幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件

幕墻結(jié)構(gòu)計算基礎(chǔ)幕墻結(jié)構(gòu)計算基礎(chǔ)第一章概述1、幕墻計算現(xiàn)狀傳統(tǒng)的計算原理手工計算各類計算軟件發(fā)展迅速大型軟件受青睞手工計算與軟件聯(lián)合、互補。應(yīng)用規(guī)范第一章概述1、幕墻計算現(xiàn)狀2、目前存在問題計算人員實際經(jīng)驗不足過渡依賴計算軟件形式主義距離優(yōu)化設(shè)計很遠(yuǎn)。2、目前存在問題3、今后發(fā)展趨勢有限元軟件功能細(xì)化計算人員更專業(yè)。計算規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)更詳細(xì)、準(zhǔn)確。3、今后發(fā)展趨勢第二章桿件計算第一節(jié)、概述與計算對象（1）單根桿件-框架幕墻的立柱、橫梁選用橫梁型材的截面特性:

選用型材材質(zhì):鋁合金6063-T5，斷面如圖：

型材強度設(shè)計值:85.500N/mm2

型材彈性模量:E=0.7×105N/mm2X軸慣性矩:Ix=156.662cm4Y軸慣性矩:Iy=85.870cm4X軸抵抗矩:Wx1=30.412cm3X軸抵抗矩:Wx2=32.311cm3Y軸抵抗矩:Wy1=23.424cm3Y軸抵抗矩:Wy2=13.243cm3

型材截面積:A=11.383cm2

型材計算校核處壁厚:t=2.000mm

型材截面面積矩:Ss=19.604cm3

塑性發(fā)展系數(shù):γ=1.05第二章桿件計算第一節(jié)、概述與計算對象幕墻橫梁的強度計算

校核依據(jù):Mx/γWx+My/γWy≤fa=85.5(N/mm2)幕墻橫梁的抗剪強度計算

校核依據(jù):τmax≤[τ]=49.6N/mm2幕墻橫梁的剛度計算

校核依據(jù):Umax≤L/180

橫梁承受呈三角形分布線荷載作用.幕墻橫梁的強度計算（2）多根桿件組成的結(jié)構(gòu)體系：-框架窗、單元板（立柱、橫梁、中挺）立柱公料材質(zhì):鋁合金6063-T5，型材斷面如圖：

型材強度設(shè)計值:85.500N/mm2

型材彈性模量:E=0.7×105N/mm2X軸慣性矩:Ix=401.788cm4Y軸慣性矩:Iy=76.622cm4X軸抵抗矩:Wx1=55.325cm3X軸抵抗矩:Wx2=38.866cm3

型材截面積:A=15.945cm2

型材計算校核處壁厚:t=3.000mm

型材截面面積矩:Sx=36.070cm3

塑性發(fā)展系數(shù):γ=1.05公立柱母立柱（2）多根桿件組成的結(jié)構(gòu)體系：公立柱母立柱立柱母料材質(zhì):鋁合金6063-T5，型材斷面如圖：

型材強度設(shè)計值:85.500N/mm2

型材彈性模量:E=0.7×105N/mm2X軸慣性矩:Ix=381.848cm4Y軸慣性矩:Iy=26.989cm4X軸抵抗矩:Wx1=52.397cm3X軸抵抗矩:Wx2=37.028cm3

型材截面積:A=14.111cm2

型材計算校核處壁厚:t=3.000mm

型材截面面積矩:Sx=33.158cm3

塑性發(fā)展系數(shù):γ=1.05立柱母料材質(zhì):鋁合金6063-T5，型材斷面如圖：連續(xù)梁內(nèi)力表：M=系數(shù)*qL^2;Q=系數(shù)*qL;f=系數(shù)*qL^4/100EI連續(xù)梁內(nèi)力表：M=系數(shù)*qL^2;Q=系數(shù)*qL;簡支梁均布荷載作用內(nèi)力公式簡支梁均布荷載作用內(nèi)力公式簡支梁梯形荷載作用內(nèi)力公式簡支梁梯形荷載作用內(nèi)力公式簡支梁三角形荷載作用內(nèi)力公式簡支梁三角形荷載作用內(nèi)力公式簡支梁集中荷載作用內(nèi)力公式ω-------分段比1/4簡支梁集中荷載作用內(nèi)力公式ω-------分段比1/4-桁架鋼桁架、異型桁架、網(wǎng)架一般采用有限元分析軟件計算。1、3D3S2、Sap20003、Ansys4、Staad-剛架-殼體-桁架第二節(jié)、單根桿件計算框架式幕墻：立柱1）荷載-風(fēng)荷載Wk=βzμsμzW0

βgz---高度Z處的陣風(fēng)系數(shù)

μz---風(fēng)壓高度變化系數(shù)

