玻璃幕墙计算

1、玻璃幕墙计算钢立柱郑州金水万达中心工程 1#、 2# 楼明框玻璃幕墙设 计 计 算 书河南天地装饰工程2021.041 计算引用的标准、标准及资料 . 1.1 幕墙设计标准： 1.2 建筑设计标准： 1.3 铝材标准： 1.4 金属板及石材标准： 1.5 玻璃标准： 1.6 钢材标准： 1.7 胶类及密封材料标准： 31.8 五金件标准： 1.9 相关物理性能等级测试方法：1.10 ?建筑结构静力计算手册?51.11 土建图纸： . 2 根本参数 . 2.1 幕墙所在地区 2.2 地面粗糙度分类等级 2.3 抗震设防 . 11122334 . 4 第二版 )5555563 幕墙承受荷载计算 .

2、 3.1 风荷载标准值的计算方法 63.2 计算支撑结构时的风荷载标准值83.3 计算面板材料时的风荷载标准值8值84.2 确定材料的截面参数104.3 选用立柱型材的截面11特性114.4 立柱的抗弯强度计算124.5 立柱的挠度计算 .124.6 立柱的抗剪计算 .13墙横梁计算 145.1 横梁型材选材计算 .165.2 确定材料的截面参数175.3 选用横梁型材的截面18特性185.4 幕墙横梁的抗弯强度18计算205.5 横梁的挠度计算 .205.6 横梁的抗剪计算 .21璃板块的选用与校核 . 226.1 玻璃板块荷载计算：23563.4 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准3.5

3、 平行 幕墙平面的值集中8 水平地震作用标准3.6 作用效应组4 幕合墙立柱计算 4.1 立柱型材选材计算6.2 玻璃的强度计算：6.3 玻璃最大挠度校核：7 连接件计算 7.1 横梁与立柱间焊接强度计算 247.2 立柱与主结构连接 258 幕墙埋件计算 ( 化学268.1 荷载值计算 278.2 锚栓群中承受拉力最大锚栓的拉力计算278.3 群锚受剪内力计算 298.4 锚栓钢材破坏时的受拉承载力计算298.5 基材混凝土的受拉承载力计算 298.6 锚栓钢材受剪破坏承载力计算 308.7 基材混凝土受剪承载力计算 318.8 拉剪复合受力情况下的混凝土承载力计 算 329 幕墙转接件强度

4、计算 . 329.1 受力分析 329.2 转接件的强度计算 3310 幕墙焊缝计算 . 3310.1 受力分析 . 3310.2 焊缝特性参数计算 . 3310.3 焊缝校核计算 . 3411 明框玻璃幕墙伸缩及紧固计算 . 3411.1 立柱连接伸缩缝计算 . 35353511.2 玻璃镶嵌槽紧固螺钉抗拉强度计算11.3 玻璃边缘到边框槽底间隙计算 .明框玻璃幕 墙设计计算 书CECS101 ： 98GB/T21086-2007JGJ133-20011 计算引用的标准、标准及资料 GB50429-2007 JGJ102-20031.1 幕墙设计标准 铝合金结构设计标准? 玻璃幕墙工程技术标

5、准? 建筑瓷板装饰工程技术规程? 建筑幕墙? 金属与石材幕 JG/T216-2007墙工程技术标准? 小单元建筑幕墙?GB/T17740-1999GB50017-2003JGJ3-2021GB50045-95 2005 年版 GB19155-20031.2 建筑设计标准：地震震级的规定? 钢结构设计标准? 高 层建筑混凝土结构技术规程? 高层民用建 筑设计防火标准? 高处作业吊蓝? 工程 抗震术语标准? 工程网络方案技术规程?混凝土结构后锚固技术规程? 混凝土结构 JGJ/T97-2021 加固设计标准? 混凝土结构设计标准? 混 JGJ/T121-99 凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓? 建筑材

