鋼結(jié)構(gòu)隱框玻璃幕墻計算書

1、00設(shè)計計算書00設(shè)計計算書計算:校核:審核:設(shè)計公司名稱：克萊斯科（北京）門窗有限公司二一三年三月二十一日目 錄第一部分、 計算書1第一部分、 強度計算信息產(chǎn)品結(jié)構(gòu)一、 計算依據(jù)及說明1、 工程概況說明 工程名稱:00 工程所在城市:北京市 工程所屬建筑物地區(qū)類別:c類 工程所在地區(qū)抗震設(shè)防烈度:八度(0.2g) 工程基本風(fēng)壓:0.45kn/m2 工程強度校核處標(biāo)高:110m 2、 設(shè)計依據(jù) 序號標(biāo)準(zhǔn)名稱標(biāo)準(zhǔn)號1建筑工程用索jg t 330-20112鋁合金門窗工程技術(shù)規(guī)范jgj 214-20103混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范gb 50010-20104吊掛式玻幕墻支承裝置jg 139-20105建筑

2、抗震設(shè)計規(guī)范gb 50011-20106點支式玻幕墻支承裝置jg 138-20107天然花崗石建筑板材gb/t 18601-20098石材幕墻接縫用密封膠gb/t 23261-20099鋁型材截面幾何參數(shù)算法及計算機程序要求ys/t 437-200910浮法玻璃gb11614.2-200911建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程jgj/t116-200912公共建筑節(jié)能改造技術(shù)規(guī)范jgj176-200913建筑用安全玻璃 防火玻璃gb 15763.1-200914建筑陶瓷薄板應(yīng)用技術(shù)規(guī)程jgj/t 172-200915夾層玻璃gb15763.3-200916建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程jgj 113-200917平板

3、玻璃gb11614-200918鋁合金建筑型材 陽極氧化、著色型材gb/t 5237.2-200819耐候結(jié)構(gòu)鋼gb/t4171-200820干掛空心陶瓷板jc/t1080-200821搪瓷用冷軋低碳鋼板及鋼帶gb/t13790-200822鋁合金建筑型材 隔熱型材gb/t 5237.6-200823鋁合金建筑型材 氟碳漆噴涂型材gb/t 5237.5-200824半鋼化玻璃gb/t17841-200825鋁合金建筑型材 電泳涂漆型材gb/t 5237.3-200826陶瓷板gb/t23266-200827鋁合金建筑型材 基材gb/t 5237.1-200828中空玻璃穩(wěn)態(tài)u值（傳熱系數(shù)）的計

4、算和測定gb/t 22476-200829塑料門窗工程技術(shù)規(guī)程jgj 103-200830建筑玻璃采光頂jg/t 231-200831建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規(guī)程jgj/t 151-200832鋁合金建筑型材 粉末噴涂型材gb/t 5237.4-200833熱軋型鋼gb/t706-200834建筑物防雷檢測技術(shù)規(guī)范gb/t21434-200835小單元建筑幕墻jg/t 217-200836鋁合金門窗gb/t 8478-200837冷彎型鋼gb/t6725-200838建筑外門窗保溫性能分級及檢測方法gb/t8484-200839中國地震烈度表gb/t17742-200840普通裝飾用鋁塑復(fù)板g

5、b/t22412-200841不銹鋼棒gb/t 1220-200742不銹鋼和耐熱鋼 牌號及化學(xué)成份gb/t20878-200743民用建筑能耗數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)jg/t 154-200744建筑用不銹鋼絞線jg/t 200-200745建筑幕墻gb/t 21086-200746鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范gb 50429-200747百頁窗用鋁合金帶材ys/t621-200748建筑外窗氣密、水密、抗風(fēng)壓性能現(xiàn)場檢測方法jgj/t 211-200749中空玻璃用復(fù)合密封膠條jc/t 1022-200750建筑幕墻用瓷板jg/t217-200751建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范gb 50009-200652混凝土加固設(shè)計規(guī)

