幕墻力學(xué)計(jì)算原理和方法詳解

1、幕墻力學(xué)計(jì)算原理和方法第一章 荷載和作用一、 荷載分類：1永久荷載：自重、預(yù)應(yīng)力等。其值不隨時(shí)間變化。2可變荷載：風(fēng)荷載、雪荷載、溫度應(yīng)力等。其值隨時(shí)間變化。3偶然荷載：如地震、龍卷風(fēng)等。在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，而一旦妯現(xiàn)，其量值很大且持續(xù)時(shí)間較短。二、風(fēng)荷載計(jì)算：.場(chǎng)地類別劃分:根據(jù)地面粗糙度,場(chǎng)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)；.風(fēng)荷載計(jì)算公式：Wk=B gzxp zxp sXW0其中：Wk-作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)

2、B gz-瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB500092001取定 根據(jù)不同場(chǎng)地類型，按以下公式計(jì)算:B gz=K(1+2p f) 其中K為地區(qū)粗糙度調(diào)整系數(shù)，p f為脈動(dòng)系數(shù)A 類場(chǎng)地：B gz=0.92*(1+2p f) 其中：p f=0.387*(Z/10)X-0.12)B 類場(chǎng)地：B gz=0.89*(1+2p f) 其中：p f=0.5(Z/10)X-0.16)C 類場(chǎng)地：B gz=0.85*(1+2p f) 其中：p f=0.734(Z/10)X-0.22)D 類場(chǎng)地：B gz=0.80*(1+2p f) 其中：p f=1.2248(Z/10)X-0.3)p z-風(fēng)壓高度變

3、化系數(shù)，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001取定， 根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按以下公式計(jì)算：A類場(chǎng)地：p z=1.379X (Z/10)0.24B 類場(chǎng)地：p z=(Z/l0)0.32C 類場(chǎng)地：p z=0.616X (Z/10廠0.44D 類場(chǎng)地：p z=0.318X(Z/10廠0.60p s-風(fēng)荷載體型系數(shù),按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001墻角處取為：1.8墻面處取為：1.0封閉建筑物還需考慮內(nèi)表面+0.2或-0.2W0-基本風(fēng)壓,按全國(guó)基本風(fēng)壓圖取值。（基本風(fēng)壓系以當(dāng)?shù)乇容^空曠地面上離地10m高，統(tǒng)計(jì)所得的50年一遇10min平均最大風(fēng) 速（m/s）為標(biāo)準(zhǔn)按伯努利方程推導(dǎo)確定的

4、風(fēng)壓值：W0=p /2 %）三、地震作用計(jì)算垂直于玻璃幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算：qEk=B e a max G J式中 q Ek：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）；B E：動(dòng)力放大系數(shù)，可取5.0；a max：水平地震影響系數(shù)最大值，應(yīng)按下表采用；G” ：幕墻構(gòu)件（包括玻璃面板和鋁框）的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN）；kA：玻璃幕墻平面面積（m2）；抗震設(shè)防烈度6度7度8度amax0.040.08(0.12)0.16(0.24)注：7、8度時(shí)括號(hào)內(nèi)數(shù)值分別用于設(shè)計(jì)其本地震加速度為.158和0.30的地區(qū)。四 幕墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)按下列規(guī)定驗(yàn)算承載力和撓度：1 無地震作

5、用效應(yīng)組合時(shí)，承載力應(yīng)符合下式要求：Y oSR2 有地震作用效應(yīng)組合時(shí)，承載力應(yīng)符合下式要求：sewr/y re式中 S：荷載效應(yīng)按基本組合的設(shè)計(jì)值；SE：地震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)按基本組合的設(shè)計(jì)值；R：構(gòu)件抗力設(shè)計(jì)值；Y 0：結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù)，應(yīng)取不小于1.0；Y RE：結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)，應(yīng)取1.0。3 撓度應(yīng)符合下式要求：dfWdf,lim式中df：構(gòu)件在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值或永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下產(chǎn)生的撓度值;df,lim：構(gòu)件撓度限值。雙向受彎的桿件，兩個(gè)方向的撓度應(yīng)分別符合本條第3款的規(guī)定。五、荷載效應(yīng)組合:幕墻構(gòu)件承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，其作用效應(yīng)的組合應(yīng)符合下列規(guī)定：無地震作用

