檢測(cè)中心綜合樓幕墻計(jì)算書

1、綿陽(yáng)市建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心辦公檢測(cè)試驗(yàn)綜合樓幕墻工程設(shè)計(jì)計(jì)算書設(shè)計(jì)： 校對(duì)： 審核： 四川攀枝花規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司二二一二二一年十月 目錄（一）規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及幕墻承受荷載計(jì)算31 計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料3（二）全隱框玻璃幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書41 基本參數(shù)42 幕墻承受荷載計(jì)算53 幕墻立柱計(jì)算74 幕墻橫梁計(jì)算105 玻璃板塊的選用與校核146 連接件計(jì)算177 幕墻埋件計(jì)算(后錨固結(jié)構(gòu))208 幕墻焊縫計(jì)算279 全隱框玻璃幕墻膠類及伸縮縫計(jì)算2810 幕墻板塊壓板計(jì)算30（三）全隱框玻璃采光頂設(shè)計(jì)計(jì)算書312 采光頂荷載計(jì)算323 選取計(jì)算荷載組合344 單坡采光頂立柱計(jì)算355 單坡

2、采光頂橫梁計(jì)算376 采光頂玻璃的計(jì)算39（四）幕墻后切式螺栓拉拔試驗(yàn)計(jì)算43（一）規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及幕墻承受荷載計(jì)算1 計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料1.1 幕墻設(shè)計(jì)規(guī)范：玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 jgj102-2003建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 jgj113-2003建筑幕墻 gb/t21086-20071.2 建筑設(shè)計(jì)規(guī)范：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 gb50017-2003高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 gb50045-2001公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) gb50189-2005混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程 jgj145-2004混凝土用膨脹型、擴(kuò)孔型建筑錨栓 jg160-2004建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程 jgj81-2002建筑工程

3、抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn) gb50223-2004建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 gb50009-2001(2006修訂版)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) gb50068-2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 gb50011-2001(2008修訂版)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 gb50016-2006 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 gb50057-94(2000修訂版)1.3 鋁材規(guī)范：建筑用鋁型材、鋁板氟碳涂層 jc133-2000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(yáng)極氧化、著色型材 gb5237.2-2004鋁合金建筑型材第3部分電泳涂漆型材 gb5237.3-2004鋁合金建筑型材第4部分粉末噴涂型材

4、 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鋁合金建筑型材 gb/t5237-2004鋁及鋁合金彩色噴涂層 ys/t431-2000鋁及鋁合金彩色涂層板、帶材 ys/t431-2000有色電泳涂漆鋁合金建筑型材 ys/t459-20031.4 玻璃規(guī)范：鍍膜玻璃第二部分低輻射鍍膜玻璃 gb/t18915.2-2002鍍膜玻璃第一部分陽(yáng)光控制鍍膜玻璃 gb/t18915.1-2002熱反射玻璃 jc693-1998浮法玻璃 gb11614-1999鋼化玻璃 gb/t9963-1998夾層玻璃

5、 gb9962-1999中空玻璃 gb/t11944-20021.5 鋼材規(guī)范：不銹鋼棒 gb/t1220-1992不銹鋼和耐熱鋼冷扎帶鋼 gb/t4239-1991不銹鋼冷加工鋼棒 gb/t4226-1984不銹鋼冷扎鋼板 gb/t3280-1992不銹鋼熱扎鋼板 gb/t4237-1992不銹鋼熱扎鋼帶 gb/t5090-1985不銹鋼絲 gb/t4240-93不銹鋼絲繩 gb9944-88低合金鋼焊條 gb/t5118-1995低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 gb/t1591-1994鋼絲繩鋁合金壓制接頭 gb6946-1993結(jié)構(gòu)用無(wú)縫鋼管 jbj102金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術(shù)要求 gb/t

6、13912-1992碳鋼焊條 gb/t5117-1995碳素結(jié)構(gòu)鋼 gb/t700-1988優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 gb/t699-19991.6 膠類及密封材料規(guī)范：丙烯酸酯建筑密封膏 jc484-1992玻璃幕墻接縫用密封膠 jc/t882-2001丁基橡膠防水密封膠粘帶 jc/t942-2004工業(yè)用橡膠板 gb/t5574-1994硅酮建筑密封膏 gb/t14683-2003硅酮建筑密封膠 gb/14683-2003混凝土接縫用密封膠 jc/t881-2001建筑窗用彈性密封劑 jc485-1992建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠 gb16776-2005建筑用巖棉、礦渣棉絕熱制品 gb/t19686-2