6、范gb50367-200653鋁及鋁合金軋制板材gb/t 3880-200654建筑設(shè)計防火規(guī)范gb 50016-200655綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)gb/t50378-200656建筑用硬質(zhì)塑料隔熱條jg/t 174-200557鋼化玻璃 gb15763.2-200558公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)gb 50189-200559建筑隔聲評價標(biāo)準(zhǔn)gb/t50121-200560建筑結(jié)構(gòu)用冷彎矩形鋼管jg/t 178-200561干掛飾面石材及其金屬掛件jc83018302-200562建筑用隔熱鋁合金型材 穿條式j(luò)g/t 175-200563混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程jgj 145-200464混凝土用膨脹型、

7、擴孔型建筑錨栓jg 160-200465玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范jgj 102-200366鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范gb 50017-200367建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程jgj81-200268中空玻璃gb/t11944-200269建筑幕墻抗震性能振動臺試驗方法gb/t 18575-200170玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)jgj/t 139-200171混凝土接縫用密封膠jc/t 881-200172全玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)程dbj/ct 014-200173幕墻玻璃接縫用密封膠jc/t 882-200174中空玻璃用彈性密封膠jc/t 486-200175建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)gb 50068-200176點

8、支式玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)程cecs 127-200177建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)gb/t 50104-200178建筑用鋁型材、鋁板氟碳涂層jc 133-200079緊固件機械性能 不銹鋼螺栓、螺釘、螺柱gb 3098.6-200080緊固件機械性能 自攻螺釘gb 3098.5-200081建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測方法gb/t 18250-200082緊固件機械性能 螺母 細(xì)牙螺紋 gb 3098.4-200083緊固件機械性能 螺栓、螺釘和螺柱gb 3098.1-200084緊固件機械性能 螺母 粗牙螺紋gb 3098.2-200085緊固件機械性能 不銹鋼 螺母gb 3098.15-200086螺紋緊

9、固件應(yīng)力截面積和承載面積gb/t 16823.1-19973、 基本計算公式(1).場地類別劃分: 根據(jù)地面粗糙度,場地可劃分為以下類別: a類近海面,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); 00按c類地區(qū)計算風(fēng)壓(2).風(fēng)荷載計算: 幕墻屬于薄壁外圍護(hù)構(gòu)件，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范gb50009-2012 8.1.1-2 采用 風(fēng)荷載計算公式: = 其中: -作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m2) -瞬時風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù),按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范gb50009-2012 條文

10、說明8.6.1取定 根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算:=1+2g()(-) 其中g(shù)為峰值因子取為2.5，i10為10米高名義湍流度,為地面粗糙度指數(shù) a類場地: =0.12 ,=0.12 b類場地: =0.14 ,=0.15 c類場地: =0.23 ,=0.22 d類場地: =0.39 ,=0.30 -風(fēng)壓高度變化系數(shù),按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范gb50009-2012取定, 根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算: a類場地: =1.284()0.24 b類場地: =1.000()0.30 c類場地: =0.544()0.44 d類場地: =0.262()0.60 本工程屬于c類地區(qū) -風(fēng)荷載體型系數(shù),按

11、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范gb50009-2012取定 -基本風(fēng)壓,按全國基本風(fēng)壓圖,北京市地區(qū)取為0.45kn/m2(3).地震作用計算: = 其中: -水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 -動力放大系數(shù),按 5.0 取定 -水平地震影響系數(shù)最大值,按相應(yīng)設(shè)防烈度取定: 6度(0.05g): =0.04 7度(0.1g): =0.08 7度(0.15g): =0.12 8度(0.2g): =0.16 8度(0.3g): =0.24 9度(0.4g): =0.32 北京市地區(qū)設(shè)防烈度為八度(0.2g),根據(jù)本地區(qū)的情況,故取=0.16 -幕墻構(gòu)件的自重(n/m2)(4).荷載組合: 結(jié)構(gòu)設(shè)計時，根據(jù)構(gòu)件受力特點，荷載或

