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1、东营万达广场酒店甲写幕墙工程全隐框玻璃幕墙设计计算书设计：校对：审核：批准：XX 市宝鹰建设集团股份 XX二一四年九月四日目录1/441 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：11.4 金属板及石材规 X：11.5 玻璃规 X：21.6 钢材规 X：21.7 胶类及密封材料规X：21.8 五金件规 X：31.9 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)41.11 土建图纸：42 基本参数 42.1 幕墙所在地区 42.2 地面粗糙度分类等级42.3 抗震设防 43 幕墙承受荷载计算 53.1 风荷载标
2、准值的计算方法53.2 计算支撑结构时的风荷载标准值73.3 计算面板材料时的风荷载标准值73.4 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值73.5 平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值73.6 作用效应组合 74 幕墙立柱计算 84.1 立柱型材选材计算 84.2 确定材料的截面参数94.3 选用立柱型材的截面特性104.4 立柱的抗弯强度计算114.5 立柱的挠度计算 114.6 立柱的抗剪计算 125 幕墙横梁计算 125.1 横梁型材选材计算 135.2 确定材料的截面参数155.3 选用横梁型材的截面特性165.4 幕墙横梁的抗弯强度计算165.5 横梁的挠度计算 175.6 横梁的
3、抗剪计算 176 玻璃板块的选用与校核186.1 玻璃板块荷载计算：196.2 玻璃的强度计算：206.3 玻璃最大挠度校核：217 连接件计算 227.1 横梁与角码间连接 227.2 角码与立柱连接 237.3 立柱与主结构连接 252/448 幕墙埋件计算(粘结型化学锚栓)268.1 荷载值计算 278.2 锚栓群中承受拉力最大锚栓的拉力计算278.3 群锚受剪内力计算 288.4 锚栓钢材破坏时的受拉承载力计算288.5 锚栓钢材受剪破坏承载力计算298.6 拉剪复合受力承载力计算299 幕墙转接件强度计算 309.1 受力分析 309.2 转接件的强度计算 3010 幕墙焊缝计算 3
4、010.1 受力分析 3010.2 焊缝特性参数计算 3110.3 焊缝校核计算 3111 全隐框玻璃幕墙胶类及伸缩缝计算3211.1 结构硅酮密封胶的宽度计算3211.2 结构硅酮密封胶粘接厚度的计算3211.3 结构胶设计总结 3311.4 立柱连接伸缩缝计算3311.5 耐候胶胶缝计算 3412 幕墙板块压板计算 3412.1 压板的弯矩设计值计算3412.2 压板的应力计算 3512.3 螺栓抗拉强度验算 3513 附录常用材料的力学及其它物理性能353/44全隐框玻璃幕墙设计计算书全隐框玻璃幕墙设计计算书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
5、墙设计规幕墙设计规 X X：X GB50429-2007X JGJ102-2003 CECS101 GB/T21086-2007X JGJ133-2001 JG/T216-2007X DGJ08-56-20121.21.2 建筑设计规建筑设计规 X X：GB/T17740-1999X GB50017-2003 JGJ3-2010X GB50045-95(2005 GB19155-2003 JGJ/T97-2011 JGJ/T121-99 JGJ145-2004X GB50367-2006X GB50010-2010 GB6566-2010 CECS154 JGJ81-2002 GB50223-
6、2008X GB50009-2012 GB50068-2001X GB50011-2010X GB50016-2006X GB50057-2010X GB50018-2002 GB50352-2005 GB19154-2003X GB50661-2011X GB50755-2012：98年版)：20030/44铝合金结构设计规玻璃幕墙工程技术规建筑瓷板装饰工程技术规程建筑幕墙金属与石材幕墙工程技术规小单元建筑幕墙建筑幕墙工程技术规地震震级的规定钢结构设计规高层建筑混凝土结构技术规程高层民用建筑设计防火规高处作业吊蓝工程抗震术语标准工程网络计划技术规程混凝土结构后锚固技术规程混凝土结构加固设计规
7、混凝土结构设计规混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓 JG160-2004建筑材料放射性核素限量建筑防火封堵应用技术规程建筑钢结构焊接技术规程建筑工程抗震设防分类标准建筑结构荷载规建筑结构可靠度设计统一标准建筑抗震设计规建筑设计防火规建筑物防雷设计规冷弯薄壁型钢结构技术规民用建筑设计通则擦窗机钢结构焊接规钢结构工程施工规1.31.3 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/T133-2000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
8、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 GB5237.5-2008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/T431-2000一般工业用铝及铝合金板、带材 GB/T3880.13-2006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/T16474-20111.41.4 金属板及石材
9、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、氟碳喷漆铝单板 YS/T429.2-2000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品 JG331-2011纤维增强水泥外墙装
10、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/T13890-2