7、005建筑裝飾用天然石材防護(hù)劑 jc/t973-2005聚氨酯建筑密封膠 jc/t482-2003聚硫建筑密封膠 jc483-1992絕熱用巖棉、礦棉及其制品 gb/t11835-98硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測(cè)定 gb/t529-1999幕墻玻璃接縫用密封膠 jc/t882-2001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建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)(第二版)土建圖紙（二）全隱框玻璃幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書 1 基本參數(shù)1.1 幕墻所在地區(qū) 綿陽(yáng)地區(qū)；1.2 地面粗糙度分類等級(jí) 幕墻屬于外圍護(hù)構(gòu)件，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gb50009-2001) a類

8、：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(biāo)準(zhǔn)，本工程按b類地形考慮。1.3 抗震設(shè)防 按建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)，建筑工程應(yīng)分為以下四個(gè)抗震設(shè)防類別： 1.特殊設(shè)防類：指使用上有特殊設(shè)施，涉及國(guó)家公共安全的重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害等特別重大災(zāi)害后果，需要進(jìn)行特殊設(shè)防的建筑，簡(jiǎn)稱甲類； 2.重點(diǎn)設(shè)防類：指地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的生命線相關(guān)建筑，以及地震時(shí)可能導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害后果，需要提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的建筑，

9、簡(jiǎn)稱乙類； 3.標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類：指大量的除1、2、4款以外按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)防的建筑，簡(jiǎn)稱丙類； 4.適度設(shè)防類：指使用上人員稀少且震損不致產(chǎn)生次生災(zāi)害，允許在一定條件下適度降低要求的建筑，簡(jiǎn)稱丁類； 在維護(hù)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)計(jì)算中： 1.特殊設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求加強(qiáng)其抗震措施，同時(shí)，應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評(píng)價(jià)的結(jié)果且高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求確定其地震作用； 2.重點(diǎn)設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的要求加強(qiáng)其抗震措施，同時(shí)，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用； 3.標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用； 4.適度設(shè)防類，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確

10、定其抗震措施和地震作用； 根據(jù)國(guó)家規(guī)范建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(gb50011-2001 2008版)，綿陽(yáng)地區(qū)地震基本烈度為：7度，地震動(dòng)峰值加速度為0.1g，由于本工程是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，因此實(shí)際抗震計(jì)算中的水平地震影響系數(shù)最大值應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度選取，也就是?。簃ax=0.08；2 幕墻承受荷載計(jì)算2.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算方法 幕墻屬于外圍護(hù)構(gòu)件，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gb50009-2001 2006年版)計(jì)算： wk=gzzs1w0 7.1.1-2gb50009-2001 2006年版上式中： wk：作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(mpa)； z：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：30.1m； gz：瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)

11、； 根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按以下公式計(jì)算(高度不足5m按5m計(jì)算)： gz=k(1+2f) 其中k為地面粗糙度調(diào)整系數(shù)，f為脈動(dòng)系數(shù) a類場(chǎng)地： gz=0.92(1+2f) 其中：f=0.387(z/10)-0.12 b類場(chǎng)地： gz=0.89(1+2f) 其中：f=0.5(z/10)-0.16 c類場(chǎng)地： gz=0.85(1+2f) 其中：f=0.734(z/10)-0.22 d類場(chǎng)地： gz=0.80(1+2f) 其中：f=1.2248(z/10)-0.3對(duì)于b類地形，30.1m高度處瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)： gz=0.89(1+2(0.5(z/10)-0.16)=1.6361 z：風(fēng)壓高度變化系