6、 JGGBJ5104356-72-0210313 料放射性核素限量? 建筑防火封堵应用技GB50010-2021 术规程? 建筑钢结构焊接技术规程? 建 JG160-2004筑工程抗震设防分类标准? 建筑结构荷载 GB6566-2021标准? 建筑结构可靠度设计统一标准? 建 CECS154 ： 2003筑抗震设计标准? 建筑设计防火标准? 建 JGJ81-2002 筑物防雷设计标准? 冷弯薄壁型钢结构技 GGBB5500200293-22000182 术标准? 民用建筑设计通那么?GGBB5500000698-22000121擦窗机? 钢结构焊接标准? 钢结构工程 GB50011-2021

7、施工标准? GB50016-2006 GB50057-2021GB50018-2002GB50352-2005GB19154-2003GB50661-2021GB5 2021变形铝及铝合金化学成GB/T3190-20211.3 铝材标准：建筑用隔热铝合金型材? 建筑用铝型材、 JG175-2021 铝板氟碳涂层? JG/T133-2000铝合金建筑型材第 1 局部基铝合金建筑型 2 局部阳极氧化、着色型 铝合金建筑型 3 局部电泳涂漆型YSG/BT54259-2003G3GB7/BT.151-26474-2021G37B.522- 37.3-2021材第 铝合金建 筑型材第 铝合 金建筑型材第

8、材?4 局部粉末喷涂型 铝及合铝金合建金彩筑色型涂层材板?、 带铝型材截面几何参数算法及计算机程 有色电泳涂漆铝合金建筑型材? 变形铝 和铝合金牌号表示方法?GB5237.4-2021CG8B3502.137、.5-2021-280JCG/BT852723-72.60-020012JYGS/T241371-20079JYGS/T24347-20219JC/T994-2006JC/T1049-2007YS/T429.1-200005YS/T429.2-2021GB/T17748-2021JG/T324-20211.4 金属板及石材标准： 干挂饰面 石材及其金属挂件? 建筑装饰用微晶玻 璃? 建筑

9、幕墙用瓷板? 建筑装饰用搪瓷钢板? 微晶玻璃陶瓷复合砖? 超薄天然 JG/T328-2021石材复合板? 铝幕墙板 板基? 铝幕墙 JG331-2021 板第 2 局部：有机聚合物喷涂铝单板? JC/T2085-2021 建筑幕墙用铝塑复合板? 建筑幕墙用陶 JG/T359-2021板? 建筑装饰用石材蜂窝复合板? 建筑 JG/T360-2021幕墙用氟碳铝单板制品? 纤维增强水泥 JG/T366-2021 外墙装饰挂板? 建筑用泡沫铝板? 金属 JG/T116-2021 装饰保温板? 外墙保温用锚栓? 聚碳酸 JG/T347-2021YS/T432-2000GB/T18600-2021JC/

10、T202-2021GB/T19766-2005JC/T204-2021GB/T18601-2021酯 PC 中空板? 聚碳酸酯 PC 实心板? 铝塑复合板用铝带? 天然板石? 天然大理石荒料? 天然大理石建筑板材? 天然花岗石荒料? 天然花岗石建筑板材? 天然石材统一编号? 天然饰面石材术语?GB/T17670-2021GB/T13890-20211.5 玻璃标准：镀膜玻璃 第 1 局部：阳光控制镀膜玻璃? 镀膜玻璃 第 2 局部：低辐射镀膜玻璃?防弹玻璃? 平板玻璃?建筑用平安玻璃 建筑用平安玻璃 建筑用平安玻璃第 3 局部：夹层玻璃? 第 2 局部：钢化玻璃? 防火玻璃? 半钢化玻璃?热弯

11、玻璃? 压花玻璃? 中空玻璃?1.6 钢材标准： 建筑结构用冷弯矩形 钢管? 不锈钢棒? 不锈钢冷加工钢棒? 不锈钢冷轧钢板及钢带? 不锈钢热轧钢 板及钢带? 不锈钢小直径无缝钢管? 彩 色涂层钢板和钢带? 低合金钢焊条? 低 合金高强度结构钢? 建筑幕墙用钢索压 管接头? 耐候结构钢? 高碳铬不锈钢 丝? 合金结构钢? 金属覆盖层钢铁制 品热镀锌层技术要求? 冷拔异形钢管? 碳钢焊条? 碳素结构钢? 碳素结构钢 和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带? 碳 素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及 钢带? 优质碳素结构钢?GB/T18915.1-2021GB/T18915.2-2021GB17840-19

