幕墻結構計算書全

1、外灘中信城商業(yè)裙房幕墻工程結構計算書設計：校對：審核：批準：沈陽遠大鋁業(yè)工程有限公司2008年12月19日外灘中信城商業(yè)裙房幕墻工程設計計算書第一章基本資料、設計依據(jù)1 .“外灘中信城商業(yè)裙房”建施圖紙、招標文件和答疑。2 .上海地區(qū)氣象資料及該工程的基本狀況：1）結構設計使用年限為 50 年；2）工程地面粗糙度為 C 類，上海地區(qū) 50 年一遇基本風壓為 0.55KN/m2；3）抗震設防烈度為 7 度，地面加速度為0.15go3 .技術規(guī)范和標準：1）幕墻工程技術規(guī)范建筑幕墻JG3035-1996玻璃幕墻工程技術規(guī)范JGJ102-2003點支式玻璃幕墻工程技術規(guī)程CECS1272001點支式

2、玻璃幕墻支承裝置JG1382001建筑玻璃應用技術規(guī)程JGJ113-2003金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范JGJ133-20012）建筑及結構設計規(guī)范建筑結構荷載規(guī)范GB50009-2001（2006 年版）建筑抗震設計規(guī)范GB50011-2001鋼結構設計規(guī)范GB50017-2003冷彎薄壁型鋼結構設計規(guī)范GB50018-2002建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準GB50068-2001建筑鋼結構焊接技術規(guī)程JGJ81-2002混凝土結構設計規(guī)范GB50010-2002混凝土結構后錨固技術規(guī)程JGJ145-20043）材料標準結構用不銹鋼無縫鋼管GB/T14975-2002碳素結構鋼GB700鋁合金建筑

3、型材基材GB5237.1-2004鋁合金建筑型材陽極氧化、著色型材GB5237.2-2004螺栓、螺釘和螺柱GB/T3098.1-2000浮法玻璃GB11614-1999中空玻璃GB11944-2002夾層玻璃GB9962-1999著色玻璃GB/T18701-2002鍍膜玻璃第 1 部分陽光控制鍍膜玻璃GB/T18915.1-2002鍍膜玻璃第 2 部分低輻射鍍膜玻璃GB/T18915.2-2002幕墻用鋼化玻璃與半鋼化玻璃GB17841-1999建筑用安全玻璃第 2 部分：鋼化玻璃GB15763.2-2005玻璃幕墻光學性能GB18091-2001建筑用安全玻璃防火玻璃GB15763.1-2

4、001建筑用硅酮結構密封膠GB16776-2005性能檢測及驗收標準建筑幕墻空氣滲透性能檢測方法GB/T15226建筑幕墻風壓變形性能檢測方法GB/T15227建筑幕墻雨水滲透性能檢測方法GB/T15228建筑幕墻物理性能分級GB/T15225建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測方法GB/T18250玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗標準JGJ/T139-2001材料力學參數(shù)緊固件機械性能緊固件機械性能螺母粗牙螺紋GB/T3098.2-2000緊固件機械性能自攻螺車丁GB/T3098.5-2000緊固件機械性能不銹鋼螺栓、螺釘和螺柱GB/T3098.6-2000緊固件機械性能不銹鋼螺母GB3098/T.15-2000

5、絕熱用巖棉、礦渣棉及其制品GB11835-98建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗收規(guī)范GB50210-2001鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50205-2002建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一規(guī)范GB50300-2001材料強度1）玻璃強度設計值fg（N/mm2）表 1.1 玻璃強度設計值種類厚度（mm）大面強度側面強度普通玻璃528.019.5浮法玻璃5-1228.019.515-1924.017.02020.014.0鋼化玻璃5-1284.058.815-1972.050.42059.041.3單片防火玻璃6-19126.088.22）鋼材強度設計值fs（N/mm2）表 1.2 鋼材強度設計值牌號鋼材厚度或直

6、徑（mm）抗拉、抗壓和抗彎f抗剪fv端面承壓（刨平頂緊）fceQ2351621512532516-40205120Q3451631018040016-352951703）鋁合金強度設計值fa（N/mm2）表 1.3 鋁合金強度設計值鋁合金牌號狀態(tài)壁厚（mm）強度設計值抗拉、抗壓抗剪局部承壓6061T4不區(qū)分85.549.6133.0T6不區(qū)分190.5110.5199.06063T5不區(qū)分85.549.6120.0T6不區(qū)分140.081.2161.06063AT510124.472.2150.010116.667.6141.5T610147.785.7172.010140.081.2163.

7、02 .材料的彈性模量 E(N/mm2)表 1.4 材料的彈性模量材料E材料E玻璃0.72105鋼材2.06105鋁合金一一一50.70103 .材料的泊松比表 1.5 材料的泊松比材料材料玻璃0.20鋼材0.30鋁合金0.334 .材料的重力密度g(kN/m3)表 1.6 材料的重力密度材料g材料g玻璃25.6鋼材78.5鋁合金28.05 .材料的線膨脹系數(shù)(1/C)表 1.7 材料的線膨脹系數(shù)材料線膨脹系數(shù)材料線膨脹系數(shù)鋼材1.20105玻璃(0.801.00)105鋁合金-52.3510三、荷載組合原則僅列出荷載組合原則及分項系數(shù)，具體組合分別見面板與支承結構的計算。1.基本組合1）由可

