建筑幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計1（PPT96張）

建筑筑幕墻墻結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計計主講講人人：：李李叢叢杉杉QQ:33226023手機機：：187018824621.幕墻墻基基本本介介紹紹什么么是是幕幕墻墻？？由面板板與玻璃璃支撐撐結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系（（支支撐撐裝裝置置與與支支撐撐結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)））組組成成的的、、可可相相對對主主體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)有有一一定定位移移能能力力或自自身身有有一一定定變形形能能力力、不承承擔擔主體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)所所受受作作用用的的建建筑筑外外維維護護墻墻。。----建筑筑幕幕墻墻GB/T21086-20071.1幕墻墻的的定定義義幕墻墻龍龍骨骨幕墻墻的的龍龍骨骨：：支支撐撐面面板板的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)。。1.1幕墻墻的的定定義義主體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)幕墻墻主體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)：：混凝凝土土梁梁、、混混凝凝土土樓樓板板、、混混凝凝土土柱柱、、鋼鋼梁梁、、鋼鋼柱柱、、混混凝凝土土墻墻。。。。。。1.1幕墻墻的的定定義義幕墻墻伸伸縮縮縫縫幕墻墻連連接接件件幕墻墻可可相相對對主主體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)有有一一定定位移移能能力力或自自身身有有一一定定變形形能能力力1.1幕墻墻的的定定義義案例例1面板板材材料料：：玻玻璃璃支撐撐體體系系：：鋁鋁合合金金龍龍骨骨主體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)：：混混凝凝土土樓樓板板相對對位位移移：：有有，，伸伸縮縮縫縫1.1幕墻墻的的定定義義案例例2面板板材材料料：：石石材材支撐撐體體系系：：鋼鋼橫橫梁梁主體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)：：混混凝凝土土梁梁相對對位位移移：：有有，，石石材材縫縫1.2幕墻墻的的特特點點幕墻墻的的特特點點1）具具有有完完整整的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系2）自自身身能能承承受受風風荷荷載載、、地地震震荷荷載載和和溫溫差差作作用用，，并并將將它它們們傳傳遞遞到到主主體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)上上3）能能承承受受較較大大的的自自身身平平面面內(nèi)內(nèi)和和平平面面外外的的變變形形，，并并具具有有相相對對于于主主體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)較較大大的的變變位位能能力力4）不不分分擔擔主主體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)所所承承受受的的荷荷載載和和作作用用5）抵抵抗抗溫溫差差作作用用能能力力強強6）抵抵抗抗地地震震災災害害能能力力強強7）節(jié)節(jié)省省基基礎(chǔ)礎(chǔ)和和主主體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的費費用用8）可可用用于于舊舊建建筑筑的的更更新新改改造造9）安安裝裝速速度度快快，，施施工工周周期期短短10）維維修修更更換換方方便便11）建建筑筑效效果果好好1.3幕墻墻的的種種類類幕墻墻有有哪哪些些種種類類？？