酒店幕墙计算书.pdf

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1、第一部分住宅部分标高 103.500m 层高 5.5m 玻璃幕墙转角计算目录1 计算引用的规 X、标准及资料 12 基本参数 12.1 幕墙所在地区 12.2 地面粗糙度分类等级12.3 抗震设防 13 幕墙承受荷载计算 23.1 风荷载标准值的计算方法21/333.2 计算支撑结构时的风荷载标准值33.3 计算面板材料时的风荷载标准值33.4 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值33.5 作用效应组合 44 单元幕墙立柱计算 44.1 选用立柱材料的截面特性54.2 立柱荷载计算 64.3 幕墙立柱荷载分配 74.4 弯矩分配 74.5 幕墙立柱轴力分配 84.6 立柱的抗弯强度计算84.

2、7 立柱的挠度计算 94.8 立柱的抗剪计算 105 单元幕墙横梁计算 115.1 选用横梁材料的截面特性115.2 横梁荷载计算 125.3 幕墙横梁水平荷载分配135.4 幕墙横梁重力荷载 145.5 弯矩计算 145.6 幕墙横梁的抗弯强度计算155.7 横梁的挠度计算 165.8 型材的抗剪计算 176 单元幕墙中横梁计算 186.1 幕墙荷载计算 196.2 选用横梁型材的截面特性206.3 幕墙横梁的抗弯强度计算216.4 横梁的挠度计算 216.5 横梁的抗剪计算 227 玻璃板块的选用与校核237.1 玻璃板块荷载计算：247.2 玻璃的强度计算：257.3 玻璃最大挠度校核：

3、268 幕墙埋件计算(土建预埋)278.1 荷载标准值计算 278.2 埋件计算 288.3 锚板总面积校核 298.4 锚筋长度计算 299 显竖隐横玻璃幕墙胶类及伸缩缝计算309.1 抗震设计下结构硅酮密封胶的宽度计算309.2 结构硅酮密封胶粘接厚度的计算309.3 结构胶设计总结 319.4 立柱连接伸缩缝计算312/33单元结构幕墙设计计算书单元结构幕墙设计计算书1 1 计算引用的规计算引用的规 X X、标准及资料、标准及资料略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

4、载规 X(GB50009-2001)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 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

5、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；在维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

6、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 X(GB50011-2001 2008 版)，XX 地区地震基本烈度为：6度，地震动峰值加速度为 0.05g，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；1/333 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(GB50009-2001 2006 年版)计算：wk=gzzs1w07.1.1-2GB50009-2001 2006 年版

7、上式中：wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)；Z：计算点标高：103.5m；gz：瞬时风压的阵风系数；根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足 5m 按 5m 计算)：gz=K(1+2f)其中 K 为地面粗糙度调整系数，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对于 B 类地形，103.5m 高度

8、处瞬时风压的阵风系数：gz=0.89(1+2(0.5(Z/10)-0.16)=1.5023z：风压高度变化系数；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当 Z300m 时，取 Z=300m，当 Z350m 时，取 Z=350m，当 Z400m 时，取 Z=400m，当 Z450m 时，取 Z=450m，当 Z30m 时，取 Z=30m；对于 B 类地形，103.5m 高度处风压高度变化系数：z=1.000(Z/10)0.32=2.1124s1：局部风压体型系数；按建筑结构荷载规 XGB50009-2001(2006 年版)第 7.3.3 条：验算围护构件

9、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。本计算点为转角位置。按 JGJ102-2003 第 5.3.2 条文说明：风荷载在建筑物表面分布是不均匀的，在檐口附近、边角部位较大。根据风洞试验结果和国外的有关资料，在上述区域风吸力系数可取-1.8，其余墙面2/33可考虑-1.0，由于维护结构有开启的可能，所以还应考虑室内压-0.2。对无开启的结构，建筑结构荷载规 X条文说明第 7.3.3 条指出“对封闭建筑物，考虑

10、到建筑物内实际存在的个别洞口和缝隙，以及机械通风等因素，室内可能存在正负不同的气压，参照国外规 X，大多取(0.2-0.25)的压力系数，现取0.2”。即不论有无开启扇，均要考虑内表面的局部体型系数。另注：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)-s1(1)logA在上式中：当 A10m2时取 A=10m2；当