μs1—風(fēng)壓體型系數(shù)Wk---垂直作用在幕墻表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)W0---基本風(fēng)壓(kN/m2)

場地類別、建筑外輪廓、地區(qū)地域有關(guān)。第二節(jié)、單根桿件計算2）截面特性外輪廓：整體、組合截面積A0=8311mm2

X軸慣性矩IX=11897866mm4X軸抵抗矩WX=86583mm3X軸面積矩SX=91392mm3塑性發(fā)展系數(shù)

γ=1.05型材壁厚t=2.5mm壁厚材質(zhì)6063-T5,T62）截面特性3）支撐形式簡支梁---鉸接、固接、滑動鉸。3）支撐形式4）計算結(jié)果橫梁1）荷載水平荷載：線性荷載輸入。豎向荷載：集中力2）截面特性開口、閉口。3）支撐形式一般采用鉸接，鋼結(jié)構(gòu)有時會采用固接。4）計算結(jié)果最大彎曲應(yīng)力、最大剪應(yīng)力，撓度mm。4）計算結(jié)果橫梁抗彎強度校核校核依據(jù)：

按《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003第6.2.4條==83.195N/mm2＜fa=85.5N/mm2橫梁抗彎強度符合規(guī)范要求。橫梁抗彎強度校核橫梁抗剪強度校核校核依據(jù)：

按《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003第6.2.5條1、豎直方向剪應(yīng)力t：橫梁截面垂直于X軸腹板的截面總寬度，取t=5.0mmτX：橫梁承受的豎直荷載產(chǎn)生的剪應(yīng)力==1.475N/mm2＜fav=49.6N/mm22、水平方向剪應(yīng)力t：橫梁截面垂直于Y軸腹板的截面總寬度，取t=5.0mmτY：橫梁承受的水平荷載產(chǎn)生的剪應(yīng)力=4.366N/mm2＜fav=49.6N/mm2橫梁抗剪強度符合規(guī)范要求。橫梁抗剪強度校核幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件第三節(jié)、多桿結(jié)構(gòu)體系（1）框架體系-窗：第三節(jié)、多桿結(jié)構(gòu)體系1）荷載梯形荷載、三角形荷載窗豎挺荷載1）荷載窗豎挺荷載2）截面特性閉口型腔鎖五金件2）截面特性鎖五金件3）窗型3）窗型4）支撐形式4）支撐形式5）計算結(jié)果5）計算結(jié)果幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件-單元板框架計算1）荷載2）截面特性3）分格4）連接形式5）計算結(jié)果-單元板框架計算幕墻框架圖單元式幕墻組成幕墻框架圖單元式幕墻組成單元式幕墻立柱計算載荷分布：按等位移原理，協(xié)同作用。q=q1+q2----------------------(1)M=M1+M2-------------------(2)f1=f2----------------------------(3)Mx1=M*Ix1/(Ix1+Ix2)Mx2=M*Ix2/(Ix1+Ix2)內(nèi)力分配系數(shù)

立柱彎矩按公料、母料的抗彎剛度分配，分配系數(shù)計算如下：Ix=Ix1+Ix2=401.788+381.848=783.636cm4公料彎矩分配系數(shù)：a1=Ix1/Ix=401.788/783.636=0.51母料彎矩分配系數(shù)：a2=Ix2/Ix=381.848/783.636=0.49

立柱剪力及軸向力按公料、母料的抗剪剛度分配，分配系數(shù)計算如下：A=A1+A2=15.945+14.111=30.056cm2公料剪、軸力分配系數(shù)：b1=A1/A=15.945/30.056=0.53母料剪、軸力分配系數(shù)：b2=A2/A=14.111/30.056=0.47剛度分配系數(shù)單元式幕墻立柱計算剛度分配系數(shù)內(nèi)力計算簡支梁受力：連續(xù)梁受力：M=q*L^2/8內(nèi)力計算連續(xù)梁受力：M=q*L^2/8逐跨內(nèi)力分析：立柱按多跨鉸接連續(xù)靜定梁進(jìn)行設(shè)計計算：第1跨內(nèi)力：

RB1=5.536×3615×[1-(285/3615)2]/2-0×(285/3615)=9945NP2=9945NM1=5.536×36152×[1-(285/3615)2]2/8-0×285×[1-(1+285/3615)2/2+285/3615]=8931701N?mm

第2跨內(nèi)力：

RB2=5.536×3615×[1-(285/3615)2]/2-9945×(285/3615)=9161NP3=9161NMA2=-(9945×285+5.536×2852/2)=-3059097N?mmM2=5.536×36152×[1-(285/3615)2]2/8-9945×285×[1-(1+285/3615)2/2+285/3615]=7523383N?mm