12、作用的情況和產(chǎn)生的應(yīng)力(內(nèi)力)作用方向，選用最不利的組合，荷載和效應(yīng)組合設(shè)計值按下式采用： + 各項分別為永久荷載：重力；可變荷載：風(fēng)荷載、溫度變化；偶然荷載：地震 水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值: =+0.5，維護(hù)結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)值不考慮地震組合 水平荷載設(shè)計值: q=1.4+0.51.3 荷載和作用效應(yīng)組合的分項系數(shù),按以下規(guī)定采用: 對永久荷載采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值，其分項系數(shù)滿足： a.當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時：對由可變荷載效應(yīng)控制的組合，取1.2；對有永久荷載效應(yīng)控制的組合，取1.35 b.當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時：一般情況取1.0； 可變荷載根據(jù)設(shè)計要求選代表值，其分項系數(shù)一般情況取1.4二、 荷載計算1、 風(fēng)

13、荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算 : 作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m2) z : 計算高度110m : 110m高處風(fēng)壓高度變化系數(shù)(按c類區(qū)計算): (gb50009-2012 條文說明8.2.1) =0.544()0.44=1.56247 : 10米高名義湍流度,對應(yīng)a、b、c、d類地面粗糙度，分別取0.12、0.14、0.23、0.39。 (gb50009-2012 條文說明8.4.6) : 陣風(fēng)系數(shù) : (gb50009-2012 8.1.1-2) = 1 + 2g()(-) (gb50009-2012 條文說明8.6.1) = 1 + 22.50.23()(-0.22) = 1.67856 :局

14、部正風(fēng)壓體型系數(shù) :局部負(fù)風(fēng)壓體型系數(shù),通過計算確定 :建筑物表面正壓區(qū)體型系數(shù)，按照(gb50009-2012 8.3.3)取1 :建筑物表面負(fù)壓區(qū)體型系數(shù)，按照(gb50009-2012 8.3.3-2)取-1 對于封閉式建筑物，考慮內(nèi)表面壓力，按照(gb50009-2012 8.3.5)取-0.2或0.2 :立柱構(gòu)件從屬面積取9m2 :橫梁構(gòu)件從屬面積取3m2 :維護(hù)構(gòu)件面板的局部體型系數(shù) =+0.2 =1.2 =-0.2 =-1.2 維護(hù)構(gòu)件從屬面積大于或等于25m2的體型系數(shù)計算 =0.8+0.2 (gb50009-2012 8.3.4) =1 =0.8-0.2 (gb50009-2

15、012 8.3.4) =-1 對于直接承受荷載的面板而言，不需折減有 =1.2 =-1.2 同樣，取立柱面積對數(shù)線性插值計算得到 =+(0.8-)+0.2 =1+(0.8-1)+0.2 =1.06368 =+(0.8-)-0.2 =-1+(-0.8)-(-1)-0.2 =-1.06368 同樣，取橫梁面積對數(shù)線性插值計算得到 =+(0.8-)+0.2 =1+(0.8-1)+0.2 =1.13184 =+(0.8-)-0.2 =-1+(-0.8)-(-1)-0.2 =-1.13184 按照以上計算得到 對于面板有: =1.2 =-1.2 對于立柱有: =1.06368 =-1.06368 對于橫

16、梁有: =1.13184 =-1.13184 面板正風(fēng)壓風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算如下 = (gb50009-2012 8.1.1-2) =1.678561.21.562470.45 =1.41626 kn/m2 面板負(fù)風(fēng)壓風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算如下 = (gb50009-2012 8.1.1-2) =1.67856(-1.2)1.562470.45 =-1.41626 kn/m2 同樣，立柱正風(fēng)壓風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算如下 = (gb50009-2012 8.1.1-2) =1.678561.063681.562470.45 =1.25537 kn/m2 立柱負(fù)風(fēng)壓風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算如下 = (gb50009-20

