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1、铝单板幕墙设计计算书. 设计依据 : 建筑幕墙 GB/T 21086-2007 玻璃幕墙工程技术规范 JGJ 102-2003 金属与石材幕墙工程技术规范 JGJ 133-2001 玻璃幕墙工程质量检验标准 JGJ/T 139-2001 建筑结构可靠度设计统一标准 GB 50068-2001 民用建筑设计通则GB 50352-2005 建筑设计防火规范 GB 50016-2006 高层民用建筑设计防火规范 GB 50045-95 （2005 年版）建筑物防雷设计规范GB 50057-94 （2000 年版）建筑结构可靠度设计统一标准 GB 50068-2001 中国地震动参数区划图GB1830
2、6-2000 建筑制图标准 GB/T 50104-2001 建筑结构荷载规范 GB 50009-2001(2006年版 ) 建筑抗震设计规范 GB 50011-2010 混凝土结构设计规范 GB 50010-2002 钢结构设计规范 GB 50017-2003 冷弯薄壁型钢结构技术规范 GB 50018-2002 建筑幕墙平面内变形性能检测方法 GB/T 18250-2000 建筑幕墙抗震性能振动台实验方法 GB/T 18575-2001 高耐候结构钢 GB/T 4171-2000 焊接结构用耐候钢 GB/T 4172-2000 不锈钢和耐热钢牌号及化学成分 GB/T 20878-2007 铝
3、合金建筑型材第1部分：基材 GB/T 5237.1-2004 铝合金建筑型材第2部分：阳极氧化、着色型材 GB/T 5237.2-2004 一般工业用铝及铝合金板、带材第 1 部分一般要求 GB/T 3880.1-2006 一般工业用铝及铝合金板、带材第 2 部分力学性能 GB/T 3880.2-2006 一般工业用铝及铝合金板、带材第 1 部分尺寸偏差 GB/T 3880.3-2006 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 GB 3098.1-2000 紧固件机械性能螺母粗牙螺纹 GB 3098.2-2000 紧固件机械性能螺母细牙螺纹 GB 3098.4-2000 紧固件机械性能自攻螺钉 GB
4、3098.5-2000 紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱 GB 3098.6-2000 紧固件机械性能不锈钢螺母 GB 3098.15-2000 螺纹紧固件应力截面积和承载面积 GB/T 16823.1-1997 铝板幕墙板基 YS/T429.1-2000 铝板幕墙氟碳喷漆铝单板 YS/T429.2-2000 铝塑复合板 GB/T 17748-1999 铝塑复合板用铝带YS/T432-2000 建筑用铝型材、铝板氟碳涂层 JG 133-2000 混凝土结构后锚固技术规程JGJ145-2004 混凝土用膨胀型、扩孔型锚栓JG160-2004 混凝土接缝用密封胶 JC/T 881-2001 建
5、筑结构静力计算手册 ( 第二版 ) BKCADPM 集成系统 (BKCADPM2007 版) . 基本计算公式 : (1).场地类别划分: 地面粗糙度可分为A、B、C、D四类： -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。本工程为：山东，按C类地区计算风荷载。(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(2006 年版 ) 规定采用，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算：1当计算主要承重结
6、构时Wk=zszW0（GB50009 7.1.1-1 ）2当计算围护结构时 Wk=gzs1zW0（GB50009 7.1.1-2 ）式中：其中 : Wk- 垂直作用在幕墙表面上的风荷载标准值(kN/m2) ；gz- 高度 Z 处的阵风系数, 按建筑结构荷载规范GB50009-2001 第 7.5.1条取定。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。经化简，得： A类场地 : gz=0.92 1+35-0.072(Z/10)-0.12 B类场地 : gz=0.89 1+(Z/10)-0.16 C类场地 : gz=0.85 1+350.