12、99GB11614-2021GB15763.3-2021GB15763.2-2005GB15763.1-2021GB/T17841-2021JC/T915-2003JC/T511-2002GB/T11944-20211.7 胶类及密封材料标准： 丙烯酸 酯建筑密封膏? 幕墙玻璃接缝用密封胶? 彩色涂层钢板用建筑密封胶? 丁基橡胶 防水密封胶粘带? 干挂石材幕墙用环氧 胶粘剂? 工业用橡胶板? 混凝土建筑 接缝用密封胶?JG/T178-2005GB/T1220-2007GB/T4226-2021GB/T3280-2007GB/T4237-2007GB/T3090-2000GB/T12754-20

13、06GB/T5118-2021GB/T1591-2021JG/T201-2007GB/T4171-2021YB/T096 1997GB/T3077-1999GB/T13912-2002GB/T3094-2021GB/T5117-2021GB/T700-2006GB/T912-2021GB/T3274-2007GB/T699-1999JC484-2006JC/T882-2001JC/T884-2001JC/T942-2004JC887-2001GB/T5574-2021JC/T881-2001JC485-2007GB/T13477.1 20-2002JC/T885-2001GB16776-200

14、5GB/T19686-2005JG/T174-2005JC/T973-2005JC/T482-2003JC/T483-2006GB/T11835-2007GB/T529-2021JC/T883-2001GB/T531-1999HG/T3318-2002JC/T486-2001JC/T914-2003JC/T902-2002GB14907-2002GB/T12616-2004GB/T12615-2004GB/T5277-1985GB/T3103.1-2002GB/T3098.15-2000GB/T3098.6-2000GB/T3098.19-2004GB/T3098.2-2000GB/T3098

15、.4-2000GB/T3098.1-2021GB/T3098.5-2000GB/T3099.2-2004GB/T16823.1-1997GB/T818-2000GB/T13819-1992GB/T13821-2021GB/T15114-2021GB/T6414-1999JG189-2006建筑窗用弹性密封剂? 建筑密封材料试验方 法? 建筑用防霉密封胶? 建筑用硅酮结构 密封胶? 建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品? 建 筑用硬质塑料隔热条? 建筑装饰用天然石材 防护剂? 聚氨酯建筑密封胶? 聚硫建筑密 封胶? 绝热用岩棉、矿棉及其制品? 硫化 橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定? 石材用 建筑密封胶?

16、橡胶袖珍硬度计压入硬度试验 方法? 修补用天然橡胶胶粘剂? 中空玻璃 用弹性密封胶? 中空玻璃用丁基热熔密封胶? 建筑外表用有机硅防水剂? 钢结构防火涂料? 1.8 五金件标准： 封闭型沉头抽芯铆钉? 封闭型平圆头抽芯铆钉? 紧固件螺栓和螺钉 通孔? 紧固件公差螺栓、 螺钉、螺柱和螺母? 紧固件机械性能不锈钢螺母? 紧固件机械性 能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱? 紧固件机械性 能抽芯铆钉? 紧固件机械性能螺母、粗牙螺 纹? 紧固件机械性能螺母、细牙螺纹? 紧 固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱? 紧固件机 械性能自攻螺钉? 紧固件术语盲铆钉? 螺 纹紧固件应力截面积和承载面积? 十字槽盘 头螺钉? 铜合金

17、铸件? 锌合金压铸件? 铝 合金压铸件? 铸件尺寸公差与机械加工余量? 电动采光排烟窗?1.9 相关物理性能等级测试方法： 玻 璃幕墙工程质量检验标准? 玻璃幕墙光学性 能? 彩色涂层钢板和钢带试验方法? 钢结 构工程施工质量验收标准?JGJ/T139-2001GB/T18091-2000GB/T13448-2006GB50205-2001GB50204-2002 2021 版 GB/T18244-2000GB/T15227-2007GB/T18575-2001GB/T18250-2000GB50210-2001GB/T228-2002混凝土结构工程施工质量验收标准? 建筑 防水材料老化试验方