11、0081/441.51.5 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/T18915.1-2002镀膜玻璃 第 2 部分：低辐射镀膜玻璃 GB/T18915.2-2002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/T11944-2002
12、1.61.6 钢材规钢材规 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/T5118-1995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/T3077-19
13、99金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求 GB/T13912-2002冷拔异形钢管 GB/T3094-2000碳钢焊条 GB/T5117-1995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 JC484-2006幕墙玻璃接缝用密封胶 JC/T882-2001彩色涂层钢板用建筑密封胶 JC/T884-2001丁基橡胶防水密封胶粘带 JC/T942-2004干挂石材幕
14、墙用环氧胶粘剂 JC887-2001工业用橡胶板 GB/T5574-2008混凝土建筑接缝用密封胶 JC/T881-20012/44建筑窗用弹性密封剂 JC485-2007建筑密封材料试验方法 GB/T13477.120-2002建筑用防霉密封胶 JC/T885-2001建筑用硅酮结构密封胶 GB16776-2005建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品 GB/T19686-2005建筑用硬质塑料隔热条 JG/T174-2005建筑装饰用天然石材防护剂 JC/T973-2005聚氨酯建筑密封胶 JC/T482-2003聚硫建筑密封胶 JC/T483-2006绝热用岩棉、矿棉及其制品 GB/T11835-2
15、007硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定 GB/T529-2008石材用建筑密封胶 GB/T23261-2009橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法 GB/T531-1999修补用天然橡胶胶粘剂 HG/T3318-2002中空玻璃用弹性密封胶 JC/T486-2001中空玻璃用丁基热熔密封胶 JC/T914-2003建筑表面用有机硅防水剂 JC/T902-2002钢结构防火涂料 GB14907-20021.81.8 五金件规五金件规 X X：封闭型沉头抽芯铆钉 GB/T12616-2004封闭型平圆头抽芯铆钉 GB/T12615-2004紧固件螺栓和螺钉通孔 GB/T5277-1985紧固件公差螺栓
16、、螺钉、螺柱和螺母 GB/T3103.1-2002紧固件机械性能不锈钢螺母 GB/T3098.15-2000紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱 GB/T3098.6-2000紧固件机械性能抽芯铆钉 GB/T3098.19-2004紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹 GB/T3098.2-2000紧固件机械性能螺母、细牙螺纹 GB/T3098.4-2000紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 GB/T3098.1-2010紧固件机械性能自攻螺钉 GB/T3098.5-2000紧固件术语盲铆钉 GB/T3099.2-2004螺纹紧固件应力截面积和承载面积 GB/T16823.1-1997十字槽盘头螺钉 GB
17、/T818-2000铜合金铸件 GB/T13819-1992锌合金压铸件 GB/T13821-2009铝合金压铸件 GB/T15114-2009铸件尺寸公差与机械加工余量 QB/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 X GB50205-20013/44混凝土结构工程施工质量验收规 X GB50204-2002(2011 版)建筑防水材
18、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/T18575-2001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 X GB50210-2001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东营地区；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
19、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 C 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
20、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
21、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；4/44根据国家规 X建筑抗震设计规 XGB50011-2010，东营地区地震基本烈度为：7 度，地震动峰值加速度为 0.15g，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=0.04；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(MP
22、a)；z：计算点标高：85m；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 8.6.1GB50009-2012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 z4
