酒店幕墻更新改造工程-顯豎隱橫玻璃幕墻主樓轉(zhuǎn)陽(yáng)角處設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

酒店幕墻更新改造工程·顯豎隱橫玻璃幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)﹒第第一部分、[強(qiáng)度計(jì)算信息][產(chǎn)品結(jié)構(gòu)] 1一、計(jì)算依據(jù)及說(shuō)明 11、工程概況說(shuō)明 12、設(shè)計(jì)依據(jù) 13、基本計(jì)算公式 3二、荷載計(jì)算 41、風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 42、風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算 63、水平地震作用計(jì)算 74、荷載組合計(jì)算 7三、水密性指標(biāo)值計(jì)算 71、水密性計(jì)算 7四、玻璃計(jì)算 81、玻璃面積 82、玻璃板塊自重 83、玻璃強(qiáng)度計(jì)算 84、玻璃跨中撓度計(jì)算 10五、玻璃托塊計(jì)算 111、托板計(jì)算參數(shù)說(shuō)明 112、托板強(qiáng)度計(jì)算 113、托板局部抗壓強(qiáng)度計(jì)算 124、鉚釘抗拉強(qiáng)度計(jì)算 125、鉚釘抗剪強(qiáng)度計(jì)算 12六、結(jié)構(gòu)膠計(jì)算 131、結(jié)構(gòu)膠寬度計(jì)算 132、結(jié)構(gòu)膠厚度計(jì)算 133、結(jié)構(gòu)膠強(qiáng)度計(jì)算 14七、立柱計(jì)算 151、立柱荷載計(jì)算 152、立柱型材特性 173、立柱強(qiáng)度計(jì)算 184、立柱的剛度計(jì)算 195、立柱抗剪計(jì)算 19八、轉(zhuǎn)角立柱計(jì)算 201、立柱荷載計(jì)算 202、立柱有限元分析計(jì)算結(jié)果 23九、立柱與主結(jié)構(gòu)連接計(jì)算 271、立柱與主結(jié)構(gòu)連接計(jì)算 27十、橫梁計(jì)算 281、選用橫梁型材的截面特性 282、橫梁的強(qiáng)度計(jì)算 283、橫梁的剛度計(jì)算 314、橫梁的抗剪強(qiáng)度計(jì)算 325、橫梁的各種強(qiáng)度校核及構(gòu)造 33十一、橫梁計(jì)算 331、橫梁計(jì)算參數(shù)說(shuō)明 332、橫梁計(jì)算結(jié)果 35十二、橫梁與立柱連接件計(jì)算 421、橫梁與角碼連接計(jì)算 422、角碼與立柱連接計(jì)算 43十三、幕墻固定壓塊強(qiáng)度計(jì)算 441、固定壓塊計(jì)算信息 442、壓塊強(qiáng)度計(jì)算 453、壓塊剛度計(jì)算 454、螺栓抗拉強(qiáng)度計(jì)算 45十四、化學(xué)錨栓計(jì)算 461、錨栓計(jì)算信息描述 462、錨栓承受拉力計(jì)算 463、錨栓承受剪力計(jì)算 474、錨栓受拉承載力校核 485、錨栓混凝土錐體受拉破壞承載力校核 496、混凝土劈裂破壞承載力校核 517、錨栓鋼材受剪破壞校核 538、構(gòu)件邊緣受剪混凝土楔形體破壞校核 539、混凝土剪撬破壞承載能力計(jì)算 5610、拉剪復(fù)合受力承載力計(jì)算 5611、錨栓構(gòu)造要求校核 57十五、伸縮縫計(jì)算 581、立柱伸縮縫設(shè)計(jì)計(jì)算 58十六、幕墻玻璃U值計(jì)算 581、玻璃系統(tǒng)U值計(jì)算理論 582、室內(nèi)外換熱系數(shù)計(jì)算 593、玻璃系統(tǒng)U值計(jì)算 60十七、隔音計(jì)算 611、隔聲計(jì)算基本原理 612、門(mén)窗玻璃隔聲計(jì)算 623、隔墻體隔聲計(jì)算 624、組合墻體隔聲計(jì)算 62﹒第18頁(yè)﹒[強(qiáng)度計(jì)算信息][產(chǎn)品結(jié)構(gòu)]計(jì)算依據(jù)及說(shuō)明工程概況說(shuō)明工程名稱:酒店幕墻更新改造工程工程所在城市:工程建筑物所在地地面粗糙度類別:C類工程所在地區(qū)抗震設(shè)防烈度:六度工程基本風(fēng)壓:0.4kN/m2設(shè)計(jì)依據(jù)序號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱標(biāo)準(zhǔn)號(hào)1《玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T139-20202《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50378-20193《建筑玻璃采光頂技術(shù)要求》JG/T231-20184《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-20185《鋁型材截面幾何參數(shù)算法及計(jì)算機(jī)程序要求》YS/T437-20186《鋁合金建筑型材第1部分：基材》GB/T5237.1-20177《鋁合金建筑型材第2部分：陽(yáng)極氧化型材》GB/T5237.2-20178《鋁合金建筑型材第3部分：電泳涂漆型材》GB/T5237.3-20179《鋁合金建筑型材第4部分：噴粉型材》GB/T5237.4-201710《鋁合金建筑型材第5部分：噴漆型材》GB/T5237.5-201711《鋁合金建筑型材第6部分：隔熱型材》GB/T5237.6-201712《吊掛式玻璃幕墻用吊夾》JG/T139-201713《建筑幕墻抗震性能振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)方法》GB/T18575-201714《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017-201715《混凝土用機(jī)械錨栓》JG/T160-201716《冷彎型鋼通用技術(shù)要求》GB/T6725-201717《混凝土接縫用建筑密封膠》JC/T881-201718《普通裝飾用鋁塑復(fù)合板》GB/T22412-201619《熱軋型鋼》GB/T706-201620《緊固件機(jī)械性能自攻螺釘》GB3098.5-201621《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50176-201622《建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測(cè)方法》GB/T18250-201523《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ113-201524《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-201525《建筑物防雷裝置檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》GB/T21431-201526《緊固件機(jī)械性能螺母》GB/T3098.2-201527《建筑鋁合金型材用聚酰胺隔熱條》JG/T174-201428《緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺栓、螺釘、螺柱》GB3098.6-201429《緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺母》GB3098.15-201430《建筑鋁合金型材用聚酰胺隔熱條》JG/T174-201431《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范(附條文說(shuō)明)》GB50367-201332《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》JGJ145-201333《中空玻璃用彈性密封膠》GB/T29755-201334《一般工業(yè)用鋁及鋁合金板、帶材第1部分：一般要求》GB/T3880.1-201235