳素結構鋼》 GB/T700-2006 《碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋薄鋼板及鋼帶》GB/T912-1989 《碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋厚鋼板及鋼帶》GB/T3274-2007 《優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼》 GB/T699-1999 《預應力筋用錨具、夾具和連接器》 GB/T14370-2000 1.7 膠類及密封材料規(guī)范： 《丙烯酸酯建筑密封膏》

23、 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/T5574-1994 《混凝土建筑接縫用密封膠》 JC/T881-2

24、001 《建筑窗用彈性密封劑》 JC485-2007 《建筑密封材料試驗方法》 GB/T13477.1～20-2002 《建筑用防霉密封膠》 JC/T885-2001 《建筑用硅酮結構密封膠》 GB16776-2005 《建筑用巖棉、礦渣棉絕熱制品》 GB/T19686-2005 《建筑用硬質(zhì)塑料隔熱條》 JG/T174-2005 《建筑裝飾用天然石材防護

25、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度的測定》 GB/T529-1999 《石材用建筑密封膠》 JC/T883-2001 《橡膠袖珍硬度計壓入硬度試驗方法》 GB/T531-199

26、9 《修補用天然橡膠膠粘劑》 HG/T3318-2002 《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 1.8 門窗及五金件規(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》 GB/T5277-1985

27、 《緊固件公差螺栓、螺釘、螺柱和螺母》 GB/T3103.1-2002 《緊固件機械性能不銹鋼螺母》 GB/T3098.15-2000 《緊固件機械性能不銹鋼螺栓、螺釘、螺柱》 GB/T3098.6-2000 《緊固件機械性能抽芯鉚釘》 GB/T3098.19-2004 《緊固件機械性能螺母、粗牙螺紋》 GB/T3098.2-2000 《緊固件機械性能螺母、細牙螺紋》 GB/T3098.4-2000 《緊固件機械性能螺栓、螺釘和螺柱》 G

28、B/T3098.1-2000 《緊固件機械性能自攻螺釘》 GB/T3098.5-2000 《緊固件術語盲鉚釘》 GB/T3099-2004 《鋁合金窗》 GB/T8479-2003 《鋁合金門》 GB/T8478-2003 《螺紋緊固件應力截面積和承載面積》 GB/T16823.1-1997 《十字槽盤頭螺釘》 G

29、B/T818-2000 《地彈簧》 QB/T3884-1999 《鋁合金門插鎖》 QB/T3885-1999 《平開鋁合金窗把手》 QB/T3886-1999 《鋁合金撐擋》 QB/T3887-1999 《鋁合金窗不銹鋼滑撐》 QB/T3888-1999 《鋁合金門窗拉手》

30、 QB/T3889-1999 《鋁合金窗鎖》 QB/T3900-1999 《鋁合金門鎖》 QB/T3901-1999 《推拉鋁合金門用滑輪》 QB/T3902-1999 《閉合器》 QB/T3893-1999 《外裝門鎖》 QB/T2473-2000 《彈子插芯門鎖》

31、 GB/T2474-2000 《葉片門鎖》 QB/T2475-2000 《球型門鎖》 QB/T2476-2000 《銅合金鑄件》 GB/T13819-1992 《鋅合壓鑄件》 GB/T13821-1992 《鋁合金壓鑄件》 GB/T15114-1994

32、 《鑄件尺寸公差與機械加工余量》 QB/T6414-1999 《建筑門窗五金件 插銷》 JG214-2007 《建筑門窗五金件 傳動機構用執(zhí)手》 JG124-2007 《建筑門窗五金件 旋壓執(zhí)手》 JG213-2007 《建筑門窗五金件 合頁（鉸鏈）》 JG125-2007 《建筑門窗五金件 傳動鎖閉器》 JG126-2007 《建筑門窗五金件 滑撐》 JG127-2007

33、 《建筑門窗五金件 滑輪》 JG129-2007 《建筑門窗五金件 多點鎖閉器》 JG215-2007 《建筑門窗五金件 撐擋》 JG128-2007 《建筑門窗五金件 通用要求》 JG212-2007 《建筑門窗五金件 單點鎖閉器》 JG130-2007 《建筑門窗內(nèi)平開下懸五金系統(tǒng)》 JG168-2004 《鋼塑共擠門窗》 JG207