8、變荷載效應控制的組合nsGSGKQ1SQ1KQiCiSQiKi2式中:G一永久荷載的分項系數(shù)，當其效應對結構不利時，應取 1.2;當其效應對結構有利時，應取1.0;Qi第 i 個可變荷載的分項系數(shù)，其中Q1為可變荷載Q1的分項系數(shù)，一般情況下取 1.4;對標準值大于4.0kN/m2的工業(yè)房屋樓面結構的活荷載應取為 1.3;SGK一按永久荷載標準值GK計算的荷載效應值；SQiK一按可變荷載標準值QiK計算的荷載效應值， 其中SQ1K為諸可變荷載效應中起控制作用者；n參與組合的可變荷載數(shù)；Ci可變荷載Qi的組合值系數(shù)，各可變荷載的組合值系數(shù)見表 1.8:2）由永久荷載效應控制的組合式中:GSGKQ

9、iCiSQiKi2G為永久荷載的分項系數(shù)，當其效應對結構不利時，應取1.35;當其效應對結可變福栽組合值系數(shù)風柿栽0.6雪荷載0.7屋面活荷載0.7屋間積灰柿裁一般情況0.9鄰近高爐1.0樓面活向載藏書庫、檔案庫、貯藏室、電梯機房等0.9其他0.7吊車貓我硬鉤吊車及工作級別 A8 的軟鉤吊車0.95其他軟鉤吊車0.7表 1.8 基本組合中可變荷載的組合值系數(shù)n構有利時，應取 1.0;其他項次的規(guī)定同（1）。3）包含地震作用的組合式中:GE一重力荷載分項系數(shù)，一般情況應采用 1.2,當重力荷載效應對構件承載能力有利時，不應大于 1.0;EH,EV一分別為水平、豎向地震作用分項系數(shù)：其值見表 1.

10、9；表 1.9 地震作用分項系數(shù)地震作用EHEV僅計算水平地震作用1.30僅計算豎向地震作用01.3同時計算水平與豎向地震作用1.30.5W一風荷載分項系數(shù)，應采用 1.4;SGE一重力荷載代表值的效應，建筑的重力荷載代表值應取結構和構配件自重標準值和各可變荷載組合值之和。各可變荷載的組合值系數(shù)見表 1.10;表 1.10 重力荷載代表值中各可變荷載組合值系數(shù)可變福栽組合值系數(shù)雪荷載0.5屋間積灰柚裁0.5屋面活荷載不計入按實際情況計算的樓面活向載1.0按等效均布荷載計算的樓面活荷載藏書庫、檔案庫0.8其他民用建筑0.5吊車懸吊物重力硬鉤吊車0.3軟鉤吊車不計入SEHk、SEVk一分別為水平和

11、豎向地震作用標準值的效應， 尚應乘以相應的增大系數(shù)或調(diào)整系數(shù)；Swk一風荷載標準值的效應;w風荷載組合值系數(shù)，一般結構取 0.0,風荷載起控制作用的高層建筑應采用0.2注：對非地震組合，荷載效應組合要乘以結構重要性系數(shù),其值見表 1.11:GSGEEHSEHKEVSEVKWWSWK表 1.11 結構重要性系數(shù)0建筑結構0最小值安全等級為一級、設計使用年限為 100 年及以上1.1安全等級為二級、設計使用年限為 50 年1.0安全等級為三級、設計使用年限為 5 年0.9對地震組合，荷載效應組合要除以承載力抗震調(diào)整系數(shù)RE,其值見表 1.12（鋼結構）：表 1.12 承載力抗震調(diào)整系數(shù)結構構件RE

12、結構構件RE柱、梁0.75節(jié)點板件、連接螺栓0.85支撐0.80連接焊縫0.902.標準組合nSSGKSQ1KCiSQiKi2式中各符號意義同上。第二章幕墻結構計算1明框玻璃幕墻計算書一、玻璃的計算幕墻采用 8mmi 勺浮法玻璃+8mmi 勺浮法玻璃+8mmi 勺鋼化玻璃的中空夾膠玻璃,選取標高20m 處為計算部位，玻璃分格高度 H=6m,玻璃分格寬度 B=0.7m。玻璃強度計算風荷載標準值為W=0gZs1zWo=1.921X2X0.836X0.55=1.767KN/m水平分布地震作用標準值為-3qEk=Pe,mmax丫玻，t。10=5X0.08X25.6X24X10-3=0.246KN/m2

13、先按中空玻璃計算，荷載按下式分配作用在夾層玻璃上的荷載按下式計算：Wki2=1.1XWkX(ti3+t23)/(ti3+t23+t33)=1.296KN/mqEk12=Beamax丫玻(t1+t2)10-3=0.164KN/m2作用在單片玻璃上白荷載按下式計算：Wk3=WkXt33/(t13+t23+t33)=0.589KN/m2qEk3=Beamax-丫玻t310-3=0.082KN/m2按夾層玻璃計算，荷載按下式分配作用在第一片玻璃上的荷載按下式計算：Wk1=Wk12Xt13/(t13+t23)=0.648KN/mqEk1=qEk12Xt13/(t13+t23)=0.082KN/mi作用在

14、第二片玻璃上的荷載按下式計算：W=Wk12Xt23/(t13+t23)=0.648KN/n2qEk2=qEk12Xt23/(t13+t23)=0.082KN/mi風荷載作用下應力標準值按下式分別在三個單片玻璃上計算erwk=64,31Wka2/t2式中：bwk風荷載作用下白應力標準值，(N/mm2);a 矩形玻璃板材短邊邊長，(mm)；t 玻璃白厚度，(mm)；彎曲系數(shù)，按 a/b 的值查表折減系數(shù)，按0查表01=(W1+0.5,qEk1)a4/(E,114)=(0.648+0.5X0.082)X10-3X7004/(0.72X105X84)=0.56查表取“1=182=(Wk2+0.5,qE