《中空玻璃》GB/T11944-201236《建筑陶瓷薄板應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ/T172-201237《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-201238《一般工業(yè)用鋁及鋁合金板、帶材第2部分：力學(xué)性能》GB/T3880.2-201239《一般工業(yè)用鋁及鋁合金板、帶材第3部分：尺寸偏差》GB/T3880.3-201240《建筑工程用索》JG/T330-201141《干掛空心陶瓷板》GB/T27972-201142《建筑用隔熱鋁合金型材》JG175-201143《鋁合金門(mén)窗工程技術(shù)規(guī)范》JGJ214-201044《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(2016年版)GB50011-201045《建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50104-201046《建筑玻璃點(diǎn)支承裝置》JG/T138-201047《緊固件機(jī)械性能螺栓、螺釘和螺柱》GB3098.1-201048《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(2015版)GB50010-201049《陶瓷板》GB/T23266-200950《天然花崗石建筑板材》GB/T18601-200951《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》JGJ/T116-200952《公共建筑節(jié)能改造技術(shù)規(guī)范》JGJ176-200953《平板玻璃》GB11614-200954《夾層玻璃》GB15763.3-200955《建筑用安全玻璃防火玻璃》GB15763.1-200956《石材用建筑密封膠》GB/T23261-200957《耐候結(jié)構(gòu)鋼》GB/T4171-200858《半鋼化玻璃》GB/T17841-200859《建筑外門(mén)窗保溫性能分級(jí)及檢測(cè)方法》GB/T8484-200860《中國(guó)地震烈度表》GB/T17742-200861《鋁合金門(mén)窗》GB/T8478-200862《搪瓷用冷軋低碳鋼板及鋼帶》GB/T13790-200863《塑料門(mén)窗工程技術(shù)規(guī)程》JGJ103-200864《中空玻璃穩(wěn)態(tài)U值（傳熱系數(shù)）的計(jì)算及測(cè)定》GB/T22476-200865《建筑門(mén)窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程》JGJ/T151-200866《不銹鋼棒》GB/T1220-200767《建筑幕墻》GB/T21086-200768《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50429-200769《建筑幕墻用瓷板》JG/T217-200770《小單元建筑幕墻》JG/T216-200771《民用建筑能耗數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T154-200772《建筑外窗氣密、水密、抗風(fēng)壓性能現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法》JG/T211-200773《不銹鋼和耐熱鋼牌號(hào)及化學(xué)成分》GB/T20878-200774《百頁(yè)窗用鋁合金帶材》YS/T621-200775《中空玻璃用復(fù)合密封膠條》JC/T1022-200776《干掛飾面石材及其金屬掛件》JC830·1~830·2-200577《鋼化玻璃》GB15763.2-200578《建筑隔聲評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50121-200579《建筑結(jié)構(gòu)用冷彎矩形鋼管》JG/T178-200580《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-200381《幕墻玻璃接縫用密封膠》JC/T882-2001基本計(jì)算公式(1).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);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);渝都酒店幕墻更新改造工程按C類地區(qū)計(jì)算風(fēng)壓(2).風(fēng)荷載計(jì)算:幕墻屬于薄壁外圍護(hù)構(gòu)件，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-20128.1.1-2采用風(fēng)荷載計(jì)算公式:EQw\s\do3(k)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(sl)×μ\s\do3(z)×w\s\do3(0)其中:EQw\s\do3(k)作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)EQβ\s\do3(gz)瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按以下公式計(jì)算:EQβ\s\do3(gz)=1+2gI\s\do3(10)(\f(z,10))(-α)其中g(shù)為峰值因子取為2.5，I10為10米高名義湍流度,α為地面粗糙度指數(shù)A類場(chǎng)地:EQI\s\do3(10)=0.12,α=0.12B類場(chǎng)地:EQI\s\do3(10)=0.14,α=0.15C類場(chǎng)地:EQI\s\do3(10)=0.23,α=0.22D類場(chǎng)地:EQI\s\do3(10)=0.39,α=0.30EQμ\s\do3(z)風(fēng)壓高度變化系數(shù),按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012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:EQμ\s\do3(z)=1.284×\b(\f(Z,10))0.24B類場(chǎng)地:EQμ\s\do3(z)=1.000×\b(\f(Z,10))0.30C類場(chǎng)地:EQμ\s\do3(z)=0.544×\b(\f(Z,10))0.44D類場(chǎng)地:EQμ\s\do3(z)=0.262×\b(\f(Z,10))0.60本工程屬于C類地區(qū)EQμ\s\do3(sl)風(fēng)荷載體型系數(shù),按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012取定EQw\s\do3(0)基本風(fēng)壓,按全國(guó)基本風(fēng)壓圖,重慶市地區(qū)取為0.4kN/m2(3).地震作用計(jì)算:EQq\s\do3(EAk)=β\s\do3(E)×α\s\do3(max)×G\s\do3(Ak)其中:EQq\s\do3(EAk)水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值EQβ\s\do3(E)動(dòng)力放大系數(shù),按5.0取定EQα\s\do3(max)水平地震影響系數(shù)最大值,按相應(yīng)設(shè)防烈度取定:6度(0.05g):EQα\s\do3(max)=0.047度(0.1g):EQα\s\do3(max)=0.087度(0.15g):EQα\s\do3(max)=0.128度(0.2g):EQα\s\do3(max)=0.168度(0.3g):EQα\s\do3(max)=0.249度(0.4g):EQα\s\do3(max)=0.32重慶市地區(qū)設(shè)防烈度為六度,根據(jù)本地區(qū)的情況,故取EQα\s\do3(max)=0.04EQG\s\do3(Ak)幕墻構(gòu)件的自重(N/m2)(4).