12、數(shù)； 根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按以下公式計(jì)算： a類場(chǎng)地： z=1.379(z/10)0.24 當(dāng)z300m時(shí)，取z=300m，當(dāng)z350m時(shí)，取z=350m，當(dāng)z400m時(shí)，取z=400m，當(dāng)z450m時(shí)，取z=450m，當(dāng)z30m時(shí)，取z=30m；對(duì)于b類地形，30.1m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)： z=1.000(z/10)0.32=1.4228 s1：局部風(fēng)壓體型系數(shù)； 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范gb50009-2001(2006年版)第7.3.3條：驗(yàn)算圍護(hù)構(gòu)件及其連接的強(qiáng)度時(shí)，可按下列規(guī)定采用局部風(fēng)壓體型系數(shù)s1： 一、外表面 1. 正壓區(qū) 按表7.3.1采用； 2. 負(fù)壓區(qū) -對(duì)墻面， 取-1.0

13、 -對(duì)墻角邊， 取-1.8 二、內(nèi)表面 對(duì)封閉式建筑物，按表面風(fēng)壓的正負(fù)情況取-0.2或0.2。 本計(jì)算點(diǎn)為大面位置。 按jgj102-2003第5.3.2條文說(shuō)明：風(fēng)荷載在建筑物表面分布是不均勻的，在檐口附近、邊角部位較大。根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果和國(guó)外的有關(guān)資料，在上述區(qū)域風(fēng)吸力系數(shù)可取-1.8，其余墻面可考慮-1.0，由于維護(hù)結(jié)構(gòu)有開啟的可能，所以還應(yīng)考慮室內(nèi)壓-0.2。對(duì)無(wú)開啟的結(jié)構(gòu)，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范條文說(shuō)明第7.3.3條指出“對(duì)封閉建筑物，考慮到建筑物內(nèi)實(shí)際存在的個(gè)別洞口和縫隙，以及機(jī)械通風(fēng)等因素，室內(nèi)可能存在正負(fù)不同的氣壓，參照國(guó)外規(guī)范，大多取(0.2-0.25)的壓力系數(shù)，現(xiàn)取0.2”。

14、即不論有無(wú)開啟扇，均要考慮內(nèi)表面的局部體型系數(shù)。 另注：上述的局部體型系數(shù)s1(1)是適用于圍護(hù)構(gòu)件的從屬面積a小于或等于1m2的情況，當(dāng)圍護(hù)構(gòu)件的從屬面積a大于或等于10m2時(shí)，局部風(fēng)壓體型系數(shù)s1(10)可乘以折減系數(shù)0.8，當(dāng)構(gòu)件的從屬面積小于10m2而大于1m2時(shí)，局部風(fēng)壓體型系數(shù)s1(a)可按面積的對(duì)數(shù)線性插值，即： s1(a)=s1(1)+s1(10)-s1(1)loga 在上式中：當(dāng)a10m2時(shí)取a=10m2；當(dāng)a1m2時(shí)取a=1m2； w0：基本風(fēng)壓值(mpa)，根據(jù)現(xiàn)行g(shù)b50009-2001附表d.4(全國(guó)基本風(fēng)壓分布圖)中數(shù)值采用，但不小于0.3kn/m2，按重現(xiàn)期50年

15、，綿陽(yáng)地區(qū)取0.0003mpa；2.2 計(jì)算支撐結(jié)構(gòu)時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 計(jì)算支撐結(jié)構(gòu)時(shí)的構(gòu)件從屬面積： a=1.013.45=3.4845m2 loga=0.542 s1(a)=s1(1)+s1(10)-s1(1)loga =0.892 s1=0.892+0.2 =1.092 wk=gzzs1w0 =1.63611.42281.0920.0003 =0.000763mpa 因?yàn)閣k0.001mpa,所以按jgj102-2003，取wk=0.001mpa.2.3 計(jì)算面板材料時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 計(jì)算面板材料時(shí)的構(gòu)件從屬面積： a=1.012.05=2.0705m2 loga=0.316 s1(a)=

16、s1(1)+s1(10)-s1(1)loga =0.937 s1=0.937+0.2 =1.137 wk=gzzs1w0 =1.63611.42281.1370.0003 =0.000794mpa 因?yàn)閣k0.001mpa,所以按jgj102-2003，取wk=0.001mpa.2.4 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 qeak=emaxgk/a 5.3.4jgj102-2003 qeak：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(mpa)； e：動(dòng)力放大系數(shù),取5.0； max：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.08； gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(n)； a：幕墻構(gòu)件的面積(mm2)；2