15、k2)a4/(E,124)=(0.648+0.5X0.082)X10-3X7004/(0.72X105X84)=0.56查表取“2=183=(Wk3+0.5,qEk3)a4/(E,134)=(0.589+0.5X0.082)X10-3X7004/(0.72X105X=0.51查表取“3=1貝U(Twk1=6431 Wk1a2/t12=6X1X0.124X0.648X10-3X7002/82=3.69N/mm2Wk2-a2/t22=6X1X0.124X0.648X10-3X7002/82=3.69N/mm2Wwk3=6,T3,31Wk32It32=6X1X0.124X0.589X10-3X700

16、2/82=3.36N/mm2地震作用下應力標準值按下式分別在三個單片玻璃上計算erEk=6,r,41qEk,a2/t2式中：（TEk一地震作用下的應力標準值，（N/mn2）;取風荷載作用下應力計算時的值31qEk1a2/t12=6X1X0.124X0.082X10-3X7002/822=0.47N/mm2(TEk2=6,Y31qEk2a2/t22=6X1X0.124X0.082X10-3X7002/82=0.47N/mm2(TEk3=6,431qEk3a2/t3?=6X1X0.124X0.082X10-3X7002/822玻璃的應力組合設計值按下式分別在三個單片玻璃上計算(T=3wWw,Wwk

17、+3e丫eEEk貝U(Tl=Ww Ww,Wwkl+3e丫e(TEk1=1.0X1.4X3.69+0.5X1.3X0.47=5.47N/mn2fa=28N/mrri(T2=3wYwWwk2+3e丫eEEk2=1.0X1.4X3.69+0.5X1.3X0.47=5.47N/mn2fa=28N/mrri(T3=3wyw-wwk3+3eye,(TEk3=1.0X1.4義3.36+0.5X1.3義0.47=5.01N/mn2fa=84N/mrri所以玻璃強度滿足要求。玻璃撓度計算風荷載標準值為W=1.767KN/m2玻璃跨中最大撓度為i=T42Wk,a4/D式中：以一玻璃跨中最大撓度 mm巾2跨中最大撓

18、度系數(shù)，由 a/b 查表a玻璃短邊長(mm)b 一玻璃長邊長(mm)玻璃板的彎曲剛度D=Et3/(12(1-v2)=0.72X105X113/(12(1-0.22)=8318750N-mm式中：v泊松比，取 v=0.2E玻璃彈性模量，取 0.72X105N/mmt 一玻璃等效厚度(mm)t=0.95X(t13+t23+t33)1/39=Wk-a4/Et4=1.767X10-3X7004/(0.72X105X114)=0.4查表取 4=1則玻璃的撓度i=T42Wk-a4/D=1X0.013X1.767X10-3X7004/8318750=0.7mmp/a=1/10001/60所以玻璃撓度滿足要求

19、。二、豎框的設計計算幕墻豎框的設計計算幕墻中的危險部位位于 20 米處，豎框承擔的分格寬 B=0.7m,豎框采用雙跨梁計算模型，計算層間高 6m 短也?長 0.5m。所選用豎框型材的截面特性如下：Ix對 x 軸方向的慣性矩=382.07cm4Iy對 y 軸方向的慣性矩=65.29cm4W 對 x 軸方向的抵抗矩=45.28cm3W-對 y 軸方向的抵抗矩=21.76cm3A截面面積=1322mm力學模型圖如下：雙跨梁計算階圖雙跨梁計算階圖1）荷載計算a.風荷載標準值的計算W=0gZsizWo=1.921X2X0.836X0.55=1.767KN/mb. y 軸方向（垂直于幕墻表面）的地震作用為

20、qEy=BeamaxCJ/A式中：qEy作用于幕墻平面外水平分布地震作用（KN/m2）;G幕墻構件的重量（KN）;A幕墻構件的面積（m2）;amax水平地震影響系數(shù)最大值，取 0.08；0e動力放大系數(shù)，取 5o其中：G=LXBXtxY 玻 X1.1=6X0.7X24X25.6X1.1/1000b福相米悍式中：L計算層間高 m;B 分格寬 m;t 玻璃厚度 m；丫玻玻璃的密度，取 25.6KN/吊2A=LXB=6X0.7=4.2m則 qEy=Be。amaxQ/A=5X0.08X2.839/4.2=0.27KN/mc. x 軸方向(幕墻平面內(nèi))的地震作用qExBe,m,max,G/L=5X0.0

21、8X2.839/6=0.189KN/m剛度計算：在矩形荷載作用下，豎框所受線荷載和作用為q 剛度=WXB=1.767X0.7=1.237KN/m按雙跨梁計算，豎框產(chǎn)生的撓度為：f=(1/24EI)-q 剛度X4-4RcX3+LI2X(4Rc-q 剛度Li)式中：L1長跨長RcC 點支座反力X到 C 點距離R=(1/L1)(q 剛度-L12)/2-(q 剛度L:+q剛度L23)/8(L1+L2)=(1/5.5)X(1.237X5.52)/2-(1.237X5.53+1.237X0.53)/8(5.5+0.5)=2.621597KN當 f 取最大值時，一階導數(shù) f=0 時，解一元三次方程，求得 X

22、0=2.379m 豎框的最大撓度 fmax為：fmax=(1/24EI)q 剛度X04-4RcX03+L12-X0-(4Rc-q 剛度L1)X108(1/24X70000X382.07)X1.237X2.3794-4X2.621597X2.3793+5.52X2.379X(4X2.621597-1.237X5.5)X108=25.467mm豎框的許用撓度f=5.5X1000/180=30.556mmfmax=25.467mmf=30.556mm所以豎框剛度滿足要求3）強度計算強度荷載組合如下q=1.4X1XWk+1.3X0.5XqEy=1.4X1X1.767+1.3X0.5X0.27=2.64