荷載組合:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)構(gòu)件受力特點(diǎn)，荷載或作用的情況和產(chǎn)生的應(yīng)力(內(nèi)力)作用方向，選用最不利的組合，荷載和效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值按下式采用：EQγ\s\do3(G)S\s\do3(G)+γ\s\do3(w)ψ\s\do3(w)S\s\do3(w)+γ\s\do3(E)ψ\s\do3(E)S\s\do3(E)+γ\s\do3(T)ψ\s\do3(T)S\s\do3(T)各項(xiàng)分別為永久荷載：重力；可變荷載：風(fēng)荷載、溫度變化；偶然荷載：地震荷載和作用效應(yīng)組合的分項(xiàng)系數(shù),按以下規(guī)定采用:①對(duì)永久荷載采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值，其分項(xiàng)系數(shù)滿足：a.當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)：對(duì)由可變荷載效應(yīng)控制的組合，取1.3b.當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)：一般情況取1.0；②可變荷載根據(jù)設(shè)計(jì)要求選代表值，其分項(xiàng)系數(shù)一般情況取1.5荷載計(jì)算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算EQW\s\do3(k):作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)z:計(jì)算高度10mEQμ\s\do3(z):10m高處風(fēng)壓高度變化系數(shù)(按C類區(qū)計(jì)算):(GB50009-2012條文說(shuō)明8.2.1)EQμ\s\do3(z)=0.544×(\f(z,10))0.44=0.544由于0.544<0.65,取EQμ\s\do3(z)=0.65EQI\s\do3(10):10米高名義湍流度,對(duì)應(yīng)A、B、C、D類地面粗糙度，分別取0.12、0.14、0.23、0.39。(GB50009-2012條文說(shuō)明8.4.6)EQβ\s\do3(gz):陣風(fēng)系數(shù):EQβ\s\do3(gz)=1+2×g×I\s\do3(10)×(\f(z,10))(-α)EQ=1+2×2.5×0.23×(\f(10,10))(-0.22)=2.15由于2.15>2.05,取EQβ\s\do3(gz)=2.05EQμ\s\do3(sp1):局部正風(fēng)壓體型系數(shù)EQμ\s\do3(sn1):局部負(fù)風(fēng)壓體型系數(shù),通過(guò)計(jì)算確定EQμ\s\do3(sz):建筑物表面正壓區(qū)體型系數(shù)，按照(GB50009-20128.3.3)取1.2EQμ\s\do3(sf):建筑物表面負(fù)壓區(qū)體型系數(shù)，按照(GB50009-20128.3.3-2)取-1.6對(duì)于封閉式建筑物，考慮內(nèi)表面壓力，取-0.2或0.2EQA\s\do3(v):立柱構(gòu)件從屬面積取3.96m2EQA\s\do3(h):橫梁構(gòu)件從屬面積取1.98m2EQμ\s\do3(sa):維護(hù)構(gòu)件面板的局部體型系數(shù)EQμ\s\do3(s1z)=μ\s\do3(sz)+0.2=1.4EQμ\s\do3(s1f)=μ\s\do3(sf)-0.2=-1.8維護(hù)構(gòu)件從屬面積大于或等于25m2的體型系數(shù)計(jì)算EQμ\s\do3(s25z)=μ\s\do3(sz)×0.8+0.2=1.16(GB50009-20128.3.4)EQμ\s\do3(s25f)=μ\s\do3(sf)×0.8-0.2=-1.48(GB50009-20128.3.4)對(duì)于直接承受荷載的面板而言，不需折減有EQμ\s\do3(saz)=1.4EQμ\s\do3(saf)=-1.8同樣，取立柱面積對(duì)數(shù)線性插值計(jì)算得到EQμ\s\do3(savz)=μ\s\do3(sz)+(μ\s\do3(sz)×0.8-μ\s\do3(sz))×\f(log(A\s\do3(v)),1.4)+0.2EQ=1.2+(0.96-1.2)×\f(0.597695,1.4)+0.2=1.297538EQμ\s\do3(savf)=μ\s\do3(sf)+(μ\s\do3(sf)×0.8-μ\s\do3(sf))×\f(log(A\s\do3(v)),1.4)-0.2EQ=-1.6+((-1.28)-(-1.6))×\f(0.597695,1.4)-0.2=-1.663384同樣，取橫梁面積對(duì)數(shù)線性插值計(jì)算得到EQμ\s\do3(sahz)=μ\s\do3(sz)+(μ\s\do3(sz)×0.8-μ\s\do3(sz))×\f(log(A\s\do3(h)),1.4)+0.2EQ=1.2+(0.96-1.2)×\f(0.296665,1.4)+0.2=1.349143EQμ\s\do3(sahf)=μ\s\do3(sf)+(μ\s\do3(sf)×0.8-μ\s\do3(sf))×\f(log(A\s\do3(h)),1.4)-0.2EQ=-1.6+((-1.28)-(-1.6))×\f(0.296665,1.4)-0.2=-1.732191按照以上計(jì)算得到對(duì)于面板有:EQμ\s\do3(sp1)=1.4EQμ\s\do3(sn1)=-1.8對(duì)于立柱有:EQμ\s\do3(svp1)=1.297538EQμ\s\do3(svn1)=-1.663384對(duì)于橫梁有:EQμ\s\do3(shp1)=1.349143EQμ\s\do3(shn1)=-1.732191面板正風(fēng)壓風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算如下EQW\s\do3(kp)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(sp1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=2.05×1.4×0.65×0.4=0.7462kN/m2EQW\s\do3(kp)<1kN/m2,取EQW\s\do3(kp)=1kN/m2面板負(fù)風(fēng)壓風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算如下EQW\s\do3(kn)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(sn1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=2.05×(-1.8)×0.65×0.4=-0.9594kN/m2EQW\s\do3(kn)>-1.5kN/m2,取EQW\s\do3(kn)=-1.5kN/m2同樣，立柱正風(fēng)壓風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算如下EQW\s\do3(kvp)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(svp1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=2.05×1.297538×0.65×0.4=0.691588kN/m2EQW\s\do3(kvp)<1kN/m2,取EQW\s\do3(kvp)=1kN/m2立柱負(fù)風(fēng)壓風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算如下EQW\s\do3(kvn)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(svn1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=-0.886584kN/m2EQW\s\do3(kvn)>-1.5kN/m2,取EQW\s\do3(kvn)=-1.5kN/m2同樣，橫梁正風(fēng)壓風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算如下EQW\s\do3(khp)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(shp1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=0.719093kN/m2EQW\s\do3(khp)<1kN/m2,取EQW\s\do3(khp)=1kN/m2橫梁負(fù)風(fēng)壓風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算如下EQW\s\do3(khn)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(shn1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=-0.923258kN/m2EQW\s\do3(khn)>-1.5kN/m2,取EQW\s\do3(khn)=-1.5kN/m2當(dāng)前幕墻抗風(fēng)壓等級(jí)為2級(jí)風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算W:風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值:kN/m2EQγ\s\do3(w):風(fēng)荷載作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)：1.5面板風(fēng)荷載作用計(jì)算EQW\s\do3(p)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(kp)=1.5×1=1.5kN/m2EQW\s\do3(n)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(kn)=1.5×(-1.5)=-2.25kN/m2立柱風(fēng)荷載作用計(jì)算EQW\s\do3(vp)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(kvp)=1.5×1=1.5kN/m2EQW\s\do3(vn)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(kvn)=1.5×(-1.5)=-2.25kN/m2橫梁風(fēng)荷載作用計(jì)算EQW\s\do3(hp)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(khp)=1.5×1=1.5kN/m2EQW\s\do3(hn)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(khn)=1.5×(-1.5)=-2.25kN/m2水平地震作用計(jì)算EQG\s\do3(Ak):面板平米重量取0.3072kN/m2EQα\s\do3(max):水平地震影響系數(shù)最大值:0.04EQq\s\do3(Ek):分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)EQq\s\do3(Ek)=β\s\do3(E)×α\s\do3(max)×G\s\do3(Ak)=5×0.04×0.3072=0.06144kN/m2EQγ\s\do3(E):地震作用分項(xiàng)系數(shù):1.4EQq\s\do3(EA):分布水平地震作用設(shè)計(jì)值(kN/m2)EQq\s\do3(EA)=γ\s\do3(E)×q\s\do3(Ek)=1.4×0.06144=0.086016kN/m2荷載組合計(jì)算幕墻承受的荷載作用組合計(jì)算，按照規(guī)范，考慮正風(fēng)壓、地震荷載組合:EQS\s\do3(zkp)=W\s\do3(kp)=1kN/m2EQS\s\do3(zp)=W\s\do3(kp)×γ\s\do3(w)+q\s\do3(Ek)×γ\s\do3(E)×ψ\s\do3(E)=1×1.5+0.06144×1.4×0.5=1.543008kN/m2考慮負(fù)風(fēng)壓、地震荷載組合:EQS\s\do3(zkn)=W\s\do3(kn)=-1.5kN/m2EQS\s\do3(zn)=W\s\do3(kn)×γ\s\do3(w)-q\s\do3(Ek)×γ\s\do3(E)×ψ\s\do3(E)=-1.5×1.5-0.06144×1.4×0.5=-2.293008kN/m2綜合以上計(jì)算，取絕對(duì)值最大的荷載進(jìn)行強(qiáng)度演算采用面板荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值為1.5kN/m2面板荷載組合設(shè)計(jì)值為2.293008kN/m2立柱承受風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為1.5kN/m2橫梁承受風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為1.5kN/m2水密性指標(biāo)值計(jì)算水密性計(jì)算根據(jù)《建筑幕墻》GB/T21086--20075.1.2.1要求,水密性能指標(biāo)應(yīng)按照如下方法確定,對(duì)于ⅢA和ⅣA地區(qū)，即熱帶風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)多發(fā)地區(qū)，水密性能指標(biāo)P按照下面公式計(jì)算：EQP=1000×μ\s\do3(z)×μ\s\do3(c)×ω\s\do3(0)GB/T21086--20075.1.2.1z:計(jì)算高度10mEQμ\s\do3(z):10m高處風(fēng)壓高度變化系數(shù)(按C類區(qū)計(jì)算):(GB50009-2012條文說(shuō)明8.2.1)EQμ\s\do3(z)=0.544×(\f(z,10))0.44=0.544由于0.544<0.65,取EQμ\s\do3(z)=0.65EQμ\s\do3(c):風(fēng)力系數(shù)，可取1.2EQω\s\do3(0):重慶市地區(qū)基本風(fēng)壓，取0.4kN/m2，重慶市地區(qū)所屬氣候區(qū)域?yàn)棰驜類氣候所以有：EQP=1000×μ\s\do3(z)×μ\s\do3(c)×ω\s\do3(0)=1000×0.65×1.2×0.4=312Pa由于該地區(qū)所屬氣候區(qū)域?yàn)棰驜類氣候，根據(jù)GB/T21086--20075.1.2.1(b)規(guī)定，實(shí)際水密性能按照上式的75%進(jìn)行設(shè)計(jì)，即P×0.75=234Pa玻璃計(jì)算玻璃面積B:該處玻璃幕墻分格寬:1.2mH:該處玻璃幕墻分格高:2.3mA:該處玻璃板塊面積:A=B×H=1.2×2.3=2.76m2玻璃板塊自重EQG\s\do3(SAk):中空玻璃板塊平均自重(不包括鋁框):玻璃的體積密度為:25.6(kN/m3)(JGJ102-20035.3.1)EQt\s\do3(1):外層玻璃厚度6mmEQt\s\do3(2):內(nèi)層玻璃厚度6mmEQG\s\do3(SAk)=25.6×\f(t\s\do3(1)+t\s\do3(2),1000)EQ=25.6×\f(6+6,1000)=0.3072kN/m2EQG=1.3×0.3072×2.76=1.102234kN玻璃強(qiáng)度計(jì)算選定面板材料為:6(TP)+12+6(TP)中空玻璃校核依據(jù):σ≤EQf\s\do3(g)q:玻璃所受組合荷載:2.293008kN/m2a:玻璃短邊邊長(zhǎng):1.2mb:玻璃長(zhǎng)邊邊長(zhǎng):2.3mEQt\s\do3(1):中空玻璃外層玻璃厚度:6mmEQt\s\do3(2):中空玻璃內(nèi)層玻璃厚度:6mmE:玻璃彈性模量:72000N/mm2m:玻璃板面跨中彎曲系數(shù),按邊長(zhǎng)比a/b查表6.1.2-1得:0.09713η:折減系數(shù),根據(jù)參數(shù)θ查表6.1.2-2EQσ\s\do3(w):玻璃所受應(yīng)力:q