第3跨內(nèi)力：

RB3=5.536×3615×[1-(285/3615)2]/2-9161×(285/3615)=9223NP4=9223NMA3=-(9161×285+5.536×2852/2)=-2835650N?mmM3=5.536×36152×[1-(285/3615)2]2/8-9161×285×[1-(1+285/3615)2/2+285/3615]=7634412N?mm

第4跨內(nèi)力：

RB4=5.536×3615×[1-(285/3615)2]/2-9223×(285/3615)=9218NP5=9218NMA4=-(9223×285+5.536×2852/2)=-2853266N?mmM4=5.536×36152×[1-(285/3615)2]2/8-9223×285×[1-(1+285/3615)2/2+285/3615]=7625659N?mm

第5跨內(nèi)力：

RB5=5.536×3615×[1-(285/3615)2]/2-9218×(285/3615)=9218NP6=9218NMA5=-(9218×285+5.536×2852/2)=-2851877N?mmM5=5.536×36152×[1-(285/3615)2]2/8-9218×285×[1-(1+285/3615)2/2+285/3615]=7626349N?mm廣東全球通大廈逐跨內(nèi)力分析：廣東全球通大廈立柱的內(nèi)力分析第1跨內(nèi)力分析：RBi=qLi×[1-(Ai/Li)2]/2-Pi×(Ai/Li)，i=1=3.132×2850×[1-(850/2850)2]/2-0×(850/2850)=4066NMi=qLi2×[1-(Ai/Li)2]2/8，i=1=3.132×28502×[1-(850/2850)2]2/8=2639402N·mm第2跨內(nèi)力分析：Pi=RBi-1，i=2=4066NRBi=qLi×[1-(Ai/Li)2]/2-Pi×(Ai/Li)，i=2=3.132×2850×[1-(850/2850)2]/2-4066×(850/2850)=2853NMi=qLi2×[1-(Ai/Li)2]2/8-Pi×Ai×[1-(1+(Ai/Li))2/2+Ai/Li]，i=2=3.132×28502×[1-(850/2850)2]2/8-4066×850×[1-(1+(850/2850)2/2+850/2850]=1065062N·mmMA2=-(Pi×Ai+qAi2/2)，(i=2)=-4587535N·mm第3跨內(nèi)力分析：Pi=RBi-1，i=3=2853NRBi=qLi×[1-(Ai/Li)2]/2-Pi×(Ai/Li)，i=3=3.132×2850×[1-(850/2850)2]/2-2853×(850/2850)=3215NMi=qLi2×[1-(Ai/Li)2]2/8-Pi×Ai×[1-(1+(Ai/Li))2/2+Ai/Li]，i=3=3.132×28502×[1-(850/2850)2]2/8-2853×850×[1-(1+(850/2850)2/2+850/2850]=1534731N·mmMA3=-(Pi×Ai+qAi2/2)，(i=3)=-3556485N·mm天津國貿(mào)投標(biāo)計算立柱的內(nèi)力分析天津國貿(mào)投標(biāo)計算橫梁計算幕墻橫梁按三角形簡支梁計算水平荷載；由于玻璃下面有墊塊，因此自重荷載按集中受力模型考慮。水平荷載作用豎向荷載作用橫梁計算水平荷載作用豎向荷載作用按照等撓度原則，進(jìn)行荷載分配，對于三角形荷載簡支梁：q1kB4/120EaI1y=q2kB4/120EaI2yq1k+q2k=qkq1k=qk×I1y/(I1y+I2y)=2.986×3867360/(3867360+5762240)=1.199N/mmq2k=qk×I2y/(I1y+I2y)=2.986×5762240/(3867360+5762240)=1.787N/mm（設(shè)計值）M1w=q1wB2/12M1E=q1EB2/12（水平地震荷載）M1y=M1w+0.5M1E=q1B2/12=1.794×18402/12=506147.2N·mm

按橫梁抗彎強度計算公式，應(yīng)滿足：M1x/γW1nx+M1y/γW1ny≤fa

按照等撓度原則，進(jìn)行荷載分配，對于三角形荷載簡支梁：按《建筑幕墻》[5.1.9，b]，自重標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙炔粦?yīng)超過其跨度的1/500，并且不應(yīng)大于3mm；