7、108(Z/10)-0.22 D类场地 : gz=0.80 1+350.252(Z/10)-0.30 z- 风压高度变化系数, 按建筑结构荷载规范GB50009-2001 第 7.2.1条取定。根据不同场地类型, 按以下公式计算: A类场地 : z=1.379 (Z/10)0.24 B类场地 : z=1.000 (Z/10)0.32精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 15 页 C类场地 : z=0.616 (Z/10)0.44 D类场地 : z=0.318 (Z/10)0.60按建筑结构荷载规范GB50009-2001(20
8、06 年版 ) 第 7.3.3条验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数s1：一、外表面1. 正压区按表7.3.1 采用；2. 负压区 对墙面，取 -1.0 对墙角边，取 -1.8 二、内表面对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2 或 0.2。注：上述的局部体型系数s1（1）是适用于围护构件的从属面积A 小于或等于1m2 的情况，当围护构件的从属面积A 大于或等于 10m2 时，局部风压体型系数s1（10）可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m2 而大于 1m2 时，局部风压体型系数 s1（A）可按面积的对数线性插值，即s1（A）=s1（1）+s1（10
9、）-s1（1） logA本工程属于B类地区 ,故 z=(Z/10)0.32 W0- 基本风压 , 按建筑结构荷载规范GB50009-2001 附表 D.4 给出的 50 年一遇的风压采用，但不得小于0.3kN/m2，山东地区取为0.650kN/m2(3). 地震作用计算 : qEAk=Emax GAK其中 : qEAk- 水平地震作用标准值E- 动力放大系数,按 5.0 取定max- 水平地震影响系数最大值，按相应抗震设防烈度和设计基本地震加速度取定: max选择可按JGJ102-2003 中的表 5.3.4进行。表 5.3.4 水平地震影响系数最大值max抗震设防烈度6 度7 度8 度max
10、0.04 0.08(0.12) 0.16(0.24) 注 :7 、8 度时括号内数值分别用于设计基本地震速度为0.15g 和 0.30g 的地区。设计基本地震加速度为0.05g ，抗震设防烈度6 度：max=0.04 设计基本地震加速度为0.10g ，抗震设防烈度7 度：max=0.08 设计基本地震加速度为0.15g ，抗震设防烈度7 度：max=0.12 设计基本地震加速度为0.20g ，抗震设防烈度8 度：max=0.16 设计基本地震加速度为0.30g ，抗震设防烈度8 度：max=0.24 设计基本地震加速度为0.40g ，抗震设防烈度9 度：max=0.32 山东设计基本地震加速度
11、为0.20g ，抗震设防烈度为8 度，故取 max=0.16 GAK- 幕墙构件的自重(N/m2) (4). 作用效应组合 : 一般规定，幕墙结构构件应按下列规定验算承载力和挠度： a.无地震作用效应组合时，承载力应符合下式要求：0S R b.有地震作用效应组合时，承载力应符合下式要求： SE R/ RE式中 S-荷载效应按基本组合的设计值； SE- 地震作用效应和其他荷载效应按基本组合的设计值； R-构件抗力设计值；0-结构构件重要性系数，应取不小于1.0 ；RE-结构构件承载力抗震调整系数，应取1.0 ； c.挠度应符合下式要求： df df,lim df- 构件在风荷载标准值或永久荷载标
12、准值作用下产生的挠度值； df,lim- 构件挠度限值； d.双向受弯的杆件，两个方向的挠度应分别符合dfdf,lim的规定。幕墙构件承载力极限状态设计时，其作用效应的组合应符合下列规定： 1 有地震作用效应组合时，应按下式进行： S=GSGK+wwSWK+EESEK 2 无地震作用效应组合时，应按下式进行： S=GSGK+wwSWK S-作用效应组合的设计值； SGk- 永久荷载效应标准值； SWk- 风荷载效应标准值； SEk- 地震作用效应标准值；G- 永久荷载分项系数；W- 风荷载分项系数；E- 地震作用分项系数；W- 风荷载的组合值系数；E- 地震作用的组合值系数；进行幕墙构件的承载
13、力设计时，作用分项系数，按下列规定取值：一般情况下，永久荷载、风荷载和地震作用的分项系数G、W、E应分别取1.2 、1.4 和 1.3 ；当永久荷载的效应起控制作用时，其分项系数G应取1.35 ；此时，参与组合的可变荷载效应仅限于竖向荷载效应；当永久荷载的效应对构件利时，其分项系数G的取值不应大于1.0 。可变作用的组合系数应按下列规定采用：一般情况下，风荷载的组合系数W应取 1.0 ，地震作用于的组合系数E应取 0.5 。对水平倒挂玻璃及框架，可不考虑地震作用效应的组合，风荷载的组合系数W应取 1.0 （永久荷载的效应不起控制作用时）或0.6( 永久荷载的效应起控制作用时) 。幕墙构件的挠度
14、验算时，风荷载分项系数W和永久荷载分项系数均应取1.0 ，且可不考虑作用效应的组合。. 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).铝合金型材的强度设计值应按表5.2.2的规定采用。表 5.2.2 铝合金型材的强度设计值fa（N/mm2）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 15 页铝合金牌号状态壁厚（ mm ）强度设计值fa抗拉、抗压抗剪局部承压6061 T4 不区分85.5 49.6 133.0 T6 不区分190.5 110.5 199.0 6063 T5 不区分85.