17、12 8.1.1-2) =-1.25537 kn/m2 同樣，橫梁正風(fēng)壓風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算如下 = (gb50009-2012 8.1.1-2) =1.33582 kn/m2 橫梁負(fù)風(fēng)壓風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算如下 = (gb50009-2012 8.1.1-2) =-1.33582 kn/m2 2、 風(fēng)荷載設(shè)計值計算 w: 風(fēng)荷載設(shè)計值: kn/m2 w : 風(fēng)荷載作用效應(yīng)的分項系數(shù)：1.4 按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范jgj 102-2003 5.1.6條規(guī)定采用 面板風(fēng)荷載作用計算 wp=wwkp=1.41.41626=1.98277kn/m2 wn=wwkn=1.4(-1.41626)=-1.9827

18、7kn/m2 立柱風(fēng)荷載作用計算 wvp=wwkvp=1.41.25537=1.75752kn/m2 wvn=wwkvn=1.4(-1.25537)=-1.75752kn/m2 橫梁風(fēng)荷載作用計算 whp=wwkhp=1.41.33582=1.87015kn/m2 whn=wwkhn=1.4(-1.33582)=-1.87015kn/m2 3、 水平地震作用計算 gak: 面板和構(gòu)件平均平米重量取0.3072kn/m2 max: 水平地震影響系數(shù)最大值:0.16 qek: 分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m2) qek=emaxgak (jgj102-2003 5.3.4) =50.160.30

19、72 =0.24576kn/m2 re: 地震作用分項系數(shù): 1.3 qea: 分布水平地震作用設(shè)計值(kn/m2) qea=reqek =1.30.24576 =0.319488kn/m24、 荷載組合計算 幕墻承受的荷載作用組合計算，按照規(guī)范，考慮正風(fēng)壓、地震荷載組合: szkp=wkp =1.41626kn/m2 szp=wkpw+qekee =1.416261.4+0.245761.30.5 =2.14251kn/m2 考慮負(fù)風(fēng)壓、地震荷載組合: szkn=wkn =-1.41626kn/m2 szn=wknw-qekee =-1.416261.4-0.245761.30.5 =-2.

20、14251kn/m2 綜合以上計算，取絕對值最大的荷載進(jìn)行強度演算 采用面板荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值為1.41626kn/m2 面板荷載組合設(shè)計值為2.14251kn/m2 立柱荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值為1.25537kn/m2 橫梁荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值為1.33582kn/m2 三、 玻璃計算1、 玻璃面積 b: 該處玻璃幕墻分格寬: 1.5m h: 該處玻璃幕墻分格高: 2m a: 該處玻璃板塊面積: a=bh =1.52 =3m2 2、 玻璃板塊自重 :中空玻璃板塊平均自重(不包括鋁框): 玻璃的體積密度為: 25.6(kn/m3) (jgj102-2003 5.3.1) bl_w:中空玻璃外層玻璃厚度: 6mm

21、 bl_n:中空玻璃內(nèi)層玻璃厚度: 6mm =25.6 =25.6 =0.3072kn/m23、 玻璃強度計算 選定面板材料為:6(tp)+12+6(tp)中空玻璃 校核依據(jù): q: 玻璃所受組合荷載: 2.14251kn/m2 a: 玻璃短邊邊長: 1.5m b: 玻璃長邊邊長: 2m :中空玻璃外層玻璃厚度: 6mm :中空玻璃內(nèi)層玻璃厚度: 6mm e: 玻璃彈性模量 : 72000n/mm2 m: 玻璃板面跨中彎曲系數(shù),按邊長比a/b查表 6.1.2-1得: 0.0683 : 折減系數(shù),根據(jù)參數(shù)查表6.1.2-2 : 玻璃所受應(yīng)力: q=2.14251kn/m2 荷載分配計算: =1.

