140系列全隐框玻璃幕墙设计强度计算书资料

1、140系列全隐框玻璃幕墙设计强度计算书基本参数：仪征地区幕墙总标咼=21.8m校核处设计层高：3.6m分格 B x H = 1.25mx 1.550m抗震6度设防一、幕墙承受荷载计算：1. 风荷载标准值计算：本幕墙设计按50年一遇风压计算Wk :作用在幕墙上的风荷载标准值（KN/m2）Wo：仪征50年一遇十分钟平均最大风压：0.40 KN/m2根据现行建筑结构荷载规范附表 D.4（全国基本风压和雪压）中数值采用B gz :瞬时风压的阵风系数：取 2.0（GB50009-2001表7.5.1）宙：风荷载体型系数：1.5區:21.8m高处风压高度变化系数：0.86Wk = B gz x x 送 x

2、 wo=2.0x 1.5X 0.86X 0.40=1.032 KN/m22. 风荷载设计值：W :风荷载设计值：KN/m2rw :风荷载作用效应的分项系数：1.4按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003（5.4.2条规定采用W=rw x WK=1.4 x 1.032=1.45KN/m23. 玻璃幕墙构件重量荷载:GAK :玻璃幕墙构件（包括玻璃和铝框）的平均自重：400N/m2GK:玻璃幕墙构件（包括玻璃和铝框）的重量：H :玻璃幕墙分格高：1.550mB :玻璃幕墙分格宽：1.225mGK=400 X B X H/1000=400 X 1.225X 1.550/1000=0.76KN4.

3、 地震作用：（1）垂直于玻璃幕墙平面的分布地震作用：qEAK :垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用KN/m2（3 E:动力放大系数：可取5.0按5. 2. 4条规定采用a max:水平地震影响系数最大值：0.04（6度设防）按5. 2. 4条规定采用Gk :玻璃幕墙构件的重量：0.76KNB :玻璃幕墙分格宽：1.225mH:玻璃幕墙分格高：1.550mqEAk= 3 EX a maxX GK/B/H=5X 0.04X 0.76/1.225/1.550=0.080KN/m2（2）平行于玻璃幕墙平面的集中水平地震作用：PEAK :平行于玻璃幕墙平面的集中水平地震作用（kN）3 E:动力放大系数

4、：可取5.0按5. 2. 4条规定采用GK :玻璃幕墙构件的重量：0.76kNPEAK= 3 EX a maxX GK=5X 0.04X 0.76 =0.152KN二、玻璃的选用与校核：本工程选用玻璃种类为：镀膜钢化玻璃1. 玻璃面积：B :玻璃幕墙分格宽：1.225mH :玻璃幕墙分格高：1.550mA :玻璃板块面积：A = B X H=1.225X 1.550=1.90m22. 玻璃厚度选取：W:风荷载设计值：1.45kN/ m2A :玻璃板块面积：1.90m2K3 :玻璃种类调整系数：3.00 试算：C= WX A X 10/3/K3=1.45X 1.90X 10/3/3.00=3.0

5、6T = 2X SQRT(1+C)-2=2X SQRT(1+3.06)-2=2.03mm玻璃选取厚度为：6mm3. 玻璃板块自重：GAk :玻璃板块平均自重(不包括铝框)：t:玻璃板块厚度：6mm25.6 玻璃的体积密度，单位是kN/ m3521采用GAk = 25.6 x t/1000=25.6X 6/1000=0.154 kN/ m24. 垂直于玻璃平面的分布地震作用：a max:水平地震影响系数最大值：0.04qEAk :垂直于玻璃平面的分布地震作用(kN/ m2)qEAk = 5x a maxx GAk=5X 0.04X 0.154=0.031 kN/ m2rE:地震作用分项系数：1.

6、3qEA :垂直于玻璃平面的分布地震作用设计值kN/ m2qEA= rEX qEAk=1.3X 0.031=0.0403 kN/ m25. 玻璃的强度计算：校核依据：(T fg = 84.00q：玻璃所受组合荷载：a：玻璃短边边长：1.225mb:玻璃长边边长：1.550mt：玻璃厚度：6.0mm 1：玻璃板面跨中弯曲系数，按边长比 a/b查出(b为长边边长)表 5. 4. 1 得：0.074(T W玻璃所受应力：采用SW+0.6SE组合: q = W+0.6 x qEA=1.45+0.6X 0.0403=1.474kN/ m2(T w= 6x ix qx a2x 1000/t22 2=6X