15、5 49.6 120.0 T6 不区分140.0 81.2 161.0 6063A T5 10 124.4 72.2 150.0 10 116.6 67.6 141.5 T6 10 147.7 85.7 172.0 10 140.0 81.2 163.0 (2). 单层铝板的强度设计值应按表5.2.2b的规定采用。表 5.2.2b 单层铝板强度设计值(N/mm2) 牌号合金状态0.2 抗拉强度 f tl抗剪强度 fl1060 H14、H24、H44 65 51 29 1050 H14、H24 、H44 75 58 34 H48 120 93 54 1100 H14、H24、H44 95 74
16、43 3003 H16、H26 145 113 65 H14、H24、H44 115 89 52 3004 0 60 47 27 H42 140 109 63 H14、H24 170 132 76 3005 H42 95 74 43 H14、H24、H44 135 105 61 H46 160 124 72 3105 H25 130 101 58 5005 H14、H24、H44 115 89 52 H42 90 70 40 5052 0 65 51 29 H42 130 101 58 H44 175 136 79 5754 0 80 62 36 H42 140 109 63 H14、H24、
17、H44 160 124 72 H16、H26、H46 190 148 85 (3).热轧钢材的强度设计值应按现行国家标准钢结构设计规范GB50017-2003 的规定采用，也可按表5.2.3a采用。表 5.2.3a 热轧钢材的强度设计值fs（N/mm2）钢材牌号厚度或直径d（ mm ）抗拉、抗压、抗弯抗剪端面承压Q235 d16 215 125 325 16d40 205 120 40d60 200 115 Q345 d16 310 180 400 16d35 295 170 35d50 265 155 注：表中厚度是指计算点的钢材厚度；对轴心受力杆件是指截面中较厚钢板的厚度. (4).冷成型
18、薄壁型钢的钢材的强度设计值应按现行国家标准钢结构设计规范GB50018-2002 的规定，可按表 5.2.3b采用。表 5.2.3 b 冷成型薄壁型钢的强度设计值钢材牌号抗拉、抗压、抗弯 f ts抗剪 f vs端 面 承 压 （ 磨 平顶紧） f csQ235 205 120 310 Q345 300 175 400 (5).不锈钢型材和棒材的强度设计值可按表5.2.3c采用。表 5.2.3c 不锈钢型材和棒材的强度设计值牌号0.2 抗拉强度 f ts1抗剪强度 f vs1端面承压强度 f cs106Cr19Ni10 S30408 205 178 104 246 06Cr19Ni10N S30
19、458 275 239 139 330 022Cr19Ni10 S30403 175 152 88 210 022Cr19Ni10N S30453 245 213 124 294 06Cr17Ni12Mo2 S31608 205 178 104 246 06Cr17Ni12Mo2N S31658 275 239 139 330 022Cr17Ni12Mo2 S31603 175 152 88 210 022Cr17Ni12Mo2N S31653 245 213 124 294 (6).玻璃幕墙材料的弹性模量可按表5.2.8的规定采用。表 5.2.8 材料的弹性模量 E（N/mm2）材料E 玻璃
20、0.72 105铝合金0.70 105钢、不锈钢2.06 105消除应力的高强钢丝2.05 105不锈钢绞线1.20 1051.50 105高强钢绞线1.95 105精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 15 页钢丝绳0.80 1051.00 105注：钢绞线弹性模量可按实测值采用。(7). 玻璃幕墙材料的泊松比可按表5.2.9的规定采用。表 5.2.9 材料的泊松比材料材料玻璃0.20 钢、不锈钢0.30 铝合金0.33 高强钢丝、钢绞线0.30 (8). 玻璃幕墙材料的线膨胀系数可按表5.2.10的规定采用。表 5.2.1