22、1q =1.12.14251 =1.17838 =q =2.14251 =1.07126 =1.1 =1.11.41626 =0.778943 = =1.41626 =0.70813 參數(shù)計算: = (jgj102-2003 6.1.2-3) = =42.2604 查表6.1.2-2 得o = 0.833219 = = =38.4185 查表6.1.2-2 得 = 0.846326 玻璃最大應(yīng)力計算: = (jgj102-2003 6.1.2-1) =0.833219 =25.1476n/mm2 =i =0.846326 =23.2211n/mm2 25.1476n/mm2=84n/mm2 2

23、3.2211n/mm2=84n/mm2 玻璃的強度滿足 4、 玻璃跨中撓度計算 校核依據(jù): =1000=25mm d: 玻璃剛度(nmm) : 玻璃泊松比: 0.2 e: 玻璃彈性模量 : 72000n/mm2 : 中空玻璃的等效厚度 =0.95 =0.95 =7.18155mm d= = =2.31491e+006nmm : 玻璃所受組合荷載標(biāo)準(zhǔn)值:1.41626kn/m2 : 撓度系數(shù),按邊長比a/b查 表6.1.3得: 0.00663 參數(shù)計算: = (jgj102-2003 6.1.2-3) =109 =37.4371 : 折減系數(shù),根據(jù)參數(shù)查表6.1.2-2 得 = 0.850251

24、 : 玻璃組合荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙茸畲笾?= (jgj102-2003 6.1.3-2) =0.850251109 =17.4596mm 17.4596mm=25mm 玻璃的撓度滿足四、 結(jié)構(gòu)膠計算1、 結(jié)構(gòu)膠寬度計算(1)組合荷載作用下結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)寬度的計算: : 組合荷載作用下結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)寬度 (mm) w: 風(fēng)荷載設(shè)計值: 2.14251kn/m2 a: 矩形分格短邊長度: 1.5m : 結(jié)構(gòu)膠的短期強度允許值:0.2n/mm2 按5.6.2條規(guī)定采用 = (jgj102-2003 5.6.3-1) = =8.03441mm 取9mm(2)自重效應(yīng)膠縫寬度的計算: : 自重效應(yīng)膠縫寬度 (m

25、m) b: 幕墻分格寬: 1.5m h: 幕墻分格高: 2m :玻璃板塊自重:0.3072 : 結(jié)構(gòu)膠的長期強度允許值: 0.01n/mm2 按5.6.2條規(guī)定采用 = (jgj102-2003 5.6.3-3) =1000 =15.7989mm 取16mm (3)結(jié)構(gòu)硅酮密封膠的最小計算寬度: 16mm2、 結(jié)構(gòu)膠厚度計算(1)溫度變化效應(yīng)膠縫厚度的計算: : 溫度變化效應(yīng)結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)厚度: mm : 結(jié)構(gòu)硅酮密封膠的溫差變位承受能力: 0.125 : 年溫差: 0 : 玻璃板塊在年溫差作用下玻璃與鋁型材相對位移量: mm 鋁型材線膨脹系數(shù): al=2.3510-5 玻璃線膨脹系數(shù): aw=

26、110-5 = = =0mm = (jgj102-2003 5.6.5) = =0mm(2)地震作用下膠縫厚度的計算: : 地震作用下結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)厚度: mm h: 幕墻分格高: 2m :幕墻層間變位設(shè)計變位角1/550 : 結(jié)構(gòu)硅酮密封膠的地震變位承受能力: 0.41 = = =3.65819mm (3)結(jié)構(gòu)硅酮密封膠的最小計算厚度: 4mm3、 結(jié)構(gòu)膠強度計算(1)設(shè)計選定膠縫寬度和厚度: 膠縫選定寬度為: 16 mm 膠縫選定厚度為: 8 mm 幕墻玻璃相對于鋁合金框的位移: us = = 21000 = 3.63636mm(2)短期荷載和作用在結(jié)構(gòu)膠中產(chǎn)生的拉應(yīng)力: w: 風(fēng)荷載以及地