11、A1m2时取 A=1m2；w0：基本风压值(MPa)，根据现行GB50009-2001 附表 D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，但不小于 0.3KN/m2，按重现期 50 年，XX 地区取 0.0006MPa；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计算支撑结构时的构件从属面积：A=1.55.5=8.25m2 LogA=0.916s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA =1.47s1=1.47+0.2 =1.67 wk=gzzs1w0 =1.50232.11241.670.0006 =0.00318MPa3.33.3 计算面板材料时的风荷载

12、标准值计算面板材料时的风荷载标准值计算面板材料时的构件从属面积：A=1.53.1=4.65m2 LogA=0.667s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA =1.56s1=1.56+0.2=1.76 wk=gzzs1w0 =1.50232.11241.760.0006 =0.003351MPa3.43.4 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 qEAk=EmaxGk/A5.3.4JGJ102-2003 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；

13、Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)；A：幕墙构件的面积(mm2)；3/333.53.5 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

14、；风 荷 载：w：1.4；地震作用：E：1.3；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 单元幕墙立柱计算单元幕墙立柱计算基本参数：1：计算点标高：103.5m；2：力学模型：双跨梁；3：立柱跨度：L=9200mm；4：立柱材质：6063-T6；5：安装方式：偏心受拉；本处幕墙立柱按多跨连续梁力学模型进行设计计算，计算截面图及受力简图如下：4/33该体系体系为静定结构，通过静力平衡求解杆件的内力，杆件内力图如下：4.14.1 选用立柱材料的截面特性选用立柱材料的截面特性单

15、元幕墙立柱由 2 支立柱插接组成，在本计算中我们分别用“左单元框”和“右单元框”来描述。(1)左单元框参数：选用型材号：SX08A15-013左单元的抗弯强度设计值：fa=150MPa左单元的抗剪强度设计值：a=85MPa左单元弹性模量：Ea=70000MPa左单元绕 X 轴惯性矩：I1x=3797640mm4左单元绕 Y 轴惯性矩：I1y=288250mm4左单元绕 X 轴净截面抵抗矩：W1nx1=46692mm3左单元绕 X 轴净截面抵抗矩：W1nx2=44291mm3左单元净截面面积：A1n=1300.91mm2左单元线密度：1g=0.03512457N/mm5/33左单元截面垂直于 X

16、 轴腹板的截面总宽度：t1=3mm左单元受力面对中性轴的面积矩：S1x=30034mm3塑性发展系数：=1.00(2)右单元框参数：选用型材号：SX08A15-014右单元的抗弯强度设计值：fa=150MPa右单元的抗剪强度设计值：a=85MPa右单元弹性模量：Ea=70000MPa右单元绕 X 轴惯性矩：I2x=3982780mm4右单元绕 Y 轴惯性矩：I2y=536780mm4右单元绕 X 轴净截面抵抗矩：W2nx1=50260mm3右单元绕 X 轴净截面抵抗矩：W2nx2=46194mm32右单元净截面面积：A2n=1355.11mm右单元线密度：2g=0.03658797N/mm右单

17、元截面垂直于 X 轴腹板的截面总宽度：t2=3mm右单元受力面对中性轴的面积矩：S2x=31748mm3塑性发展系数：=1.004.24.2 立柱荷载计算立柱荷载计算(1)风荷载作用的线荷载集度(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 =0.003181500 =4.77N/mm qw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；qw=1.4qwk =1.44.77 =6.678N/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：

18、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)；2 A：幕墙构件的面积(mm)；qEAk=EmaxGk/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 =0.00011500 =0.15N/mm qE：水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；6/33 qE=1.3qEk =1.30.15 =0.195N/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

19、值组合：5.4.1JGJ102-2003 q=qw+0.5qE =6.678+0.50.195 =6.838N/mm用于挠度计算时，采用 Sw标准值：5.4.1JGJ102-2003 qk=qwk =4.77N/mm4.34.3 幕墙立柱荷载分配幕墙立柱荷载分配按照等挠度原则，进行荷载分配，对于双跨梁：q1k：分布在左单元上的线荷载标准值(N/mm)；q2k：分布在右单元上的线荷载标准值(N/mm)；q1：分布在左单元上的线荷载设计值(N/mm)；q2：分布在右单元上的线荷载设计值(N/mm)；Ea：弹性模量(MPa)；I1x：左单元的绕 X 轴惯性矩(mm4)；I2x：右单元的绕 X 轴惯性