21、0 材料的线膨胀系数(1/ ) 材料材料玻璃0.80 10-51.00 10-5不锈钢板1.80 10-5钢材1.20 10-5混凝土1.00 10-5铝材2.3510-5砌砖体0.50 10-5(9). 玻璃幕墙材料的重力密度标准值可按表5.3.1的规定采用。表 5.3.1 材料的重力密度g（kN/m3) 材料g材料g普通玻璃、夹层玻璃、钢化玻璃、半钢化玻璃25.6 矿棉1.21.5 玻璃棉0.51.0 钢材78.5 岩棉0.52.5 铝合金28.0 一、风荷载计算标高为 11.7m 处风荷载计算 W0: 基本风压 W0=0.65 kN/m2gz: 11.7m高处阵风系数(按 B类区计算 )
22、 gz=0.89 1+(Z/10)-0.16=1.759 z: 11.7m高处风压高度变化系数( 按 B类区计算 ): (GB50009-2001)(2006年版 ) z=(Z/10)0.32 =(11.7/10)0.32=1.050 sl: 局部风压体型系数( 墙面区 ) 板块（第1 处） 1000.00mm 2100.00mm=2.10m2该处从属面积为：2.10m2sl (A)= sl (1)+sl (10)-sl (1)log(A) =-1.0+0.81.0-1.00.322 =-0.936 sl=-0.936+(-0.2)=-1.136 该处局部风压体型系数sl=1.136 风荷载标
23、准值: Wk=gz zslW0 (GB50009-2001)（ 2006 年版） =1.7591.050 1.136 0.650 =1.363 kN/m2风荷载设计值: W: 风荷载设计值 (kN/m2) w: 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= wWk=1.4 1.363=1.908kN/m2二、D 板强度校核 : 校核依据： =M/W=6 m qL2/t2fa=80.000N/mm2 Lx: 宽度 : 0.333m Ly: 高度 : 0.700m L: D板短边边长度 : 0.333m t: 金属板厚度 : 2.5mm
24、m1: 跨中弯矩系数, 按短边与长边的边长比(0.333/0.700=0.476) 查表得 : 0.081 mx: 固端弯矩系数, 按短边与长边的边长比(0.333/0.700=0.476) 查表得 : 0.118 my: 固端弯矩系数, 按短边与长边的边长比(0.333/0.700=0.476) 查表得 : 0.079 Wk: 风荷载标准值: 1.363kN/m2垂直于平面的分布水平地震作用: qEAk: 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用 (kN/m2) qEAk=5maxGAK =5 0.160 67.500/1000 =0.054kN/m2荷载设计值为： q=1.4Wk+1.3 0.5
25、qEAk =1.943kN/m2=(Wk+0.5 qEAk) L4109/Et4 =6.27 : 折减系数，按=6.27 查表得 :0.99 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 15 页板所受最大弯矩应力值为: =6m1qL2103 /t2 =16.711N/mm2 16.711N/mm280.000N/mm2强度可以满足要求板挠度校核 : 校核依据 : /L 1/100 f1: 挠度系数 , 按短边与长边的边长比(0.333/0.700=0.476) 查表得 : 0.005 L: 短边边长 : 0.333m t: 板厚度