27、震荷載組合設(shè)計值: 2.14251kn/m2 a: 矩形分格短邊長度: 1.5m : 結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)寬度: 16 mm = = =0.10043n/mm2(3)永久荷載和作用在結(jié)構(gòu)膠中產(chǎn)生的剪應(yīng)力: h: 幕墻分格高: 2m b: 幕墻分格寬: 1.5m = = =0.00987429n/mm20.01n/mm2 結(jié)構(gòu)膠長期強度滿足要求 (4)短期荷載和作用在結(jié)構(gòu)膠中產(chǎn)生的總應(yīng)力: = = =0.100914n/mm20.2n/mm2 結(jié)構(gòu)膠短期強度滿足要求 五、 立柱計算1、 立柱荷載計算(1)風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計值(矩形分布) qw: 風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計值(kn/m) rw:

28、 風(fēng)荷載作用效應(yīng)的分項系數(shù)：1.4 wk: 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值: 1.25537kn/m2 bl: 幕墻左分格寬: 1.5m br: 幕墻右分格寬: 1.5m qwk=wk =1.25537 =1.88306kn/m qw=1.4qwk =1.41.88306 =2.63628kn/m(2)分布水平地震作用設(shè)計值 gakl: 立柱左邊幕墻構(gòu)件(包括面板和框)的平均自重: 0.5kn/m2 gakr: 立柱右邊幕墻構(gòu)件(包括面板和框)的平均自重: 0.5kn/m2 qeakl=5maxgakl (jgj102-2003 5.3.4) =50.160.5 =0.4kn/m2 qeakr=5maxgakr

29、 (jgj102-2003 5.3.4) =50.160.5 =0.4kn/m2 qek= = =0.6kn/m qe=1.3qek =1.30.6 =0.78kn/m(3)立柱荷載組合 立柱所受組合荷載標(biāo)準(zhǔn)值為: qk=qwk =1.88306kn/m 立柱所受組合荷載設(shè)計值為: q =qw+eqe =2.63628+0.50.78 =3.02628kn/m 立柱計算簡圖如下: (4)立柱彎矩: 通過有限元分析計算得到立柱的彎矩圖如下: 立柱彎矩分布如下表: 列表條目12345678910偏移(m)0.0000.5631.1251.6882.2502.7503.3133.8754.4385.

30、000彎矩(kn.m)0.0003.7776.5968.4589.3639.3638.4586.5963.7770.000 最大彎矩發(fā)生在2.5m處 m: 幕墻立柱在風(fēng)荷載和地震作用下產(chǎn)生彎矩(knm) m=9.45712knm 立柱在荷載作用下的軸力圖如下: 立柱在荷載作用下的支座反力信息如下表: 支座編號x向反力(kn)y向反力(kn)轉(zhuǎn)角反力(kn.m)n0-7.566-n1-7.566-4.500-2、 選用立柱型材的截面特性 選定立柱材料類別: 鋼-q235 選用立柱型材名稱: 鋼管140x80x4 型材強度設(shè)計值: 215n/mm2 型材彈性模量: e=206000n/mm2 x軸

31、慣性矩: ix=445.053cm4 y軸慣性矩: iy=185.343cm4 x軸上部抵抗矩: wx1=63.579cm3 x軸下部抵抗矩: wx2=63.579cm3 y軸左部抵抗矩: wy1=46.3357cm3 y軸右部抵抗矩: wy2=46.3357cm3 型材截面積: a=16.8736cm2 型材計算校核處抗剪壁厚: t=4mm 型材截面面積矩: ss=38.8791cm3 塑性發(fā)展系數(shù): =1.05 3、 立柱強度計算 校核依據(jù): +a bl: 幕墻左分格寬: 1.5m br: 幕墻右分格寬: 1.5m hv: 立柱長度 gakl: 幕墻左分格自重: 0.5kn/m2 gakr