20、矩(mm4)；因为：q1kL4/24EaI1x=q2kL4/24EaI2x q1k+q2k=qk所以：q1k=qkI1x/(I1x+I2x)=4.773797640/(3797640+3982780)=2.328N/mm q2k=qkI2x/(I1x+I2x)=4.773982780/(3797640+3982780)=2.442N/mm q1=qI1x/(I1x+I2x)=6.8383797640/(3797640+3982780)=3.371N/mm q2=qI2x/(I1x+I2x)=6.8383982780/(3797640+3982780)=3.469N/mm4.44.4 弯矩分配弯

21、矩分配由多跨梁弯矩图可知，支点 1，2，5 处弯矩为零，跨 1，2 中支点弯矩最大为 M1，跨 4，5 中支点弯矩最大为 M2而在均布荷载作用下，最大挠度在长跨内出现。(1)左单元在组合荷载作用下的弯矩设计值：L1：立柱跨度(mm)；M1：分配到左单元上的中支座弯矩(Nmm)；M1=-q1L12/87/33 =-3.37131002/8 =-4049413.75Nmm(2)右单元在组合荷载作用下的弯矩设计值：L1：立柱跨度(mm)；M2：分配到右单元上的中支座弯矩(Nmm)；M2=-q2L12/8 =-3.46931002/8 =-4167136.25Nmm4.54.5 幕墙立柱轴力分配幕墙立

22、柱轴力分配(1)立柱轴向拉力设计值总值：Nk：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 =0.000515003100 =2325N N：立柱轴向拉力设计值(N)；N=1.2Nk =1.22325 =2790N(2)由于轴力相对材料的抗弯强度影响较小，这里近似的平均分配，即：N1：左单元承担的轴向拉力设计值(N)；N2：右单元承担的轴向拉力设计值(N)；N1=N2=N/2=2790/2=1395N4.64.6 立柱的抗弯强度计算立柱的抗弯强度计算(1

23、)左单元抗弯强度校核：按双跨梁(受拉)立柱抗弯强度公式，应满足：N1/A1n+M1/W1nxfa6.3.7JGJ102-2003上式中：N1：左单元受轴力设计值(N)；M1：左单元弯矩设计值(Nmm)；A1n：左单元净截面面积(mm2)；W1nx：左单元在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)；：塑性发展系数，取 1.00；fa：材料的抗弯强度设计值，取 150MPa；则：N1/A1n+M1/W1nx=1395/1300.91+4049413.75/1.00/44291 =92.454MPa150MPa立柱左单元部分抗弯强度可以满足要求.(2)右单元抗弯强度校核：8/33按双跨梁(受拉)立柱抗弯

24、强度公式，应满足：N2/A2n+M2/W2nxfa6.3.7JGJ102-2003上式中：N2：右单元轴力设计值(N)；M2：右单元弯矩设计值(Nmm)；A2n：右单元净截面面积(mm2)；W2nx：右单元在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)；：塑性发展系数，取 1.00；fa：材料的抗弯强度设计值，取 150MPa；则：N2/A2n+M2/W2nx=1395/1355.11+4167136.25/1.00/46194 =91.239MPa150MPa立柱右单元部分抗弯强度可以满足要求.4.74.7 立柱的挠度计算立柱的挠度计算因为组合材料是在等挠度原理下计算的，在此仅以左单元为例进行计算：

25、k2=0 k1=ABS(4M1/(q1L22)=ABS(4(-4049413.75)/(3.37131002)=0.5查建筑结构静力计算手册第二版表 3-9 附注说明：x0=A/4+2R1/3cos(+240)其中：A=2+k1-k2=2.5 R=(A/4)2-k1/2)3/2=0.053=1/3arccos(A3-12k1A-8(1-2k1-k2)/64R)=26.465 x0=A/4+2R1/3cos(+240)=2.5/4+20.0531/3cos(26.465+240)=0.5781=x0(1-2k1+3k1x0-2x02-k1x02+x03)=0.13代入 df=1q1kL24/24