=2.293008kN/m2荷載分配計(jì)算:EQq\s\do3(1)=1.1×q×\f(t\s\do3(1)3,t\s\do3(1)3+t\s\do3(2)3)EQ=1.1×2.293008×\f(63,63+63)=1.261154EQq\s\do3(2)=q×\f(t\s\do3(2)3,t\s\do3(1)3+t\s\do3(2)3)EQ=2.293008×\f(63,63+63)=1.146504EQq\s\do3(k1)=1.1×q\s\do3(k)×\f(t\s\do3(1)3,t\s\do3(1)3+t\s\do3(2)3)EQ=1.1×1.5×\f(63,63+63)=0.825EQq\s\do3(k2)=q\s\do3(k)×\f(t\s\do3(2)3,t\s\do3(1)3+t\s\do3(2)3)EQ=1.5×\f(63,63+63)=0.75參數(shù)θ計(jì)算:EQθ\s\do3(1)=\f(q\s\do3(k1)×a4×109,E×t\s\do3(1)4)(JGJ102-20036.1.2-3)EQ=\f(0.825×1.24×109,72000×64)=18.333333查表6.1.2-2得η1=0.926667EQθ\s\do3(2)=\f(q\s\do3(k2)×a4×109,E×t\s\do3(2)4)EQ=\f(0.75×1.24×109,72000×64)=16.666667查表6.1.2-2得EQη\s\do3(2)=0.933333玻璃最大應(yīng)力計(jì)算:EQσ\s\do3(w1)=\f(6×m×q\s\do3(1)×a2×1000,t\s\do3(1)2)×η\s\do3(1)(JGJ102-20036.1.2-1)EQ=\f(6×0.09713×1.261154×1.22×1000,62)×0.926667=27.243216N/mm2EQσ\s\do3(w2)=\f(6×m×q\s\do3(2)×a2×1000,t\s\do3(2)2)×η2EQ=\f(6×0.09713×1.146504×1.22×1000,62)×0.933333=24.944737N/mm227.243216N/mm2≤EQf\s\do3(g)=84N/mm224.944737N/mm2≤EQf\s\do3(g)=84N/mm2玻璃的強(qiáng)度滿足玻璃跨中撓度計(jì)算校核依據(jù):EQd\s\do3(f)≤d\s\do3(flim)=\f(1.2,60)×1000=20mmD:玻璃剛度(N·mm)ν:玻璃泊松比:0.2E:玻璃彈性模量:72000N/mm2EQt\s\do3(e):中空玻璃的等效厚度EQt\s\do3(e)=0.95×\r(3,t\s\do3(1)3+t\s\do3(2)3)EQ=0.95×\r(3,63+63)=7.18155mmEQD=\f(E×t\s\do3(e)3,12×(1-ν2))EQ=\f(72000×7.181553,12×(1-0.22))=2314912.5N·mmEQq\s\do3(k):玻璃所受組合荷載標(biāo)準(zhǔn)值:1.5kN/m2μ:撓度系數(shù),按邊長(zhǎng)比a/b查表6.1.3得:0.009813參數(shù)θ計(jì)算:EQθ=\f(q\s\do3(k)×a4,E×t\s\do3(e)4)(JGJ102-20036.1.2-3)EQ=\f(1.5×1.24,72000×7.181554)×109=16.240934η:折減系數(shù),根據(jù)參數(shù)θ查表6.1.2-2得η=0.935036EQd\s\do3(f):玻璃組合荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙茸畲笾礒Qd\s\do3(f)=\f(μ×q\s\do3(k)×a4,D)×η(JGJ102-20036.1.3-2)EQ=\f(0.009813×1.5×1.24,2314912.5)×0.935036×109=12.328056mm12.328056mm≤EQd\s\do3(flim)=20mm玻璃的撓度滿足玻璃托塊計(jì)算托板計(jì)算參數(shù)說(shuō)明玻璃托板采用材料為鋁-6063-T5,托板厚度為3,托板寬度為150,計(jì)算的玻璃下部有2個(gè)托板,玻璃板塊傳遞的重力設(shè)計(jì)值為1.102234kN,托板上重力作用點(diǎn)距離托板邊部距離為25mm,托板水平邊總長(zhǎng)度38mm,托板豎向邊總高為65mm,連接鉚釘材料級(jí)別為不銹鋼鉚釘-50,鉚釘直徑3.2mm,每個(gè)托板上連接鉚釘數(shù)量為3個(gè)。托板具體見(jiàn)下示意圖托板強(qiáng)度計(jì)算作用在每個(gè)托塊上的P=EQ\f(G,N)=EQ\f(1.102234,2)=0.551117kN托塊與主型材接觸角部的截面抵抗矩為EQW\s\do3(x)=EQ\f(150×32,6)=225mm3玻璃重力作用產(chǎn)生的彎矩為M=P×L=0.551117×1000×25=13777.92N.mm所以由于彎矩作用產(chǎn)生的正應(yīng)力σ=EQ\f(M,W\s\do3(x))=EQ\f(13777.92,225)=61.2352N/mm2由重力作用產(chǎn)生的剪應(yīng)力τ=EQ\f(P,A)=EQ\f(0.551117×1000,150×3)=1.224704N/mm2考慮復(fù)合應(yīng)力EQ\r(\b(\f(σ,[σ]))2+\b(\f(τ,[τ]))2)=EQ\r(\b(\f(61.2352,85.5))2+\b(\f(1.224704,49.6))2)=0.716627≤1托板強(qiáng)度復(fù)合強(qiáng)度滿足要求托板局部抗壓強(qiáng)度計(jì)算托板在玻璃板塊重力作用下,通過(guò)鉚釘連接到主型材上,在鉚釘連接處會(huì)產(chǎn)生局部壓應(yīng)力作用。鉚釘數(shù)量為EQN\s\do3(m)=3鉚釘與托板連接接觸面按照下面計(jì)算考慮，單個(gè)鉚釘接觸面面積為EQA\s\do3(m)=EQD\s\do3(m)×t=3.2×3=9.6mm2EQσ\s\do3(p)=EQ\f(P,N\s\do3(m)×A\s\do3(m))=EQ\f(0.551117×1000,3×9.6)=19.136N/mm2由于EQσ\s\do3(p)≤120N/mm2,托板局部抗壓強(qiáng)度滿足要求鉚釘抗拉強(qiáng)度計(jì)算鉚釘連接處距離托板底部為H=53mm由于重力作用,托板豎向邊對(duì)鉚釘產(chǎn)生拉拔作用力,故需要驗(yàn)算鉚釘?shù)目估瓘?qiáng)度。由上面計(jì)算得到重力作用產(chǎn)生的以托板角部為支點(diǎn)的彎矩為M=13777.92N.mm每個(gè)鉚釘上承受的拉拔力F=EQ\f(M,H×N\s\do3(m))=EQ\f(13777.92,53×3)=86.653585N由于F≤1835N,鉚釘抗拉強(qiáng)度滿足要求鉚釘抗剪強(qiáng)度計(jì)算由于重力作用,鉚釘同時(shí)還承受剪力作用。V=EQ\f(P,N\s\do3(m))=EQ\f(0.551117×1000,3)=183.7056N由于V≤1450N,鉚釘抗剪強(qiáng)度滿足要求結(jié)構(gòu)膠計(jì)算結(jié)構(gòu)膠寬度計(jì)算(1)組合荷載作用下結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)寬度的計(jì)算:EQC\s\do3(s1):組合荷載作用下結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)寬度(mm)W:組合荷載設(shè)計(jì)值:2.293008kN/m2a:矩形分格短邊長(zhǎng)度:1.2mEQf\s\do3(1):結(jié)構(gòu)膠的短期強(qiáng)度允許值:0.2N/mm2按5.6.2條規(guī)定采用EQC\s\do3(s1)=\f(W×a,2×f\s\do3(1))EQ=\f(2.293008×1.2,2×0.2)=6.879024mm取7mm(2)自重效應(yīng)膠縫寬度的計(jì)算:EQC\s\do3(s2):自重效應(yīng)膠縫寬度(mm)B:幕墻分格寬:1.2mH:幕墻分格高:2.3mEQG\s\do3(AK):玻璃板塊自重:0.3072EQf\s\do3(2):結(jié)構(gòu)膠的長