B/500=1840/500=3.68mm?。篸f2,lim=3mmdfx=P1kaB2/24EaIax×(3-4α2)=1361.6×150×18402/24/70000/529090×(3-4×(150/1840)2)=2.313mm因為2.313mm≤3mm，所以，單元橫框自重方向撓度可以滿足設(shè)計要求。按《建筑幕墻》[5.1.9，b]，自重標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙炔粦?yīng)超平面內(nèi)變形分析《建筑幕墻GB/T21086-2007》平面內(nèi)變形分析幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件框架式幕墻平面變形分析平面變形性能確定α：主體結(jié)構(gòu)的彈性層間位移角限值，取α=1/550。由主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，查《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003條文說明中表4.1得γ：隱框玻璃幕墻板塊平面內(nèi)變形性能按《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003第4.3.12條γ=3α=3×1/550=1/1831/150＞γ=1/183≥1/200該隱框玻璃幕墻的變形性能應(yīng)為Ⅲ級?？蚣苁侥粔ζ矫孀冃畏治瞿粔Y(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003單元板平面變形分析主體結(jié)構(gòu)類型為多、高層鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的層間位移角為：α=tan^-1(1/300)層高：h=3600mm。地震控制層間位移限值為：μlim=βh（β=3α=1/100，θ=0.57°）=3600/100=36.00mm如最大玻璃板塊HxW=2100x1200mm適應(yīng)變形值為μs=Lβ=2100/100=21.0mm對隱框結(jié)構(gòu)膠的延展性好，因此通過構(gòu)造與結(jié)構(gòu)膠完全能滿足地震荷載及風(fēng)載作用下的平面內(nèi)變形。對明框預(yù)留邊框距離a>21/2=10.5mm.單元板平面變形分析上下±30mm單元板塊橫梁豎向位移量計算α：立柱材料的線膨脹系數(shù)最大單元板塊高度L:方向尺寸溫差ΔT:最大溫差λ：實際伸縮調(diào)整系數(shù)LA：梁在柱間計算跨度，取(mm)A：梁撓度限制名稱代號取值型材因熱脹冷縮引起的位移ΔLΔL=α×ΔT×L×λ=2.35X10-5×80×5200×1

=±9.7mmα=2.35X10-5

ΔT=80℃L=5200mm

λ=1加工誤差d1±2mm施工誤差d2±1.5mm主體結(jié)構(gòu)梁豎直變形位移量d3(LA/A)×20%=6.7mmLA=10000mm，A=300立柱徐變引起的橫梁位移d4d4=LX0.001=5200x0.001=5.2mm位移計算過程結(jié)果極限收縮位移ΔL+d1+d2+d3+d425.1mm極限擴張位移ΔL+d1+d213.2mm設(shè)計單元板塊橫梁豎向伸縮縫30mm，滿足計算要求。單元板塊平面內(nèi)豎向位移設(shè)計上下±30mm單元板塊橫梁豎向位移量計算α：立柱材料的線膨左右±15mm名稱代號取值型材因熱脹冷縮引起的位移ΔLΔL=α×ΔT×L×λ=2.35X10-5×80×1700×1

=±3.2mmα=2.35X10-5

ΔT=80℃L=1700mm

λ=1加工誤差d1±1mm施工誤差d2±1.5mm位移計算過程結(jié)果極限收縮位移ΔL+d1+d25.7mm極限擴張位移ΔL+d1+d25.7mmα：立柱材料的線膨脹系數(shù)最大單元板塊高度L:方向尺寸溫差ΔT:最大溫差λ：實際伸縮調(diào)整系數(shù)單元板塊平面立柱極限水平位移量計算設(shè)計單元板塊立柱水平

伸縮縫15mm，滿足計算要求。單元板塊平面內(nèi)水平位移設(shè)計左右±15mm名稱代號取值型材因熱脹冷縮引起的位移ΔLΔL=（2）桁架-普通桁架1）荷載（2）桁架線性荷載輸入：線性荷載輸入：2）截面特性方管、圓管、組合截面。上弦桿下弦桿腹桿斜腹桿2）截面特性上弦桿下弦桿腹桿斜腹桿3）桁架類型（鉸接節(jié)點、剛接節(jié)點）焊接桁架鉸接桁架混合型4）支撐形式（簡支、滑動、固接）鉸接支撐：耳板、銷軸拉桿上弦桿次桁架3）桁架類型（鉸接節(jié)點、剛接節(jié)點）拉桿上弦桿次桁架采光頂桁架受力圖采光頂桁架計算模型圖采光頂桁架受力圖采光頂桁架計算模型圖5）計算結(jié)果（整體、桿件）強度撓度穩(wěn)定性連接件（耳板、螺栓、鉚釘、銷軸）焊縫（三角形、對接）5）計算結(jié)果（整體、桿件）例題1：通過計算可知，鋼結(jié)構(gòu)體系最大位移：Fmax=115.6/1.4=82.6mm<L/300=36000/300=120mm主結(jié)構(gòu)鋼架：φ300(φ299)管：σmax=89.2N/mm2<[σ]=215N/mm2;φ180X12管：σmax=65.0N/mm2<[σ]=215N/mm2;次結(jié)構(gòu)桁架：φ195X12管：σmax=275.2N/mm2<[σ]=310N/mm2;通過。方管160X80X10:σmax=304.5N/mm2<[σ]=310N/mm2;通過。