（（按按面面板板材材料料分分））1）玻玻璃璃幕幕墻墻2）石石材材幕幕墻墻3）鋁鋁板板幕幕墻墻4）金金屬屬板板幕幕墻墻5）其其他他板板材材幕幕墻墻（（陶陶土土板板，，GRC，陶陶瓷瓷板板…）1.3幕墻墻的的種種類類按幕幕墻墻安安裝裝施施工工方方法法分分1）單單元元式式幕幕墻墻2）構(gòu)構(gòu)件件式式幕幕墻墻（（框框架架式式））1.3幕墻墻的的種種類類按幕幕墻墻結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式分分1）框框支支承承幕幕墻墻2）全全玻玻幕幕墻墻3）點點支支承承玻玻璃璃幕幕墻墻幕墻墻類類型型分分述述－明明框框明框框玻玻璃璃幕幕墻墻的的要要點點1）框框支支承承幕幕墻墻2）金金屬屬框框架架構(gòu)構(gòu)件件顯顯露露于于面面板板外外表表面面3）應應用用最最早早，，性性能能穩(wěn)穩(wěn)定定可可靠靠4）外外露露構(gòu)構(gòu)件件與與龍龍骨骨之之間間可可能能需需要要斷斷熱熱幕墻墻類類型型分分述述－全全隱隱框框全隱隱框框玻玻璃璃幕幕墻墻的的要要點點1）框框支支承承幕幕墻墻2）金金屬屬框框架架構(gòu)構(gòu)件件全全不不顯顯露露于于面面板板外外表表面面3）結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)膠膠是是關(guān)關(guān)鍵鍵，，須須進進行行相相容容性性試試驗驗幕墻墻類類型型分分述述－半半隱隱框框半隱隱框框玻玻璃璃幕幕墻墻的的要要點點1）框框支支承承幕幕墻墻2）金金屬屬框框架架構(gòu)構(gòu)件件兩兩對對邊邊顯顯露露于于面面板板外外表表面面；；另另兩兩對對邊邊不不顯顯露露于于面面板板外外表表面面3）半半隱隱框框分分：：橫橫明明豎豎隱隱；；橫橫隱隱豎豎明明4）結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)膠膠仍仍很很關(guān)關(guān)鍵鍵，，須須進進行行相相容容性性試試驗驗幕墻墻類類型型分分述述－點點支支式式玻玻璃璃幕幕墻墻點支支式式玻玻璃璃幕幕墻墻的的要要點點1）由由玻玻璃璃面面板板、、點點支支承承裝裝置置及及支支承承結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)成成2）通通透透性性也也很很好好，，常常用用于于建建筑筑大大跨跨度度空空間間3）點點支支承承裝裝置置：：駁駁接接爪爪；；騎騎縫縫夾夾板板等等4）支支承承結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)有有多多種種形形式式：：拉拉索索；；拉拉桿桿；；單單管管；；鋼鋼桁桁架架；；單單層層索索網(wǎng)網(wǎng)；；玻玻璃璃肋肋等等幕墻墻類類型型分分述述－點點支支式式玻玻璃璃幕幕墻墻豎向向拉拉索索結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)幕墻墻類類型型分分述述－點點支支式式玻玻璃璃幕幕墻墻水平平拉拉索索結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)幕墻墻類類型型分分述述－點點支支式式玻玻璃璃幕幕墻墻自平平衡衡結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系幕墻墻類類型型分分述述－點點支支式式玻玻璃璃幕幕墻墻拉桿桿結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)幕墻墻類類型型分分述述－點點支支式式玻玻璃璃幕幕墻墻單管管（（桿桿））結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)玻璃璃肋肋支支撐撐的的點點式式玻玻璃璃幕幕墻墻幕墻類型分述述－點支式玻璃璃幕墻幕墻類型分述述－點支式玻玻璃幕墻玻璃肋支撐的的玻璃幕墻幕墻類型分述述－點支式玻玻璃幕墻鋼結(jié)構(gòu)支撐的的點式玻璃幕幕墻幕墻類型分述述－點支式玻玻璃幕墻鋼結(jié)構(gòu)支撐的的點式玻璃幕幕墻幕墻類型分述述－石材幕墻石材幕墻的要要點1）不是石材貼貼面墻2）獨立于實墻墻之外3）石材面板金金屬屬掛件金金屬骨架4）按面板材料料分：天然石石材幕墻（如如花崗巖石材材幕墻和洞石石幕墻等）；；人造石材幕幕墻（如微晶晶玻璃幕墻、、瓷板幕墻和和陶土板幕墻墻）按金屬掛件形形式分：背栓栓式；背槽式式；L型掛件式；T型掛件式按板縫是否打打膠分：封閉閉式；開縫式式幕墻類型分述述－石材幕墻開縫式石材幕幕墻1）無膠污染，，外觀漂亮2）石材后須設(shè)設(shè)二次防水板板，造價較高高幕墻類型分述述－金屬板幕墻墻金屬板幕墻的的要點1）通過承重骨骨架懸掛于主主體結(jié)構(gòu)上2）按面板材料料：鋁單板幕幕墻；鋁塑板板幕墻；鋁瓦瓦楞板幕墻；；銅板幕墻；；彩鋼板幕墻墻；鈦板幕墻墻；鈦鋅板幕幕墻按板縫是否打打膠分：封閉閉式；開縫式式幕墻類型分述述－金屬板幕墻墻開縫式金屬板板幕墻的要點點1）無膠污染2）面板后面須須設(shè)二次防水水板2.