6、效應(yīng)組合時(shí)，應(yīng)按下式進(jìn)行：S=Y gSgk+wY w Swk（541-1）有地震作用效應(yīng)組合時(shí)，應(yīng)按下式進(jìn)行：S=Y GSGk+wY w Swk+W eY e SEk（541-2）式中S：作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值；SGk:永久荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；SWk：風(fēng)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；SEk：地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；Y G：永久荷載分項(xiàng)系數(shù)；Y w：風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)；Y E：地震作用分項(xiàng)系數(shù)；甲w：風(fēng)荷載的組合值系數(shù)；WE:地震作用的組合值系數(shù)；進(jìn)行幕墻構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)時(shí)，作用分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)按下列規(guī)定取值：一般情況下，永久荷載、風(fēng)荷載和地震作用的分項(xiàng)系數(shù)Y G、丫 W、丫 E應(yīng)分別取1.2, 1.4 和1.3；2當(dāng)永久荷載的

7、效應(yīng)起控制作用時(shí)，其分項(xiàng)系數(shù)Y G應(yīng)取1.35；此時(shí)，參與組合的可變荷載效 應(yīng)僅限于豎向荷載效應(yīng)；3當(dāng)永久荷載的效應(yīng)對(duì)構(gòu)件有利時(shí)，其分項(xiàng)系數(shù)Y G的取值不應(yīng)大于1.0?？勺冏饔玫慕M合值系數(shù)應(yīng)按下列規(guī)定采用：一般情況下，風(fēng)荷載的組合值系數(shù)甲w應(yīng)取1.0，地震作用的組合值系數(shù)甲E應(yīng)取0.5；2對(duì)水平倒掛玻璃及其框架，可不考慮地震作用效應(yīng)的組合，風(fēng)荷載的組合系數(shù)甲w應(yīng)取1.0， （永久荷載的效應(yīng)不起控制作用時(shí)）或0.6（永久荷載的效應(yīng)起控制作用時(shí)）。幕墻構(gòu)件的撓度驗(yàn)算時(shí)，風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)Y W和永久荷載分項(xiàng)系數(shù)Y G均應(yīng)取1.0，且可不 考慮作用效應(yīng)的組合。（五）按以上原理，水平荷載組合后的公式水平荷

8、載標(biāo)準(zhǔn)值: qk=Wk+0.5qEAk水平荷載設(shè)計(jì)值：q=1.4Wk+0.5X1.3qEAk（六）計(jì)算時(shí)組合方法：各荷載分別計(jì)算出應(yīng)力后，對(duì)各種應(yīng)力進(jìn)行組合。將同方向的荷載先進(jìn)行組合后進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算，最后將不同方向荷載的應(yīng)力再相加六、材料的力學(xué)性能1幕墻材料的彈性模量材料的彈性模量E (N/mm2)材料E材料E玻璃0.72X105不銹鋼絞線1.20X1051.50X105鋁合金型材和單層鋁板0.70X105高強(qiáng)鋼絞線1.95X105鋼，不銹鋼2.06X105鋼絲繩0.80X1051.00X105消除應(yīng)力的高強(qiáng)鋼絲2.05X105花崗石板0.8X105蜂窩鋁板10mm0.35X105鋁塑復(fù)合板4m

9、m0.2X10515mm0.27X1056mm0.3X10520mm0.21X1052幕墻材料的泊松比材料的泊松比V材料V材料V玻璃0.20鋼，不銹鋼0.30鋁合金型材和單層鋁板0.33高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線0.30鋁塑復(fù)合板和蜂窩鋁板0.25H-R UJ-J U-J 花崗巖0.1253玻璃的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值玻璃的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值里(N/mm2)種類厚度(mm)大面?zhèn)让嫫胀úＡ?28.019.5浮法玻璃51228.019.5151924.017.0三2020.014.0鋼化玻璃51284.058.8151972.050.4三2059.041.3注：1夾層玻璃和中空玻璃的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可按所采用的玻璃類型確定；2當(dāng)鋼