支座反力：桁架HJ01：與主體結(jié)構(gòu)連接為鉸接：

Fx=416.6kNFy=345.9kNFz=417.2kN

注意，埋件應(yīng)根據(jù)受力不同區(qū)別設(shè)計。例題1：例題2鋼管φ203X8：σmax=46.5Mpa＜215MpaOk.鋼管φ273X14：σmax=31.3Mpa＜φ[σ]=0.6X215=129.0MpaOk.鋼管φ500X16：σmax=17.5Mpa＜φ[σ]=0.6X215=129.0MpaOk.鋼管φ400X16：σmax=11.2Mpa＜φ[σ]=0.6X215=129.0MpaOk.

最大撓度fmax=32.5/1.4=23.2mmfmax/2L=23.2/2X6000=1/500<1/300,OK.例題2(3）剛架1）荷載全球通南北飛翼幕墻結(jié)構(gòu)(3）剛架全球通南北飛翼幕墻結(jié)構(gòu)2）截面特性種類：管材、槽鋼、工字、鋼板。材料：鋼、不銹鋼、鋁合金。3）剛架類型焊接連接、螺栓組4）支撐形式（鉸接支座、剛接支座）5）計算結(jié)果（整體、桿件）強度撓度穩(wěn)定性（桿件整體、局部）2）截面特性單元號強度繞2軸整體穩(wěn)定繞3軸整體穩(wěn)定繞2軸抗剪應(yīng)力比繞3軸抗剪應(yīng)力比繞2軸W/l繞3軸W/l結(jié)果10.040.040.040.000.0101/2355滿足20.100.100.100.000.0101/796滿足30.070.070.070.000.0101/1184滿足40.100.110.110.000.0101/796滿足50.040.040.040.000.0101/2356滿足60.100.100.100.000.0101/796滿足70.100.110.100.000.0101/796滿足80.040.040.040.000.0101/2356滿足90.040.040.040.000.0101/1938滿足100.120.120.120.000.0101/653滿足110.080.080.080.000.0101/972滿足120.080.080.080.000.0101/972滿足130.250.250.250.010.001/10550滿足140.200.200.200.030.001/12860滿足150.220.220.220.030.001/12770滿足160.250.250.250.010.001/10550滿足170.190.190.190.030.001/5310滿足180.200.200.200.030.001/12860滿足190.290.290.290.010.001/7490滿足200.270.270.270.040.001/9380滿足210.290.290.290.040.001/8260滿足220.290.290.290.010.001/7490滿足230.000.000.000.000.001/6270滿足240.270.270.270.040.001/9380滿足250.290.290.290.010.001/6140滿足260.280.280.280.040.001/8000滿足270.280.280.280.040.001/6180滿足280.290.290.290.010.001/6140滿足本工程有2種材料：316不銹鋼鋁合金6063-T5設(shè)計驗算結(jié)果表(強度和整體穩(wěn)定為(應(yīng)力/設(shè)計強度))3D3S有限元分析軟件計算結(jié)果單強度繞2軸繞3軸繞2軸繞3軸繞2軸繞3軸結(jié)果10.040.（4）殼體異型結(jié)構(gòu)張拉膜結(jié)構(gòu)（4）殼體第三章板面計算1、玻璃計算1）荷載類型2）玻璃構(gòu)成（夾膠、中空、雙曲）3）物理特性4）支撐形式（邊鉸接、點支撐）5）計算結(jié)果（大面、小面、局部）強度撓度第三章板面計算1、玻璃計算幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件玻璃撓度校核玻璃撓度校核不考慮大撓度效應(yīng)時玻璃應(yīng)力分布（第一主應(yīng)力）考慮大撓度效應(yīng)時玻璃應(yīng)力分布（第一主應(yīng)力）不考慮大撓度效應(yīng)時玻璃應(yīng)力分布（第一主應(yīng)力）考慮大撓度效應(yīng)時2、鋁板計算1）荷載類型2）鋁板構(gòu)造3）物理特性4）支撐形式（邊鉸接、邊固接）5）計算結(jié)果（大面、局部）強度撓度穩(wěn)定性2、鋁板計算3、石材計算1）荷載類型2）構(gòu)造形式（復(fù)雜、簡單、造型）3）物理特性4）支撐形式（點支撐、邊支撐）背拴、T型掛件、鋁合金掛件、背槽式、通槽掛5）計算結(jié)果（大面、小面、局部）強度撓度3、石材計算幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件例題：水平方向荷載組合風(fēng)荷載+水平地震荷載風(fēng)荷載和水平地震作用組合標(biāo)準(zhǔn)值計算ψW：風(fēng)荷載作用效應(yīng)分項系數(shù)，取ψW=1.0按《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003第5.4.3條規(guī)定ψE：地震荷載作用效應(yīng)分項系數(shù)，取ψE=0.5按《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003第5.4.3條規(guī)定qK=ψW·WK+ψE·qEK =1.0×1.0+0.5×0.68 =1.34KN/m2風(fēng)荷載和水平地震作用組合設(shè)計值計算q=ψW·W+ψE·qE=1.0×1.4+0.5×0.884=1.842KN/m2例題：板塊計算（1）、立面石材采用：30mm厚花崗石，板塊1490X740mm。板塊計算模型詳見下圖：（2）、計算結(jié)果與校核，本計算采用Ansys板單元shell63。計算結(jié)果詳見下列圖表。板塊計算經(jīng)計算，在水平荷載作用下，石材板塊內(nèi)力與撓度如下：