結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計一般般原則：2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計方法2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計方法2.3荷載和作用效應組組合2.3荷載和作用效應組組合2.4荷載與作用荷載分類2.4荷載與作用2.4.1風荷載2.4.2自重荷載2.4荷載與作用GK=rg··Trg：材料的重力力密度T：材料的厚度度2.4.3雪荷載2.4荷載與作用2.4.4活荷載2.4荷載與作用活荷載一般按按不上人屋面面S=0.5kN/m22.4.5溫度作用2.4荷載與作用幕墻設(shè)計時應應考慮年溫度度變化ΔT，年溫度變化化ΔT由當?shù)貧夂驐l條件、幕墻的的顏色和反射射性能決定，，當缺乏必要要資料時，ΔT可取為80℃.2.4.6地震荷載2.4荷載與作用3.幕墻材料的力學性性能3.1材料強度設(shè)計值3.2玻璃玻璃的定義玻璃是一種均均質(zhì)的材料，，一種固化的的液體，分子子完全任意排排列，不具有有晶體的結(jié)構(gòu)構(gòu)。玻璃沒有有熔點，當他他被加熱時，，會追加從固固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變變?yōu)榫哂兴苄孕缘酿べ|(zhì)狀態(tài)態(tài)。玻璃是各各向同性的。。性能符號值密度ρ25.6

kN/m3彈性模量E72000N/mm2泊松比μ0.2比熱容C0.72x103J/(kgxK)線膨脹系數(shù)α1x10-5K-1導熱率λ1

W/(mxK)玻璃的基本物物理性能3.2玻璃玻璃主要是由由硅（Si）和氧（O）構(gòu)成的一個不不規(guī)則的三維維結(jié)構(gòu)。玻璃的成分成分分子式百分比二氧化硅SiO269%~74%氧化鈣CaO5%~12%氧化鈉Na2O12%~16%氧化鎂MgO0~6%氧化鋁Al2O30~3%3.2.1玻璃的種類主要用于建筑筑幕墻的玻璃璃種類浮法玻璃熱處理玻璃鋼化玻璃半鋼化玻璃夾層玻璃PVB夾層SGP夾層中空玻璃充空氣充惰性氣體鍍膜玻璃反射膜Low-E膜3.2.1玻璃的種類浮法玻璃浮法玻璃市已已溶化的玻璃璃浮在錫床上上，靠自重和和表面張力的的作用而形成成平滑表面。。其特點是表表面平整、無無波紋。倒入原材料熔窯1600°C熔融物流進錫錫槽600°C在退火窯中退退火200°C檢查切割阿3.2.1玻璃的種類鋼化玻璃和半半鋼化玻璃將浮法玻璃加加熱至軟化點點，然后用常常溫空氣均勻勻地噴涂驟然然冷卻而成。。鋼化玻璃表面面形成壓應力力，比同厚度度的浮法玻璃璃強度提高3~5倍。半鋼化玻璃的的生產(chǎn)與鋼化化玻璃相似，，但是冷卻的的速度要慢得得多。半鋼化化玻璃的強度度一般為浮法法玻璃的1.5~2倍。玻璃原片加熱640°C冷卻鋼化玻璃/半鋼化玻璃3.2.1玻璃的種類玻璃的破碎形形式浮法玻璃半鋼化玻璃鋼化玻璃表面無應力表面壓應力小小表面壓應力大大破碎成大塊放射性裂痕，，無大塊碎片片脫落碎裂成小顆粒粒3.2.1玻璃的種類夾層玻璃兩片或多片玻玻璃（浮法玻玻璃、鋼化玻玻璃、半鋼化化玻璃），可可以被一層或或多層聚乙烯烯醇縮丁醛樹樹脂(PVB)內(nèi)夾層粘在一一起，再經(jīng)過過電熱高壓器器加熱到140°C，在12Pa的壓力下維持持6小時，以消除除玻璃之間的的空氣。在沖擊荷載下下，玻璃可能能會破碎，但但碎片會粘在在夾層上，所所以夾層玻璃璃是真正的安安全玻璃。放置玻璃原片片和PVB層擠壓加熱+壓力完成3.2.1玻璃的種類中空玻璃中空玻璃由兩兩片、有時是是三片玻璃，，通過邊緣處處的間隔條和密封膠相互連連接而成。第第一層的密封封位于間隔條條和玻璃面板板之間，以防防止潮氣進入入面板之間的的空間；第二二層的密封設(shè)設(shè)置在間隔條條之后的玻璃璃面板之間，，同時將間隔隔條和玻璃面面板粘成一體體。3.2.2玻璃的力學性性能玻璃的強度設(shè)設(shè)計值fg(N/mm2)——見《玻璃幕墻工程程技術(shù)規(guī)范》JGJ-2003第5.2.1條之規(guī)定3.3鋼材鋼材的基本物物理性能性能符號值密度ρ78.5