23、50m 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=0.726则：s1(A)=s1(1)+s1(25)-s1(1)logA/1.4 =1+0.8-10.726/1.4 =0.896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
24、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=0.896+0.2 =1.096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 =1.26/44 w0：基本风压值(MPa)，根据现行建筑结构荷载规 XGB50009-2012 附表 E.5 中数值采用，但不小于 0.3
25、KN/m2，按重现期 50 年，东营地区取 0.0005MPa；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 =1.71821.39491.0960.0005 =0.001313MPa3.33.3 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 =1.71821.39491.20.0005 =0.001438MPa3.43.4 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值 qEk=EmaxGk/A5.3.4JGJ102-2003 qEk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa
26、)；E：动力放大系数,取 5.0；max：水平地震影响系数最大值，取 0.04；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)；A：幕墙构件的面积(mm2)；3.53.5 平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值 PEk=EmaxGk5.3.5JGJ102-2003 PEk：平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值(N)；E：动力放大系数,取 5.0；max：水平地震影响系数最大值，取 0.04；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)；按照 JGJ102 规 X5.4 节条文说明部分的规定，对于竖向幕墙和与水平面夹角大于 75度、小于 90 度的斜玻璃幕墙，可不考虑竖向地
27、震作用效应的计算和组合。3.63.6 作用效应组合作用效应组合荷载和作用效应按下式进行组合：S=GSGk+wwSwk+EESEk5.4.1JGJ102-2003上式中：S：作用效应组合的设计值；SGk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值；Swk、SEk：分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值；G、w、E：各效应的分项系数；w、E：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。上面的G、w、E为分项系数，按 5.4.2、5.4.3、5.4.4JGJ102-2003规定如下：进行幕墙构件强度、连接件和预埋件承载力计算时：重力荷载：G：1.2；风 荷 载：w：1.4；地震作用：E：1.3；7/
28、44进行挠度计算时；重力荷载：G：1.0；风 荷 载：w：1.0；地震作用：可不做组合考虑；上式中，风荷载的组合系数w为 1.0；地震作用的组合系数E为 0.5；4 4 幕墙立柱计算幕墙立柱计算基本参数：1：计算点标高：85m；2：力学模型：简支梁；3：立柱跨度：L=3800mm；4：立柱左分格宽：1600mm；立柱右分格宽：1200mm；5：立柱计算间距：B=1400mm；6：板块配置：中空玻璃 6+6 mm；7：立柱材质：6063-T5；8：安装方式：偏心受拉；本处幕墙立柱按简支梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：4.14.1 立柱型材选材计算立柱型材选材计算(1)风荷载作用的线荷载集度
29、(按矩形分布)：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)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；qwk=wkB =0.0013131400 =1.838N/mm8/44 qw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；qw=1.4qwk =1.41.838 =2.573N/mm(2)水平地震作用线荷载集度(按矩形分布)：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；E：动力放大系数，取 5.0；max：水平地震影响系数最大值，取 0.04；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)；A：幕墙构件的面积(mm2)；qEAk=EmaxGk
30、/A5.3.4JGJ102-2003 =5.00.040.0005 =0.0001MPa qEk：水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；qEk=qEAkB =0.00011400 =0.14N/mm qE：水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；qE=1.3qEk =1.30.14 =0.182N/mm(3)幕墙受荷载集度组合：用于强度计算时，采用 Sw+0.5SE设计值组合：5.4.1JGJ102-2003 q=qw+0.5qE =2.573+0.50.182 =2.664N/mm用于挠度计算时，采用 Sw标准值：5.4.1JGJ102-2003 qk=q