26、EaI1x上式中：df：立柱的挠度计算值(mm)；q1k：左单元在风荷载作用下的线荷载集度标准值(N/mm)；L2：长跨长度(mm)；Ea：左单元的弹性模量(MPa)，取 70000MPa；I1x：左单元的的绕 X 轴惯性矩(mm4)；df=1q1kL24/24EaI1x =0.132.32831004/24/70000/3797640 =6.26mm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（其它形式幕墙或外维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；9/

27、33对本例取：df,lim=20mm因为 6.26mm20mm，所以，组合后挠度可以满足设计要求。4.84.8 立柱的抗剪计算立柱的抗剪计算(1)左单元的抗剪计算：校核依据：1maxa=85MPa(左单元的抗剪强度设计值)a.求中支座剪力设计值：Vw1 左=-q1L1/2-q1L2=-3.3713100/2-3.371600=-7247.65N取 V1=7247.65Nb.左单元的剪应力校核：1max：左单元最大剪应力(MPa)；V1：左单元所受剪力(N)；S1x：左单元受力面对中性轴的面积矩(mm3)；I1x：左单元型材截面惯性矩(mm4)；t1：左单元截面垂直于 X 轴腹板的截面总宽度(m

28、m)；1max=V1S1x/I1xt1 =7247.6530034/3797640/3 =19.11MPa19.11MPa85MPa左单元抗剪强度可以满足要求!(2)右单元的抗剪计算：校核依据：2maxa=85MPa(右单元的抗剪强度设计值)a.求中支座剪力设计值：Vw1 右=-q2L1/2-q2L2 =-3.4693100/2-3.469600 =-7458.35N取 V1=7458.35Nb.右单元的剪应力校核：2max：右单元最大剪应力(MPa)；V2：右单元所受剪力(N)；3 S2x：右单元受力面对中性轴的面积矩(mm)；I2x：右单元型材截面惯性矩(mm4)；t2：右单元截面垂直于

29、X 轴腹板的截面总宽度(mm)；2max=V2S2x/I2xt2 =7458.3531748/3982780/3 =19.81MPa19.81MPa85MPa右单元抗剪强度可以满足要求!10/335 5 单元幕墙横梁计算单元幕墙横梁计算基本参数：1：计算点标高：103.5m；2：横梁跨度：B=1500mm；3：有无中横框：有；4：横梁上单元下分格高：2000mm；横梁下单元上分格高：3100mm；5：横梁计算分格高度：H=2550mm；6：力学模型：三角荷载简支梁；7：板块配置：中空玻璃；8：横梁材质：6063-T5；因为 BH，所以本处幕墙横梁按三角形荷载简支梁力学模型进行设计计算，受力模型

30、如下：5.15.1 选用横梁材料的截面特性选用横梁材料的截面特性(1)单元上横框参数：选用型材号：SX08A15-112单元上横框的抗弯强度设计值：fa=90MPa单元上横框的抗剪强度设计值：a=55MPa单元上横框弹性模量：Ea=70000MPa单元上横框绕 X 轴惯性矩：I1x=539430mm4单元上横框绕 Y 轴惯性矩：I1y=4265620mm4单元上横框绕 X 轴净截面抵抗矩：W1nx1=14599mm3单元上横框绕 X 轴净截面抵抗矩：W1nx2=14559mm3单元上横框绕 Y 轴净截面抵抗矩：W1ny1=54499mm3单元上横框绕 Y 轴净截面抵抗矩：W1ny2=47014

31、mm3单元上横框净截面面积：A1n=1374.287mm2单元上横框线密度：g=0.038480036N/mm单元上横框截面垂直于 X 轴腹板的截面总宽度：t1x=6mm单元上横框截面垂直于 Y 轴腹板的截面总宽度：t1y=6mm单元上横框受力面对中性轴的面积矩(绕 X 轴)：S1x=10375mm311/33单元上横框受力面对中性轴的面积矩(绕 Y 轴)：S1y=34497mm3塑性发展系数：对于钢材龙骨，按 JGJ133 或 JGJ102 规 X,均取 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；此处取：x=y=1.00(2)单元下横框参