17、.5 作用效應(yīng)組合荷載和作用效應(yīng)按下式進(jìn)行組合： s=gsgk+wwswk+eesek 5.4.1jgj102-2003上式中： s：作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值； sgk：重力荷載作為永久荷載產(chǎn)生的效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； swk、sek：分別為風(fēng)荷載，地震作用作為可變荷載產(chǎn)生的效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； g、w、e：各效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)； w、e：分別為風(fēng)荷載，地震作用效應(yīng)的組合系數(shù)。上面的g、w、e為分項(xiàng)系數(shù)，按5.4.2、5.4.3、5.4.4jgj102-2003規(guī)定如下：進(jìn)行幕墻構(gòu)件強(qiáng)度、連接件和預(yù)埋件承載力計(jì)算時(shí)： 重力荷載：g：1.2； 風(fēng) 荷 載：w：1.4； 地震作用：e：1.3；進(jìn)行撓度計(jì)算時(shí)； 重力荷載：g

18、：1.0； 風(fēng) 荷 載：w：1.0； 地震作用：可不做組合考慮；上式中，風(fēng)荷載的組合系數(shù)w為1.0； 地震作用的組合系數(shù)e為0.5；3 幕墻立柱計(jì)算基本參數(shù)： 1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：30.1m； 2：力學(xué)模型：?jiǎn)慰绾?jiǎn)支梁； 3：立柱跨度：l=3450mm； 4：立柱左分格寬：1010mm；立柱右分格寬：1010mm； 5：立柱計(jì)算間距：b=1010mm； 6：板塊配置：中空玻璃6 +6 mm； 7：立柱材質(zhì)：6063-t5； 8：安裝方式：偏心受拉；本處幕墻立柱按單跨簡(jiǎn)支梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，受力模型如下：3.1 立柱型材選材計(jì)算(1)風(fēng)荷載作用的線荷載集度(按矩形分布)： qwk：風(fēng)荷載線分布最

19、大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(n/mm)； wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(mpa)； b：幕墻立柱計(jì)算間距(mm)； qwk=wkb =0.0011010 =1.01n/mm qw：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值(n/mm)； qw=1.4qwk =1.41.01 =1.414n/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(biāo)準(zhǔn)值(mpa)； e：動(dòng)力放大系數(shù)，取5.0； max：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.08； gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(n)，(含面板和框架)； a：幕墻構(gòu)件的面積(mm2)； qeak=emaxgk/a 5.3.4jgj102-2003

20、=5.00.080.0005 =0.0002mpa qek：水平地震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(n/mm)； b：幕墻立柱計(jì)算間距(mm)； qek=qeakb =0.00021010 =0.202n/mm qe：水平地震作用線荷載集度設(shè)計(jì)值(n/mm)； qe=1.3qek =1.30.202 =0.263n/mm(3)幕墻受荷載集度組合：用于強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，采用sw+0.5se設(shè)計(jì)值組合： 5.4.1jgj102-2003 q=qw+0.5qe =1.414+0.50.263 =1.545n/mm用于撓度計(jì)算時(shí)，采用sw標(biāo)準(zhǔn)值： 5.4.1jgj102-2003 qk=qwk =1.01n/mm(4

21、)立柱在組合荷載作用下的彎矩設(shè)計(jì)值： mx：彎矩組合設(shè)計(jì)值(nmm)； mw：風(fēng)荷載作用下立柱產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值(nmm)； me：地震作用下立柱產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值(nmm)； l：立柱跨度(mm)；采用sw+0.5se組合： mw=qwl2/8 me=qel2/8 mx=mw+0.5me =ql2/8 =1.54534502/8 =2298670.312nmm3.2 確定材料的截面參數(shù)(1)立柱抵抗矩預(yù)選值計(jì)算： wnx：立柱凈截面抵抗矩預(yù)選值(mm3)； mx：彎矩組合設(shè)計(jì)值(nmm)； ：塑性發(fā)展系數(shù)： 對(duì)于鋼材龍骨，按jgj133或jgj102規(guī)范,取1.05； 對(duì)于鋁合金龍骨，按最新鋁合