10、化玻璃的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)不到浮動(dòng)玻璃強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的3倍時(shí)，表中數(shù)值應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果予以調(diào)整；3半鋼化玻璃強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可取浮法玻璃強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的2倍。當(dāng)半鋼化玻璃的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)不到浮動(dòng)玻璃強(qiáng)度 標(biāo)準(zhǔn)值的2倍時(shí)，表中數(shù)值應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果予以調(diào)整；4側(cè)面指玻璃切割后的斷面，其寬度為玻璃厚度。玻璃的總安全系數(shù)K取為2.5。所以材料強(qiáng)度系數(shù)K2=K/K1=2.5/1.4=1.785。說明：（1）材料的總安全系數(shù)K=K1*K2，式中：K1為起主要控制作用的風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)采用1.4，K2為材料強(qiáng)度系數(shù)K2=K/K1。（2）材料強(qiáng)度值計(jì)算公式：fa=fak/K2, fak為材料屈服強(qiáng)度。）4鋁合金型材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋁合金型材

11、的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fa（N/mm2）合金牌號(hào)狀態(tài)壁厚 (mm)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值抗拉、抗壓強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度局部承壓6061T4所有85.549.6133.0T6所有190.5110.5199.06063T5所有85.549.6120.0T6所有140.081.2161.06063AT510116.667.6141.5T610140.081.2163.0鋁合金型材的總安全系數(shù)K取為1.8。所以材料強(qiáng)度系數(shù)K2=K/K1=1.8/1.4=1.286。5鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fa（N/mm2）鋼材牌號(hào)厚度或直徑d（mm）抗拉、抗壓、抗彎強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度端面承壓Q235d1621512532516Vd402051

12、2040Vd60200115Q345d1631018040016Vd3529517035Vd2.910.0136.579.22A12T420.52.9171.599.52.910.0185.5107.67A04T620.52.9273.0158.42.910.0287.0166.57A09T620.52.9273.0158.42.910.0287.0166.5鋁板的總安全系數(shù)K取為2.0。所以材料強(qiáng)度系數(shù)K2=K/K1=2.0/1.4=1.428。9鋁塑復(fù)合板的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋁塑復(fù)合板的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（Mpa）板厚t (mm)抗拉強(qiáng)度ft 、a2抗剪強(qiáng)度f1a24702010蜂窩鋁板的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值蜂窩鋁

13、板的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（Mpa）板厚t (mm)抗拉強(qiáng)度ft q a3抗剪強(qiáng)度fva32010.51.411.花崗石板的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，應(yīng)依據(jù)其彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)的彎曲強(qiáng)度平均植fgm決定，抗彎強(qiáng)度設(shè) 計(jì)值、抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按下列公式計(jì)算：（一般石材的總安全系數(shù)取3.0，而幕墻石材的總安全系數(shù)取3.5）fg1=fgm/2.15f =f /4.30g2 gm式中 41：花崗石板抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(Mpa)；42：花崗石板抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(Mpa);4m：花崗石板彎曲強(qiáng)度平均值(Mpa)。彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)中任一試件的彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)值低于8Mpa時(shí)，該批花崗石板不得用于幕墻。第二章 幕墻面板計(jì)算一、幕墻鑲板設(shè)計(jì)原理：公式O

14、w=(6mwka2) /t2公式原理：q=W b，M=qa2/8= W b a2/81 M=mqa2= mWb a2 ， w=bt2/6，kkkO =M/w= (mWkb a2)/ (bt2/6) = (6mwka2) /t2采用建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)第四章，根據(jù)彈性薄板小撓度理論推導(dǎo)出來的，它假定面板只 產(chǎn)生彎曲變形和彎曲應(yīng)力，而面內(nèi)薄膜應(yīng)力則忽略不計(jì)，彈性小撓度變形理論的范圍是：撓度df不 大于板厚度t。當(dāng)板撓度df大于板厚度t，按上式計(jì)算的應(yīng)力比實(shí)際的大，而且隨著撓度與板厚之比加大，計(jì) 算的應(yīng)力和撓度偏大較多。因此，對(duì)按小撓度變形理論計(jì)算的結(jié)果乘以一個(gè)折減系數(shù)！，使計(jì)算結(jié) 果與實(shí)際相符，不

