某建筑外裝修石材幕墻設(shè)計計算書原

1、石材幕墻設(shè)計計算書設(shè)計： 校對： 審核： 批準： 裝飾有限公司二一年二月目錄1 計算引用的規(guī)范、標準及資料11.1 幕墻設(shè)計規(guī)范：11.2 建筑設(shè)計規(guī)范：11.3 金屬板及石材規(guī)范：11.4 鋼材規(guī)范：11.5 膠類及密封材料規(guī)范：11.6 相關(guān)物理性能等級測試方法：21.7 建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊(第二版)21.8 土建圖紙：22 基本參數(shù)22.1 幕墻所在地區(qū)22.2 地面粗糙度分類等級22.3 抗震設(shè)防23 幕墻承受荷載計算33.1 風荷載標準值的計算方法33.2 計算支撐結(jié)構(gòu)時的風荷載標準值43.3 計算面板材料時的風荷載標準值43.4 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值53.5 作

2、用效應組合54 幕墻立柱計算54.1 立柱型材選材計算64.2 確定材料的截面參數(shù)74.3 選用立柱型材的截面特性84.4 立柱的抗彎強度計算84.5 立柱的撓度計算94.6 立柱的抗剪計算95 幕墻橫梁計算105.1 橫梁型材選材計算105.2 確定材料的截面參數(shù)125.3 選用橫梁型材的截面特性135.4 幕墻橫梁的抗彎強度計算135.5 橫梁的撓度計算145.6 橫梁的抗剪計算146 短槽式(托板)連接石材的選用與校核156.1 石材板塊荷載計算166.2 石材的抗彎設(shè)計166.3 短槽托板在石材中產(chǎn)生的剪應力校核176.4 短槽托板剪應力校核177 連接件計算187.1 橫梁與立柱間焊

3、接強度計算187.2 立柱與主結(jié)構(gòu)連接198 幕墻埋件計算(土建預埋)218.1 荷載標準值計算218.2 埋件計算228.3 錨板總面積校核228.4 錨筋長度計算：239 幕墻焊縫計算239.1 受力分析239.2 焊縫特性參數(shù)計算239.3 焊縫校核計算2410 石材幕墻幕墻膠類及伸縮縫計算2410.1 立柱連接伸縮縫計算2510.2 耐侯膠膠縫計算25石材幕墻設(shè)計計算書1 計算引用的規(guī)范、標準及資料1.1 幕墻設(shè)計規(guī)范：建筑玻璃應用技術(shù)規(guī)程 JGJ113-2009建筑幕墻 GB/T21086-2007金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范 JGJ133-20011.2 建筑設(shè)計規(guī)范：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范

4、 GB50017-2003高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 JGJ3-2002高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范 GB50045-95(2005年版)混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程 JGJ145-2004建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程 JGJ81-2002建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50009-2001(2006年版、局部修訂)建筑抗震設(shè)計規(guī)范 GB50011-2001(2008年版)建筑物防雷設(shè)計規(guī)范 GB50057-94(2000年版)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB50018-2002民用建筑設(shè)計通則 GB50352-20051.3 金屬板及石材規(guī)范：干掛飾面石材及其金屬掛件 JC830.1、2-2005天然板石 GB/T1

5、8600-2009天然大理石建筑板材 GB/T19766-2005天然花崗石建筑板材 GB/T18601-20091.4 鋼材規(guī)范：建筑結(jié)構(gòu)用冷彎矩形鋼管 JG/T178-2005合金結(jié)構(gòu)鋼 GB/T3077-1999金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術(shù)要求 GB/T13912-2002碳鋼焊條 GB/T5117-1999碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB/T700-2006碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板及鋼帶GB/T3274-2007優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB/T699-19991.5 膠類及密封材料規(guī)范：丁基橡膠防水密封膠粘帶 JC/T942-2004干掛石材幕墻用環(huán)氧膠粘劑 JC887-2001混凝土建筑接縫用密