26、: 2.5mm E: 弹性模量 : 70000.000N/mm2 v: 泊松比 : 0.330 D: 板弯曲刚度 : D=E t3/12/(1-v2)/100000 =1.023 板挠度 : U=104f1WkL4/D =0.767mm 板挠度与边长比值: Du=U/L/1000 =0.002 0.0021/100 板挠度可以满足要求三、E板强度校核 : 校核依据： =M/W=6 m qL2/t2fa=80.000N/mm2 Lx: E 板宽度 : 0.333m Ly: E 板高度 : 0.700m L: E板短边长 :0.333m t: 金属板厚度 : 2.5mm Wk: 风荷载标准值 :
27、1.363kN/m2垂直于平面的分布水平地震作用: qEAk: 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用 (kN/m2) qEAk=5max GAK =50.160 67.500/1000 =0.054kN/m2荷载设计值为： q=1.4Wk+1.3 0.5 qEAk =1.943kN/m2 m1: 跨中弯矩系数 , 按短边与长边的边长比(0.333/0.700=0.476) 查表得 : 0.073 mx: 固端弯矩系数 , 按短边与长边的边长比(0.333/0.700=0.476) 查表得 : 0.084 my: 固端弯矩系数 , 按短边与长边的边长比(0.333/0.700=0.476) 查表得
28、: 0.057 =(Wk+0.5 qEAk) L4109/Et4 =6.27 : 折减系数，按=6.27 查表得 :0.99 E板所受的最大弯矩应力值为: =6m1q L2 103/t2 =14.986N/mm2 14.986N/mm280.000N/mm2强度可以满足要求 E板挠度校核 : 校核依据 : /L 1/100 f1: 挠度系数 , 按短边与长边的边长比(0.333/0.700=0.476) 查表得 : 0.003 Lx: E 板宽度 : 0.333m Ly: E 板高度 : 0.700m L: E板短边长 : 0.333m t: 板厚度 : 2.5mm E: 弹性模量 : 700
29、00.000N/mm2 v: 泊松比 : 0.330 D: 板弯曲刚度 : D=E t3/12/(1-v2)/100000 =1.023 板挠度 : U=104f1WKL4/D =0.420mm 板挠度与边长比值: Du=U/L/1000 =0.001 0.0011/100 E板挠度可以满足要求四、F 板强度校核 : 校核依据： =M/W=6 m qL2/t2fa=80.000N/mm2 Lx: 宽度 : 0.333m Ly: 高度 : 0.700m L: 短边长 : 0.333m t: 金属板厚度 : 2.5mm m1: 跨中弯矩系数, 按短边与长边的边长比(0.333/0.700=0.47
30、6) 查表得 : 0.072 mx: 固端弯矩系数, 按短边与长边的边长比(0.333/0.700=0.476) 查表得 : 0.083 my: 固端弯矩系数, 按短边与长边的边长比(0.333/0.700=0.476) 查表得 : 0.057 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 15 页 Wk: 风荷载标准值 : 1.363kN/m2垂直于平面的分布水平地震作用: qEAk: 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用 (kN/m2) qEAk=5max GAK =50.160 67.500/1000 =0.054kN/m2荷载设计
31、值为： q=1.4Wk+1.3 0.5 qEAk =1.943kN/m2=(Wk+0.5 qEAk) L4109/Et4 =6.27 : 折减系数，按 =6.27 查表得 :0.99 板所受的最大截面弯矩应力值为: =6m1qL2103 /t2 =14.721N/mm2 14.721N/mm280.000N/mm2强度可以满足要求板挠度校核 : 校核依据 : /L 1/100 f1: 挠度系数 , 按短边与长边的边长比(0.333/0.700=0.476) 查表得 : 0.003 Lx: 短边边长 : 0.333m t: 板厚度 : 2.5mm E: 弹性模量 : 70000.000N/mm2