23、9KN/m2豎框所受線荷載為q 強度=qXB=2.649X0.7=1.854KN/m則：按雙跨簡支梁計算，豎框所受最大彎矩為Mkq 強度（LI3+L2）/8XL=1.854X（0.53+5.53）/（8X6）=6.431KN m豎框所受軸向拉力為 N=1.2XG=3.407KN豎框承載力應滿足下式要求（本工程設計的豎框不承壓，為只拉構件）N/A+MT（丫W(wǎng)）fa式中：N豎框拉力設計值（KN）;M豎框彎矩設計值（KNm）;A0豎框凈截面面積（mn2）;W 在彎矩作用方向的凈截面抵抗矩（cm3）；丫一一塑性發(fā)展系數(shù)，取 1.05;fa豎框材料的強度設計值，取 140N/m 吊則 N/A+M（丫-W

24、）=103X3.407/1322+103X6.431/（1.05X45.28）=137.841N/mr2fa=140N/mrm所以豎框強度滿足要求三、玻璃幕墻橫框設計計算橫框受兩個方向力的作用，一個是重力作用，另一個是垂直于玻璃表面的風荷載和地震作用。橫框長 B=0.7 米，承擔重力方向分格高 H1=3 米，上下分格平均高 H2=3 米。所選用橫框型材的截面特性如下：Ix 對 x 軸方向的慣性矩=35.48cm4Iy對 y 軸方向的慣性矩=88.26cm4Wx 對 x 軸方向的抵抗矩=11.69cm3Wy 對 y 軸方向的抵抗矩=15.43cm3Sx對 x 軸方向的面積距=7.23cm3Sy

25、對 y 軸方向的面積距=11.74cm31.荷載計算a,橫框受重力作用時橫框所承受的重力線荷載標準值為：qxk=丫玻tH1X1.1=25.6X24X3X1.1/1000=2.028KN/m式中：丫玻一一玻璃白密度，取 25.6KN/m3t 玻璃的總厚度 m；H1 自重方向分格局度 m;橫框所承受的重力線荷載設計值為：qx=1.2Xqxk=2.434KN/mb,橫框受風荷載和地震作用時：WQBgZss1-NzWo=1.921X2X0.836X0.55=1.767KN/m2qEy=Beamax-GJ/A=5X0.08x1.419/2.1=0.27KN/m2式中：qEy 玻一作用于幕墻平面外水平分布

26、地震作用（KN/m2）;G 一一幕墻分格構件的重量（KN）;A幕墻分格面積（m2）;amax 水平地震影響系數(shù)最大值，取 0.08;Be 動力放大系數(shù)，取 5o其中 G=HXBXtX 丫玻 x1.1=3X0.7X24X25.6X1.1/1000=1.419KNA=HXB=3X0.7=2.1m2荷載組合值為qyk=WkB=1.767X0.7=1.237KN/mqy=(1.0X1.4XWk-0.5X1.3XqEy)XB=(1X1.4X1.767+0.5X1.3義0.27)義0.7=1.855KN/m2 .剛度計算橫框的許用撓度為f=B/180=700/180=3.9mm則按簡支梁計算，橫框所需的最

27、小慣性矩為Iymin=5XqxkXB4/384E f=5X2.028義0.74義108/(384義70000X3.9)=2.322cm4&Iy=88.26cm4Ixmin=qykXB4/120E f=1.237X0.74義108/(120X70000X3.9)=0.907cm4&Ix=35.48cm4式中：B-玻璃分格寬度 m;E彈性模量 N/mm23 .強度計算橫框最大彎矩按下式計算M 尸 qxXB2/8=2.434X0.72/8=0.149KN-mMx=qyXB2/12=1.855X0.72/12=0.076KN-m橫框的抗彎承載力應滿足下式要求Mx/丫 W 奸 My/TW

28、ycfa則 Mx/丫 W 圻 My/丫 Wy=103X0.076/(1.05X11.69)+103X0.149/(1.05X15.43)=15.388N/mm2fa=85.5N/mm2橫框的抗剪承載力應滿足下式要求VyXSx/(Ixxtx)fvVxXSy/(Iyxty)fv式中：Vx、Vy橫梁水平方向、豎直方向的剪力設計值(N);Sx、Sy橫梁截面繞 X 軸、Y 軸的面積矩(cm3);tx、ty 橫梁截面垂直于 Y、X 方向的腹板截面總寬度(mm);fv 型材抗剪強度設計值(N/mm2);Vx=1000XqxXB/2=851.9NVy=1000Xqy義B/4=324.625N則，VyXSx/(

29、10XIxxtx)=324,625義7.23/(10義35.48義5)=1.323&fv=49.6N/mm2則，VxXSy/(10X|yxty)=851,9X11.74/(10X88.26X5)=2,266&fv=49.6N/mm2所以橫框剛度和強度滿足要求。四、幕墻連接計算20 米高度處為幕墻的危險部位。豎框與建筑物連接豎框受力模式為雙跨梁，計算層間高 L=6m 短 E?長 L1=0,5m,分格寬 B=0.7m,分格高H=6m 采用 2 個 M12 螺栓連接，每個螺栓的有效截面積 A0=84.3mm2 一個豎框所承受的重量標準值為Gk=丫玻 xtXBXLX1.1式中:t 為玻

30、璃總厚度(mm)B 為分格寬度(m)L 為計算層間高(m)丫為玻璃的密度(25.6KN/m3)Gk=25.6義0.024X0,7X6X1.1=2.839KN一個豎框單元所受的風荷載標準值為Nwk=WkBX(L13+L23)/8L1L2+0.5L)=1.767X0,7X(0.53+5.53)/8X0,5X5.5+0,5X6)=13.072KN一個豎框單元所受的水平地震作用為NEk=Beamax-(GkB/LB)X(L13+L23)/8L1L2+0.5L)=5X0.08X(2.839X0.7/6X0.7)X(0.53+5.53)/8X0,5X5.5+0,5X6)=2KN組合設計值為V=(1.4Nw