6、封膠 JC/T881-2001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/T19686-2005建筑裝飾用天然石材防護劑 JC/T973-2005絕熱用巖棉、礦棉及其制品 GB/T11835-2007石材用建筑密封膠 JC/T883-20011.6 相關(guān)物理性能等級測試方法：居住建筑節(jié)能檢測標準 JGJ132-2009鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范 GB50205-2001混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范 GB50204-2002建筑幕墻氣密、水密、抗風壓性能檢測方法 GB/T15227-2007建筑幕墻抗震性能振動臺試驗方法 GB/T18575-2001建筑幕墻

7、平面內(nèi)變形性能檢測方法 GB/T18250-2000建筑外門窗保溫性能分級及檢測方法 GB/T8484-2008建筑外窗采光性能分級及檢測方法 GB/T11976-2002建筑門窗空氣隔聲性能分級及檢測方法 GB/T8485-2008建筑裝飾裝修工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范 GB50210-20011.7 建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊(第二版)1.8 土建圖紙：2 基本參數(shù)2.1 幕墻所在地區(qū) ；2.2 地面粗糙度分類等級 幕墻屬于外圍護構(gòu)件，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001) A類：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：

8、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)；依照上面分類標準，本工程按C類地形考慮。2.3 抗震設(shè)防 按建筑工程抗震設(shè)防分類標準，建筑工程應分為以下四個抗震設(shè)防類別： 1.特殊設(shè)防類：指使用上有特殊設(shè)施，涉及國家公共安全的重大建筑工程和地震時可能發(fā)生嚴重次生災害等特別重大災害后果，需要進行特殊設(shè)防的建筑，簡稱甲類； 2.重點設(shè)防類：指地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復的生命線相關(guān)建筑，以及地震時可能導致大量人員傷亡等重大災害后果，需要提高設(shè)防標準的建筑，簡稱乙類； 3.標準設(shè)防類：指大量的除1、2、4款以外按標準要求進行設(shè)防的建筑，簡稱丙類； 4.適度設(shè)防類：指使用上

9、人員稀少且震損不致產(chǎn)生次生災害，允許在一定條件下適度降低要求的建筑，簡稱丁類； 在維護結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計計算中： 1.特殊設(shè)防類，應按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求加強其抗震措施，同時，應按批準的地震安全性評價的結(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.重點設(shè)防類，應按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的要求加強其抗震措施，同時，應按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用； 3.標準設(shè)防類，應按本地區(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，應按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用； 根據(jù)國家規(guī)范建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB50011-2001 2008版)，唐山地區(qū)地震基本烈度

10、為：8度，地震動峰值加速度為0.2g，由于本工程是標準設(shè)防類，因此實際抗震計算中的水平地震影響系數(shù)最大值應按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度選取，也就是取：max=0.16；3 幕墻承受荷載計算3.1 風荷載標準值的計算方法 幕墻屬于外圍護構(gòu)件，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001 2006年版)計算： wk=gzzs1w0 -2GB50009-2001 2006年版上式中： wk：作用在幕墻上的風荷載標準值(MPa)； Z：計算點標高：25m； gz：瞬時風壓的陣風系數(shù)； 根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算(高度不足5m按5m計算)： gz=K(1+2f) 其中K為地面粗糙度調(diào)整系數(shù)，f為脈動系數(shù)

11、A類場地： gz=0.92×(1+2f) 其中：f=0.387×(Z/10)-0.12 B類場地： gz=0.89×(1+2f) 其中：f=0.5(Z/10)-0.16 C類場地： gz=0.85×(1+2f) 其中：f=0.734(Z/10)-0.22 D類場地： gz=0.80×(1+2f) 其中：f=1.2248(Z/10)-0.3對于C類地形，25m高度處瞬時風壓的陣風系數(shù)： gz=0.85×(1+2×(0.734(Z/10)-0.22)=1.87 z：風壓高度變化系數(shù)； 根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算： A類場地

12、： z=1.379×(Z/10)0.24 當Z>300m時，取Z=300m，當Z<5m時，取Z=5m； B類場地： z=(Z/10)0.32 當Z>350m時，取Z=350m，當Z<10m時，取Z=10m； C類場地： z=0.616×(Z/10)0.44 當Z>400m時，取Z=400m，當Z<15m時，取Z=15m； D類場地： z=0.318×(Z/10)0.60 當Z>450m時，取Z=450m，當Z<30m時，取Z=30m；對于C類地形，25m高度處風壓高度變化系數(shù)： z=0.616×(Z/10)