18、法? 建筑幕墙气密、 水密、抗风压性能检测方法? 建筑幕墙抗 震性能振动台试验方法? 建筑幕墙平面内 变形性能检测方法? 建筑装饰装修工程质 量验收标准? 金属材料室温拉伸试验方法?1.10 ? 建筑结构静力计算手册? (第二版 )1.11 土建图纸：2 根本参数2.1 幕墙所在地区郑州地区；2.2 地面粗糙度分类等级 幕墙属于外围护构件，按?建筑结构荷载标准? (GB50009-2021) A 类：指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； B 类：指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区； C 类：指有密集建筑群的城市市区；D 类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区； 依照上

19、面分类标准，本工程按 C 类地形考虑。2.3 抗震设防按?建筑工程抗震设防分类标准? ，建筑工程应分为以下四个抗震设防类别：1. 特殊设防类： 指使用上有特殊设施， 涉及国家公共平安的重大建筑工程和地 震时可能 发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑，简 称甲类；2. 重点设防类：指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑， 以及地震 时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑， 简称乙类；3. 标准设防类：指大量的除 1、 2、 4 款以外按标准要求进行设防的建筑，简 称丙类；4. 适度设防类： 指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害， 允许在

20、一定条件 下适度降 低要求的建筑，简称丁类；在围护结构抗震设计计算中：1. 特殊设防类， 应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施， 同时， 应按批准的地震平安性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定 其地震作用；2. 重点设防类， 应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施， 同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用；3. 标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用；4. 适度设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用； 7 度， 根据国家标准?建筑抗震设计标准? GB50011-2021 ，郑州地区地震根本 烈度为：地震动峰值加速度

21、为 0.15g ，由于本工程是标准设防类，因此实际抗 震计算中的水平地震影 响系数最大值应按本地区抗震设防烈度选取， 也就是取： a max =0.12 ；3 幕墙承受荷载计算3.1 风荷载标准值的计算方法 幕墙属于外围护构件，按?建筑结构荷载标准? (GB50009-2021) 计算：wk=场z 怜1 修wo ? 8.1.1-2GB50009-2021上式中：wk:作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa) ; z:计算点标高：10m ;血:高度 z 处的阵风系数； 根据不同场地类型 , 按以下公式计算：靠=1+2gl 1o(z/10) -a? ?条文说明局部 8.6.1GB50009-2021其

22、中 类地貌类别截断高度分别为： 5m 、10m 、15m 、30m ；A、B、C、D 四类地貌类别梯度高度分别为：也就是：对对对对5m 、 10m 、15m 、300m 、350m 、A、B、450m 、C、D 四550m ；，当，当 ，当 ，当取取取取z<5m 时，取 z<10m 时，取 z<15m 时，取 z<30m 时，取z=5m ； z=10m z=15m z=30mz>300m 时，z>350m 时， 时， 时，A 类场地B 类场地C 类场地D 类场地 峰值因子，取 2.5 ；当当当当z>450mz>550mz=300mz=350mz=

23、450mz=550mI10：10m 高名义湍流度，对应 0.23 和 0.39 ；a地面粗糙度指数，对应 A、 和 0.30；对于 C 类地形，眇=1+2 0.5 X0.23 15/10) 修：风压高度变化系数； 明局部 8.2.1 提供的公式计算： B 类场地：C 类场地：D 类场地： 相同，也就是： 对 对 对 对C 类地形，讨=1.000 X (z/10) yzC=0.544 X (z/10) liz D=0.262A、B、B、C、C、D 地面粗糙度，可分别取0.12 、0.14 、0.12、0.15、 0.22D 地面粗糙度，可分别取10m 高度处的阵风系数为：-0.22=2.0519