32、 v: 泊松比 : 0.330 D: 板弯曲刚度 : D=E t3/12/(1-v2)/100000 =1.023 板挠度 : U=104f1WkL4/D =0.412mm 板挠度与边长比值: Du=U/L/1000 =0.001 0.0011/100 板挠度可以满足要求五、支座处强度校核 : 1. 支座处校核依据：根据一根肋两侧相邻两板格的支承情况，先求肋两侧的固端弯矩系数，平均后为此处弯矩系数： m支=(m支(i)+m支(j)/2 校核依据： =M/W=6 m支 qL2/t2fa=80.000N/mm22. 支座强度校核： D,E之间：肋侧 D板格固端弯矩系数=0.118 肋侧 E板格固端
33、弯矩系数=0.084 支座弯矩系数 :m=(mdx+mex)/2 =0.101KNm =6m支qL2103/t2 =20.671N/mm2 20.671N/mm280.000N/mm2强度可以满足要求 E,F之间：肋侧 E板格固端弯矩系数=0.057 肋侧 F 板格固端弯矩系数=0.057 支座弯矩系数 :m=(mfy+mey)/2 =0.057KNm =6m支qL2103/t2 =11.685N/mm2 11.685N/mm280.000N/mm2强度可以满足要求六、固定片（压板）计算: Wfg_x: 计算单元总宽为1000.0mm Hfg_y: 计算单元总高为2100.0mm Hyb1:
34、压板上部分高为300.0mm Hyb2: 压板下部分高为300.0mm Wyb: 压板长为20.0mm Hyb: 压板宽为35.0mm Byb: 压板厚为8.0mm Dyb: 压板孔直径为5.0mm Wk: 作用在幕墙上的风荷载标准值为1.363(kN/m2) qEAk: 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用为0.054(kN/m2)( 不包括立柱与横梁传来的地震作用) A: 每个压板承受作用面积(m2) A=(Wfg_x/1000/2)(Hyb1+Hyb2)/1000/2 =(1.0000/2)(0.3000+0.3000)/2 =0.1500 (m2) Pwk: 每个压板承受风荷载标准值(KN
35、) Pwk=Wk A=1.3630.1500=0.204(KN) Pw: 每个压板承受风荷载设计值(KN) Pw=1.4 Pwk=1.4 0.204=0.286(KN) Mw: 每个压板承受风荷载产生的最大弯矩(KN.m) Mw=1.5 Pw(Wyb/2)=1.5 0.286 (0.0200/2)=0.004 (KN.m) Pek: 每个压板承受地震作用标准值(KN) Pek=qEAKA=0.0540.1500=0.008(KN) Pe: 每个压板承受地震作用设计值(KN) Pe=1.3 Pek=1.3 0.008=0.011(KN) Me: 每个压板承受地震作用产生的最大弯矩(KN.m) M
36、e=1.5 Pe(Wyb/2)=1.5 0.011 (0.0200/2)=0.000 (KN.m) 采用 Sw+0.5Se组合精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 15 页 M: 每个压板承受的最大弯矩(KN.m) M=Mw+0.5 Me=0.004+0.5 0.000=0.004(KN.m) W: 压板截面抵抗矩(mm3) W=(Hyh-Dyb) Byb2)/6 =(35.0-5.0)8.02)/6 =320.0 (mm3) I: 压板截面惯性矩(mm4) I=(Hyh-Dyb) Byb3)/12 =(35.0-5.0)8.