22、金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范gb 50429-2007，取1.00； fa：型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(mpa)，對(duì)6063-t5取85.5mpa； wnx=mx/fa =2298670.312/1.00/90 =25540.781mm3(2)立柱慣性矩預(yù)選值計(jì)算： qk：風(fēng)荷載線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(n/mm)； e：型材的彈性模量(mpa)，對(duì)6063-t5取70000mpa； ixmin：材料需滿足的繞x軸最小慣性矩(mm4)； l：計(jì)算跨度(mm)； df,lim：按規(guī)范要求，立柱的撓度限值(mm)； df,lim=5qkl4/384eixmin l/180=3450/180=19.167mm 按5.1.1.2建

23、筑幕墻gb/t21086-2007的規(guī)定，對(duì)于構(gòu)件式玻璃幕墻或單元幕墻（其它形式幕墻或外維護(hù)結(jié)構(gòu)無(wú)絕對(duì)撓度限制）： 當(dāng)跨距4500mm時(shí)，絕對(duì)撓度不應(yīng)該大于20mm； 當(dāng)跨距4500mm時(shí)，絕對(duì)撓度不應(yīng)該大于30mm；對(duì)本例取： df,lim=19.167mm ixmin=5qkl4/384edf,lim =51.0134504/384/70000/19.167 =1388622.99mm43.3 選用立柱型材的截面特性 按上一項(xiàng)計(jì)算結(jié)果選用型材號(hào)：sx-14505 型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fa=85.5mpa 型材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：a=55mpa 型材彈性模量：e=70000mpa 繞x軸慣性

24、矩：ix=1723170mm4 繞y軸慣性矩：iy=616750mm4 繞x軸凈截面抵抗矩：wnx1=29907mm3 繞x軸凈截面抵抗矩：wnx2=32895mm3 型材凈截面面積：an=1037.75mm2 型材線密度：g=0.028019n/mm 型材截面垂直于x軸腹板的截面總寬度：t=6mm 型材受力面對(duì)中性軸的面積矩：sx=19050mm3 塑性發(fā)展系數(shù)：=1.003.4 立柱的抗彎強(qiáng)度計(jì)算(1)立柱軸向拉力設(shè)計(jì)值： nk：立柱軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值(n)； qgak：幕墻單位面積的自重標(biāo)準(zhǔn)值(mpa)； a：立柱單元的面積(mm2)； b：幕墻立柱計(jì)算間距(mm)； l：立柱跨度(mm)；

25、 nk=qgaka =qgakbl =0.000510103450 =1742.25n n：立柱軸向拉力設(shè)計(jì)值(n)； n=1.2nk =1.21742.25 =2090.7n(2)抗彎強(qiáng)度校核：按單跨簡(jiǎn)支梁(受拉)立柱抗彎強(qiáng)度公式，應(yīng)滿足： n/an+mx/wnxfa 6.3.7jgj102-2003上式中： n：立柱軸力設(shè)計(jì)值(n)； mx：立柱彎矩設(shè)計(jì)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)； x：塑性發(fā)展系數(shù)： 對(duì)于鋼材龍骨，按jgj133或jgj102規(guī)范,取1.05； 對(duì)于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范gb 50429-

26、2007，取1.00； fa：型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取85.5mpa；則： n/an+mx/wnx=2090.7/1037.75+2298670.312/1.00/29907 =78.875mpa85.5mpa立柱抗彎強(qiáng)度滿足要求。3.5 立柱的撓度計(jì)算 因?yàn)閼T性矩預(yù)選是根據(jù)撓度限值計(jì)算的，所以只要選擇的立柱慣性矩大于預(yù)選值，撓度就滿足要求： 實(shí)際選用的型材慣性矩為：ix=1723170mm4 預(yù)選值為：ixmin=1388622.99mm4 實(shí)際撓度計(jì)算值為： df=5qkl4/384eix =51.0134504/384/70000/1723170 =15.446mm 而df,lim=19

27、.167mm所以，立柱撓度滿足規(guī)范要求。4 幕墻橫梁計(jì)算基本參數(shù)： 1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：30.1m； 2：橫梁跨度：b=1010mm； 3：橫梁上分格高：1650mm；橫梁下分格高：2050mm； 4：橫梁計(jì)算間距：h=1850mm； 5：力學(xué)模型：三角荷載簡(jiǎn)支梁； 6：板塊配置：中空玻璃6 +6 mm； 7：橫梁材質(zhì)：6063-t5；因?yàn)閎h，所以本處幕墻橫梁按三角形荷載簡(jiǎn)支梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，受力模型如下：4.1 橫梁型材選材計(jì)算(1)橫梁在風(fēng)荷載作用下的線荷載集度(按三角形分布)： qwk：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(n/mm)； wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(mpa)； b：橫梁跨度(mm)

28、； qwk=wkb =0.0011010 =1.01n/mm qw：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值(n/mm)； qw=1.4qwk =1.41.01 =1.414n/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)； e：動(dòng)力放大系數(shù)，取5.0； max：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.08； gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(n)，(主要指面板組件)； a：幕墻平面面積(mm2)； qeak=emaxgk/a 5.3.4jgj102-2003 =5.00.080.0004 =0.00016mpa qek：橫梁受水平地

29、震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(n/mm)； b：橫梁跨度(mm)； qek=qeakb =0.000161010 =0.162n/mm qe：橫梁受水平地震作用線荷載集度設(shè)計(jì)值(n/mm)； qe=1.3qek =1.30.162 =0.211n/mm(3)幕墻橫梁受荷載集度組合：用于強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，采用sw+0.5se設(shè)計(jì)值組合： 5.4.1jgj102-2003 q=qw+0.5qe =1.414+0.50.211 =1.519n/mm用于撓度計(jì)算時(shí)，采用sw標(biāo)準(zhǔn)值： 5.4.1jgj102-2003 qk=qwk =1.01n/mm(4)橫梁在風(fēng)荷載及地震組合作用下的彎矩值(按三角形分布)： my

30、：橫梁受風(fēng)荷載及地震作用彎矩組合設(shè)計(jì)值(nmm)； mw：風(fēng)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 =1.51910102/12 =129127.658nmm(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(biāo)準(zhǔn)值(n/mm)； h1：橫梁自重荷載作用高度(mm)，對(duì)掛式結(jié)構(gòu)取橫梁下分格高，對(duì)非掛式結(jié)構(gòu)取橫梁上分格高； gk=0.0004h1 =0.00041650 =0.66n/mm g：橫梁自重

31、線荷載設(shè)計(jì)值(n/mm)； g=1.2gk =1.20.66 =0.792n/mm mx：橫梁在自重荷載作用下的彎矩設(shè)計(jì)值(nmm)； b：橫梁跨度(mm)； mx=gb2/8 =0.79210102/8 =100989.9nmm4.2 確定材料的截面參數(shù)(1)橫梁抵抗矩預(yù)選： wnx：繞x軸橫梁凈截面抵抗矩預(yù)選值(mm3)； wny：繞y軸橫梁凈截面抵抗矩預(yù)選值(mm3)； mx：橫梁在自重荷載作用下的彎矩設(shè)計(jì)值(nmm)； my：風(fēng)荷載及地震作用彎矩組合設(shè)計(jì)值(nmm)； x，y：塑性發(fā)展系數(shù)： 對(duì)于鋼材龍骨，按jgj133或jgj102規(guī)范,均取1.05； 對(duì)于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結(jié)

32、構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范gb 50429-2007，均取1.00； fa：型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(mpa)，對(duì)6063-t5取90；按下面公式計(jì)算： wnx=mx/xfa =100989.9/1.00/90 =1122.11mm3 wny=my/yfa =129127.658/1.00/90 =1434.752mm3(2)橫梁慣性矩預(yù)選： df1,lim：按規(guī)范要求，橫梁在水平力標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度限值(mm)； df2,lim：按規(guī)范要求，橫梁在自重力標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度限值(mm)； b：橫梁跨度(mm)； 按相關(guān)規(guī)范，鋼材橫梁的相對(duì)撓度不應(yīng)大于l/250，鋁材橫梁的相對(duì)撓度不應(yīng)大于l/180； 建筑幕墻gb/