kN/m3彈性模量E206000N/mm2泊松比μ0.3線膨脹系數(shù)α1.2x10-5K-13.3鋼材鋼材的強度設(shè)設(shè)計值3.3鋼材焊縫的強度設(shè)設(shè)計值3.3鋼材螺栓連接的強強度設(shè)計值3.3鋼材螺栓連接的強強度設(shè)計值3.4鋁合金鋁合金的基本本物理性能性能符號值密度ρ28.0

kN/m3彈性模量E70000N/mm2泊松比μ0.33線膨脹系數(shù)α2.35x10-5K-1鋁合金的牌號號１．鋁合金結(jié)結(jié)構(gòu)材料型材材宜采用5xxx系列和6xxx系列鋁合金。。２．板材宜采采用3xxx系列和5xxx系列鋁合金。。3.4鋁合金鋁合金型材的的強度設(shè)計值值3.4鋁合金鋁合金板材的強度設(shè)計值值3.4鋁合金鋁合金的基礎(chǔ)礎(chǔ)代號狀態(tài)１．經(jīng)常用的的鋁合金結(jié)構(gòu)構(gòu)材料型材為為6063T5及6063T6。２．經(jīng)常用的的板材為3003H14及5005H14。3.4鋁合金鋁合金型材表表面處理：１．陽極氧化化；２．電泳噴涂涂；3．粉末噴涂；；4．氟碳噴涂。。表面處理的厚厚度應滿足表表3.2.2的要求——見《玻璃幕墻工程程技術(shù)規(guī)范》JGJ-2003第3.2.2條之規(guī)定3.4鋁合金斷熱鋁型材：：１．穿條式——PA66GF25(聚酰胺66+25玻璃纖維）２．注膠式——PUR(聚氨基甲酸乙乙脂）3.5花崗石板3.6其他力學性能4.幕墻面板結(jié)構(gòu)計算算力學模型4.幕墻面板結(jié)構(gòu)計算算計算方法面材撓度控制制4.1玻璃的結(jié)構(gòu)計計算單片玻璃在垂垂直于玻璃幕幕墻平面的風風荷載和地震震作用下，最最大應力應符符合下列規(guī)定定：1最大應力標準準值——見《玻璃幕墻工程程技術(shù)規(guī)范》JGJ-2003第6.1.2條之規(guī)定4.1玻璃的結(jié)構(gòu)計計算單片玻璃在風風荷載作用下下的跨中撓度度——見《玻璃幕墻工程程技術(shù)規(guī)范》JGJ-2003第6.1.3條之規(guī)定1單片玻璃的剛剛度D按下式計算2玻璃跨中撓度度按按下式計計算：4.1玻璃的的結(jié)構(gòu)構(gòu)計算算夾層玻玻璃在在荷載載作用用下的的變形形和應應力分分布4.1玻璃的的結(jié)構(gòu)構(gòu)計算算夾層及中空空玻璃璃荷載載分配配4.1玻璃的的結(jié)構(gòu)構(gòu)計算算PVB膜夾層層玻璃璃按下下列規(guī)規(guī)定計計算：——見《玻璃幕幕墻工工程技技術(shù)規(guī)規(guī)范》JGJ-2003第6.1.4條之規(guī)規(guī)定1作用于于PVB膜夾層層玻璃璃的風風荷載載和地地震作作用按按下列列公式式分配配至兩兩片玻玻璃4.1玻璃的的結(jié)構(gòu)構(gòu)計算算2PVB夾層玻玻璃撓撓度計計算4.1玻璃的的結(jié)構(gòu)構(gòu)計算算中空玻玻璃按按下列列規(guī)定定計算算——見《玻璃幕幕墻工工程技技術(shù)規(guī)規(guī)范》JGJ-2003第6.1.5條之規(guī)規(guī)定4.1玻璃的的結(jié)構(gòu)構(gòu)計算算玻璃在在不同同類型型的支支撐形形式下下的變變形和和應力力分布布4.1玻璃的的結(jié)構(gòu)構(gòu)計算算在垂直直于幕幕墻平平面的的風荷荷載和和地震震作用用下，，四點點支承承玻璃璃面板板的應應力和和撓度度應符符合下下列規(guī)規(guī)定——見《玻璃幕幕墻工工程技技術(shù)規(guī)規(guī)范》JGJ-2003第8.1.5條之規(guī)規(guī)定4.1玻璃的的結(jié)構(gòu)構(gòu)計算算全玻璃璃幕墻墻結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計計4.1玻璃的的結(jié)構(gòu)構(gòu)計算算全玻璃璃單肋肋公式式來歷歷：σ=M/WM=q線h2/8=wlh2/8,式中q線=wlW=thr2/6σ=fg=(wlh2/8)/(thr2/6)=3wlh2/4thr2hr=(3wlh2/4fgt)1/24.1玻璃的的結(jié)構(gòu)構(gòu)計算算[例題1]鋼化玻玻璃1500mm××1500mm，T=10mm，四角孔孔距邊邊125mm，WK=2000N/m2，qEK=74N/m2，驗算玻玻璃強強度及及撓度度是否否滿足足要求求。