(zhǎng)期強(qiáng)度允許值:0.01N/mm2按5.6.2條規(guī)定采用EQC\s\do3(s2)=\f(1.3×H×B×G\s\do3(AK),a×2000×f\s\do3(2))(JGJ102-20035.6.3-3)EQ=\f(1.3×2.3×1.2×0.3072,3.5×2000×0.01)×1000=15.746194mm取16mm(3)結(jié)構(gòu)硅酮密封膠的最小計(jì)算寬度:16mm結(jié)構(gòu)膠厚度計(jì)算(1)溫度變化效應(yīng)膠縫厚度的計(jì)算:EQT\s\do3(s):溫度變化效應(yīng)結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)厚度:mmEQδ\s\do3(1):結(jié)構(gòu)硅酮密封膠的溫差變位承受能力:0.15△Ｔ:年溫差:80℃EQU\s\do3(s):玻璃板塊在年溫差作用下玻璃與鋁型材相對(duì)位移量:mm鋁型材線膨脹系數(shù):EQa\s\do3(l)=2.35×10-5玻璃線膨脹系數(shù):EQa\s\do3(w)=1×10-5EQU\s\do3(s)=\f(b×△Ｔ×(2.35-1),100)EQ=\f(2.3×80×(2.35-1),100)=2.484mmEQT\s\do3(s)=\f(Us,\r(δ\s\do3(1)×(2+δ\s\do3(1))))(JGJ102-20035.6.5)EQ=\f(2.484,\r(0.15×(2+0.15)))=4.37408mm(2)荷載作用下膠縫厚度的計(jì)算:EQT\s\do3(s):荷載作用下結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)厚度:mmH:幕墻分格高:2.3mθ:幕墻層間變位設(shè)計(jì)變位角1/550EQδ\s\do3(2):結(jié)構(gòu)硅酮密封膠的地震變位承受能力:0.15EQT\s\do3(s)=\f(θ×H×1000,\r(δ\s\do3(2)×(2+δ\s\do3(2))))EQ=\f(\f(1,550)×2.3×1000,\r(0.15×(2+0.15)))=7.363764mm(3)結(jié)構(gòu)硅酮密封膠的最小計(jì)算厚度:8mm結(jié)構(gòu)膠強(qiáng)度計(jì)算(1)設(shè)計(jì)選定膠縫寬度和厚度:膠縫選定寬度為:16mm膠縫選定厚度為:8mm(2)短期荷載和作用在結(jié)構(gòu)膠中產(chǎn)生的拉應(yīng)力:W:風(fēng)荷載以及地震荷載組合設(shè)計(jì)值:2.293008kN/m2a:玻璃結(jié)構(gòu)膠單邊長(zhǎng)度:1.2mEQC\s\do3(s):結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)寬度:16mmEQσ\s\do3(1)=\f(W×a,2×C\s\do3(s))EQ=\f(2.293008×1.2,2×16)=0.085988N/mm2(3)永久荷載和作用在結(jié)構(gòu)膠中產(chǎn)生的剪應(yīng)力:H:幕墻分格高:2.3mB:幕墻分格寬:1.2mEQσ\s\do3(2)=\f(G\s\do3(AK)×γ\s\do3(G)×B×H,2×C\s\do3(s)×a)EQ=\f(0.3072×1.3×1.2×2.3,2×16×3.5)=0.009841N/mm2≤0.01N/mm2結(jié)構(gòu)膠長(zhǎng)期強(qiáng)度滿足要求(4)短期荷載和作用在結(jié)構(gòu)膠中產(chǎn)生的總應(yīng)力:EQσ=\r(σ\s\do3(1)2+σ\s\do3(2)2)EQ=\r(0.0859882+0.0098412)=0.086549N/mm2≤0.2N/mm2結(jié)構(gòu)膠短期強(qiáng)度滿足要求立柱計(jì)算立柱荷載計(jì)算(1)風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值(矩形分布)EQq\s\do3(w):風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值(kN/m)EQr\s\do3(w):風(fēng)荷載作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)：1.5EQW\s\do3(k):風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:1.5kN/m2EQB\s\do3(l):幕墻左分格寬:1.2mEQB\s\do3(r):幕墻右分格寬:1.2mEQq\s\do3(wk)=W\s\do3(k)×\f(B\s\do3(l)+B\s\do3(r),2)EQ=1.5×\f(1.2+1.2,2)=1.8kN/mEQq\s\do3(w)=1.5×q\s\do3(wk)=1.5×1.8=2.7kN/m(2)分布水平地震作用設(shè)計(jì)值EQG\s\do3(Akl):立柱左邊幕墻構(gòu)件(包括面板和框)的平均自重:0.5kN/m2EQG\s\do3(Akr):立柱右邊幕墻構(gòu)件(包括面板和框)的平均自重:0.5kN/m2EQq\s\do3(EAkl)=5×α\s\do3(max)×G\s\do3(Akl)(JGJ102-20035.3.4)=5×0.04×0.5=0.1kN/m2EQq\s\do3(EAkl)=5×α\s\do3(max)×G\s\do3(Akr)(JGJ102-20035.3.4)=5×0.04×0.5=0.1kN/m2EQq\s\do3(ek)=\f(q\s\do3(Ekl)×B\s\do3(l)+q\s\do3(Ekr)×B\s\do3(r),2)EQ=\f(0.1×1.2+0.1×1.2,2)=0.12kN/mEQq\s\do3(e)=1.4×q\s\do3(ek)=1.4×0.12=0.168kN/m(3)立柱荷載組合立柱所受組合荷載標(biāo)準(zhǔn)值為:EQq\s\do3(k)=q\s\do3(wk)=1.8kN/m立柱所受組合荷載設(shè)計(jì)值為:EQq=q\s\do3(w)+ψ\s\do3(E)×q\s\do3(e)=2.7+0.5×0.168=2.784kN/m立柱計(jì)算簡(jiǎn)圖如下:(4)立柱彎矩:通過(guò)有限元分析計(jì)算得到立柱的彎矩圖如下:立柱彎矩分布如下表:列表?xiàng)l目123456789偏移(m)0.0000.4130.8251.2381.6502.0632.4752.8873.300彎矩(kN.m)0.0001.6582.8423.5533.7903.5532.8421.6580.000偏移(m)3.3003.7124.1254.5374.9505.3625.7756.1876.600彎矩(kN.m)0.0001.6582.8423.5533.7903.5532.8421.6580.000最大彎矩發(fā)生在1.65m處M:幕墻立柱在風(fēng)荷載和地震作用下產(chǎn)生彎矩(kN·m)M=3.78972kN·m立柱在荷載作用下的軸力圖如下:立柱在荷載作用下的支座反力信息如下表:支座編號(hào)X向反力(kN)Y向反力(kN)轉(zhuǎn)角反力(kN.m)n0-4.594n1-4.5942.574n2-9.1872.574立柱型材特性選定立柱材料類別:鋁-6063-T6選用立柱型材名稱:立柱YD-DQ15001型材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:140N/mm2型材彈性模量:E=70000N/mm2X軸慣性矩:EQI\s\do3(x)=456.135cm4Y軸慣性矩:EQI\s\do3(y)=88.4011cm4X軸上部抵抗矩:EQW\s\do3(x1)=53.0436cm3X軸下部抵抗矩:EQW\s\do3(x2)=54.4914cm3Y軸左部抵抗矩:EQW\s\do3(y1)=27.1985cm3Y軸右部抵抗矩:EQW\s\do3(y2)=27.2021cm3型材截面積:A=15.6757cm2型材計(jì)算校核處抗剪壁厚:t=3mm型材截面面積矩:EQS\s\do3(s)=39.5801cm3塑性發(fā)展系數(shù):γ=1.05立柱強(qiáng)度計(jì)算校核依據(jù):EQ\f(N,A)+EQ\f(M,γ×w)≤ｆaBl:幕墻左分格寬:1.2mBr:幕墻右分格寬:1.2mHv:立柱長(zhǎng)度GAkl:幕墻左分格自重:0.5kN/m2GAKr:幕墻右分格自重:0.5kN/m2幕墻自重線荷載:Gk=EQ\f(GAkl×Bl+GAkr×Br,2)=EQ\f(0.5×1.2+0.5×1.2,2)=0.6kN/mrG:結(jié)構(gòu)自重分項(xiàng)系數(shù):1.3G:幕墻自重線荷載設(shè)計(jì)值0.78kN/mf:立柱計(jì)算強(qiáng)度(N/mm2)A:立柱型材截面積:15.6757cm2Nl:當(dāng)前桿件最大軸拉力(kN)Ny:當(dāng)前桿件最大軸壓力(kN)Mmax:當(dāng)前桿件最大彎矩(kN.m)Wz:立柱截面抵抗矩(cm3)γ:塑性發(fā)展系數(shù):1.05立柱通過(guò)有限元計(jì)算得到的應(yīng)力校核數(shù)據(jù)表格如下:編號(hào)NlNyMmaxWzAfzb02.5740.0003.79053.043615.675769.685b12.5740.0003.79053.043615.675769.685通過(guò)上面計(jì)算可知,立柱桿件b0的應(yīng)力最大,為69.685248N/mm2≤ｆa=140N/mm2,所以立柱承載力滿足要求立柱的剛度計(jì)算校核依據(jù):EQD\s\do3(fmax)≤\f(L,180)且EQD\s\do3(fmax)≤20mmEQD\s\do3(fmax):立柱最大允許撓度:通過(guò)有限元分析計(jì)算得到立柱的撓度圖如下:立柱撓度分布如下表:列表?xiàng)l目123456789偏移(m)0.0000.4130.8251.2381.6502.0632.4752.8873.300撓度(mm)0.0003.3806.2028.0598.7058.0596.2023.3800.000偏移(m)3.3003.7124.1254.5374.9505.3625.7756.1876.600撓度(mm)0.0003.3806.2028.0598.7058.0596.2023.3800.000最大撓度發(fā)生在1.65m處,最大撓度為8.705137mm≤20mmEQD\s\do3(fmax)=\f(Hvmax,180)×1000EQ=\f(3.3,180)×1000=18.333333mm立柱最大撓度Umax為:8.705137mm≤18.333333mm撓度滿足要求立柱抗剪計(jì)算校核依據(jù):EQτ\s\do3(max)≤[τ]=81.2N/mm2通過(guò)有限元分析計(jì)算得到立柱的剪力圖如下:立柱剪力分布如下表:列表?xiàng)l目123456789偏移(m)0.0000.4130.8251.2381.6502.0632.4752.8873.300剪力(kN)-4.594-3.445-2.297-1.1480.0001.1482.2973.4454.594偏移(m)3.3003.7124.1254.5374.9505.3625.7756.1876.600剪力(kN)-4.594-3.445-2.297-1.1480.0001.1482.2973.4454.594最大剪力發(fā)生在6.6m處τ:立梃剪應(yīng)力:Q:立梃最大剪力:4.5936kNEQS\s\do3(s):立柱型材截面面積矩:39.5801cm3EQI\s\do3(x):立柱型材截面慣性矩:456.135cm4t:立柱抗剪壁厚:3mmEQτ=\f(Q×S\s\do3(s)×100,I\s\do3(x)×t)EQ=\f(4.5936×39.5801×100,456.135×3)=13.286647N/mm213.286647N/mm2≤81.2N/mm2立柱抗剪強(qiáng)度可以滿足轉(zhuǎn)角立柱計(jì)算立柱荷載計(jì)算1)本立柱采用三維有限元分析模式，具體參數(shù)說(shuō)明如下：立柱整體計(jì)算高度為3.3米，立柱左右面板夾角為135度，立柱與起始面板(右面板)之間夾角為67.5度，立柱最低點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，立柱強(qiáng)軸為X軸，弱軸為Y軸，立柱軸向向上為Z軸正向。左面板寬度1.37米，右面板寬度1.103米。參數(shù)坐標(biāo)示意圖如下:具體計(jì)算模型如下圖所示:節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)及支座信息:編號(hào)坐標(biāo)x約束y約束z約束yz約束zx約束xy約束n00,0,0XXXn10,0,6.6XXXXn20,0,3.3XXXX2)立柱選定桿件截面參數(shù)如下:立柱截面桿件材質(zhì)鋁-6063-T6名稱IyIzJWy1Wy2Wz1Wz2SySzA圖樣立柱YD-DQ-15001-B271.51087.210358.72041.50842.03726.83426.83425.49115.16811.873)荷載方向:風(fēng)荷載按照垂直于面板考慮，地震荷載（如果有的話）按照平行于X軸考慮，重力則為Z軸向下,下面對(duì)各相關(guān)荷載進(jìn)行計(jì)算。風(fēng)荷載計(jì)算:EQμ\s\do3(z):取0.65EQβ\s\do3(gz):陣風(fēng)系數(shù)取2.05EQμ\s\do3(sp1):局部正風(fēng)壓體型系數(shù)EQμ\s\do3(sn1):局部負(fù)風(fēng)壓體型系數(shù)通過(guò)計(jì)算確定EQA\s\do3(v):立柱構(gòu)件從屬面積取4.08045m2EQμ\s\do3(sa):維護(hù)構(gòu)件面板的局部體型系數(shù)取立柱面積對(duì)數(shù)線性插值計(jì)算得到EQμ\s\do3(saz)=μ\s\do3(sz)+(μ\s\do3(sz)×0.8-μ\s\do3(sz))×\f(log(A\s\do3(v)),1.4)+0.2EQ=1.2+(0.96-1.2)×\f(0.610708,1.4)+0.2=1.295307EQμ\s\do3(saf)=μ\s\do3(sf)+(μ\s\do3(sf)×0.8-μ\s\do3(sf))×\f(log(A\s\do3(v)),1.4)-0.2EQ=-1.6+((-1.28)-(-1.6))×\f(0.610708,1.4)-0.2=-1.66041按照以上計(jì)算并考慮建筑物密集造成的相互干擾系數(shù)以及局部體型系數(shù)放大系數(shù)得到對(duì)于立柱有:EQμ\s\do3(sp1)=1.295307EQμ\s\do3(sn1)=-1.66041立柱正風(fēng)壓風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算如下EQW\s\do3(kp)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(sp1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=2.05×1.295307×0.65×0.4=0.690399kN/m2EQW\s\do3(kp)<1kN/m2,取EQW\s\do3(kp)=1kN/m2立柱負(fù)風(fēng)壓風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算如下EQW\s\do3(kn)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(sn1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=-0.884998kN/m2EQW\s\do3(kn)>-1.5kN/m2,取EQW\s\do3(kn)=-1.5kN/m2重力荷載:EQG\s\do3(Akl):左邊面板平米重取0.5kN/m2EQG\s\do3(Akr):右邊面板平米重取0.5kN/m2水平分布地震荷載計(jì)算(左右分別計(jì)算):EQq\s\do3(Ekl)=β\s\do3(E)×α\s\do3(max)×G\s\do3(Akl)(JGJ102-20035.3.4)=5×0.04×0.5=0.1kN/m2EQq\s\do3(Ekr)=β\s\do3(E)×α\s\do3(max)×G\s\do3(Akr)(JGJ102-20035.3.4)=5×0.04×0