33、t21086-2007還有如下規(guī)定： 按5.1.1.2，對(duì)于構(gòu)件式玻璃幕墻或單元幕墻（其它形式幕墻或外維護(hù)結(jié)構(gòu)無(wú)絕對(duì)撓度限制）： 當(dāng)跨距4500mm時(shí)，絕對(duì)撓度不應(yīng)該大于20mm； 當(dāng)跨距4500mm時(shí)，絕對(duì)撓度不應(yīng)該大于30mm； 按5.1.9，b，自重標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙炔粦?yīng)超過(guò)其跨度的1/500，并且不應(yīng)大于3mm； b/180=1010/180=5.611mm b/500=1010/500=2.02mm對(duì)本例?。?df1,lim=5.611mm df2,lim=2.02mm qk：風(fēng)荷載作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(n/mm)； e：型材的彈性模量(mpa)，對(duì)6063-t5取70000mpa；

34、iymin：繞y軸最小慣性矩(mm4)； b：橫梁跨度(mm)； df1,lim=qkb4/120eiymin (受風(fēng)荷載與地震作用的撓度計(jì)算) iymin=qkb4/120edf1,lim =1.0110104/120/70000/5.611 =22299.099mm4 ixmin：繞x軸最小慣性矩(mm4)； gk：橫梁自重線荷載標(biāo)準(zhǔn)值(n/mm)； df2,lim=5gkb4/384eixmin (自重作用下產(chǎn)生的撓度計(jì)算) ixmin=5gkb4/384edf2,lim =50.6610104/384/70000/2.02 =63243.923mm44.3 選用橫梁型材的截面特性 按照

35、上面的預(yù)選結(jié)果選取型材： 選用型材號(hào)：sx-14501a 型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：85.5mpa 型材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：55mpa 型材彈性模量：e=70000mpa 繞x軸慣性矩：ix=255620mm4 繞y軸慣性矩：iy=101670mm4 繞x軸凈截面抵抗矩：wnx1=8072mm3 繞x軸凈截面抵抗矩：wnx2=7668mm3 繞y軸凈截面抵抗矩：wny1=4778mm3 繞y軸凈截面抵抗矩：wny2=5580mm3 型材凈截面面積：an=506.84mm2 型材線密度：g=0.013685n/mm 橫梁與立柱連接時(shí)角片與橫梁連接處橫梁壁厚：t=2.5mm 橫梁截面垂直于x軸腹板的截面總寬

36、度：tx=5mm 橫梁截面垂直于y軸腹板的截面總寬度：ty=5mm 型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(繞x軸)：sx=5023mm3 型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(繞y軸)：sy=3375mm3 塑性發(fā)展系數(shù)：x=y=1.004.4 幕墻橫梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算按橫梁抗彎強(qiáng)度計(jì)算公式，應(yīng)滿足： mx/xwnx+my/ywnyfa 6.2.4jgj102-2003上式中： mx：橫梁繞x軸方向(幕墻平面內(nèi)方向)的彎矩設(shè)計(jì)值(nmm)； my：橫梁繞y軸方向(垂直于幕墻平面方向)的彎矩設(shè)計(jì)值(nmm)； wnx：橫梁繞x軸方向(幕墻平面內(nèi)方向)的凈截面抵抗矩(mm3)； wny：橫梁繞y軸方向(垂直于幕墻平面方

37、向)的凈截面抵抗矩(mm3)； x，y：塑性發(fā)展系數(shù)： 對(duì)于鋼材龍骨，按jgj133或jgj102規(guī)范,取1.05； 對(duì)于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范gb 50429-2007，取1.00； fa：型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取85.5mpa。采用sg+sw+0.5se組合，則： mx/xwnx+my/ywny=100989.9/1.00/7668+129127.658/1.00/4778 =40.196mpa85.5mpa橫梁抗彎強(qiáng)度滿足要求。4.5 橫梁的撓度計(jì)算 因?yàn)閼T性矩預(yù)選是根據(jù)撓度限值計(jì)算的，所以只要選擇的橫梁慣性矩大于預(yù)選值，撓度就滿足要求： 實(shí)際選用的型材慣性矩為： ix=2