32、: 幕墻右分格自重: 0.5kn/m2 幕墻自重線荷載: gk= = =0.75kn/m rg: 結(jié)構(gòu)自重分項系數(shù): 1.2 g:幕墻自重線荷載設(shè)計值0.9kn/m f: 立柱計算強度(n/mm2) a: 立柱型材截面積: 16.8736cm2 nl: 當(dāng)前桿件最大軸拉力(kn) ny: 當(dāng)前桿件最大軸壓力(kn) mmax:當(dāng)前桿件最大彎矩(kn.m) wz: 立柱截面抵抗矩(cm3) : 塑性發(fā)展系數(shù): 1.05 立柱通過有限元計算得到的應(yīng)力校核數(shù)據(jù)表格如下: 編號nlnymmaxwzafzb04.5000.0009.45763.57916.8736144.330 通過上面計算可知,立柱桿

33、件b0的應(yīng)力最大,為144.33n/mm2a=215n/mm2,所以立柱承載力滿足要求4、 立柱的剛度計算 校核依據(jù): umax 且 umax30mm dfmax: 立柱最大允許撓度: 通過有限元分析計算得到立柱的撓度圖如下: 立柱撓度分布如下表: 列表條目12345678910偏移(m)0.0000.5631.1251.6882.2502.7503.3133.8754.4385.000撓度(mm)0.0005.87410.95314.63416.51516.51514.63410.9535.8740.000 最大撓度發(fā)生在2.5m處,最大撓度為16.7149mm30mm dfmax=1000

34、 =1000 =20mm 立柱最大撓度umax為: 16.7149mm20mm 撓度滿足要求5、 立柱抗剪計算 校核依據(jù): max=125n/mm2 通過有限元分析計算得到立柱的剪力圖如下: 立柱剪力分布如下表: 列表條目12345678910偏移(m)0.0000.5631.1251.6882.2502.7503.3133.8754.4385.000剪力(kn)-7.566-5.863-4.161-2.459-0.7570.7572.4594.1615.8637.566 最大剪力發(fā)生在0m處 : 立梃剪應(yīng)力: q: 立梃最大剪力: 7.56569kn ss: 立柱型材截面面積矩: 38.87

35、91cm3 ix: 立柱型材截面慣性矩: 445.053cm4 t: 立柱抗剪壁厚: 4mm = = =16.5232n/mm2 16.5232n/mm2125n/mm2 立柱抗剪強度可以滿足六、 立柱與主結(jié)構(gòu)連接計算1、 立柱與主結(jié)構(gòu)連接計算 連接處角碼材料 : 鋼-q235 連接螺栓材料 : c級普通螺栓-4.8級 : 連接處角碼壁厚: 8mm : 連接螺栓直徑: 12mm : 連接螺栓有效直徑: 10.36mm : 連接處水平總力(n): =q =-7.56571kn : 連接處自重總值設(shè)計值(n): =-4.5kn n: 連接處總合力(n): n= =1000 =8802.84n :

36、螺栓的承載能力: : 連接處剪切面數(shù): 2 =23.14140 (gb 50017-2003 7.2.1-1) =23.14140 =23603n : 立梃與建筑物主結(jié)構(gòu)連接的螺栓個數(shù): = = =0.372954個 取2個 : 立梃型材壁抗承壓能力(n): : 連接處剪切面數(shù): 22 t: 立梃壁厚: 4mm =2325t (gb 50017-2003 7.2.1-3) =12232542 =62400n 8802.84n 62400n 立梃型材壁抗承壓能力滿足 : 角碼型材壁抗承壓能力(n): =2325 (gb 50017-2003 7.2.1-3) =12232582 =124800n

37、 8802.84n 124800n 角碼型材壁抗承壓能力滿足七、 橫梁計算1、 選用橫梁型材的截面特性 選定橫梁材料類別: 鋼-q235 選用橫梁型材名稱: 鋼管80*80*4 型材強度設(shè)計值: 215n/mm2 型材彈性模量: e=206000n/mm2 x軸慣性矩: ix=146.226cm4 y軸慣性矩: iy=146.226cm4 x軸上部抵抗矩: wx1=36.5566cm3 x軸下部抵抗矩: wx2=36.5566cm3 y軸左部抵抗矩: wy1=36.5566cm3 y軸右部抵抗矩: wy2=36.5566cm3 型材截面積: a=15.7753cm2 型材計算校核處抗剪壁厚:

38、t=4mm 型材截面繞x軸面積矩: ss=22.0251cm3 型材截面繞y軸面積矩: ssy=22.0251cm3 塑性發(fā)展系數(shù): =1.05 2、 橫梁的強度計算 校核依據(jù): + =215 (jgj102-2003 6.2.4) (1)橫梁在自重作用下的彎矩(knm) : 幕墻分格高: 2m : 幕墻分格寬: 1.5m : 橫梁上部面板自重: 0.5kn/m2 : 橫梁下部面板自重: 0.5kn/m2 : 橫梁自重荷載線分布均布荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(kn/m): =0.5 =0.52 =1kn/m : 橫梁自重荷載線分布均布荷載集度設(shè)計值(kn/m) = =1.21 =1.2kn/m(2)橫梁承

39、受的組合荷載作用計算 橫梁承受風(fēng)荷載作用 =1.33582kn/m2 : 橫梁平面外地震荷載: : 動力放大系數(shù): 5 : 地震影響系數(shù)最大值: 0.16 =0.5 (jgj102-2003 5.3.4) =50.160.5 =0.4kn/m2 =0.5 (jgj102-2003 5.3.4) =50.160.5 =0.4kn/m2 荷載組合: 橫梁承受面荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值: = = 1.33582kn/m2 橫梁承受面荷載組合設(shè)計值: =+0.5 =1.41.33582+0.51.30.4 =2.13015kn/m2 =+0.5 =1.41.33582+0.51.30.4 =2.13015kn/

40、m2 (3)橫梁在組合荷載作用下的彎矩(knm) 分橫梁上下部分別計算 : 橫梁上部面板高度 2m : 橫梁下部面板高度 2m : 橫梁上部面板荷載計算有效高度為1m : 橫梁下部面板荷載計算有效高度為1m = =2.130151 =2.13015kn/m = =2.130151 =2.13015kn/m 組合荷載作用產(chǎn)生的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值為: = =1.335821 =1.33582kn/m = =1.335821 =1.33582kn/m(4)橫梁荷載計算: =+ =2.67164kn/m q =+ =4.2603kn/m(5)橫梁強度計算信息: 橫梁荷載作用簡圖如下: 橫梁在荷載作用下的彎矩

41、圖如下: 橫梁在荷載作用下的彎矩以及正應(yīng)力數(shù)據(jù)如下表所示: 編號條目123456789101偏移0.0000.1690.3370.5060.6750.8250.9941.1631.3311.500my0.000-0.479-0.836-1.072-1.186-1.186-1.072-0.836-0.4790.000mz0.000-0.135-0.235-0.302-0.334-0.334-0.302-0.235-0.135-0.000y0.000-12.467-21.773-27.919-30.904-30.904-27.919-21.773-12.4670.000z0.000-3.512-6

42、.133-7.864-8.705-8.705-7.864-6.133-3.512-0.0000.000-15.978-27.906-35.783-39.609-39.609-35.783-27.906-15.9780.000說明：偏移單位為m；彎矩單位為kn.m；應(yīng)力單位為n/mm2。 橫梁在組合荷載作用下的支座反力信息如下表所示: 支座編號y向反力(kn)z向反力(kn)y向轉(zhuǎn)角反力(kn.m)z向轉(zhuǎn)角反力(kn.m)n0-3.195-0.900-n1-3.195-0.900-3、 橫梁的剛度計算 橫梁在荷載作用下的撓度圖如下: 橫梁在荷載作用下的撓度數(shù)據(jù)如下表所示: 編號條目123456789101偏移0.0000.1690.3370.5060.6750.8250.9941.1631.3311.500dy0.000-0.205-0.383-0.512-0.578-0.578-0.512-0.383-0.2050.000dz0.000-0.077-0.143-0.192-0.216-0.216-0.192-0.143-0.0770.000d0.0000.2190.4090.5470.6170.6170.5470.4090.219