15、僅節(jié)省了材料，而且還有一定的安全余地。二、四邊簡(jiǎn)支板：(板四邊有支座反力，無支座彎矩)1應(yīng)用范圍：框支承玻璃幕墻的玻璃、鋁板幕墻中未加肋鋁板、石材幕墻四邊通槽安裝方法2強(qiáng)度計(jì)算公式：最大應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值可按考慮幾何非線性的有限元方法計(jì)算，也可按下列公式計(jì)算：O wk=(6mwka2)n /t2。Ek=(6mqEka訓(xùn)電e = wka4/E14 或e = (wk+0.5qEk)a4/E14式中e :參數(shù)；o wk、 &分別為風(fēng)荷載、地震作用下玻璃截面的最大應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2)；wk、qEk:分別為垂直于玻璃幕墻平面的風(fēng)荷載、地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2)；a:矩形玻璃板材短邊邊長(zhǎng)(mm)；t: 玻璃

16、的厚度(mm)；E ：玻璃的彈性模量(N/mm2)；m：彎矩系數(shù)，可由玻璃板短邊與長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)之比a/b按不同材料(不同泊松比)查表采用;n ：折減系數(shù)，可由參數(shù)e查表采用。3撓度計(jì)算公式面板風(fēng)荷載作用下的跨中撓度，應(yīng)符合下列規(guī)定：(1)面板的剛度D可按下式計(jì)算：D= E13/12(1-v 2)(6.1.3-1)式中D：面板的剛度(Nmm)；t :面板的厚度(mm)；v ：面板的泊松比。(2) 玻璃跨中撓度可按考慮幾何非線性的有限元方法計(jì)算，也可按下式計(jì)算：df=(p wka4)n /D式中df：在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙茸畲笾?mm)；w k:垂直于玻璃幕墻平面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2)；p :

17、撓度系數(shù)，可由玻璃板短邊與長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)之比a/b按不同材料(不同泊松比)查表采用;n :折減系數(shù)，可由參數(shù)e查表采用。(3)在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下，四邊支承玻璃的撓度限值df,lim宜按其短邊邊長(zhǎng)的1/60采用 三、對(duì)邊簡(jiǎn)支板計(jì)算：(常用于全玻幕墻面板計(jì)算)彎矩計(jì)算公式：M=ql2/8撓度計(jì)算公式：df=5 ql2/384EI所以對(duì)邊簡(jiǎn)支板的彎矩和撓度系數(shù)分別為0.125和0.013。四、四角支承板計(jì)算：(四角支承，四邊自由)1應(yīng)用范圍：點(diǎn)支式玻璃幕墻的玻璃、石材幕墻鋼銷和短槽安裝方法。2強(qiáng)度和撓度計(jì)算公式：O wk=(6mwkb2)n /t2。Ek=(6mqEkb2)n /t2df=( wkb4)

18、n /De = wkb4/Et4 或e = (wk+0.5qEk)b4/Et4式中e :參數(shù)；O wk、O Ek：分別為風(fēng)荷載、地震作用下玻璃截面的最大應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2)；df：在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙茸畲笾?mm)；wk、qEk:分別為垂直于幕墻平面的風(fēng)荷載、地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2)；b ：支承點(diǎn)間面板長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm)；t ：面板的厚度(mm)；E ：面板的彈性模量(N/mm2)；m：彎矩系數(shù)，可由支承點(diǎn)間面板短邊與長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)之比a/b按不同材料(不同泊松比)查表 采用；：撓度系數(shù)，可由支承點(diǎn)間玻璃板短邊與長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)之比a/b按不同材料(不同泊松比)查 表采用；n :折減系數(shù)，可由參數(shù)