7、0.074X 1.474X 1.2252x 1000/622=27.28N/mm227.28N/mm2 fg = 84.00 N/mm2玻璃的强度满足！6. 玻璃最大面积校核：Azd:玻璃的允许最大面积(m2)Wk :风荷载标准值：1.03kN/ m2t :玻璃厚度：6.0mma 1：玻璃种类调整系数：3.00A:计算校核处玻璃板块面积：1.90m2Azd = 0.3X a 1 x (t+t2/4)/Wk(6.2.7-1)=0.3x 3x (6+62/4)/1.032=13.50 mA = 1.90m2 w Azd= 13.50 m2可以满足使用要求！三、幕墙杆件计算：幕墙立柱按简支梁力学模型

8、进行设计计算：1. 选料：(1)风荷载设计值的线密度：qw :风荷载设计值的线密度 rw:风荷载作用效应的分项数：1.4Wk :风荷载标准值：1.03KN/ m2B:幕墙分格宽：1.225mqw=1.4 x Wk x B=1.4 x 1.03X 1.225=1.77KN/m(2)立柱弯矩：Mw :风荷载作用下立柱弯矩：(kN.m) qw:风荷载设计值的线密度：1.77KN/m Hsjcg :立柱计算跨度：3.60m2Mw=qw x Hsjcg /8= 1.77 x 3.602/8=2.86KN.mqEA :地震作用设计值：qEAK :地震作用：0.08KN/ m2Y E:幕墙地震作用分项系数：

9、1.3qEA =1.3x qEAK=1.3x 0.082=0.104kN/ m2qE:地震作用设计值的线密度：qE= qEA x B=0.104 x 1.225=0.127KN.mME:地震作用下立柱弯矩(KN.m):2ME=qE x Hsjcg2/8=0.127 x 3.62/8=0.21KN.mM :幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩 (KN.m)采用SW+0.6SE组合M=Mw+0.6 X ME=2.86+0.6X 0.21=2.98KN.mW :立柱抗弯矩预选值W=M X 103/1.05/84.2=2.98X 103/1.05/84.2=33.75cm3qwk :风荷载标准值线密度

10、qwk=Wk X B=1.03X 1.225=1.26KN/mqEK :地震作用标准值线密度qEk=qEAK XB=0.08 X 1.225=0.098kN/m(4) 11 , I2:立柱惯性矩预选值(cm4)11=900 X (qwk+0.6 X qEk) X Hsjcg3/384/0.7=900 X (1.26+0.6X 0.098) X 3.63/384/0.7 =206.02cm412=5000 X (qwk+0.6 X qEk) X Hsjcg4/384/0.7/20 =5000X (1.26+0.6X 0.098) X 3.64/384/0.7/20 =206.02 cm42. 选

11、用立柱型材的截面特性：选用系列：140选用型材号：1401铝型材强度设计值：84.200N/mm2铝型材弹性模量：E=7X 106N/cm2X 轴惯性矩：lx=341.63cm4 丫轴惯性矩：ly=91.53cm4X轴抵抗矩：Wx仁52.46cm3X 轴抵抗矩：Wx2=45.63cm3 型材截面积：A=12.97cm2 型材计算校核处壁厚：t=3.00mm 型材截面面积矩：Ss=30.52 cni塑性发展系数：丫 =1.053. 幕墙立柱的强度计算：校核依据：N/A+m/ 丫 * fa=84.200N/m m2 (拉弯构件)(5. 5. 3)B:幕墙分格宽：1.225mGAK :幕墙自重：40

12、0N/m2幕墙自重线荷载：GK=400 X B/1000=400 X 1.225/1000=0.49kN/mNk :立柱受力：NK=GK X Hsjcg=0.49 X 3.6=1.76kNN :立柱受力设计值：rG:结构自重分项系数：1.2N=1.2X Nk= 1.2X 1.76=2.12kNa :立柱计算强度(N/ mm2)(立柱为接弯构件)N :立柱受力设计值：2.12KNA :立柱型材截面积：12.97cm2M :立柱弯矩：3.58KN.mWx2 :立柱截面抗弯矩：45.63cm3丫 ：塑性发展系数：1.05a =NX 10/A+M X 103/1.05/ Wx23=2.12X 10/1

13、2.97+2.98X 103/1.05/45.632=63.83N/mm263.83N/mm2 fa=84.200 N/mm2立柱强度可以满足！4. 幕墙立柱的刚度计算：校核依据：Umaxw U=20mm且 UmaxC L/180 (5.5.5)u:立柱挠度u=5 X (qwk+0.6qEk) X Hsjcg4 X 1000/384/0.7/Ix=5X (1.26+0.6X 0.098) X 3.64X 1000/384/0.7/341.63=12.06mm 20mmDu :立柱挠度与立柱计算跨度比值：Hsjcg :立柱计算跨度：3.6mDu=U/Hsjcg/1000=12.06/3.6/10