32、数：选用型材号：SX08A15-111单元下横框的抗弯强度设计值：fa=90MPa单元下横框的抗剪强度设计值：a=55MPa单元下横框弹性模量：Ea=70000MPa单元下横框绕 X 轴惯性矩：I2x=403540mm4单元下横框绕 Y 轴惯性矩：I2y=3089510mm43单元下横框绕 X 轴净截面抵抗矩：W2nx1=21080mm单元下横框绕 X 轴净截面抵抗矩：W2nx2=15607mm3单元下横框绕 Y 轴净截面抵抗矩：W2ny1=41758mm3单元下横框绕 Y 轴净截面抵抗矩：W2ny2=39101mm32单元下横框净截面面积：A2n=1327.587mm单元下横框线密度：g=0

33、.037172436N/mm单元下横框截面垂直于 X 轴腹板的截面总宽度：t2x=6mm单元下横框截面垂直于 Y 轴腹板的截面总宽度：t2y=6mm单元下横框受力面对中性轴的面积矩(绕 X 轴)：S2x=10747mm3单元下横框受力面对中性轴的面积矩(绕 Y 轴)：S2y=27935mm3塑性发展系数：对于钢材龙骨，按 JGJ133 或 JGJ102 规 X,均取 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；此处取：x=y=1.005.25.2 横梁荷载计算横梁荷载计算(1)横梁在风荷载作用下的线荷载集度(按三角形分布)：qwk：风荷载线分

34、布最大荷载集度标准值(N/mm)；wk：风荷载标准值(MPa)；B：横梁跨度(mm)；qwk=wkB =0.003181500 =4.77N/mm qw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；qw=1.4qwk =1.44.77 =6.678N/mm(2)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用的线荷载集度(按三角形分布)：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)；12/33 qEAk=EmaxGk/A5.3.4JGJ102

35、-2003 =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)；B：横梁跨度(mm)；qEk=qEAkB =0.000081500 =0.12N/mm qE：横梁受水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；qE=1.3qEk =1.30.12 =0.156N/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设计值组合：5.4.1JGJ102-2003 q=qw+0.5qE =6.678+0.50.156 =6.756N/mm用于挠度计算时，采用 Sw标准值：5.4.1JGJ102-2003 qk=qwk =4.7

36、7N/mm5.35.3 幕墙横梁水平荷载分配幕墙横梁水平荷载分配按照等挠度原则，进行荷载分配，对于三角形荷载简支梁：q1k：分布在单元上横框上的水平作用线荷载标准值(N/mm)；q2k：分布在单元下横框上的水平作用线荷载标准值(N/mm)；q1：分布在单元上横框上的水平作用线荷载设计值(N/mm)；q2：分布在单元下横框上的水平作用线荷载设计值(N/mm)；Ea：单元横框的弹性模量(MPa)；I1y：单元上横框的绕 Y 轴惯性矩(mm4)；I2y：单元下横框的绕 Y 轴惯性矩(mm4)；B：横梁跨度(mm)；因为：q1kB4/120EaI1y=q2kB4/120EaI2y q1k+q2k=qk

37、所以：q1k=qkI1y/(I1y+I2y)=4.774265620/(4265620+3089510)=2.766N/mm q2k=qkI2y/(I1y+I2y)=4.773089510/(4265620+3089510)=2.004N/mm q1=qI1y/(I1y+I2y)=6.7564265620/(4265620+3089510)=3.918N/mm q2=qI2y/(I1y+I2y)13/33 =6.7563089510/(4265620+3089510)=2.838N/mm5.45.4 幕墙横梁重力荷载幕墙横梁重力荷载对于单元幕墙来说：如果是挂式结构，则只有单元下横框承受来自下分

38、格的自重作用，单元上横框没有承担垂直方向的作用力；如果是非挂式结构，则只有单元上横框承受来自上分格的自重作用，单元下横框没有承担垂直方向的作用力；(1)横梁受重横框在自重作用下的荷载计算(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)，对挂式结构取下单元上分格高，对非挂式结构取上单元下分格高；Gk=0.0004H1 =0.00042000 =0.8N/mm G：横梁自重线荷载设计值(N/mm)；G=1.2Gk =1.20.8 =0.96N/mm(2)单元横框在自重方向上实际受力情况:G1k：分布在单元上横框上的自重线荷载标准值(N/mm)；G2k：分布