31、wk =1.838N/mm(4)立柱在组合荷载作用下的弯矩设计值：Mx：弯矩组合设计值(Nmm)；Mw：风荷载作用下立柱产生的弯矩设计值(Nmm)；ME：地震作用下立柱产生的弯矩设计值(Nmm)；L：立柱跨度(mm)；采用 Sw+0.5SE组合：Mw=qwL2/8 ME=qEL2/8 Mx=Mw+0.5ME =qL2/8 =2.66438002/8 =4808520Nmm4.24.2 确定材料的截面参数确定材料的截面参数(1)立柱抵抗矩预选值计算：9/44 Wnx：立柱净截面抵抗矩预选值(mm3)；Mx：弯矩组合设计值(Nmm)；：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规X
32、GB 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，取 1.00；fa：型材抗弯强度设计值(MPa)，对 6063-T5 取 90MPa；Wnx=Mx/fa =4808520/1.00/90 =53428mm3(2)立柱惯性矩预选值计算：qk：风荷载线荷载集度标准值(N/mm)；E：型材的弹性模量(MPa)，对 6063-T5 取 70000MPa；Ixmin：材料需满足的绕 X 轴最小惯性矩(mm4)；L：计算跨度(mm)；df,lim：按规 X 要求，立柱的
33、挠度限值(mm)；df,lim=5qkL4/384EIxmin L/180=3800/180=21.111mm按5.1.1.2建筑幕墙GB/T21086-2007 的规定，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；对本例取：df,lim=20mm Ixmin=5qkL4/384Edf,lim =51.83838004/384/70000/20 =3564434.494mm44.34.3 选用立柱型材的截面特性选用立柱型材的截面特性按上一项计算结果选用型材号：
34、80140型材的抗弯强度设计值：fa=90MPa型材的抗剪强度设计值：a=55MPa型材弹性模量：E=70000MPa绕 X 轴惯性矩：Ix=4280000mm44绕 Y 轴惯性矩：Iy=1335000mm绕 X 轴净截面抵抗矩：Wnx1=56500mm3绕 X 轴净截面抵抗矩：Wnx2=66600mm3型材净截面面积：An=1466.4mm2型材线密度：g=0.039593N/mm型材截面垂直于 X 轴腹板的截面总宽度：t=5mm型材受力面对中性轴的面积矩：Sx=36400mm3塑性发展系数：=1.0010/444.44.4 立柱的抗弯强度计算立柱的抗弯强度计算(1)立柱轴向拉力设计值：Nk
35、：立柱轴向拉力标准值(N)；qGAk：幕墙单位面积的自重标准值(MPa)；A：立柱单元的面积(mm2)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；L：立柱跨度(mm)；Nk=qGAkA =qGAkBL =0.000514003800 =2660N N：立柱轴向拉力设计值(N)；N=1.2Nk =1.22660 =3192N(2)抗弯强度校核：按简支梁(受拉)立柱抗弯强度公式，应满足：N/An+Mx/Wnxfa6.3.7JGJ102-2003上式中：N：立柱轴力设计值(N)；Mx：立柱弯矩设计值(Nmm)；An：立柱净截面面积(mm2)；Wnx：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)；x：塑性发展系数：对于
36、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规 XGB 50429-2007，取 1.00；fa：型材的抗弯强度设计值，取 90MPa；则：N/An+Mx/Wnx=3192/1466.4+4808520/1.00/56500 =87.283MPa90MPa立柱抗弯强度满足要求。4.54.5 立柱的挠度计算立柱的挠度计算因为惯性矩预选是根据挠度限值计算的，所以只要选择的立柱惯性矩大于预选值，挠度就满足要求：实际选用的型材惯性矩为：Ix=42800
37、00mm4预选值为：Ixmin=3564434.494mm4实际挠度计算值为：df=5qkL4/384EIx =51.83838004/384/70000/4280000 =16.656mm而 df,lim=20mm11/44所以，立柱挠度满足规 X 要求。4.64.6 立柱的抗剪计算立柱的抗剪计算校核依据：maxa=55MPa(立柱的抗剪强度设计值)(1)Vwk：风荷载作用下剪力标准值(N)：Vwk=wkBL/2 =0.00131314003800/2 =3492.58N(2)Vw：风荷载作用下剪力设计值(N)：Vw=1.4Vwk =1.43492.58 =4889.612N(3)VEk：地
38、震作用下剪力标准值(N)：VEk=qEAkBL/2 =0.000114003800/2 =266N(4)VE：地震作用下剪力设计值(N)：VE=1.3VEk =1.3266 =345.8N(5)V：立柱所受剪力设计值组合：采用 Vw+0.5VE组合：V=Vw+0.5VE =4889.612+0.5345.8 =5062.512N(6)立柱剪应力校核：max：立柱最大剪应力(MPa)；V：立柱所受剪力(N)；Sx：立柱型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)；Ix：立柱型材截面惯性矩(mm4)；t：型材截面垂直于 X 轴腹板的截面总宽度(mm)；max=VSx/Ixt =5062.51236400/
39、4280000/5 =8.611MPa 8.611MPa55MPa立柱抗剪强度满足要求!5 5 幕墙横梁计算幕墙横梁计算基本参数：1：计算点标高：85m；2：横梁跨度：B=1600mm；12/44 3：横梁上分格高：1050mm；横梁下分格高：1840mm；4：横梁计算间距：H=1445mm；5：力学模型：梯形荷载简支梁；6：板块配置：中空玻璃 6+6 mm；7：横梁材质：6063-T5；因为 BH，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：5.15.1 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