19、e查表采用；D： 面板的剛度，D= E t3/12(1-v 2)；3.石材幕墻鋼銷式和短槽式安裝方法的計(jì)算邊長(zhǎng)a0、b0取值方法：(1)當(dāng)為兩側(cè)連接時(shí)(圖a),支承邊的計(jì)算邊長(zhǎng)可取為鋼銷的距離，非支承邊的計(jì)算長(zhǎng)度取 為邊長(zhǎng)。(2)當(dāng)四側(cè)連接時(shí)(圖b),可取為邊長(zhǎng)減去鋼銷至板邊的距離。鋼銷連接石板的計(jì)算邊長(zhǎng)a0、b0(a)兩側(cè)連接；(b)四側(cè)連接;五、固定簡(jiǎn)支板計(jì)算(。固定邊有支座彎矩，如加肋鋁板計(jì)算)有兩種方式：一邊固定三邊簡(jiǎn)支、對(duì)邊簡(jiǎn)支對(duì)邊固定強(qiáng)度和撓度公式同上，彎矩系數(shù)和撓度系數(shù)取固定和簡(jiǎn)支邊界條件查取。第三章 立柱計(jì)算一、一般規(guī)定1 立柱截面的主要受力部分的厚度，應(yīng)符合下列規(guī)定：(1)鋁

20、型材截面開口部位的厚度不應(yīng)小于3.0mm,閉口部位的厚度不應(yīng)小于2.5mm；型材孔 壁與螺釘之間直接采用螺紋受力連接時(shí)，其局部截面厚度不應(yīng)小于螺釘?shù)墓Q直徑；(2)鋼型材截面主要受力部分的厚度不應(yīng)小于3.0mm。(3) 對(duì)偏心受壓立柱，其截面寬厚比應(yīng)符合下列規(guī)定。截面自由挑出部分(圖融)和雙側(cè)加勁部位(圖b)的寬厚比b/t應(yīng)符合下列要求；型材截面寬厚比b/t限值截面部位鋁型材鋼型材6063-T56061-T46063A-T56063-T66063A-T66061-T6Q235Q345自由挑出171513121512雙側(cè)加勁504540354033II截面的部位示意2 立柱可采用鋁合金型材或鋼型

21、材。鋁合金型材的表在處理應(yīng)符合本規(guī)范第3.2.2條的要求；鋼型 材宜采用高耐候鋼，碳素鋼型材應(yīng)采用熱浸鋅或采取其他有效防腐措施。處于腐蝕嚴(yán)重環(huán)境下的鋼 型材，應(yīng)預(yù)留腐蝕厚度。3上、下立柱之間應(yīng)留有不小于15mm的縫隙，閉口型材可采用長(zhǎng)度不小于250mm的芯柱連接 芯柱與立柱應(yīng)緊密配合。芯柱與上柱或下柱之間應(yīng)采用機(jī)械連接方法加以固定。開口型材上柱與下 柱之間可采用等強(qiáng)型材機(jī)械連接。在樓層內(nèi)單獨(dú)布置立柱時(shí)，其上、下端均宜與主體結(jié)構(gòu)鉸接，宜采用上端懸掛方式；當(dāng)柱支承 點(diǎn)可能產(chǎn)生較大位移時(shí)，應(yīng)采用與位移相適應(yīng)的支承裝置。應(yīng)根據(jù)立柱的實(shí)際支承條件，分別按單跨梁、雙跨梁或多跨鉸接梁計(jì)算由風(fēng)荷載或地震作用產(chǎn)

22、 生的彎矩，并按其支承條件計(jì)算軸向力。二、立柱驗(yàn)算公式：1 承受軸向拉力和彎矩作用的立柱N/An+M/丫 WnWf式中N：立柱軸力設(shè)計(jì)值（N）；M：立柱彎矩設(shè)計(jì)值（N.mm）;An：立柱的凈截面面積（mm2）Wn：在彎矩作用方向的凈截面彈性抵抗矩（mm3）；Y :截面塑性發(fā)展系數(shù)，可取1.05；f：型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fa或fs （N/mm2）。承受軸壓力和彎矩作用的立柱，其在彎矩作用方向的穩(wěn)定性應(yīng)符合下式要求：N/（y A）+M/y W（1-0.8N/Ne）WfNE=n 2EA/（.1.1 入 2）式中N：立柱軸力設(shè)計(jì)值（N）；NE：臨界軸壓力（N）；M：立柱彎矩設(shè)計(jì)值（N.mm）;中：彎矩作