39、在单元下横框上的自重线荷载标准值(N/mm)；G1：分布在单元上横框上的自重线荷载设计值(N/mm)；G2：分布在单元下横框上的自重线荷载设计值(N/mm)；因为本工程是非挂式结构，所以：G1k=0.8N/mm G2k=0N/mm G1=0.96N/mm G2=0N/mm5.55.5 弯矩计算弯矩计算(1)单元上横框在组合荷载作用下的弯矩设计值：M1y：单元上横框在水平方向的弯矩设计值(Nmm)；M1w：风荷载作用下单元上横框产生的弯矩设计值(Nmm)；M1E：地震作用下单元上横框产生的弯矩设计值(Nmm)；B：横梁跨度(mm)；采用 Sw+0.5SE组合：M1w=q1wB2/12 M1E=q

40、1EB2/12 M1y=M1w+0.5M1E =q1B2/12 =3.91815002/12 =734625Nmm M1x：单元上横框在自重作用下的弯矩设计值(Nmm)；14/33 G1：分布在单元上横框上的自重线荷载设计值(N/mm)；B：横梁跨度(mm)；M1x=G1B2/8 =0.9615002/8 =270000Nmm(2)单元下横框在组合荷载作用下的弯矩设计值：M2y：单元下横框在水平方向的弯矩设计值(Nmm)；M2w：风荷载作用下单元下横框产生的弯矩设计值(Nmm)；M2E：地震作用下单元下横框产生的弯矩设计值(Nmm)；B：横梁跨度(mm)；采用 Sw+0.5SE组合：M2w=q

41、2wB2/122 M2E=q2EB/12 M2y=M2w+0.5M2E =q2B2/12 =2.83815002/12 =532125Nmm M2x：单元下横框在自重作用下的弯矩设计值(Nmm)；G2：分布在单元下横框上的自重线荷载设计值(N/mm)；B：横梁跨度(mm)；M2x=G2B2/8 =015002/8 =0Nmm5.65.6 幕墙横梁的抗弯强度计算幕墙横梁的抗弯强度计算(1)单元上横框的抗弯强度计算：按横梁抗弯强度计算公式，应满足：M1x/xW1nx+M1y/yW1nyfa6.2.4JGJ102-2003上式中：M1x：单元上横框绕 X 轴方向(幕墙平面内方向)的弯矩设计值(Nmm

42、)；M1y：单元上横框绕 Y 轴方向(垂直于幕墙平面方向)的弯矩设计值(Nmm)；W1nx：单元上横框绕 X 轴方向(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩(mm3)；W1ny：单元上横框绕 Y 轴方向(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩(mm3)；x，y：塑性发展系数，均取 1.00；fa：单元上横框抗弯强度设计值，取 90MPa。采用 SG+Sw+0.5SE组合，则：M1x/xW1nx+M1y/yW1ny=270000/1.00/14559+734625/1.00/47014 =34.171MPa90MPa单元上横框的抗弯强度可以满足要求.(2)单元下横框的抗弯强度计算：按横梁抗弯强度计算公式，应

43、满足：M2x/xW2nx+M2y/yW2nyfa6.2.4JGJ102-2003上式中：M2x：单元下横框绕 X 轴方向(幕墙平面内方向)的弯矩设计值(Nmm)；M2y：单元下横框绕 Y 轴方向(垂直于幕墙平面方向)的弯矩设计值(Nmm)；15/33 W2nx：单元下横框绕 X 轴方向(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩(mm3)；W2ny：单元下横框绕 Y 轴方向(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩(mm3)；x，y：塑性发展系数，均取 1.00；fa：单元下横框抗弯强度设计值，取 90MPa。采用 SG+Sw+0.5SE组合，则：M2x/xW2nx+M2y/yW2ny=0/1.00/15607

44、+532125/1.00/39101 =13.609MPa90MPa单元下横框的抗弯强度可以满足要求.5.75.7 横梁的挠度计算横梁的挠度计算(1)水平力作用下的挠度计算因为组合材料是在等挠度原理下计算的，在此仅以单元上横框为例进行计算：q1k：分配到单元上横框上的风荷载作用线荷载集度标准值(N/mm)；Ea：单元上横框的弹性模量(MPa)，取 70000MPa；I1y：单元上横框绕 Y 轴惯性矩(mm4)；B：横梁跨度(mm)；dfy：单元上横框在水平荷载作用下的挠度计算值(mm)；df1,lim：按规 X 要求，水平荷载标准值作用下横梁的挠度限值(mm)；dfy=q1kB4/120EaI