最大撓度：fmax=0.3mm；最大拉應(yīng)力：σmax=2.3N/mm2<[σ]=8.0N/mm2/2.15=3.72N/mm2,通過。金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ133經(jīng)計算，在水平荷載作用下，石材板塊內(nèi)力與撓度如下：金屬與石材金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ133金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ133幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件第四章埋件計算1、預(yù)埋件-平板埋件第四章埋件計算1、預(yù)埋件幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件1）荷載（拉壓力、剪力、彎矩）2）埋件構(gòu)造（鋼筋、鋼板、錨板）3）主體混凝土性能參數(shù)4）計算結(jié)果承載力極值1）荷載（拉壓力、剪力、彎矩）法向拉力設(shè)計值N＝4.3kN彎矩設(shè)計值M＝1.329kN·m剪力設(shè)計值V＝63.9kN受力直錨筋的層數(shù)n＝2層每層直錨筋的根數(shù)、直徑為：2Φ12直錨筋的間距b1＝100mm沿剪力方向最外層錨筋中心線之間的距離z＝100mm常用埋件計算例題：法向拉力設(shè)計值N＝4.3kN常用埋件計算例題：錨板厚度t＝10mm錨板寬度B＝300mm錨板高度H＝180mm錨板的彎曲變形折減系數(shù)αb混凝土強度等級：C30fc＝14.3N/mm筋的抗拉強度設(shè)計值fy＝300N/mm錨筋的總截面面積As驗算當(dāng)有剪力、法向拉力和彎矩共同作用時，應(yīng)按混凝土規(guī)范式10.9.1－2及式10.9.1－2兩個公式計算，并取其中的較大值：As≥V/αr/αv/fy+N/0.8/αb/fy+M/1.3/αr/αb/fy/z

As≥N/0.8/αb/fy+M/0.4/αr/αb/fy/z

錨板厚度t＝10mm錨筋的受剪承載力系數(shù)αv按混凝土規(guī)范式10.9.1－5計算：αv＝(4.0-0.08*d)*(fc/fy)^0.5＝(4.0-0.08*12)*(14.3/300)^0.5＝0.66錨板的彎曲變形折減系數(shù)αb按混凝土規(guī)范式10.9.1－6計算：αb＝0.6+0.25*t/d＝0.6+0.25*10/12＝0.81當(dāng)錨筋層數(shù)n＝2時，錨筋層數(shù)影響系數(shù)αr＝1.00錨筋的總截面面積As＝2*2*π*(12/2)^2＝452mmAs1＝V/αr/αv/fy+N/0.8/αb/fy+M/1.3/αr/αb/fy/z

As1＝63944/1.00/0.66/300+4274/0.8/0.81/300+1329292/1.3/1.00/0.81/300/100

＝321+22+42＝385mm≤As＝452mmAs2＝N/0.8/αb/fy+M/0.4/αr/αb/fy/z

As2＝4274/0.8/0.81/300+1329292/0.4/1.00/0.81/300/100

＝22+137＝159mm≤As＝452mm錨筋的受剪承載力系數(shù)αv按混凝土規(guī)范式10.9.1－5錨筋間距和錨筋至構(gòu)件邊緣的距離按混凝土規(guī)范第10.9.6條，對受剪預(yù)埋件，其錨筋的間距b、b1不應(yīng)大于300mm，且b1不應(yīng)小于6d和70mm；錨筋至構(gòu)件邊緣的距離c1，不應(yīng)小于6d和70mm，b、c不應(yīng)小于3d和45mm。即：b、b1≤300mm，b、c≥45mm，b1、c1≥72mm