37、03)/12 =1280.0 (mm4) =106M/W=1060.004/320.0=13.7 (N/mm2) =13.7(N/mm2) 84.2(N/mm2) 强度满足要求 U: 压板变形 (mm) U=1.510002(Pwk+0.5 Pek) Wyb3/(48 EI) =1.51000(0.204+0.50.008) 20.03/(24 0.7 1051280.0) =0.001mm Du: 压板相对变形 (mm) Du=U/L=U/(Wyb/2)=0.001/10.0=0.0001 Du=0.0001 1/180 符合要求 Nvbh: 压板螺栓 ( 受拉 ) 承载能力计算(N): D
38、: 压板螺栓有效直径为4.250(mm) Nvbh=( D2170)/4=(3.14164.2502170)/4 =2411.7 (N) Nvbh=2411.7 2(Pw+0.5 Pe)=583.0(N) 满足要求七、幕墙立柱计算 : 幕墙立柱按双跨梁力学模型进行设计计算：1. 荷载计算 : (1) 风荷载均布线荷载设计值( 矩形分布 ) 计算 qw: 风荷载均布线荷载设计值(kN/m) W: 风荷载设计值 : 1.760kN/m2 B: 幕墙分格宽 : 1.000m qw=W B =1.7601.000 =1.760 kN/m (2) 地震荷载计算 qEA: 地震作用设计值(KN/m2):
39、GAk: 幕墙构件 ( 包括面板和框 ) 的平均自重 : 68N/m2垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值: qEAk: 垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值 (kN/m2) qEAk=5maxGAk =5 0.160 68.000/1000 =0.054 kN/m2E: 幕墙地震作用分项系数: 1.3 qEA=1.3 qEAk =1.30.054 =0.071 kN/m2 qE：水平地震作用均布线作用设计值( 矩形分布 ) qE=qEAB =0.0711.000 =0.071 kN/m 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，
40、共 15 页(3) 立柱弯矩 : Mw: 风荷载作用下立柱弯矩(kN.m) qw: 风荷载均布线荷载设计值: 1.760(kN/m) Hsjcg: 立柱计算跨度: 5.800m Mw=qw(L13+L23)/8/(L1+L2) =(3.3003+2.5003)/8/(3.300+2.500) 1.760 =1.956 kNm ME: 地震作用下立柱弯矩(kNm): ME=qE(L13+L23)/8/(L1+L2) =(3.3003+2.5003)/8/(3.300+2.500) 0.071 =0.079kNm M: 幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kNm) 采用 SW+0.5SE组合 M
41、=Mw+0.5 ME =1.956+0.50.079 =1.995kNm 2. 选用立柱型材的截面特性: 立柱型材号 : 热镀锌方钢管60X60X5 选用的立柱材料牌号:Q235 d=16 型材强度设计值: 抗拉、抗压215.000N/mm2抗剪 125.0N/mm2型材弹性模量 : E=2.10 105N/mm2 X轴惯性矩 : Ix=45.798cm4 Y轴惯性矩 : Iy=45.836cm4立柱型材在弯矩作用方向净截面抵抗矩: Wn=15.264cm3立柱型材净截面积: An=8.830cm2立柱型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度: LT_x=8.000mm 立柱型材计算剪应力处以上(
42、或下 ) 截面对中和轴的面积矩: Ss=9.670cm3塑性发展系数 : =1.05 3. 幕墙立柱的强度计算: 校核依据 : N/An+M/( Wn) a=215.0N/mm2( 拉弯构件 ) B: 幕墙分格宽 : 1.000m GAk: 幕墙自重 : 68N/m2幕墙自重线荷载: Gk=68B/1000 =681.000/1000 =0.068kN/m Nk: 立柱受力 : Nk=GkL =0.0685.800 =0.394kN N: 立柱受力设计值: rG: 结构自重分项系数: 1.2 N=1.2Nk =1.20.394 =0.473kN : 立柱计算强度(N/mm2)( 立柱为拉弯构件
43、) N: 立柱受力设计值: 0.473kN An: 立柱型材净截面面积: 8.830cm2 M: 立柱弯矩 : 1.995kN m Wn: 立柱在弯矩作用方向净截面抵抗矩: 15.264cm3: 塑性发展系数: 1.05 =N10/An+M 103/(1.05Wn) =0.47310/8.830+1.995103/(1.0515.264) =125.003N/mm2 125.003N/mm2 a=215.0N/mm2立柱强度可以满足4. 幕墙立柱的刚度计算: 校核依据 : dfL/250 df: 立柱最大挠度 Du: 立柱最大挠度与其所在支承跨度( 支点间的距离 ) 比值 : Lt1: 立柱最