14、00=0.003351/180挠度可以满足要求！5. 立柱抗剪计算：2校核依据：丫 maxw 丫 =48.900N/mm(1) Qwk :风荷载作用下剪力标准值(kn)Qwk=Wk x Hsjcgx B/2=1.03X 3.6X 1.225/2=2.27KN(2) Qw:风荷载作用下剪力设计值(KN)Qw=1.4 x Qwk= 1.4x 2.27=3.18kN(3) QEK:地震作用下剪力标准值(KN)QEK=qEAK x Hsjcg x B/2=0.08x 3.6 x 1.225/2=0.18KN(4) QE:地震作用下剪力设计值(KN)QE=1.3x QEK= 1.3x 0.18=0.23

15、KN(5) Q:立柱所受剪力：采用QW+0.6QE组合Q=Qw+0.6 x QE=3.18+0.6x 0.23=3.32KN(6) 立柱剪应力：T :立柱剪应力：Ss：立柱型材截面面积矩：30.52cm3lx :立柱型材截面惯性矩：341.63cm4t :立柱壁厚：3.000mmt =QK SsX 100/lx/t=3.32 X 30.52 X 100/341.63/3.0002=9.88N/mm2 29.88N/mm 48.900 N/mm立柱抗剪强度可以满足！6. 选用横梁型材的截面特性：选用系列：140选用型材号：1101铝型材强度设计值：84.200N/mm2铝型材弹性模量：E=7 X

16、 106N/cm2X轴惯性矩：Ix=46.8cm4Y 轴惯性矩：Iy=27.49cm4X轴抵抗矩：Wx仁13.37cm3X 轴抵抗矩：Wx2=13.37cm3Y轴抵抗矩：Wy仁11.0cm3丫轴抵抗矩：Wy2=11.0cm3型材截面积：A=6.84cm2型材计算校核处壁厚：t=3.000mm 型材截面面积矩：Ss=8.85m3塑性发展系数：丫 =1.057. 幕墙横梁的强度计算：(5. 5. 2)校核依据：mx/ 丫 W+my/ 丫 WyC fa=84.200N/m m2(1)横梁在自重作用下的弯矩(KN.m)H:幕墙分格高：1.550mGAK :横梁自重：300N/ m2GK:横梁自重荷载线

17、密度：GK=300 X H/1000=300 X 1.550/1000=0.465KN/mG:横梁自重荷载设计值线密度(kN/m)G=1.2X GK= 1.2 X 0.465=0.558KN/mMx :横梁在自重荷载作用下的弯矩(kN.m)2Mx=G X B2/82=0.558X 1.2252/8=0.105KN.m(2)横梁在风荷载作用下的弯矩(KN.m)风荷载线密度：qwk=B X Wk=1.225X 1.03=1.26kN/m风荷载设计值的线密度：qw=1.4 X qwk=1.4X 1.26=1.77kN/mMyw :横梁在风荷载作用下的弯矩(kN.m)2Myw=qw X B /12=1

18、.77 X 1.2252/12=0.22KN.m(3) 地震作用下横梁弯矩qEAK :横梁平面外地震荷载：B E:动力放大系数：5a max:地震影响系数最大值：0.040GK :幕墙构件自重：300N/m2qEAk=5 x a maxx 300/1000=0.06K n/ m2qEx :横梁地震荷载线密度：B:幕墙分格宽：1.225m qEx=qEAk x B=0.06 x 1.225=0.074KN/mqE:横梁地震荷载设计值线密度： 丫 E:地震作用分项系数：1.3qE=1.3X qEx=1.3 x 0.074=0.096KN/mMyE :地震作用下横梁弯矩：MyE=qE x B2/12

19、=0.096x 1.2252/12=0.012 KN.m(4) 横梁强度：(T :横梁计算强度(N/mm2)采用SG+SW+0.6SE组合WX1 : X 轴抵抗矩：13.37cm3WY2 : Y 轴抵抗矩：11.0 cm3Y:塑性发展系数：1.05(T =(MX/WX1+MYW/WY2+0CMyE/Wy2) X 102/1.05 =2.72N/mm22.72N/mm2 fa=84.200N/m m2横梁正应力强度可以满足！8. 幕墙横梁的抗剪强度计算：校核依据：丫 maxw 丫 =48.900N/m m2(1) Qwk :风荷载作用下横梁剪力标准值(Kn)Wk :风荷载标准值：1.03KN/m