34、-2007 《電動采光排煙窗》 JG189-2006 1.9 相關物理性能等級測試方法： 《玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗標準》 JGJ/T139-2001 《玻璃幕墻光學性能》 GB/T18091-2000 《采暖居住建筑節(jié)能檢驗標準》 JGJ132-2001 《彩色涂層鋼板和鋼帶試驗方法》 GB/T13448-2006 《鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》 GB50205-2001 《

35、混凝土結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》 GB50204-2002 《建筑防水材料老化試驗方法》 GB/T18244-2000 《建筑幕墻氣密、水密、抗風壓性能檢測方法》 GB/T15227-2007 《建筑幕墻抗震性能振動臺試驗方法》 GB/T18575-2001 《建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測方法》 GB/T18250-2000 《建筑外窗保溫性能分級及檢測方法》 GB/T8484-2002 《建筑外窗采光性能分級及檢測方法》 GB/T11976-2002 《建筑外

36、窗抗風壓性能分級及檢測方法》 GB/T7106-2002 《建筑外窗空氣隔聲性能分級及檢測方法》 GB/T8485-2002 《建筑外窗氣密性能分級及檢測方法》 GB/T7107-2002 《建筑外窗水密性能分級及檢測方法》 GB/T7108-2002 《建筑裝飾裝修工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》 GB50210-2001 《金屬材料室溫拉伸試驗方法》 GB/T228-2002 1.10 《建筑結構靜力計算手冊》(第二版) 1.11 土建圖紙： 2 基本參數(shù) 2.1 幕墻所在地

37、區(qū)： 溫州地區(qū)； 2.2 地面粗糙度分類等級： 幕墻屬于外圍護構件，按《建筑結構荷載規(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)； 依照上面分類標準，本工程按B類地形考慮。 2.3 抗震烈度： 根據(jù)國家規(guī)范《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011-2001)，溫州地區(qū)地震基本烈度為6度，地震動峰值加速度為0.05g，水平地震影響系數(shù)最大值為：αm

38、ax=0.04。 3 幕墻承受荷載計算 3.1 風荷載標準值的計算方法： 幕墻屬于外圍護構件，按建筑結構荷載規(guī)范(GB50009-2001 2006年版)計算： wk=βgzμzμs1w0 ……7.1.1-2[GB50009-2001 2006年版] 上式中： wk：作用在幕墻上的風荷載標準值(MPa)； Z：計算點標高：90m； βgz：瞬時風壓的陣風系數(shù)； 根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算： βgz=K(1+2μf) 其中K為地面粗糙度調(diào)整系數(shù)，μf為脈動系數(shù) A類場地： βgz=

39、0.92(1+2μf) 其中：μf=0.387(Z/10)-0.12 B類場地： βgz=0.89(1+2μf) 其中：μf=0.5(Z/10)-0.16 C類場地： βgz=0.85(1+2μf) 其中：μf=0.734(Z/10)-0.22 D類場地： βgz=0.80(1+2μf) 其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3 對于B類地形，90m高度處瞬時風壓的陣風系數(shù)： βgz=0.89(1+2(0.5(Z/10)-0.16))=1.5162 μz：風壓高度變化系數(shù)； 根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算：

40、A類場地： μz=1.379(Z/10)0.24 當Z>300m時，取Z=300m，當Z<5m時，取Z=5m； B類場地： μz=(Z/10)0.32 當Z>350m時，取Z=350m，當Z<10m時，取Z=10m； C類場地： μz=0.616(Z/10)0.44 當Z>400m時，取Z=400m，當Z<15m時，取Z=15m； D類場地： μz=0.318(Z/10)0.60 當Z>450m時，取Z=450m，當Z<30m時，取Z=30m； 對于B

41、類地形，90m高度處風壓高度變化系數(shù)： μz=1.000(Z/10)0.32=2.02 μs1：局部風壓體型系數(shù)； 按《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3條：驗算圍護構件及其連接的強度時，可按下列規(guī)定采用局部風壓體型系數(shù)μs1： 一、外表面 1. 正壓區(qū) 按表7.3.1采用； 2. 負壓區(qū) — 對墻面， 取-1.0 — 對墻角邊， 取-1.8 二、內(nèi)表面 對