23、用平面內(nèi)的軸心受壓的穩(wěn)定系數(shù)，可按表6.3.8采用；A：立柱的截面面積（mm2）W：在彎矩作用方向上較大受壓邊的截面彈性抵抗矩（mm3）；入：長(zhǎng)細(xì)比；承受軸壓力和彎矩作用的立柱，其長(zhǎng)細(xì)比A不宜大于150。Y :截面塑性發(fā)展系數(shù)，可取1.05；f：型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fa或fs（N/mm2）。表6.3.8軸心受壓柱穩(wěn)定系數(shù)*長(zhǎng)細(xì)比人鋼型材鋁合金型材Q235 鋼Q345 鋼6063-T56061-T46063-T66063A-T56063A-T66061-T6200.970.960.980.960.92400.900.880.880.840.80600.810.730.810.750.71800.6

24、90.580.700.580.48900.620.500.630.480.401000.560.430.560.380.321100.490.370.490.340.261200.440.320.410.300.221300.390.280.330.260.191400.350.250.290.220.161500.310.210.240.190.143在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)作用下，立柱撓度限值4r宜按下列規(guī)定采用：f,lim鋁合金型材：df,lim=l/180（6.3.10-1）鋼型材：d =l/250f,lim三、幕墻立柱計(jì)算常用力學(xué)模型（一）、受均布荷載的簡(jiǎn)支梁. a.支座反力：Ra= RB=qL

25、/2b.最大彎矩：M =qL2/8 maxc.最大撓度：U=5qL4/ （384EI）其中：R表示支點(diǎn)距.在幕墻結(jié)構(gòu)中，受均布荷載的簡(jiǎn)支梁力學(xué)模型可能應(yīng)用于單跨中的起始位置的立柱力學(xué)計(jì)算。（二）、只受均布荷載的帶懸臂的梁：1.力學(xué)公式：a.支座反力：Ra= qL（1+入）2/2（入=a/L）RB= qL（1-入 2） /2b. A 支點(diǎn)彎矩：MA=-qa2 /2 最大彎矩：Mmax=qL2（1-A 2） 2/8c.最大撓度：U=qaL3（-1+4入 2+3入 3）/ （24EI）2.只受均布荷載的帶懸臂的梁的力學(xué)模型，可能應(yīng)用于單跨幕墻或多跨幕墻的起始跨立柱結(jié)構(gòu)計(jì)算。（三） 、懸臂端受集中力的

26、帶懸臂簡(jiǎn)支梁力學(xué)公式：a.支座反力：Ra= P（1+入）（入=a/L）Rb= -PAb. A支點(diǎn)彎矩：MA=-Pac.最大撓度：U=Pa3L（1+入）/ （3EI）（四）、受均布荷載同時(shí)懸臂端受集中力的帶懸臂簡(jiǎn)支梁力學(xué)公式B 支座反力：RB(i)=(qL(i)/2).(142(i)-入 Rb(-i)A 支座反力：RA(i)= q(L(i)+ a(i)+ RB(i-1) RB(i)A 支座處彎矩:MAi=- RB(i-1) . a(i)+(q. a2 /2)A(i)B(i)段中彎矩：M(i)=RB(i)x-qx2/2當(dāng) x=RB(i)/q 時(shí)，M(i)最大跨中最大彎矩: Mi(max)= R2B

27、 (i)/(2q)式中：q:立柱受均布荷載線荷載設(shè)計(jì)值(N/mm)L：第i跨跨距(mm) a(i)：第i跨懸臂長(zhǎng)(mm)(i)= a(i)/ L(i)2撓度C(i)點(diǎn)撓度：它是集中荷載RB(i-1)和C(i)A(i)、A(i)B(i)兩段均布荷載所作用的撓度組合。a.集中荷載RB(i-1作用于C(i)點(diǎn)撓度：fci= RB(i-i)a2(i)L(i)/(3EI)1+A (i)C(i)A(i)段均布荷載作用于C(i)點(diǎn)撓度：f =qa3f Ln/(24EI)4+3A c2 (i) (i)(i)A(i)B(i)段均布荷載作用于 C(i)點(diǎn)撓度：fc尸-qa(i)L3 (i)/(24E(I)故C(i