31、k+1,3X0.5NEk)2+(1.2Gk)2)0.5=(1.4X13.072+1.3X0.5X2)2+(1,2乂2,839)2)0.5=19.895KN則最大組合剪應力 rmax=7/A=103X19.895/2X84.3=118.001N/mm2c5=245NJ/mm2所以豎框與建筑物連接螺栓滿足要求。豎框壁局部承壓能力驗算豎框壁局部承壓能力為：NBc=d-t 總fBc=12X12X161X10-3=23.184KN其中：t-一一型材承壓壁的總厚度d螺栓直徑fBc鋁型材承壓強度設計值螺栓所受的剪力設計值為 V=19.895KN&NBc=23.184KN,所以局部承壓能力滿足要求。

32、橫框與豎框連接計算橫框所受的重力標準值為Gk=丫玻 xtXBXHX1.1式中:t玻璃總厚度(mm)丫玻一一玻璃的密度(25.6KN/m3)Gk=25.6義0.024X0.7X6X1.1=2.839KN橫框所受的水平地震作用標準值為NEk=Beamax G=5X0.08X2.839=1.136KN橫框所受的風力標準值為Nwk=Wk-B-B/2=1.767X0.7X0.7/2=0.433KN豎框與角片連接選用 4 個 GB845-ST4.8,每個緊固釘受荷面積為人釘=16.76mm2 緊固釘所受剪應力p=(1.4Nwk+1.3X0.5NEk)2+(1.2Gk)2)0.5/2X4A 車丁=1000X

33、(1.4X0.433+1.3X0.5X1.136)2+(1.2X2.839)2)0.5/(2X4X16.76)=27.3N/mm2g=130N/mm2角片與橫框連接選用 2 個 GB845-ST4.8,每個緊固釘受荷面積為人釘=16.76mm2緊固釘所受剪應力：p=(1.4Nwk+1.3X0.5NEk)/2X2XA 車丁=1000X(1.4義0.433+1.3X0.5X1.136)/(2X2X16.76)=20.1N/mm2g=130N/mm2所以橫豎框連接強度滿足要求。連接計算20 米高度處為幕墻的危險部位。豎框與建筑物連接豎框受力模式為雙跨梁，計算層間高 L=6m 短 E長 L1=0.5m

34、,分格寬 B=0.7m,分格高H=6m 采用 2 個 M12 螺栓連接，每個螺栓的有效截面積 A0=84.3mm2一個豎框所承受的重量標準值為Gk=丫玻 xtXBXLX1.1式中:t 為玻璃總厚度(mm)B 為分格寬度(m)L 為計算層間高(m)Y 為玻璃的密度(25.6KN/m3)Gk=25.6義0.024X0.7X6X1.1=2.839KN一個豎框單元所受的風荷載標準值為Nwk=WkV/aravfy+N/0.8abfy+M/1.3arabfyZAsN/0.8abfy+M/0.4arabfyZ式中，ar鋼筋層數(shù)影響系數(shù)，本計算取 1z最上排與最下排錨筋間距(mm)av鋼筋受剪承載力系數(shù)(當

35、av 大于 0.7 時，取 av 等于 0.7)ab 錨板彎曲變形折減系數(shù)av=(4.0-0.08d)x(fc/fy)0.5=(4.0-0.08X12)X(14.3/210)0.5=0.79因為 av 大于 0.7 所以這里 av 取 0.7式中，fc 碎軸心受壓強度設計值(N/mm2)fy 錨筋抗拉強度設計值(N/mm2)ab 錨板彎曲變形折減系數(shù)ab=0.6+0.25t/d=0.6+0.25X8/12=0.77 式中，t 預埋板厚度(mm)d 錨筋直徑(mm)實際采用的錨筋總截面面積為As=6X(0.25XTTX122)=678.6mm2則：V/aravfy+N/0.8abfy+M/1.3

36、arabfyZ二3406.8/(1X0.7X210)+11130/(0.8X0.77X210)+2725440/(1.3X1X0.77X210X100)=238.9mm2cAs=678.6mm2N/0.8abfy+M/0.4arabfyZ=11130/(0.8X0.77X210)+2725440/(0.4X1X0.77X210X100)=507.4mm2cAs=678.6mm2所以，預埋件錨筋總截面積滿足承載力。錨筋長度計算：當計算中充分利用錨筋的抗拉強度時，其錨固長度應按下式計算：la=1.1xax(fy/ft)xd=1.1x0.16x(210/1.43)X12=310.154mm式中，la

37、 受拉鋼筋錨固長度 mmft 混凝土軸心抗拉強度設計值 N/mm2d 錨筋公稱直徑 mma錨筋外形系數(shù)，光圓鋼筋取 0.16,帶肋鋼筋取 0.141.1按玻璃幕墻工程技術規(guī)范c.0.5.2 采用2隱框玻璃幕墻計算書一、玻璃的計算幕墻采用 8mmi 勺浮法玻璃+8mmi 勺浮法玻璃+8mmi 勺鋼化玻璃的中空夾膠玻璃,選取標高14m 處為計算部位，玻璃分格高度 H=4.4m,玻璃分格寬度 B=1.4m。玻璃強度計算風荷載標準值為W=0gzsipz,Wo=2.009X2X0.74X0.55=1.635KN/m水平分布地震作用標準值為-3qEk=pe-amax-丫玻，t。10_-3=5X0.08X2