42、封閉式建筑物，按表面風壓的正負情況取-0.2或0.2。 由于大部分幕墻都有開啟，按[5.3.2]JGJ102-2003條文說明，幕墻結構一般的體型系數(shù)取1.2(大面區(qū)域)、2.0(轉(zhuǎn)角區(qū)域)。 另注：上述的局部體型系數(shù)μs1(1)是適用于圍護構件的從屬面積A小于或等于1m2的情況，當圍護構件的從屬面積A大于或等于10m2時，局部風壓體型系數(shù)μs1(10)可乘以折減系數(shù)0.8，當構件的從屬面積小于10m2而大于1m2時，局部風壓體型系數(shù)μs1(A)可按面積的對數(shù)線性插值，即： μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA w0：基本

43、風壓值(MPa)，根據(jù)現(xiàn)行<<建筑結構荷載規(guī)范>>GB50009-2001附表D.4(全國基本風壓分布圖)中數(shù)值采用，但不小于0.3KN/m2，按重現(xiàn)期50年，溫州地區(qū)取0.0006MPa； 3.2 計算支撐結構時的風荷載標準值： 計算支撐結構時的構件從屬面積： A=0.953.9=3.705m2 LogA=0.569 μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA =0.886 μs1=0.886+0.2 =1.086 wk=βgz

44、μzμs1w0 =1.51622.021.0860.0006 =0.001996MPa 3.3 計算面板材料時的風荷載標準值： 計算面板材料時的構件從屬面積： A=0.951.9=1.805m2 LogA=0.256 μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA =0.949 μs1=0.949+0.2 =1.149 wk=βgzμzμs1w0 =1.51622.0

45、21.1490.0006 =0.002111MPa 3.4 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值： qEAk=βEαmaxGk/A ……5.3.4[JGJ102-2003] qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值(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0.04； Gk：幕墻構件的重力荷載標準值(N)； A：幕墻構件的面積(mm2)； 3.5 作用效應組合： 荷載和作用效應按下式進行組合： S=γGSGk+ψwγwSwk+ψE

46、γESEk ……5.4.1[JGJ102-2003] 上式中： S：作用效應組合的設計值； SGk：重力荷載作為永久荷載產(chǎn)生的效應標準值； Swk、SEk：分別為風荷載，地震作用作為可變荷載產(chǎn)生的效應標準值； γG、γw、γE：各效應的分項系數(shù)； ψw、ψE：分別為風荷載，地震作用效應的組合系數(shù)。 上面的γG、γw、γE為分項系數(shù)，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]規(guī)定如下： 進行幕墻構件強度、連接件和預埋件承載力計算時： 重力荷載：γG：1.2； 風 荷 載：γw：1.4；

47、 地震作用：γE：1.3； 進行撓度計算時； 重力荷載：γG：1.0； 風 荷 載：γw：1.0； 地震作用：可不做組合考慮； 上式中，風荷載的組合系數(shù)ψw為1.0； 地震作用的組合系數(shù)ψE為0.5； 4 幕墻立柱計算 基本參數(shù)： 1：計算點標高：90m； 2：力學模型：雙跨梁； 3：立柱跨度：L=3900mm，短跨長L1=450mm，長跨長L2=3450mm； 4：立柱左分格寬：950mm；立柱右分格寬：950mm； 5：立柱計算間距：B=950mm； 6：板塊配置：中空玻

48、璃6 +6 mm； 7：立柱材質(zhì)：6063A-T5； 8：安裝方式：偏心受拉； 本處幕墻立柱按雙跨梁力學模型進行設計計算，受力模型如下： 4.1 立柱型材選材計算： (1)風荷載作用的線荷載集度(按矩形分布)： qwk：風荷載線分布最大荷載集度標準值(N/mm)； wk：風荷載標準值(MPa)； B：幕墻立柱計算間距(mm)； qwk=wkB =0.001996950 =1.896N/mm qw：風荷載線分布最大荷載集度設計值(N/mm)； qw=1.4qwk =

49、1.41.896 =2.654N/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準值(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0.04； Gk：幕墻構件的重力荷載標準值(N)，(含面板和框架)； A：幕墻平面面積(mm2)； qEAk=βEαmaxG/A ……5.3.4[JGJ102-2003] =50.040.0005 =0.0001MPa qEk：水平地震作用線荷載集度標準值

50、(N/mm)； B：幕墻立柱計算間距(mm)； qEk=qEAkB =0.0001950 =0.095N/mm qE：水平地震作用線荷載集度設計值(N/mm)； qE=1.3qEk =1.30.095 =0.124N/mm (3)幕墻受荷載集度組合： 用于強度計算時，采用Sw+0.5SE設計值組合： ……5.4.1[JGJ102-2003] q=qw+0.5qE =2.654+0.50.124 =2.716N/mm 用于撓度計算時，采用Sw標準值： ……5