錨板的構(gòu)造要求錨板的厚度宜大于錨筋直徑的0.6倍。受拉和受彎預(yù)埋件的錨板厚度尚宜大于b/8。錨板的厚度t＝10mm＞Max{0.6d,b/8}＝Max{7.2,6.3}＝7.2mm錨筋中心至錨板邊緣的距離t1＞Max{2d,20}＝24mm錨板最小寬度Bmin＝1*50+2*24mm＝98mm≤B＝300mm，滿足要求。錨板最小高度Hmin＝1*100+2*24mm＝148mm≤H＝180mm，滿足要求。當(dāng)錨筋直徑不大于20mm時，宜采用壓力埋弧焊。HRB335級、HRB440級鋼筋采用手工焊時，焊縫高度不宜小于0.6d＝7mm。錨筋間距和錨筋至構(gòu)件邊緣的距離鋼結(jié)構(gòu)埋件計算舉例：鋼結(jié)構(gòu)埋件計算舉例：鋼結(jié)構(gòu)天幕采光頂埋件計算預(yù)埋件EM01計算

受力節(jié)點見下圖，在樓板處為鉸接支座。鋼結(jié)構(gòu)天幕采光頂埋件計算幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件-槽式埋件-槽式埋件1）荷載（拉壓力、剪力、彎矩）2）埋件構(gòu)造、分類（鋼板槽、錨筋）3）主體混凝土性能參數(shù)4）計算結(jié)果承載力極值1）荷載（拉壓力、剪力、彎矩）ParticularqualityfeaturesassociatedwithHALFENcast-inchannelsare:highbearingloadsupto32kNor108kN/msmalledgedistancesofminimum5cmeasytoadjustassemblywithoutnoiseanddirtofficiallyapprovedforstaticanddynamicloadsahighdegreeofcorrosionprotectionavailablebothinstainlesssteelandhot-dipgalvanized

Particularqualityfeaturesas2、后置埋件-平板埋件2、后置埋件1）荷載（拉壓力、剪力、彎矩）2）埋件構(gòu)造（錨栓、鋼板）化學(xué)錨固機械錨固3）主體混凝土性能參數(shù)4）計算結(jié)果承載力極值1）荷載（拉壓力、剪力、彎矩）化學(xué)錨栓選型：化學(xué)錨栓選型：慧魚化學(xué)錨栓設(shè)計參數(shù)慧魚化學(xué)錨栓設(shè)計參數(shù)幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件膨脹螺栓螺栓材料常用材料：Q215、Q235、25和45號鋼，對于重要的或特殊用途的螺紋聯(lián)接件，可選用15Cr，20Cr，40Cr，15MnVB，30CrMrSi等機械性能較高的合金鋼。膨脹螺栓-復(fù)雜后置埋件通過鋼板焊接組合形成。焊縫計算：-復(fù)雜后置埋件幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件幕墻結(jié)構(gòu)計算入門培訓(xùn)課件焊縫驗算（1）計算說明由于角鋼的翼緣的側(cè)向剛度較低，一般不考慮其承受剪力，故全部剪力由腹板上的一條長110mm的焊縫承擔(dān)，彎矩和拉力則由全部焊縫來承擔(dān)。（2）焊縫有效截面的幾何參數(shù)hf：焊縫高度，取hf=8mmtmin：被焊接的兩塊鋼板中，厚度最小的鋼板厚度，取tmin=8mmhfmax：允許焊縫最大高度hfmax=1.2tmin=1.2×8=9.6mmtmax：被焊接的兩塊鋼板中，厚度最大的鋼板厚度，取tmax=8mmhfmin：允許焊縫最小高度hfmin=1.5tmax^0.5=1.5×8^0.5=4.2mmhfmin=4.2mm＜hf=8mm＜hfmax=9.6mmL1：豎向焊縫有效長度L1=110-10=100mmA1：豎向焊縫計算截面面積A1=0.7hf·L1=0.7×8×100=560mm2整個焊縫的總截面特性面積A=1680mm慣性矩I=2268800mm4抵抗矩W=32448mm3（3）焊縫強度驗算σ：由彎矩和拉力產(chǎn)生的垂直于焊縫長度方向的應(yīng)力=18.9N/mm2＜ffw=160N/mm2σ1：由彎矩和拉力產(chǎn)生的垂直于焊縫長度方向的豎向焊縫應(yīng)力σ1=σ=18.9N/mm2τ1：由剪力產(chǎn)生的豎向焊縫剪應(yīng)力τ1=V3/2A1=4.627×103/2/560=4.13N/mm2β：正面角焊縫的強度設(shè)計值提高系數(shù)，取β=1.22=16N/mm2＜ffw=160N/mm2焊縫滿足設(shè)計要求。焊縫驗算第五章連接件計算1、上墻件-框架式幕墻上墻件材料：鋼板螺栓調(diào)節(jié)件連接壁厚第五章連接件計算1、上墻件荷載計算（1）M12螺栓承受的剪力V1：M12螺栓承受的豎直方向剪力V1=N=4.627KN（見第四章第二節(jié)）V2：M12螺栓承受的水平方向剪力V2=2V=2×6.751=13.5KN（見第四章第二節(jié)）V：M12螺栓承受的剪力V==14.271KN（2）焊縫承受的荷載V3：焊縫承受的豎直方向剪力V3=V1=4.627KNM：焊縫受到的彎矩作用M=V3·d1=4.627×0.08=0.37KN·mN：焊縫承受的拉力N=V2=13.5KN荷載計算3、M12螺栓驗算n：螺栓個數(shù)，n=2nV：每個螺栓剪切面數(shù)A0：M12螺栓有效面積,取A0=84.3mm2NVb：M12螺栓的抗剪能力NVb=n·nV·A0·fV=2×2×84.3×245=82614N＞V=14271NM12不銹鋼螺栓滿足設(shè)計要求。立柱局部抗壓承載力d：M12螺栓孔徑，取d=12mm∑t：穿過立柱的總壁厚∑t=2t=2×2.5=5mmn：螺栓個數(shù)，n=2NCb：立柱局部承壓能力NCb=n·d·∑t·fab=2×12×5×120.0=14400N＞V=14271N立柱局部承壓能力滿足設(shè)計要求。3、M12螺栓驗算-單元板上墻件材料：鋼板、鋁板螺栓調(diào)整螺栓連接壁厚-單元板上墻件N1:連接處水平總力(N):Nl=q1×Hsjcg=5.536×3900=21590.400kN/mN2:連接處自重總值設(shè)計值(N):N2=3089.0NN:連接處總合力(N):N=(N12+N22)0.5=(21590.4002+3089.0002)0.5=22810.257ND2:連接不銹鋼螺栓（A2-70）直徑:12.000mmD0:連接螺栓有效直徑:10.360mmNvb:不銹鋼螺栓的承載能力:Nv:連接處剪切面數(shù):1Nvb=Nv×3.14×D02×fv/4=1×3.14×10.3602×245/4=20642.000NNum1:立梃與建筑物主結(jié)構(gòu)連接的螺栓個數(shù):Num1=N/Nvb=22810.257/20642.000=1.105個