40、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 =0.0013131445 =1.897N/mm qw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；qw=1.4qwk =1.41.897 =2.656N/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 0.04；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
41、 =5.00.040.0004 =0.00008MPa qEk：横梁受水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)；13/44 H：幕墙横梁计算间距(mm)；qEk=qEAkH =0.000081445 =0.116N/mm qE：横梁受水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；qE=1.3qEk =1.30.116 =0.151N/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：5.4.1JGJ102-2003 q=qw+0.5qE =2.656+0.50.151 =2.732N/mm用于挠度计算时，采用 Sw标准值：5.4.1JGJ102-2003 qk=q
42、wk =1.897N/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：5.4.1JGJ102-2003 Mw=qwB2(3-(H/B)2)/24 ME=qEB2(3-(H/B)2)/24 My=Mw+0.5ME =qB2(3-(H/B)2)/24 =2.73216002(3-(1445/1600)2)/24 =636553.154Nmm(5)横梁在自重荷载作用下的
43、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=0.0004H1 =0.00041050 =0.42N/mm G：横梁自重线荷载设计值(N/mm)；G=1.2Gk =1.20.42 =0.504N/mm Mx：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 =0.50416002/8 =161280Nmm14/445.25.2 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
44、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；fa：型材抗弯强度设计值(MPa)，对 6063-T5 取 90；按下面公式计算：Wnx=Mx/xfa =161280/1.00/90 =1792mm3 Wny=My/yfa =636553.154
45、/1.00/90 =7072.813mm3(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
46、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/180=1600/180=8.889mm B/500=1600/500=3.2mm对本例取：df1,lim=8.889mm df2,lim=3mm qk：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 6063-T5 取 70000MPa；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)/24
47、0Edf1,lim15/44 =1.89716004(25/8-5(1445/2/1600)2+2(1445/2/1600)4)/240/70000/8.889 =182202.469mm4 Gk：横梁自重线荷载标准值(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,lim =50.4216004/384/70000/3 =170666.667mm45.35.3 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：8075型材抗弯强度设计值：
48、90MPa型材抗剪强度设计值：55MPa型材弹性模量：E=70000MPa绕 X 轴惯性矩：Ix=488600mm4绕 Y 轴惯性矩：Iy=779800mm4绕 X 轴净截面抵抗矩：Wnx1=14030mm3绕 X 轴净截面抵抗矩：Wnx2=10820mm3绕 Y 轴净截面抵抗矩：Wny1=21740mm3绕 Y 轴净截面抵抗矩：Wny2=19930mm3型材净截面面积：An=929mm2型材线密度：g=0.025083N/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=5.5mm横梁截面垂直于 Y 轴腹板的截面总宽度：ty=5.5mm型材
49、受力面对中性轴的面积矩(绕 X 轴)：Sx=9190mm3型材受力面对中性轴的面积矩(绕 Y 轴)：Sy=12410mm3塑性发展系数：x=y=1.005.45.4 幕墙横梁的抗弯强度计算幕墙横梁的抗弯强度计算按横梁强度计算公式，应满足：Mx/xWnx+My/yWnyfa6.2.4JGJ102-2003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：
50、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规 XGB 50429-2007，均取 1.00；fa：型材的抗弯强度设计值，取 90MPa。采用 SG+Sw+0.5SE组合，则：16/44 Mx/xWnx+My/yWny=161280/1.00/10820+636553.154/1.00/19930 =46.845MPa90MPa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