13、0.44=0.9219 s1：局部風壓體型系數(shù)； 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001(2006年版)第條：驗算圍護構(gòu)件及其連接的強度時，可按下列規(guī)定采用局部風壓體型系數(shù)s1： 一、外表面 1. 正壓區(qū) 按表采用； 2. 負壓區(qū) -對墻面， 取-1.0 -對墻角邊， 取-1.8 二、內(nèi)表面 對封閉式建筑物，按表面風壓的正負情況取-0.2或0.2。 本計算點為大面位置。 按JGJ102-2003第條文說明：風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)風洞試驗結(jié)果和國外的有關(guān)資料，在上述區(qū)域風吸力系數(shù)可取-1.8，其余墻面可考慮-1.0，由于維護結(jié)構(gòu)有開啟的可能，所以還應

14、考慮室內(nèi)壓-0.2。對無開啟的結(jié)構(gòu)，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范條文說明第7.3.3條指出“對封閉建筑物，考慮到建筑物內(nèi)實際存在的個別洞口和縫隙，以及機械通風等因素，室內(nèi)可能存在正負不同的氣壓，參照國外規(guī)范，大多取±(0.2-0.25)的壓力系數(shù)，現(xiàn)取±0.2”。即不論有無開啟扇，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)是適用于圍護構(gòu)件的從屬面積A小于或等于1m2的情況，當圍護構(gòu)件的從屬面積A大于或等于10m2時，局部風壓體型系數(shù)s1(10)可乘以折減系數(shù)0.8，當構(gòu)件的從屬面積小于10m2而大于1m2時，局部風壓體型系數(shù)s1(A)可按面積的對數(shù)線性插值，即：

15、 s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA 在上式中：當A10m2時取A=10m2；當A1m2時取A=1m2； w0：基本風壓值(MPa)，根據(jù)現(xiàn)行<<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>>GB50009-2001附表D.4(全國基本風壓分布圖)中數(shù)值采用，但不小于0.3KN/m2，按重現(xiàn)期50年，唐山地區(qū)取0.0004MPa；3.2 計算支撐結(jié)構(gòu)時的風荷載標準值 計算支撐結(jié)構(gòu)時的構(gòu)件從屬面積： A=1.2×5.1=6.12m2 LogA=0.787 s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA =0.843 s1=0.843+0.2 =1.043

16、wk=gzzs1w0 =1.87×0.9219×1.043×0.0004 =0.000719MPa 因為wk<0.001MPa,所以按JGJ102-2003，取wk=0.001MPa.3.3 計算面板材料時的風荷載標準值 計算面板材料時的構(gòu)件從屬面積： A=1.2×0.8=0.96m2 LogA=0 s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA =1 s1=1+0.2 =1.2 wk=gzzs1w0 =1.87×0.9219×1.2×0.0004 =0.000827MPa 因為wk<0.001MPa,

17、所以按JGJ102-2003，取wk=0.001MPa.3.4 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值 qEAk=EmaxGk/A JGJ102-2003 qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值(MPa)； E：動力放大系數(shù),取5.0； max：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.16； Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標準值(N)； A：幕墻構(gòu)件的面積(mm2)；3.5 作用效應組合荷載和作用效應按下式進行組合： S=GSGk+wwSwk+EESEk JGJ102-2003上式中： S：作用效應組合的設(shè)計值； SGk：重力荷載作為永久荷載產(chǎn)生的效應標準值； Swk、SEk：分別為風荷載，地震作用

18、作為可變荷載產(chǎn)生的效應標準值； G、w、E：各效應的分項系數(shù)； w、E：分別為風荷載，地震作用效應的組合系數(shù)。上面的G、w、E為分項系數(shù)，按、5.4.3、5.4.4JGJ102-2003規(guī)定如下：進行幕墻構(gòu)件強度、連接件和預埋件承載力計算時： 重力荷載：G：1.2； 風 荷 載：w：1.4； 地震作用：E：1.3；進行撓度計算時； 重力荷載：G：1.0； 風 荷 載：w：1.0； 地震作用：可不做組合考慮；上式中，風荷載的組合系數(shù)w為1.0； 地震作用的組合系數(shù)E為0.5；4 幕墻立柱計算基本參數(shù)： 1：計算點標高：25m； 2：力學模型：單跨簡支梁； 3：立柱跨度：L=5100mm； 4：立