設(shè)計有4個（公、母料上各有2個獨立受力的螺栓），受力可以滿足要求。不銹鋼螺栓驗算N1:連接處水平總力(N):不銹鋼螺栓驗算Ncbl:立梃型材（6063-T5）壁抗承壓能力(N):D2:連接螺栓直徑:12.000mmNv:連接處剪切面數(shù):4t:立梃局部壁厚:5.000mm(螺栓處局部加厚)+6.0mm(鋁合金卡塊)=11.0mm(如圖中標(biāo)注)Ncbl=D2×fce×t×Num1

=12.000×120×11.000×4.000=63360.0N63360.000N≥22810.257N

鋁立柱局部承壓強度可以滿足。Ncbg:鋁合金掛碼型材(Q235)壁抗承壓能力(N):Lct2:連接處鋁合金掛碼壁厚:12.000mmNcbg=D2×fce×Lct2×Num1=12.000×120×12.000×4.000=69120.000N69120.000N≥22810.257N

鋁合金掛碼局部承壓強度可以滿足。鋁合金連接件驗算Ncbl:立梃型材（6063-T5）壁抗承壓能力(N):鋁2、耳板1）荷載2）截面尺寸3）銷軸形式4）焊縫尺寸5）計算結(jié)果2、耳板3、五金件1）荷載2）截面尺寸3）銷軸形式4）焊縫尺寸5）計算結(jié)果-門、窗五金鎖點計算傳動計算3、五金件1、幕墻承受荷載計算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計算方法

參考天津國際貿(mào)易中心項目風(fēng)洞實驗報告，按最大風(fēng)壓值：wk=4.1KPa=4100Pa，校核鎖點時的玻璃面密度取G=0.014X25.6=0.358kPa；開啟窗鎖點計算基本參數(shù)：1：分格尺寸：1500mm×700mm(1)風(fēng)荷載作用：qwk：風(fēng)荷載線分布最大荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2)；wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；qwk=wk=0.004100N/mm2(2)水平地震作用：qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；

βE：動力放大系數(shù)，取5.0；

αmax：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.12；Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)，(含面板和框架)；A：幕墻平面面積(mm2)；qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5×0.12×0.000358=0.00021MPaqEk：水平地震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；B：開啟扇分格寬度(mm)；qE：水平地震作用線荷載集度設(shè)計值(N/mm)；qE=1.3qEk=1.3×0.00021=0.00028N/mm2(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：

……5.4.1[JGJ102-2003]q=1.4qkw+0.5qE=1.4×0.0041+0.5×0.00028=5.88kN/m2N=5.88×0.7×1.5=6.17kN1、幕墻承受荷載計算2、窗扇受力計算作用