38、5.6X24X10_,2=0.246KN/m先按中空玻璃計算，荷載按下式分配作用在夾層玻璃上的荷載按下式計算：Wk=1.1XWkX(t13+t23)/(t13+t23+t33)=1.199KN/mqEk120e，OCmax丫玻，(t 田2)10-3=0.164KN/m2作用在單片玻璃上白荷載按下式計算：W=WkXt33/(t13+t23+t33)=0.545KN/niqEk3=Beamax-丫玻t310-3=0.082KN/m 按夾層玻璃計算， 荷載按下式分配作用在第一片玻璃上的荷載按下式計算：Wk1=Wk12Xt13/(t13+t23)=0.6KN/MqEk1=qEk12Xt13/(t13+

39、t23)=0.082KN/n2作用在第二片玻璃上的荷載按下式計算：W=Wk12Xt23/(t13+t23)=0.6KN/MqEk2=qEk12Xt23/(t13+t23)=0.082KN/ni風荷載作用下應力標準值按下式分別在三個單片玻璃上計算 erwk=64,31Wka2/t2式中：wk風荷載作用下白應力標準值，(N/mn2);a 矩形玻璃板材短邊邊長，(mm)；t 玻璃白厚度，(mm)；彎曲系數(shù)，按 a/b 的值查表折減系數(shù)，按0查表。1=(川1+0.5,qEk1)a4/(E,114)=(0.6+0.5X0.082)X10-3X14004/(0.72X105X84)=8.35查表取=0.9

40、73282=(Wk2+0.5,qEk2)a4/(E,124)=(0.6+0.5X0.082)X10-3X14004/(0.72X105X84)=8.35查表取“2=0.973283=(W3+0.5,qEk3)a4/(E,134)=(0.545+0.5X0.082)X10-3X14004/(0.72X105X84)=7.63查表取“3=0.979則(Twk1=6T11,31 Wk1 J/t12=6X0.9732X0.1186X0.6X10-3X14002/82=12.73N/mm2wwk2=6,T2,31Wk2a2/t22=6X0.9732X0.1186X0.6X10-3X14002/82=12

41、.73N/mm2WWk3=6,4331Wk3a2/t32=6X0.979X0.1186X0.545X10-3X14002/82=11.63N/mm2地震作用下應力標準值按下式分別在三個單片玻璃上計算erEk=6,T,41qEk,a2/t2式中： （TEk(TEk1=64一地震作用下的應力標準值， （N/mn2） ;取風荷載作用下應力計算時的值31qEk1a2/t12=6X0.9732X0.1186X0.082X10-3X14002/82，一2=1.74N/mm(TEk2=6,T231qEk2a2/t22=6X0.9732X0.1186X0.082X10-3X14002/82=1.74N/mm2

42、(TEk3=6,T331qEk322/t32=6X0.979X0.1186X0.082X10-3X14002/822=1.75N/mm2玻璃的應力組合設計值按下式分別在三個單片玻璃上計算(T=3wWw,Wwk+3e丫e貝U(T1=Ww,ww,wwk+3e丫=1.0X1.4X12.73+0.5X1.3X1.74=18.95N/mmfa=28N/mm(T2=3www,wwk2+3e丫e(TEk2=1.0X1.4X12.73+0.5X1.3X1.74=18.95N/mmfa=28N/mm(T3=3w.ww,wwk3+3e丫e。EEk3=1.0X1.4X11.63+0.5X1.3X1.75=17.42

43、N/mmfa=84N/mm所以玻璃強度滿足要求。玻璃撓度計算風荷載標準值為W=1.635KN/m2玻璃跨中最大撓度為i=T42Wk-a4/D式中：以一玻璃跨中最大撓度 mm巾2跨中最大撓度系數(shù)，由 a/b 查表a玻璃短邊長(mm)b 一玻璃長邊長(mm)玻璃板的彎曲剛度D=Et3/(12(1-v2)=0.72X105X113/(12(1-0.22)=8318750N-mm式中：v泊松比，取 v=0.2E玻璃彈性模量，取 0.72X105N/mmt 一玻璃等效厚度(mm)t=0.95X(t13+t23+t33)1/39=Wk-a4/Et4=1.635X10-3X14004/(0.72X105X1

44、14)二 6查表取 q=0.992則玻璃的撓度1=T42Wk-a4/D=0.992X0.0123X1.635乂10-3X14004/8318750=9.2mmp/a=1/1521/60所以玻璃撓度滿足要求。二、玻璃幕墻豎框的設計計算幕墻中的危險部位位于 14 米，計算層間高 L=4.4 米，豎框承擔的分格寬度為 B=1.4m=所選用豎框型材的截面特性如下：Ix對 x 軸方向的慣性矩=656.35cnIy對 y 軸方向的慣性矩=98.7cm4W對 x 軸方向的抵抗矩=75.6cm3W 對 y 軸方向的抵抗矩=32.9cm3A截面面積=1589mm力學模型簡圖如下：單跨簡且梁計算簡圖單跨簡且梁計算

45、簡圖1）荷載計算a.風荷載標準值的計算W=0gZsizWo=2.009X2X0.74X0.55=1.635KN/my 軸方向（垂直于幕墻表面）的地震作用為IIIIb爆梅率殍qEy=Be-式中:GAOCmaxqEyOtmax-G/A一作用于幕墻平面外水平分布地震作用（KN/m2）;一幕墻構件的重量（KN）;一幕墻構件的面積（m2）;-水平地震影響系數(shù)最大值，取 0.08;-動力放大系數(shù)，取 5o其中,G=LXBXtX 丫玻 X1.1=4.4X1.4X24X25.6X1.1/1000式中:Bt4.163KN-計算層問高一分格寬度一玻璃厚度玻璃的密度,LXB=4.4X1.4mm；25.6KN/m外灘