19、柱左分格寬：1200mm；立柱右分格寬：1200mm； 5：立柱計算間距：B=1200mm； 6：板塊配置：石材； 7：立柱材質(zhì)：Q235； 8：安裝方式：偏心受拉；本處幕墻立柱按單跨簡支梁力學模型進行設(shè)計計算，受力模型如下：4.1 立柱型材選材計算(1)風荷載作用的線荷載集度(按矩形分布)： qwk：風荷載線分布最大荷載集度標準值(N/mm)； wk：風荷載標準值(MPa)； B：幕墻立柱計算間距(mm)； qwk=wkB =0.001×1200 =1.2N/mm qw：風荷載線分布最大荷載集度設(shè)計值(N/mm)； qw=1.4qwk =1.4×1.2 =1.68N/mm

20、(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準值(MPa)； E：動力放大系數(shù)，取5.0； max：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.16； Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標準值(N)，(含面板和框架)； A：幕墻構(gòu)件的面積(mm2)； qEAk=EmaxGk/A JGJ102-2003 =5.0×0.16×0.0011 =0.00088MPa qEk：水平地震作用線荷載集度標準值(N/mm)； B：幕墻立柱計算間距(mm)； qEk=qEAkB =0.00088×1200 =1.056N/mm qE：水平地震作用線荷載集度設(shè)計

21、值(N/mm)； qE=1.3qEk =1.3×1.056 =1.373N/mm(3)幕墻受荷載集度組合：用于強度計算時，采用Sw+0.5SE設(shè)計值組合： JGJ102-2003 q=qw+0.5qE =1.68+0.5×1.373 =2.366N/mm用于撓度計算時，采用Sw標準值： JGJ102-2003 qk=qwk =1.2N/mm(4)立柱在組合荷載作用下的彎矩設(shè)計值： Mx：彎矩組合設(shè)計值(N·mm)； Mw：風荷載作用下立柱產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值(N·mm)； ME：地震作用下立柱產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值(N·mm)； L：立柱跨度(mm)；采

22、用Sw+0.5SE組合： Mw=qwL2/8 ME=qEL2/8 Mx=Mw+0.5ME =qL2/8 =2.366×51002/8 =7692457.5N·mm4.2 確定材料的截面參數(shù)(1)立柱抵抗矩預選值計算： Wnx：立柱凈截面抵抗矩預選值(mm3)； Mx：彎矩組合設(shè)計值(N·mm)； ：塑性發(fā)展系數(shù)： 對于鋼材龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05； 對于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50429-2007，取1.00； fs：型材抗彎強度設(shè)計值(MPa)，對Q235取215MPa； Wnx=Mx/fs =7692457.5/1.

23、05/215 =34075.116mm3(2)立柱慣性矩預選值計算： qk：風荷載線荷載集度標準值(N/mm)； E：型材的彈性模量(MPa)，對Q235取206000MPa； Ixmin：材料需滿足的繞X軸最小慣性矩(mm4)； L：計算跨度(mm)； df,lim：按規(guī)范要求，立柱的撓度限值(mm)； df,lim=5qkL4/384EIxmin L/250=5100/250=20.4mm 按.2建筑幕墻GB/T21086-2007的規(guī)定，對于構(gòu)件式玻璃幕墻或單元幕墻（其它形式幕墻或外維護結(jié)構(gòu)無絕對撓度限制）： 當跨距4500mm時，絕對撓度不應該大于20mm； 當跨距4500mm時，絕對