20、2B:幕墙分格宽：1.225m2Qwk=Wk X B2/42= 1.03X 1.2252/4=0.39KN(2) QW:风荷载作用下横梁剪力设计值(KN)QW=1.4 X QWK= 1.4X 0.39=0.54KN(3) qEK:地震作用下横梁剪力标准值(KN) qEAK :幕墙平面外地震作用：0.06KN/m2 qEK二 qEAK X B2/4=0.06X 1.2252/4=0.023KN(4) qE:地震作用下横梁剪力设计值(kn)Y E:地震作用分项系数：1.3qE=1.3X qEK=1.3X 0.023=0.029kN(5) Q:横梁所受剪力：采用QW+0.6QE组合Q=Qw+0.6X

21、 QE=0.54+0.6X 0.029=0.56KN(6) y :横梁剪应力Ss：横梁型材截面面积矩：8.85cm3 Iy :横梁型材截面惯性矩：27.49cm4t:横梁壁厚：3.0mm丫 =QX SsX 100/ly/t=0.56X 8.85X 100/27.49/3.00=5.98N/mm25.98 N/mm2 557.4 N强度可以满足！（2）竖向节点（角码与立柱）横梁自重：300N/mGK:横梁自重线荷载：（N/m）GK=300 x H=300 x 1.550=465.00N/m横梁自重线荷载设计值：（N/m）G=1.2x 465.00=558.00N/mN2 :自重荷载：(N)N2=

22、G X B/2=558.00X 1.225/2=341.78NN :连接处组合荷载：采用SG+SW+0.6SE组合N=sqrt(N12+N22)=sqrt(557.42+341.782)=653.84NNum2:螺栓个数：Num2二N/Nvbh=0.36个 取1个实际采用2个Ncbj:连接部位铝角码壁抗承压能力计算:Lct1 :铝角码壁厚：4.00mmNcbj=D1 X Lct1 X 120X Num2=5.00X 4.00X 120X 2=4800N4800N 653.84N强度可以满足！2. 立梃与主结构连接Lct2 :连接处钢角码壁厚：8.00mmD2 :连接螺栓直径：12.00mmD0

23、 :连接螺栓直径：10.36mm采用SG+SW+0.6SE组合N1WK :连接处风荷载总值：（N）N1WK=WK x B x Hsjcgx 1000 =1.03X 1.225X 3.6X 1000 =4542.3N连接处风荷载设计值：（N）N1W=1.4 X N1WK= 1.4X 4542.3=6359.22NN1EK :连接处地震作用：N1EK二qEAK x BX Hsjcg x 1000 =0.06X 1.225 X 3.6 X 1000=264.6NN1E :连接处地震作用设计值：（N）N1E=1.3 X N1EK= 1.3X 264.6=343.98NN1 :连接处水平总力：（N）N仁

24、 N1W+0.6N1E=6359.22+0.6X 343.98=6565.61NN2 :连接处自重总值设计值：N2K=400 X BX Hsjcg=400X 1.225 X 3.6= 1764.0 NN2 :连接处自重总值设计值：（N）N2=1.2 X N2K= 1.2X 1764.0=2116.8NN :连接处总合力：(N)N=sqrt(N12+N22)=sqrt(6565.612+2116.82)=6898.41NNvb :螺栓的承载能力：Nv :连接处剪切面数：22Nvb=2 X 3.14 X D0X 130/42=2X 3.14 X 10.36 X 130/4=21905.97NNum

25、l :立梃与建筑物主结构连接的螺栓个数:Numl二N/Nvb=6898.41/21905.97=0.31个 取1个实际采用2个Ncb1 :立梃型材壁抗承压能力：D2 :连接螺栓直径：12.00mmNv :连接处剪切面数：4t :立梃壁厚：3.00mmNcb1=D2 X 4X 120X t=12.00X 4X 120X 3.00= 17280.00N17280.00N 6898.41N强度可以满足！Ncbg钢角码型材壁抗承压能力：(N)Ncbg二D2 x 2X 267x Lct2=12.00 x 2x 267x 8x 2= 102528.00N102528.00N6898.41 N强度可以满足！五、幕墙玻璃板块结构胶计算：本工程选用结构胶类型为：DGM-60181. 按风荷载和自重效应，计算结构硅酮密封胶的宽度:(1) 风载荷作用下结构胶粘结宽度的计算：Csl:风载荷作用下结构胶粘结宽度(mm)WK :风载荷标准值：1.03KN/m2B:矩形分格短边长度：1.550mfl :结构胶的短期强度允许值：0.20N/mm2按5. 6. 3条规定采用Csl=WK x a/2/0.20