46、中信城商業(yè)裙房幕墻工程設計計算書=6.16m2則 qEy=0e，mmaxGD/A=5X0.08X4.163/6.16=0.27KN/mx 軸方向（幕墻平面內(nèi)）的地震作用為qExBe,mmax,G/L=5X0.08X4.163/4.4=0.378KN/m2）剛度計算：在矩形荷載作用下，豎框所受線荷載和作用組合值為q 剛度=WXB=1.635X1.4=2.289KN/m按單跨簡支梁計算，豎框產(chǎn)生的撓度按下式計算：f=5q 剛度-L4/384EI取f=L/180=4400/180=24.4mm由上式可知，豎框所需的最小慣性矩 Ixmin 為：Ixmin=5q 剛度 L4/384E-f=5X2.289

47、X4.44X108/384X70000X24.4=654.0447Ix=656.35（cm4）3）強度計算強度荷載組合如下q=1.4X1XWk+1.3X0.5XqEy=1.4X1X1.635+1.3X0.5X0.27=2.465KN/m2豎框所受線荷載為q 強度=qXB=2.465X1.4=3.451KN/m則按單跨簡支梁計算，豎框所受最大彎矩為Mkq 強度L2/8=3.451X4.42/8=8.351KN m式中：M豎框承受白最大彎矩，KN-mL 計算層間高 mo豎框所受軸向拉力為 N=1.2XG=4.996KN豎框承載力應滿足下式要求（本工程設計的豎框不承壓，為只拉構件）N/A+M/（Y-

48、W）fa式中：N豎框所受拉力設計值（KN）;M豎框所受彎矩設計值（KNm）;A0豎框凈截面面積（mnm）;W 在彎矩作用方向的凈截面抵抗矩（cm3）；塑性發(fā)展系數(shù)，取 1.05;第 30 頁，共 61 頁fa豎框材料的強度設計值，取 140N7mr2i則 N/A+M（T-W）=103X4.996/1589+103X8.351/（1.05X75.6）=108.347N/mafa=140N/mrm所以豎框剛度和強度滿足要求三、玻璃幕墻橫框設計計算橫框受兩個方向力的作用，一個是重力作用，另一個是垂直于玻璃表面的風荷載和地震作用。橫框長 B=1.4 米，承擔重力方向分格高 H=2.2 米，上下分格平均

49、高 H=2.2 米。所選用橫框型材的截面特性如下：Ix對 x 軸方向的慣性矩=35.48cm4Iy對 y 軸方向的慣性矩=88.26cm4W 對 x 軸方向的抵抗矩=11.69cm3W 對 y 軸方向的抵抗矩=15.43cm33對 x 軸方向的面積距=7.23cm3Sy 對 y 軸方向的面積距=11.74cm31.荷載計算a,橫框受重力作用時橫框所承受的重力線荷載標準值為：qxk=y玻tH1X1.1=25.6X24X2.2X1.1/1000=1.487KN/m式中：T玻玻璃的密度，取 25.6KN/品t 玻璃的總厚度 m；H1自重方向分格局度 m;橫框所承受的重力線荷載設計值為：qx=1.2X

50、qxk=1.784KN/mb,橫框受風荷載和地震作用時：W=0gZs1zWo=2.009X2X0.74X0.55=1.635KN/mqEyBe，m,max,0/A=5X0.08X2.082/3.08=0.27KN/m2式中：qEy作用于幕墻平面外水平分布地震作用（KN/狀）；G幕墻分格構件的重量（KN）;A 幕墻分格面積（m2）;amax水平地震影響系數(shù)最大值，取 0.08；0e 動力放大系數(shù)，取 5o其中 G=HXBXtXT玻 X1.1第 31 頁，共 61 頁=2.2X1.4X24X25.6X1.1/1000=2.082KNA=HXB=2.2X1.42=3.08m荷載組合值為qyk=WkX

51、B=1.635X1.4=2.289KN/mqy=(1.0X1.4XW60.5X1.3XqEy)XB=(1X1.4X1.635+0.5X1.3義0.27)義1.4=3.45KN/m.剛度計算橫框的許用撓度為f=B/180=1400/180=7.8mm則按簡支梁計算，橫框所需的最小慣性矩為Iymin=5XqxkXB4/384Ef=5X1.487X1.44X108/(384義70000X7.8)=13.623cm4Iy=88.26cm4IxminqykXB4/120E f=2.289X1.44X108/(120乂70000X7.8)=13.421cm4Ix=35.48cm4式中：B-玻璃分格寬度 m

52、;E彈性模量 N/mm2.強度計算橫框最大彎矩按下式計算2M=qxXB/8=1.784X1.42/8=0.437KN-mM=qyXB2/12=3.45X1.42/12=0.564KN-m橫框的抗彎承載力應滿足下式要求M/YWX+M/U則 Mx/YWX+M/YWy=103X0.564/(1.05X11.69)+103X0.437/(1.05X15.43)=72.922N/mmcfa=85.5N/mrm橫框的抗剪承載力應滿足下式要求%XSx/(IxXtx)fvMXSy/(IyXty)fv式中：M、M橫梁水平方向、豎直方向的剪力設計值(N)；tx、ty橫梁截面垂直于丫、X 方向的腹板截面總寬度(mm

53、)；fv型材抗剪強度設計值(N/mm2);M=1000XqxXB/2=1248.8N%=1000XqyXB/4=1207.5N則，VyXSx/(10XIxXtx)=1207.5義7.23/(10義35.48義5)2=4.921&fv=49.6N/mm則，VxXSy/(10XIyXty)=1248.8X11.74/(10X88.26義5)2=3.322Wfv=49.6N/mn2所以橫框剛度和強度滿足要求。四、連接計算14 米高度處為幕墻的危險部位。豎框與建筑物連接豎框采用簡支梁受力模式， 計算層間高 L=4.5m,分格寬 B=1.4m,分格高 H=4m 采用 2 個 M128 栓連接，每