51、.4.1[JGJ102-2003] qk=qwk =1.896N/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0，2處彎矩為零，中支點彎矩最大為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(Nmm)； R1：中支座反力(N)； M1=-q(L13+L23)/8L =-2.716(4503+34503)/8/3900 =-3582573.75Nmm R1=qL1/2-M1/L1+qL2/2-M1/L2 =2.716450/2-(-3582

52、573.75/450)+2.7163450/2-(-3582573.75/3450) =14295.902N 4.2 確定材料的截面參數(shù)： (1)截面的型材慣性矩要求： k2=0 k1=4M1/(qL22) =43582573.75/(2.71634502) =0.443 查《建筑結構靜力計算手冊》第二版表3-9附注說明： x0=A/4+2R1/3cos(θ+240) 其中： A=2+k1-k2=2.443 R=((A/4)2-k1/2)3/2=0.059 θ=1/3arccos((A

53、3-12k1A-8(1-2k1-k2))/64R)=26.557 x0=A/4+2R1/3cos(θ+240) =2.443/4+20.0591/3cos(26.557+240) =0.564 λ=x0(1-2k1+3k1x0-2x02-k1x02+x03) =0.1499 代入df,lim=λqkL24/24EIxmin 上式中： df,lim：按規(guī)范要求，立柱的撓度限值(mm)； qk：風荷載線荷載集度標準值(N/mm)； L2：長跨長度(mm)； E：型材的彈性模量(MPa)，對6063

54、A-T5取70000MPa； Ixmin：材料需滿足的繞X軸最小慣性矩(mm4)； L2/180=3450/180=19.167 按[5.1.1.2]《建筑幕墻》GB/T21086-2007的規(guī)定，對于構件式玻璃幕墻或單元幕墻（其它形式幕墻或外維護結構無絕對撓度限制）： 當跨距≤4500mm時，絕對撓度不應該大于20mm； 當跨距＞4500mm時，絕對撓度不應該大于30mm； 對本例?。? df,lim=19.167mm 代入上式： Ixmin=λqkL24/24Edf,lim =0.149

55、91.89634504/24/70000/19.167 =1250411.392mm4 (2)截面的型材抵抗矩要求： Wnx：立柱凈截面抵抗矩預選值(mm3)； Mx：彎矩組合設計值即M1(Nmm)； γ：塑性發(fā)展系數(shù)： 對于鋼材龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05； 對于鋁合金龍骨，按最新《鋁合金結構設計規(guī)范》GB 50429-2007，取1.00； fa ：型材抗彎強度設計值(MPa)，對6063A-T5取135； Wnx=Mx/γfa =3582573.7

56、5/1.00/135 =26537.583mm3 4.3 選用立柱型材的截面特性： 按上一項計算結果選用型材號：12072 型材的抗彎強度設計值：135MPa 型材的抗剪強度設計值：τa=75MPa 型材彈性模量：E=70000MPa 繞X軸慣性矩：Ix=2381700mm4 繞Y軸慣性矩：Iy=975700mm4 繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=38320mm3 繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx2=41180mm3 型材凈截面面積：An=1194.74mm2 型材線密度：γg=0.03

57、2258N/mm 型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度：t=5mm 型材受力面對中性軸的面積矩：Sx=24320mm3 塑性發(fā)展系數(shù)：γ=1.00 4.4 立柱的抗彎強度計算： (1)立柱軸向拉力設計值： Nk：立柱軸向拉力標準值(N)； qGAk：幕墻單位面積的自重標準值(MPa)； A：立柱單元的面積(mm2)； B：幕墻立柱計算間距(mm)； L：立柱跨度(mm)； Nk=qGAkA =qGAkBL =0.00059503900 =1852.5N

58、 N：立柱軸向拉力設計值(N)； N=1.2Nk =1.21852.5 =2223N (2)抗彎強度校核： 按雙跨梁(受拉)立柱強度公式，應滿足： N/An+Mx/γWnx≤fa ……6.3.7[JGJ102-2003] 上式中： N：立柱軸力設計值(N)； Mx：立柱彎矩設計值(Nmm)； 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)： 對于鋼材龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05；