45、1y =2.76615004/120/70000/4265620 =0.391mm按规 X，对于铝材，挠度限值为跨度的 1/180：同时按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（其它形式幕墙或外维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：df1,lim=8.333mm因为 0.391mm8.333mm，所以，组合后水平向挠度可以满足设计要求。(2)自重作用下受荷型材的挠度计算：Gk：受荷横框的自重作用线荷载集度标准值(N/mm)；Ea：横框的弹性

46、模量(MPa)，取 70000MPa；Ix：该横框绕 X 轴惯性矩(mm4)；B：横梁跨度(mm)；dfx：受荷横框在自重作用下的挠度计算值(mm)；df2,lim：按规 X 要求，自重标准值作用下横梁的挠度限值(mm)：除按 GB/T21086-20075.1.1.2限制条件外，按建筑幕墙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/500=1500/500=3mm对本例取：df2,lim=3mm dfx=5GkB4/384EaIx =50.815004/384/70000/539430 =1.397mm因为 1.397mm3mm，所以，单元横框

47、自重方向挠度可以满足设计要求。16/335.85.8 型材的抗剪计算型材的抗剪计算(1)单元上横框的抗剪计算：校核依据：maxa=55MPa(型材的抗剪强度设计值)a.横梁单元上横框剪力计算：V1x：横梁单元上横框受水平总剪力(N)：采用 Vw+0.5VE组合：V1x=q1B/4 =3.9181500/4 =1469.25N V1y：横梁单元上横框垂直总剪力(N)：V1y=G1B/2 =0.961500/2 =720Nb.横梁剪应力校核：1x：横梁单元上横框水平方向剪应力(MPa)；V1x：横梁单元上横框水平总剪力(N)；S1y：横梁单元上横框受力面对中性轴的面积矩(mm3)(绕 Y 轴)；I

48、1y：横梁单元上横框截面惯性矩(mm4)；t1y：横梁单元上横框垂直于 Y 轴腹板的截面总宽度(mm)；1x=V1xS1y/I1yt1y6.2.5JGJ102-2003 =1469.2534497/4265620/6 =1.98MPa 1.98MPa55MPa1y：横梁单元上横框垂直方向剪应力(MPa)；V1y：横梁单元上横框垂直总剪力(N)；S1x：横梁单元上横框受力面对中性轴的面积矩(mm3)(绕 X 轴)；I1x：横梁单元上横框截面惯性矩(mm4)；t1x：横梁单元上横框垂直于 X 轴腹板的截面总宽度(mm)；1y=V1yS1x/I1xt1x6.2.5JGJ102-2003 =72010

49、375/539430/6 =2.308MPa 2.308MPa55MPa单元上横框横梁抗剪强度可以满足!(2)单元下横框的抗剪计算：校核依据：maxa=55MPa(型材的抗剪强度设计值)a.横梁单元下横框剪力计算：V2x：横梁单元下横框受水平总剪力(N)：采用 Vw+0.5VE组合：V2x=q2B/4 =2.8381500/4 =1064.25N V2y：横梁单元下横框垂直总剪力(N)：17/33 V2y=G2B/2 =01500/2 =0Nb.横梁剪应力校核：2x：横梁单元下横框水平方向剪应力(MPa)；V2x：横梁单元下横框水平总剪力(N)；S2y：横梁单元下横框受力面对中性轴的面积矩(m

50、m3)(绕 Y 轴)；I2y：横梁单元下横框截面惯性矩(mm4)；t2y：横梁单元下横框垂直于 Y 轴腹板的截面总宽度(mm)；2x=V2xS2y/I2yt2y6.2.5JGJ102-2003 =1064.2527935/3089510/6 =1.604MPa 1.604MPa55MPa2y：横梁单元下横框垂直方向剪应力(MPa)；V2y：横梁单元下横框垂直总剪力(N)；S2x：横梁单元下横框受力面对中性轴的面积矩(mm3)(绕 X 轴)；4 I2x：横梁单元下横框截面惯性矩(mm)；t2x：横梁单元下横框垂直于 X 轴腹板的截面总宽度(mm)；2y=V2yS2x/I2xt2x6.2.5JGJ