54、個螺栓的有效截面積 A=84.3mm。一個豎框所承受的重量標準值為G=丫玻 XtXBXLX1.1式中:t 為玻璃總厚度(mm)B 為分格寬度(m)L 為計算層間高(m)丫為玻璃的密度(25.6KN/m3)G=25.6義0.024X1.4X4.5X1.1=4.258KN一個豎框單元所受的風荷載標準值為Nwk=WXBXL=1.635X1.4X4.5=10.3KN一個豎框單元所受的水平地震作用為NEk=0e.amax.Gk=5X0.08X4.258=1.703KN組合設計值為V=(1.4Nwk+1.3X0.5NEk)2+(1.2Gk)2)0.5=(1.4X10.3+1.3X0.5X1.703)2+(

55、1.2X4.258)2)0.5=16.346KN則最大組合剪應力Tmax=Y/A=103X16.346/2X84.3=96.951N/mm&r=245NJ/mrm所以豎框與建筑物連接螺栓滿足要求。豎框壁局部承壓能力驗算豎框壁局部承壓能力為：Nc=dt 總fBc=12X12X161X10-3=23.184KN其中：t 總一一型材承壓壁的總厚度d螺栓直徑fBc鋁型材承壓強度設計值螺栓所受的剪力設計值為 V=16.346KN&NBc=23.184KN,所以局部承壓能力滿足要求橫框與豎框連接計算橫框所受的重力標準值為G=丫玻xtXBXHX1.1式中:t玻璃總厚度(mm)丫玻玻璃的密度(

56、25.6KN/m3)G=25.6義0.024X1.4X4X1.1=3.785KN橫框所受的水平地震作用標準值為NEk=0eamaxG=5X0.08X3.785=1.514KN橫框所受的風力標準值為Nwk=W B-B/2=1.635X1.4X1.4/2=1.602KN豎框與角片連接選用 4 個 GB845-ST4.8,每個緊固釘受荷面積為 A 釘=16.76mm 緊固釘所受剪應力r=(1.4Nwk+1.3X0.5NEk)2+(1.2Gk)2)0.5/2X4A 釘=1000X(1.4X1.602+1.3X0.5X1.514)2+(1.2X3.785)2)0.5/(2X4X16.76)=41.6N/

57、mmr=130N/mrri角片與橫框連接選用 2 個 GB845-ST4.8,每個緊固釘受荷面積為2A 釘=16.76mm緊固釘所受剪應力：p=(1.4Nwk+1.3X0.5NEk)/2X2XA 釘=1000X(1.4X1.602+1.3X0.5X1.514)/(2X2X16.76)=48.1N/mmcr=130N/mrri所以橫豎框連接強度滿足要求。結構硅酮密封膠的強度驗算在本計算中，膠實際寬度=13mm,膠實際厚度=8mm。在風荷載和水平地震作用下：Cs=(W+0.5qe) a/2000f1mm=(1.4X1.635+0.5X0.351)X1400/(2000X0.2)=8.626mm式中

58、：Cs結構硅酮密封膠的粘結寬度 mm；a 玻璃的短邊長度 mm；f1膠的短期強度允許值，取 0.2N/mm2;W 風荷載設計值 KN/m2;qe作用在計算單元的地震作用設計值 KN/m2;因為風荷載和水平作用下的膠接寬度為 8.626mmc 實際膠接寬度 13mm 所以滿足要求副框壓板強度驗算板塊所受的水平荷載設計值為q=(1.4Wk+1.3X0.5qEk)=(1.4X1.635+1.3X0.5X0.27)=2.464KN/mf壓板單側所受的水平集中力為P=qX(0.5BXS)=2.464X(0.5X1.4X0.35)X1000=603.7N其中：S壓板間距，m壓板單側所受的彎矩為MkPX(0

59、.5XL)=603.7X(0.5X45)=13583.25N-mm其中：L 壓板橫截面寬度，mm壓板強度驗算壓板所受的最大彎曲應力為lM/W=6M/(b-d)t2=6X13583.25/(70-6.5)X42=80.2N/mnnfa=85.5N/mm2其中：b 壓板長度，mmd 壓板上螺栓孔徑，mmt 壓板厚度，mm壓板所受的最大剪應力為：p=PX1.5/(b-d)t)=603.7X1.5/(70-6.5)X4)=3.6N/mm&fv=49.6N/mm2所以壓板的強度滿足要求。壓板螺栓抗拉強度驗算：壓板采用 M6 螺栓2P=1207.4NV/aravfy+N/0.8abfy+M/1.3

60、aAbfyZAsN/0.8abfy+M/0.4aabfyZ式中，ar鋼筋層數(shù)影響系數(shù)，本計算取 1z最上排與最下排錨筋間距(mm)av鋼筋受剪承載力系數(shù)(當 av大于 0.7 時，取 av等于 0.7)ab錨板彎曲變形折減系數(shù)av=(4.0-0.08d)x(fc/fy)0.5=(4.0-0.08X12)X(14.3/210)0.5=0.79因為 av大于 0.7 所以這里 av取 0.7式中，fc碎軸心受壓強度設計值(N/mn2)fy錨筋抗拉強度設計值(N/mn2)ab錨板彎曲變形折減系數(shù)ab=0.6+0.25t/d=0.6+0.25X8/12=0.77式中，t 預埋板厚度(mm)d 錨筋直徑(mm).4 米。Gk=實際采用的錨筋總截面面積為._2、A=6X(0.25XTTX12