24、撓度不應該大于30mm；對本例取： df,lim=20.4mm Ixmin=5qkL4/384Edf,lim =5×1.2×51004/384/206000/20.4 =2515378.489mm44.3 選用立柱型材的截面特性 按上一項計算結(jié)果選用型材號：矩形鋼管120×60×4 材料也是L5*4 型材的抗彎強度設(shè)計值：fs=215MPa 型材的抗剪強度設(shè)計值：s=125MPa 型材彈性模量：E=206000MPa 繞X軸慣性矩：Ix=2552000mm4 繞Y軸慣性矩：Iy=847700mm4 繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=42530mm3 繞X軸凈

25、截面抵抗矩：Wnx2=42530mm3 型材凈截面面積：An=1376mm2 型材線密度：g=0.108016N/mm 型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度：t=8mm 型材受力面對中性軸的面積矩：Sx=26460mm3 塑性發(fā)展系數(shù)：=1.054.4 立柱的抗彎強度計算(1)立柱軸向拉力設(shè)計值： Nk：立柱軸向拉力標準值(N)； qGAk：幕墻單位面積的自重標準值(MPa)； A：立柱單元的面積(mm2)； B：幕墻立柱計算間距(mm)； L：立柱跨度(mm)； Nk=qGAkA =qGAkBL =0.0011×1200×5100 =6732N N：立柱軸向拉力設(shè)計值(N)

26、； N=1.2Nk =1.2×6732 =8078.4N(2)抗彎強度校核：按單跨簡支梁(受拉)立柱抗彎強度公式，應滿足： N/An+Mx/Wnxfs JGJ102-2003上式中： N：立柱軸力設(shè)計值(N)； Mx：立柱彎矩設(shè)計值(N·mm)； 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)： 對于鋼材龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05； 對于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50429-2007，取1.00； fs：型材的抗彎強度設(shè)計值，取215MPa；則： N/An+Mx/Wnx=8078.

27、4/1376+7692457.5/1.05/42530 =178.129MPa215MPa立柱抗彎強度滿足要求。4.5 立柱的撓度計算 因為慣性矩預選是根據(jù)撓度限值計算的，所以只要選擇的立柱慣性矩大于預選值，撓度就滿足要求： 實際選用的型材慣性矩為：Ix=2552000mm4 預選值為：Ixmin=2515378.489mm4 實際撓度計算值為： df=5qkL4/384EIx =5×1.2×51004/384/206000/2552000 =20.107mm 而df,lim=20.4mm所以，立柱撓度滿足規(guī)范要求。4.6 立柱的抗剪計算校核依據(jù)： maxs=125MPa

28、(立柱的抗剪強度設(shè)計值)(1)Vwk：風荷載作用下剪力標準值(N)： Vwk=wkBL/2 =0.001×1200×5100/2 =3060N(2)Vw：風荷載作用下剪力設(shè)計值(N)： Vw=1.4Vwk =1.4×3060 =4284N(3)VEk：地震作用下剪力標準值(N)： VEk=qEAkBL/2 =0.00088×1200×5100/2 =2692.8N(4)VE：地震作用下剪力設(shè)計值(N)： VE=1.3VEk =1.3×2692.8 =3500.64N(5)V：立柱所受剪力設(shè)計值組合： 采用Vw+0.5VE組合： V=V

29、w+0.5VE =4284+0.5×3500.64 =6034.32N(6)立柱剪應力校核： max：立柱最大剪應力(MPa)； V：立柱所受剪力(N)； Sx：立柱型材受力面對中性軸的面積矩(mm3)； Ix：立柱型材截面慣性矩(mm4)； t：型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度(mm)； max=VSx/Ixt =6034.32×26460/2552000/8 =7.821MPa 7.821MPa125MPa立柱抗剪強度滿足要求!5 幕墻橫梁計算基本參數(shù)： 1：計算點標高：25m； 2：橫梁跨度：B=1200mm； 3：橫梁上分格高：800mm；橫梁下分格高：800mm