38、55620mm4 iy=101670mm4 預(yù)選值為： ixmin=63243.923mm4 iymin=22299.099mm4 橫梁撓度的實(shí)際計(jì)算值如下： df1=qkb4/120eiy =1.0110104/120/70000/101670 =1.231mm df2=5gkb4/384eix =50.6610104/384/70000/255620 =0.5mm df1,lim=5.611mm df2,lim=2.02mm所以，橫梁撓度滿足規(guī)范要求。5 玻璃板塊的選用與校核基本參數(shù)： 1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：30.1m； 2：玻璃板尺寸：寬高=bh=1010mm2050mm； 3：玻璃配置：中空

39、玻璃，外片鋼化玻璃6mm,內(nèi)片鋼化玻璃6mm；模型簡(jiǎn)圖為：5.1 玻璃板塊荷載計(jì)算：(1)外片玻璃荷載計(jì)算： t1：外片玻璃厚度(mm)； t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)； wk：作用在板塊上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(mpa)； gak1：外片玻璃單位面積自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(mpa)； qeak1：外片玻璃地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(mpa)； g1：外片玻璃的體積密度(n/mm3)； wk1：分配到外片上的風(fēng)荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值(mpa)； qk1：分配到外片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(mpa)； q1：分配到外片玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(mpa)； gak1=g1t1 =0.00002566 =0.000154mpa qe

40、ak1=emaxgak1 =50.080.000154 =0.000062mpa wk1=1.1wkt13/(t13+t23) =1.10.00163/(63+63) =0.00055mpa qk1=wk1+0.5qeak1 =0.00055+0.50.000062 =0.000581mpa q1=1.4wk1+0.51.3qeak1 =1.40.00055+0.51.30.000062 =0.00081mpa(2)內(nèi)片玻璃荷載計(jì)算： t1：外片玻璃厚度(mm)； t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)； wk：作用在板塊上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(mpa)； gak2：內(nèi)片玻璃單位面積自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(mp

41、a) qeak2：內(nèi)片玻璃地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(mpa) g2：內(nèi)片玻璃的體積密度(n/mm3)； wk2：分配到內(nèi)片上的風(fēng)荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值(mpa)； qk2：分配到內(nèi)片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(mpa)； q2：分配到內(nèi)片玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(mpa)； gak2=g2t2 =0.00002566 =0.000154mpa qeak2=emaxgak2 =50.080.000154 =0.000062mpa wk2=wkt23/(t13+t23) =0.00163/(63+63) =0.0005mpa qk2=wk2+0.5qeak2 =0.0005+0.50.000062 =0.000531mp

42、a q2=1.4wk2+0.51.3qeak2 =1.40.0005+0.51.30.000062 =0.00074mpa(3)玻璃板塊整體荷載組合計(jì)算：用于強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，采用sw+0.5se設(shè)計(jì)值組合： 5.4.1jgj102-2003 q=1.4wk+0.51.3(qeak1+qeak2) =1.40.001+0.51.3(0.000062+0.000062) =0.001481mpa用于撓度計(jì)算時(shí)，采用sw標(biāo)準(zhǔn)值： 5.4.1jgj102-2003 wk=0.001mpa5.2 玻璃的強(qiáng)度計(jì)算： 校核依據(jù)：fg(1)外片校核： 1：外片玻璃的計(jì)算參數(shù)； 1：外片玻璃的折減系數(shù)； qk1：作

43、用在外片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(mpa)； a：分格短邊長(zhǎng)度(mm)； e：玻璃的彈性模量(mpa)； t1：外片玻璃厚度(mm)； 1=qk1a4/et14 6.1.2-3jgj102-2003 =0.00058110104/72000/64 =6.479按系數(shù)1，查表6.1.2-2jgj102-2003，1=0.988； 1：外片玻璃在組合荷載作用下的板中最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值(mpa)； q1：作用在板塊外片玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(mpa)； a：玻璃短邊邊長(zhǎng)(mm)； b：玻璃長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm)； t1：外片玻璃厚度(mm)； m1：外片玻璃彎矩系數(shù)， 按邊長(zhǎng)比a/b查表6.1.2-1jgj102-2003得m1=0.1008； 1=6m1q1a21/t12 6.1.2jg