44、大挠度所在位置支承跨度( 支点间的距离) 3.300m R0=L12/2-(L13+L23)/8(L1+L2) qwk/L1 =1.651KN df=10001.4355 R0-0.409 qWkL1 L13/(24 2.1 Ix)=10.480mm Du=U/(Lt11000) =10.480/(3.3001000) =1/314 1/314 1/250 且 U=20( 跨距大于4500mm 时此值为30) 挠度可以满足要求！5. 立柱抗剪计算: 校核依据 : max =125.0N/mm2(1)Qwk: 风荷载作用下剪力标准值(kN) R0: 双跨梁长跨端支座反力为: R0=L12/2-(
45、L13+L23)/8/(L1+L2) qwk/L1 =1.651KN Ra: 双跨梁中间支座反力为: Ra=qwk(L13+L23)/(8 L1 L2)+(L1+L2)/2) =4.627KN Rb: 双跨梁短跨端支座反力为: Rb=|qwk (L1+L2)-R0-Ra| =1.013KN Rc: 中间支承处梁受到的最大剪力(KN) Rc=|qwk L1-R0| =2.497 KN Qwk=max(R0,Rb,Rc) =2.497 KN 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 15 页(2)Qw: 风荷载作用下剪力设计值(kN)
46、 Qw=1.4 Qwk =1.42.497 =3.496kN (3)QEk: 地震作用下剪力标准值(kN) R0_e: 双跨梁长跨端支座反力为: R0_e=L12/2-(L13+L23)/8/(L1+L2) qek/L1 =0.071KN Ra_e: 双跨梁中间支座反力为: 0.200KN Ra_e=qek(L13+L23)/(8 L1 L2)+(L1+L2)/2) =0.200KN Rb_e: 双跨梁短跨端支座反力为: -0.044KN Rb_e=|qek (L1+L2)-R0_e-Ra_e| =0.044KN Rc: 中间支承处梁受到的最大剪力(KN) Rc=|qekL1-R0_e| =0
47、.108 KN QEk=max(R0_e,Rb_e,Rc) =0.108 KN (4)QE: 地震作用下剪力设计值(kN) QE=1.3 QEk =1.30.108 =0.141kN (5)Q: 立柱所受剪力: 采用 Qw+0.5QE组合 Q=Qw+0.5 QE =3.496+0.50.141 =3.567kN (6) 立柱剪应力 : : 立柱剪应力 : Ss: 立柱型材计算剪应力处以上( 或下 ) 截面对中和轴的面积矩: 9.670cm3立柱型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度: LT_x=8.000mm Ix: 立柱型材截面惯性矩: 45.798cm4=Q Ss100/(IxLT_x) =3
48、.5679.670 100/(45.7988.000) =9.413N/mm2=9.413N/mm2 125.0N/mm2立柱抗剪强度可以满足八、立柱与主结构连接 Lct2: 连接处热轧钢角码壁厚: 6.0mm Jy: 连接处热轧钢角码承压强度: 305.0N/mm2 D2: 连接螺栓公称直径: 12.0mm D0: 连接螺栓有效直径: 10.4mm 选择的立柱与主体结构连接螺栓为: 不锈钢螺栓 A1,A2 组 50 级 L_L:连接螺栓抗拉强度:230N/mm2 L_J:连接螺栓抗剪强度:175N/mm2采用 SG+SW+0.5SE组合 N1wk: 连接处风荷载总值(N): N1wk=WkB
49、Hsjcg1000 =1.2571.000 5.800 1000 =7290.6N 连接处风荷载设计值(N) : N1w=1.4 N1wk =1.47290.6 =10206.8N N1Ek: 连接处地震作用(N): N1Ek=qEAkB Hsjcg1000 =0.0541.000 5.800 1000 =315.5N N1E: 连接处地震作用设计值(N): N1E=1.3 N1Ek =1.3315.5 =410.2N N1: 连接处水平总力(N): N1=N1w+0.5 N1E =10206.8+0.5410.2 =10411.9N N2: 连接处自重总值设计值(N): N2k=68BHsj
50、cg =68 1.000 5.800 =394.4N N2: 连接处自重总值设计值(N): N2=1.2 N2k =1.2 394.4 =473.3N N: 连接处总合力 (N): N=(N12+N22)0.5 =(10411.9282+473.2802)0.5 =10422.7N Nvb: 螺栓的受剪承载能力: Nv: 螺栓受剪面数目: 2 Nvb=2 D02L_J/4 =23.14 10.3602175/4 =29488.8N 立柱型材种类: Q235 d 10422.7N Ncbl=58560.0N 10422.7N 强度可以满足角码抗承压能力计算: 角码材料牌号 :Q235 钢 ( C