解：W=1.4×WK=1.4××2000=2800N/m2qE=1.3××qEK=1.3××74=96N/m2q=W+0.5×qE=2800+0.5×96=2848N/m2LX/LY=1.25/1.25=1查表得得m=0.154，μ=0.02603qk=WK+0.5××qEK=2000+0.5×74=2037N/m2θ=[(wk+0.5qEk)]b4/Et4=(2.037××10-3×12504)/(0.72×105×104)=6.9，查表表6.1.2-2得η=0.985σ=(6mqb2/t2)η=（6×0.154×2.848×10-3×12502/102）×0.985=40.5N/mm2＜84N/mm2故玻璃璃強度度滿足足要求求！WK=2000N/m2θ=wkb4/Et4=(2××10-3×12504)/(0.72×105×104)=6.8ηη=0.986D=Et3/[12(1-ν2)]=0.72××105×103/[12××（1-0.22）]=6250000Nmmdf=[μμwkb4/D]η=[（0.02603×2×10-3×12504）/6250000]××0.986=20.05mmdf/L=20.05/1250=1/62.3<1/60故玻璃璃撓度度也滿滿足要要求??！4.1玻璃的的結(jié)構(gòu)構(gòu)計算算[例題2]全玻璃璃幕墻墻，層層高4m，兩玻玻璃肋肋間距距1.5m，面玻玻采用用t=15mm鋼化玻玻璃，，肋玻玻采用用t=19mm鋼化玻玻璃，，肋寬寬取為為350mm，WK=3500Pa，qEK=135N/m2，驗算算面玻玻璃、、玻璃璃肋強強度及及撓度度是否否滿足足要求求。解：（（1）面玻玻璃W=1.4×WK=1.4××3500=4900N/m2(另據(jù)規(guī)規(guī)范7.2.2條,m=0.125,μμ=0.013)qE=1.3××qEK=1.3××135=176N/m2q面=W+0.5××qE=4900+0.5×176=4988N/m2qK=WK+0.5××qEK=3500+0.5×135=3568N/m2=3.568××10-3N/m2θ=[(wk+0.5qEk)]b4/Et4=(3.568××10-3×15004)/(0.72×105×154)=4.95ηη=1σ=(6mqa2/t2)η=(0.75×4.988×10-3×15002/152）×1=37.4N/mm2＜84N/mm2故面玻玻璃強強度滿滿足要要求?。ˇ?wka4/Et4=(3.5×10-3×15004)/(0.72×105×154)=4.86ηη=1df={（0.013×3.5×10-3×15004）/[0.72××105×153/12×（1-0.22）]}××1=10.9mmdf/L=10.9/1500=1/138＜1/60，故故面面玻玻璃璃撓撓度度也也滿滿足足要要求求！?。?）玻玻璃璃肋肋A．初初選選ｈｈr=[（3WLh2/4fgt）]1/2=[（3××4.988××10-3×1500××40002/4××50.4××19）]1/2=306mm取為為350mmB．校校核核σ=0.75××4.988××10-3×1500××40002/（3502×19）=38.6N/mm2＜50.4N/mm2故肋肋玻玻璃璃強強度度滿滿足足要要求求??！I=(19*3503)/12=67885417mm4qk=3500××1.5=5250N/m=5.250N/mmdf=5qk××h4/（384××E××I）=5××5.25××40004/（384××0.72××105×67885417）=3.58mmdf/L=3.58/4000=1/1117＜1/200，故故肋肋玻玻璃璃撓撓度度也也滿滿足足要要求求??！4.2、石石材材計計算算1）荷荷載載類類型型2）構(gòu)構(gòu)造造形形式式（（復復雜雜、、簡簡單單、、造造型型））3）物物理理特特性性4）支支撐撐形形式式（（點點支支撐撐、、邊邊支支撐撐））背拴拴、、T型掛掛件件、、鋁鋁合合金金掛掛件件、、背背槽槽式式、、通通槽槽掛掛5）計計算算