28、)點(diǎn)的撓度：Uc=+f/fqacLc 3/(24EI)-1+4入，/+ 3入，.+ ROa2cL,.J/(3EI)1+入 J c(i) c1 c2 c3 (i) (i)(i)(i)B(i-1)(i) (i)(iA(i)B(i)段中點(diǎn)撓度：同樣它是上述三種荷載的撓度組合，它們的撓度值分別為：RB(i-i)荷載：f 中 i=- RB(i-i)aL2/(16EI)C(i)A(i)段均布荷載：f由尸qa2(i)L2(i)/(32EI) 中2A(i)B(i)段均布荷載：f中3=5qLMi)/(384E)故A(i)B(i)點(diǎn)的撓度：U中二f 中 1+f 中產(chǎn)f 中3=5qLMi)/(384EI)- qa2

29、 (i)L2(i)/(32EI)- RB(i-1)a(i)L2(i)/(16EI)從上式可以看出，若a(i)取值恰當(dāng)，對(duì)A(i)B(i)中點(diǎn)撓度的減小是較為明顯的。3在幕墻結(jié)構(gòu)中，本節(jié)中的力學(xué)模型一般應(yīng)用于多跨中的中間跨的單支撐立柱的結(jié)構(gòu)計(jì)算。(五)多跨鉸接連續(xù)梁力學(xué)模型.當(dāng)首跨與其它各跨跨距相等，即LL時(shí)：a.當(dāng)人取值入0.207時(shí)，第一跨跨中彎矩為立柱最大彎矩值；b.當(dāng)人取值人0.207時(shí)，第二跨支座彎矩為立柱最大彎矩值；c.當(dāng)人取值人=0.207時(shí)，第一跨跨中彎矩與第二跨支座彎矩相等，為立柱最經(jīng)濟(jì)彎矩計(jì) 算值：M= qLn2/11.655。(建議取此值).當(dāng)首跨與其它各跨跨距不相等，即W

30、L時(shí)，除第一跨的彎矩需單獨(dú)驗(yàn)算外：a.當(dāng)PNq Ln/(2X2,2)時(shí)，入最佳取值為人=q Ln/ (3q Ln+ 8P),此時(shí)第二跨支座彎矩(MA2) 與四跨以后的跨中最大彎矩(M)相等，為立柱最大彎矩計(jì)算值；b.當(dāng) Pq Ln/(2X 21/2)時(shí)：.當(dāng)人取值為入1=q Ln/ (3q Ln+ 8P)時(shí)，此時(shí)MA2= M，但立柱最大彎矩計(jì)算值為四跨 以后的支座彎矩(MAi);.當(dāng)人取值為人2=0.1716時(shí)，此時(shí)M(i)= MAi,但立柱最大彎矩計(jì)算值為第二跨跨中最 大彎矩(M)；.當(dāng)人取值為人=A 2+(入入2)/2.5(經(jīng)驗(yàn)公式)時(shí)，第二跨跨中最大彎矩(M)約等于四跨 以后的支座彎矩(

31、MAi),為立柱最經(jīng)濟(jì)彎矩計(jì)算值。(建議取此值)3立柱最好按第一跨與其它各跨跨長(zhǎng)不相等(即L1WL)的計(jì)算方法設(shè)計(jì)，通過選取合理的人值使立 柱彎矩計(jì)算值最小，但第一跨彎矩值要單獨(dú)驗(yàn)算。一般建筑層高為3m以上，要實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)合理的立柱受力結(jié)構(gòu)，圖一所示的安裝節(jié)點(diǎn)套芯將設(shè) 計(jì)得比較長(zhǎng)(a 一般為400mm800mm),可將圖一的結(jié)構(gòu)改為圖三的結(jié)構(gòu)形式。(六)、受均布荷載一次超靜定雙跨連續(xù)梁在幕墻設(shè)計(jì)中，對(duì)于樓房跨度較高的幕墻，一定采用增設(shè)一個(gè)輔助支撐的方法改善立柱受力 現(xiàn)狀，這種結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型可按一次超靜定梁模型計(jì)算。a.支座反力：A(i)點(diǎn) RA=1/D(i) X qD2 (i)/2+MD(i)B