30、； 4：橫梁計算間距：H=800mm； 5：力學模型：梯形荷載簡支梁； 6：板塊配置：石材； 7：橫梁材質(zhì)：Q235；因為B>H，所以本處幕墻橫梁按梯形荷載簡支梁力學模型進行設(shè)計計算，受力模型如下：5.1 橫梁型材選材計算(1)橫梁在風荷載作用下的線荷載集度(按梯形分布)： qwk：風荷載線分布最大荷載集度標準值(N/mm)； wk：風荷載標準值(MPa)； H：幕墻橫梁計算間距(mm)； qwk=wkH =0.001×800 =0.8N/mm qw：風荷載線分布最大荷載集度設(shè)計值(N/mm)； qw=1.4qwk =1.4×0.8 =1.12N/mm(2)垂直于幕墻

31、平面的分布水平地震作用的線荷載集度(按梯形分布)： qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用(MPa)； E：動力放大系數(shù)，取5.0； max：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.16； Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標準值(N)，(主要指面板組件)； A：幕墻平面面積(mm2)； qEAk=EmaxGk/A JGJ102-2003 =5.0×0.16×0.001 =0.0008MPa qEk：橫梁受水平地震作用線荷載集度標準值(N/mm)； H：幕墻橫梁計算間距(mm)； qEk=qEAkH =0.0008×800 =0.64N/mm qE：橫梁受水平地震作用線荷載集度設(shè)

32、計值(N/mm)； qE=1.3qEk =1.3×0.64 =0.832N/mm(3)幕墻橫梁受荷載集度組合：用于強度計算時，采用Sw+0.5SE組合設(shè)計值： JGJ102-2003 q=qw+0.5qE =1.12+0.5×0.832 =1.536N/mm用于撓度計算時，采用Sw標準值： JGJ102-2003 qk=qwk =0.8N/mm(4)橫梁在風荷載及地震組合作用下的彎矩值(按梯形分布)： My：橫梁受風荷載及地震作用彎矩組合設(shè)計值(N·mm)； Mw：風荷載作用下橫梁產(chǎn)生的彎矩(N·mm)； ME：地震作用下橫梁產(chǎn)生的彎矩(N·m

33、m)； B：橫梁跨度(mm)； H：幕墻橫梁計算間距(mm)；采用Sw+0.5SE組合： JGJ102-2003 Mw=qwB2(3-(H/B)2)/24 ME=qEB2(3-(H/B)2)/24 My=Mw+0.5ME =qB2(3-(H/B)2)/24 =1.536×12002×(3-(800/1200)2)/24 =235520N·mm(5)橫梁在自重荷載作用下的彎矩值(按矩形分布)： Gk：橫梁自重線荷載標準值(N/mm)； H1：橫梁自重荷載作用高度(mm)，對掛式結(jié)構(gòu)取橫梁下分格高，對非掛式結(jié)構(gòu)取橫梁上分格高； Gk=0.001×H1 =0.

34、001×800 =0.8N/mm G：橫梁自重線荷載設(shè)計值(N/mm)； G=1.2Gk =1.2×0.8 =0.96N/mm Mx：橫梁在自重荷載作用下的彎矩設(shè)計值(N·mm)； B：橫梁跨度(mm)； Mx=GB2/8 =0.96×12002/8 =172800N·mm5.2 確定材料的截面參數(shù)(1)橫梁抵抗矩預選： Wnx：繞X方向橫梁凈截面抵抗矩預選值(mm3)； Wny：繞Y方向橫梁凈截面抵抗矩預選值(mm3)； Mx：橫梁在自重荷載作用下的彎矩(N·mm)； My：風荷載及地震作用彎矩組合值(N·mm)； x，y

35、：塑性發(fā)展系數(shù)： 對于鋼材龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05； 對于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50429-2007，取1.00； fs：型材抗彎強度設(shè)計值(MPa)，對Q235取215；按下面公式計算： Wnx=Mx/xfs =172800/1.05/215 =765.449mm3 Wny=My/yfs =235520/1.05/215 =1043.278mm3(2)橫梁慣性矩預選： df1,lim：按規(guī)范要求，橫梁在水平力標準值作用下的撓度限值(mm)； df2,lim：按規(guī)范要求，橫梁在自重力標準值作用下的撓度限值(mm)； B：橫梁跨度(mm)； 按相關(guān)規(guī)