59、 對于鋁合金龍骨，按最新《鋁合金結構設計規(guī)范》GB 50429-2007，取1.00； fa：型材的抗彎強度設計值，取135MPa； 則： N/An+Mx/γWnx=2223/1194.74+3582573.75/1.00/38320 =95.352MPa≤135MPa 立柱抗彎強度滿足要求。 4.5 立柱的撓度計算： 因為慣性矩預選是根據(jù)撓度限值計算的，所以只要選擇的立柱慣性矩大于預選值，撓度就滿足要求： 實際選用的型材慣性矩為：Ix=2381700mm4 預選值為：Ixmin=12504

60、11.392mm4 實際撓度計算值為： df=λqkL24/24EIx =0.14991.89634504/24/70000/2381700 =10.063mm 而df,lim=19.167mm 所以，立柱撓度滿足規(guī)范要求。 4.6 立柱的抗剪計算： 校核依據(jù)： τmax≤τa=75MPa (立柱的抗剪強度設計值) (1)求中支座剪力設計值： 采用Vw+0.5VE組合 Vw1左=-(qL1/2-M1/L1) =-(2.716450/2-(-3582573.75/450))

61、 =-8572.375N Vw1右=qL2/2-M1/L2 =2.7163450/2-(-3582573.75/3450) =5723.527N 取V=8572.375N (2)立柱剪應力： τmax：立柱最大剪應力(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 =8572.37524320/2381700/5

62、 =17.507MPa 17.507MPa≤75MPa 立柱抗剪強度滿足要求! 5 幕墻橫梁計算 基本參數(shù)： 1：計算點標高：90m； 2：橫梁跨度：B=950mm； 3：橫梁上分格高：1100mm；橫梁下分格高：1900mm； 4：橫梁計算間距：H=1500mm； 5：力學模型：三角荷載簡支梁； 6：板塊配置：中空玻璃6 +6 mm； 7：橫梁材質(zhì)：6063-T5； 因為B≤H，所以本處幕墻橫梁按三角形荷載簡支梁力學模型進行設計計算，受力模型如下： 5.1 橫梁型材選材計算： (1)橫梁

63、在風荷載作用下的線荷載集度(按三角形分布)： qwk：風荷載線分布最大荷載集度標準值(N/mm)； wk：風荷載標準值(MPa)； B：橫梁跨度(mm)； qwk=wkB =0.001996950 =1.896N/mm qw：風荷載線分布最大荷載集度設計值(N/mm)； qw=1.4qwk =1.41.896 =2.654N/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)； β

64、E：動力放大系數(shù)，取5.0； αmax：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.04； Gk：幕墻構件的重力荷載標準值(N)，(主要指面板組件)； A：幕墻平面面積(mm2)； qEAk=βEαmaxGk/A ……5.3.4[JGJ102-2003] =5.00.040.0004 =0.00008MPa qEk：橫梁受水平地震作用線荷載集度標準值(N/mm)； B：橫梁跨度(mm)； qEk=qEAkB =0.00008950 =0.076N/mm q

65、E：橫梁受水平地震作用線荷載集度設計值(N/mm)； qE=1.3qEk =1.30.076 =0.099N/mm (3)幕墻橫梁受荷載集度組合： 用于強度計算時，采用Sw+0.5SE設計值組合： ……5.4.1[JGJ102-2003] q=qw+0.5qE =2.654+0.50.099 =2.704N/mm 用于撓度計算時，采用Sw標準值： ……5.4.1[JGJ102-2003] qk=qwk =1.896N/mm (4)橫梁在風荷載及地震組合作用下的彎矩值(按三角形分布)：

66、 My：橫梁受風荷載及地震作用彎矩組合設計值(Nmm)； Mw：風荷載作用下橫梁產(chǎn)生的彎矩(Nmm)； ME：地震作用下橫梁產(chǎn)生的彎矩(Nmm)； B：橫梁跨度(mm)； Mw=qwB2/12 ME=qEB2/12 采用Sw+0.5SE組合： My=Mw+0.5ME =qB2/12 =2.7049502/12 =203363.333Nmm (5)橫梁在自重荷載作用下的彎矩值(按矩形分布)： Gk：橫梁自重線荷載標準值(N/mm)； H：橫梁計算間距(mm)； Gk=0.0004H =0.00041500 =0.6N/mm G：橫梁自重線荷載設計值(N/mm)； G=1.2Gk =1.20.6 =0.72N/mm Mx：橫梁在自重荷載作用下的彎矩設計值(N