.5=0.1kN/m2桿件所受各種荷載如下表所示:編號(hào)荷載類別工況作用體起點(diǎn)(m)終點(diǎn)(m)大小組合系數(shù)1組合系數(shù)21均布風(fēng)b003.3-0.949,0.393,0.000,0,0,01.512均布風(fēng)b003.3-0.764,-0.317,0.000,0,0,01.513均布風(fēng)b103.3-0.949,0.393,0.000,0,0,01.514均布風(fēng)b103.3-0.764,-0.317,0.000,0,0,01.515均布地震b003.30.069,0.000,0.000,0,0,00.706均布地震b003.30.055,0.000,0.000,0,0,00.707均布地震b103.30.069,0.000,0.000,0,0,00.708均布地震b103.30.055,0.000,0.000,0,0,00.709均布重力b003.30.000,0.000,-0.343,0,0,01.3110均布重力b003.30.000,0.000,-0.276,0,0,01.3111均布重力b103.30.000,0.000,-0.343,0,0,01.3112均布重力b103.30.000,0.000,-0.276,0,0,01.31立柱有限元分析計(jì)算結(jié)果立柱在指定荷載作用下的有限元分析結(jié)果如下：1)彎矩圖信息:2)剪力圖信息:3)軸力圖信息:3)撓度圖信息:4)立柱軸向應(yīng)力圖如下:5)立柱彎應(yīng)力圖如下:6)立柱拉/壓彎應(yīng)力圖如下:7)立柱支座反力圖如下:立柱支座反力表如下:編號(hào)坐標(biāo)Rx(kN)Ry(kN)Rz(kN)Ryz(kN.m)Rzx(kN.m)Rxy(kN.m)n00,0,04.108-0.190n10,0,6.64.108-0.1902.652n20,0,3.38.217-0.3792.6528)通過(guò)上面計(jì)算得到，立柱最大應(yīng)力為83.46195N/mm2≤140N/mm2強(qiáng)度滿足要求9)立柱最大撓度為14.05664mm≤20mmEQD\s\do3(fmax)=\f(H\s\do3(vmax),180)×1000EQ=\f(3.3,180)×1000=18.333333mm立柱最大撓度EQU\s\do3(max)為:14.05664mm≤18.333333mm撓度滿足要求立柱與主結(jié)構(gòu)連接計(jì)算立柱與主結(jié)構(gòu)連接計(jì)算連接處角碼材料:鋼-Q235連接螺栓材料:不銹鋼螺栓-A1-70EQL\s\do3(ct):連接處角碼壁厚:8mmEQD\s\do3(v):連接螺栓直徑:12mmEQD\s\do3(ve):連接螺栓有效直徑:10.36mmEQN\s\do3(h):連接處水平總力(N):EQN\s\do3(h)=Q=-9.1872kNEQN\s\do3(g):連接處自重總值設(shè)計(jì)值(N):EQN\s\do3(g)=2.574kNN:連接處總合力(N):N=EQ\r(N\s\do3(g)2+N\s\do3(h)2)=EQ\r(2.5742+-9.18722)×1000=9540.970592NEQN\s(b,v):螺栓的承載能力:EQN\s\do3(v):連接處剪切面數(shù):2EQN\s(b,v)=2×3.14×EQ\b(\f(D\s\do3(e),2))2×265(GB50017-201711.4.1-1)=2×3.14×EQ\b(\f(10.36,2))2×265=44677.129481NEQN\s\do3(num):立梃與建筑物主結(jié)構(gòu)連接的螺栓個(gè)數(shù):EQN\s\do3(num)=EQ\f(N,N\s\do3(b))=EQ\f(9540.970592,44677.129481)=0.213554個(gè)取2個(gè)EQN\s(b,cl):立梃型材壁抗承壓能力(N):EQN\s\do3(vl):連接處剪切面數(shù):2×2t:立梃壁厚:3mmEQN\s(b,cl)=EQD\s\do3(v)×2×161×t×EQN\s\do3(num)(GB50017-201711.4.1-3)=12×2×161×3×2=23184N9540.970592N≤23184N立梃型材壁抗承壓能力滿足EQN\s(b,cg):角碼型材壁抗承壓能力(N):EQN\s(b,cg)=EQD\s\do3(v)×2×320×EQL\s\do3(ct)×EQN\s\do3(num)(GB50017-201711.4.1-3)=12×2×320×8×2=122880N9540.970592N≤122880N角碼型材壁抗承壓能力滿足橫梁計(jì)算選用橫梁型材的截面特性選定橫梁材料類別:鋁-6063-T5選用橫梁型材名稱:橫梁YD-13502A型材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:85.5N/mm2型材彈性模量:E=70000N/mm2X軸慣性矩:EQI\s\do3(x)=19.338cm4Y軸慣性矩:EQI\s\do3(y)=43.2953cm4X軸上部抵抗矩:EQW\s\do3(x1)=7.00443cm3X軸下部抵抗矩:EQW\s\do3(x2)=5.1717cm3Y軸左部抵抗矩:EQW\s\do3(y1)=12.3537cm3Y軸右部抵抗矩:EQW\s\do3(y2)=6.88829cm3型材截面積:A=6.34772cm2型材計(jì)算校核處抗剪壁厚:t=2mm型材截面繞X軸面積矩:EQS\s\do3(s)=4.06015cm3型材截面繞Y軸面積矩:EQS\s\do3(sy)=7.19311cm3塑性發(fā)展系數(shù):γ=1.05橫梁的強(qiáng)度計(jì)算校核依據(jù):EQ\f(M\s\do3(x),γ×W\s\do3(x))+EQ\f(M\s\do3(y),γ×W\s\do3(y))≤EQf\s\do3(a)=85.5(JGJ102-20036.2.4)(1)橫梁在自重作用下的彎矩(kN·m)EQH\s\do3(h):幕墻分格高:1mEQB\s\do3(h):橫梁長(zhǎng)度:1.2mEQG\s\do3(Akhu):橫梁上部面板自重:0.5kN/m2EQG\s\do3(Akhd):橫梁下部面板自重:0.5kN/m2EQG\s\do3(hk):橫梁自重荷載線分布均布荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m):EQG\s\do3(hk)=0.5×EQH\s\do3(h)=0.5×1=0.5kN/mEQG\s\do3(h):橫梁自重荷載線分布均布荷載集度設(shè)計(jì)值(kN/m)EQG\s\do3(h)=EQγ\s\do3(G)×EQG\s\do3(hk)=1.3×0.5=0.65kN/m(2)橫梁承受的組合荷載作用計(jì)算橫梁承受風(fēng)荷載作用EQw\s\do3(k)=1.5kN/m2EQq\s\do3(EAk):橫梁平面外地震荷載:EQβ\s\do3(E):動(dòng)力放大系數(shù):5EQα\s\do3(max):地震影響系數(shù)最大值:0.04EQq\s\do3(EAku)=EQβ\s\do3(E)×EQα\s\do3(max)×0.5(JGJ102-20035.3.4)=5×0.04×0.5=0.1kN/m2EQq\s\do3(EAkd)=EQβ\s\do3(E)×EQα\s\do3(max)×0.5(JGJ102-20035.3.4)=5×0.04×0.5=0.1kN/m2荷載組合:橫梁承受面荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值:EQq\s\do3(Ak)=EQw\s\do3(k)=1.5kN/m2橫梁承受面荷載組合設(shè)計(jì)值:EQq\s\do3(Au)=EQγ\s\do3(w)×EQw\s\do3(k)+0.5×EQγ\s\do3(E)×EQq\s\do3(EAku)=1.5×1.5+0.5×1.4×0.1=2.32kN/m2EQq\s\do3(Ad)=EQγ\s\do3(w)×EQw\s\do3(k)+0.5×EQγ\s\do3(E)×EQq\s\do3(EAkd)=1.5×1.5+0.5×1.4×0.1=2.32kN/m2(3)橫梁在組合荷載作用下的彎矩(kN·m)分橫梁上下部分別計(jì)算EQH\s\do3(hu):橫梁上部面板高度1mEQH\s\do3(hd):橫梁下部