32、(i)點(diǎn) RB(i)=1/B(i)XqB2 (i)/2+MD(i) 式中MD為D(i)的彎矩見下述一節(jié)。b.彎矩計(jì)算(1)D(i)點(diǎn)：MD(i)=qB3 (i)+D3 (i)/8B(i)+D (i)(2) D(i)B(i)段中彎矩：M(i)=RBx-qx2/2其最大彎矩M(i)=RB2/(2q)C. 撓度計(jì)算：一般地B(i)D(i)，計(jì)算撓度一般計(jì)算D(i)B(i)段中其撓度。(1)D(i)B段中點(diǎn)撓度U中二5qB4(i)/(384E(I) + MD(i)B2(i)2 受均布荷載的超一次靜定梁的力學(xué)模型，可能出現(xiàn)在跨度較大增設(shè)輔助支撐的單跨幕墻或跨度 較大的多跨幕墻增設(shè)輔助支撐的超始跨立柱結(jié)構(gòu)

33、中。(七)受集中力及均布荷載的懸臂雙跨連續(xù)梁1. a.彎矩:(1)人點(diǎn)MA(i)=-P(i)a(i)+qa2 (i) /2(2) D(i)點(diǎn)MD(i)=qB3+ D3(i)/ 8XB3(i)+ D3(i)- MA(i)XD(i)/ 12X B(i)+ D(i)(3) D(i)B(i)段中彎矩：M(i)=qB2(i)/8+ MD(i)/2(4)D(i)B(i)段彎矩：M(i)=RB(i)x-qx2/2,其最大最大彎矩 U(i)= R2B(i)/ (2q)(5)A(i)D(i)段彎矩：M(i)=qD2(i)/8-MA(i)+MD(i) /2b.支座反力：(1)B(i)點(diǎn)：RB(i)=qB(i)/2

34、+UD/B(i)其它如A(i)、D(i)的支座反力可利用相應(yīng)的彎矩方程等求得，此處略。C.撓度計(jì)算：(1)D(i)B(i)段中點(diǎn)撓度：U(i)=MD(i)B2(i)/(16E(I)+5qB4(i)/(384E(I)(3) C(i)點(diǎn)撓度：U =-p(i)a3(i)/(3E(I)- qa4(i)/(8E(I)+ qD4(i)/(24E(I)+ c(i)MA(i)D(i)/(3E(I)+MD(i)+D(i)/(6E(I)3. 受集中力及均布荷載的懸臂雙跨連續(xù)梁力學(xué)模型，可能出現(xiàn)在跨度較大的多跨幕墻中間跨，這 時(shí)幕墻一般增加一個(gè)輔助支撐的場(chǎng)合。(八)、受均布荷載二次超靜定三跨連續(xù)梁第四章 橫梁設(shè)計(jì)計(jì)算方法一、一般規(guī)定：1 橫梁截面主要受力部位的厚度，應(yīng)符合下列要求：（1）截面自由挑出部分（圖2）和雙側(cè)加勁部位（圖b）的寬厚比b/t應(yīng)符合下表的要求;橫梁截面寬厚比b/t限值截面部位鋁型材鋼型材6063-T56061-T46063A-T56063-T66063A-T66061-T6Q235Q345自由挑出171513121512雙側(cè)加勁504540354033橫梁截面的部位示意（2）當(dāng)橫梁跨度不大于1.2m時(shí)，鋁合金型材橫梁截面主要受力部分的厚度不應(yīng)小于2.0mm； 當(dāng)橫梁跨度大于1.2m時(shí)，其截面主要受力部分的厚度不應(yīng)小于2.5mm；型材孔壁與