36、范，鋼材橫梁的相對撓度不應大于L/250，鋁材橫梁的相對撓度不應大于L/180； 建筑幕墻GB/T21086-2007還有如下規(guī)定： 按.2，對于構(gòu)件式玻璃幕墻或單元幕墻（其它形式幕墻或外維護結(jié)構(gòu)無絕對撓度限制）： 當跨距4500mm時，絕對撓度不應該大于20mm； 當跨距4500mm時，絕對撓度不應該大于30mm； 按，b，自重標準值作用下?lián)隙炔粦^其跨度的1/500，并且不應大于3mm； B/250=1200/250=4.8mm B/500=1200/500=2.4mm對本例?。?df1,lim=4.8mm df2,lim=2.4mm qk：風荷載作用線荷載集度標準值(N/mm)； E：

37、型材的彈性模量(MPa)，對Q235取206000MPa； Iymin：繞Y軸最小慣性矩(mm4)； B：橫梁跨度(mm)； df1,lim=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240EIymin (受風荷載與地震作用的撓度計算) Iymin=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240Edf1,lim =0.8×12004(25/8-5(800/2/1200)2+2(800/2/1200)4)/240/206000/4.8 =18133.765mm4 Gk：橫梁自重線荷載標準值(N/mm)； Ixmin：繞X軸最小慣性矩(mm4)； df2

38、,lim=5GkB4/384EIxmin (自重作用下產(chǎn)生的撓度計算) Ixmin=5GkB4/384Edf2,lim =5×0.8×12004/384/206000/2.4 =43689.32mm45.3 選用橫梁型材的截面特性 按照上面的預選結(jié)果選取型材： 選用型材號：角鋼L5×4 型材抗彎強度設(shè)計值：215MPa 型材抗剪強度設(shè)計值：125MPa 型材彈性模量：E=206000MPa 繞X軸慣性矩：Ix=92600mm4 繞Y軸慣性矩：Iy=92600mm4 繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=6700mm3 繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx2=2560mm3 繞Y軸凈

39、截面抵抗矩：Wny1=6700mm3 繞Y軸凈截面抵抗矩：Wny2=2560mm3 型材凈截面面積：An=389.7mm2 型材線密度：g=0.030591N/mm 橫梁與立柱連接時角片與橫梁連接處橫梁壁厚：t=4mm 橫梁截面垂直于X軸腹板的截面總寬度：tx=4mm 橫梁截面垂直于Y軸腹板的截面總寬度：ty=4mm 型材受力面對中性軸的面積矩(繞X軸)：Sx=2595mm3 型材受力面對中性軸的面積矩(繞Y軸)：Sy=2595mm3 塑性發(fā)展系數(shù)：x=y=1.055.4 幕墻橫梁的抗彎強度計算按橫梁強度計算公式，應滿足： Mx/xWnx+My/yWnyfs JGJ102-2003上式中： M

40、x：橫梁繞X軸方向(幕墻平面內(nèi)方向)的彎矩設(shè)計值(N·mm)； My：橫梁繞Y軸方向(垂直于幕墻平面方向)的彎矩設(shè)計值(N·mm)； 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(垂直于幕墻平面方向)的凈截面抵抗矩(mm3)； x、y： 對于鋼材龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05； 對于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50429-2007，取1.00； fs：型材的抗彎強度設(shè)計值，取215MPa。采用SG+Sw+0.5SE組合，則： Mx/xWnx+My/yWny=172800/1.05/2560+23

41、5520/1.05/2560 =151.905MPa215MPa橫梁抗彎強度滿足要求。5.5 橫梁的撓度計算 因為慣性矩預選是根據(jù)撓度限值計算的，所以只要選擇的橫梁慣性矩大于預選值，撓度就滿足要求： 實際選用的型材慣性矩為： Ix=92600mm4 Iy=92600mm4 預選值為： Ixmin=43689.32mm4 Iymin=18133.765mm4 橫梁撓度的實際計算值如下： df1=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240EIy =0.8×12004(25/8-5(800/2/1200)2+2(800/2/1200)4)/240/206000/926

42、00 =0.94mm df2=5GkB4/384EIx =5×0.8×12004/384/206000/92600 =1.132mm df1,lim=4.8mm df2,lim=2.4mm所以，橫梁撓度滿足規(guī)范要求。5.6 橫梁的抗剪計算校核依據(jù)： maxs=125MPa (型材的抗剪強度設(shè)計值)(1)Vwk：風荷載作用下剪力標準值(N)； Vwk=qwkB(1-H/2B)/2 =0.8×1200(1-800/2/1200)/2 =320N(2)Vw：風荷載作用下剪力設(shè)計值(N)； Vw=1.4Vwk =1.4×320 =448N(3)VEk：地震作用下

43、剪力標準值(N)； VEk=qEkB(1-H/2B)/2 =0.64×1200(1-800/2/1200)/2 =256N(4)VE：地震作用下剪力設(shè)計值(N)； VE=1.3VEk =1.3×256 =332.8N(5)Vx：水平總剪力(N)； 采用Vw+0.5VE組合 Vx=Vw+0.5VE =448+0.5×332.8 =614.4N(6)Vy：垂直總剪力(N)： Vy=1.2×0.001×BH1/2 =1.2×0.001×1200×800/2 =576N(7)橫梁剪應力校核： x：橫梁水平方向剪應力(MPa

44、)； Vx：橫梁水平總剪力(N)； Sy：橫梁型材受力面對中性軸的面積矩(mm3)(繞Y軸)； Iy：橫梁型材截面慣性矩(mm4)； ty：橫梁截面垂直于Y軸腹板的截面總寬度(mm)； x=VxSy/Iyty JGJ102-2003 =614.4×2595/92600/4 =4.304MPa 4.304MPa125MPa y：橫梁垂直方向剪應力(N)； Vy：橫梁垂直總剪力(N)； Sx：橫梁型材受力面對中性軸的面積矩(mm3)(繞X軸)； Ix：橫梁型材截面慣性矩(mm4)； tx：橫梁截面垂直于X軸腹板的截面總寬度(mm)； y=VySx/Ixtx JGJ102-2003 =57

45、6×2595/92600/4 =4.035MPa 4.035MPa125MPa橫梁抗剪強度能滿足!6 短槽式(托板)連接石材的選用與校核基本參數(shù)： 1：計算點標高：25m； 2：板塊凈尺寸：a×b=1200mm×800mm； 3：石材配置：托板式25mm，對邊連接；模型簡圖為：6.1 石材板塊荷載計算(1)垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值： qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值(MPa)； E：動力放大系數(shù)，取5.0； max：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.16； Gk：石材板塊的重力荷載標準值(N)； A：幕墻平面面積(mm2)； qEAk=E

46、maxGk/A JGJ102-2003 =5×0.16×0.00075 =0.0006MPa(2)石材板塊荷載集度設(shè)計值組合：采用Sw+0.5SE設(shè)計值組合： JGJ102-2003 q=1.4wk+0.5×1.3qEAk =1.4×0.001+0.5×1.3×0.0006 =0.00179MPa6.2 石材的抗彎設(shè)計(1)計算邊長的確定： a：短槽連接邊邊長：1200mm； b：無槽邊邊長：800mm； a1：短槽中心到面板邊側(cè)距離150mm； a0：計算短邊邊長(mm)； b0：計算長邊邊長(mm)；因為：a-2a1=900>

47、;b=800，所以： a0=800mm b0=900mm(2)石材強度校核： 校核依據(jù)：fsc=3.72MPa ：石材中產(chǎn)生的彎曲應力設(shè)計值(MPa)； fsc：石材的抗彎強度設(shè)計值(MPa)； m：四點支撐石材最大彎矩系數(shù)，按短邊與長邊的邊長比0.889，查表得：0.1487； q：石材板塊水平荷載集度設(shè)計值組合(MPa)； b0：計算長邊邊長(mm)； t：石材厚度：25mm； 應力設(shè)計值為： =6×m×q×b02/t2 JGJ133-2001 =6×0.1487×0.00179×9002/252 =2.07MPa 2.07MPa3.72MPa強度能滿足要求。6.3 短槽托板在石材中產(chǎn)生的剪應力校核 校核依據(jù)：1sc=1.86MPa 1：短槽托板在石材中產(chǎn)生的剪應力設(shè)計值(MPa)；