24、根据不同场地类型 , 按?建筑结构荷载标准?条文说 A 类场地：yzA=1.284 X (z/10) 0.240.300.44X(z/10) 0.60 公式中的截断高度和梯度高度与计算阵风系数时A 类场地：B 类场地：C 类场地：D 类场地： 10m 高度处风压高度变化系数：当 当 当 当z>300mz>350m z>450m z>550m时， 时， 时， 时，取 取 取 取z=300mz=350m z=450m z=550m，当 ，当 ，当 ，当z<5m 时，取 z=5m ； z<10m 时，取 z=10m ； z<15m 时，取 z=15m ； z

25、<30m 时，取 z=30m ；对于修=0.544 X15/10) °.44=0.6502ps1 :局部风压体型系数；按?建筑结构荷载标准?计算围护结构及其连接的风荷载时，可按以下规定采用局部体型系数31:1 封闭矩形平面房屋的墙面及屋面可按表 8.3.3-1 的规定采用；GB50009-2021 第 8.3.3 条：2 檐口、雨篷、遮阳板、边棱处的装饰条等突出构件，取 -2.0 ；3 其它房屋和构筑物可按本标准第 8.3.1 条规定体型系数的 1.25 倍取值。本 计算点为体型系数人工给定： 1.6 ，按如上说明，查表得：=1.6按?建筑结构荷载标准?GB50009-2021

26、第834条：计算非直接承受风荷载的围护构 件风荷载时，局部体型系数可按构件的附属面积折减，折减系 数按以下规定采用：1 当附属面积不大于1m2 时，折减系数取1.0；2 当附属面积大于或等于 25m 2 时，对墙面折减系数取 0.8 ，对局部体型系数 绝对值大于 1.0 的屋面区域折减系数取 0.6 ，对其它屋面区域折减系数取 1.0；3 当附属面积大于 1m 2且小于 25m 2时，墙面和绝对值大于 1.0 的屋面局部 体型系数可采用对数插值，即按下式计算局部体型系数：psi(A)= psi(1)+ Q(25)- psi(1 川ogA/1.4? 8.3.4GB50009-2021其中：si(

27、25)=0.8炉=0.8 X 1.6 =1.28计算支撑结构时的构件附属面积：A=2.1 X 5.1=10.71m 2当 A>25 时取 a=25 ，当 A 小于 1 时取 A=1 ； LogA=1.03 那么：s1 (A)= “1 (1)+ ys1 (25)- ys1 (1)logA/1.4 =1.6+1.28-1.6X 1.03/1.4 =1.365按?建筑结构荷载标准? GB50009-2021 第 8.3.5 条：计算围护结构风荷载时， 建筑物内部压力的局部体型系数可按以下规定采用：1 封闭式建筑物，按其外外表风压的正负情况取 -0.2 或 0.2 ；2 仅一面墙有主导洞口的建筑

28、物：-当开洞率大于 0.02 且小于或等于 0.10 时，取0.4；-当开洞率大于0.10且小于或等于0.30时，取0.6附；-当开洞率大于 0.30时，取0.8附；3其它情况，应按开放式建筑物的戶1取值；注：1:主导洞口的开洞率是指单个主导洞口与该墙面全部面积之比；2 : ps1应取主导洞口对应位置的值；本计算中建筑物内部压力的局部体型系数为 0.2( 封闭式建筑内外表 )；因此，计算非直接承受风荷载的支撑结构时 的局部风压体型系数为：记=1.365+0.2s1=1.565 而对直接承受风压的面板结构来说，其局部风压体型系数为：=1.6+0.2=1.8W0 :根本风压值(MPa)，根据现行?

29、建筑结构荷载标准?GB50009-2021附表E.5中数值采用，但不小于 0.3KN/m 2，按重现期 50 年，郑州地区取 0.00045MPa ；3.2 计算支撑结构时的风荷载标准值Wk=场z 修 QWO=2.0519 X 0.6502 X 1.565 X 0.00045 =0.00094MPa3.3 计算面板材料时的风荷载标准值Wk=他z 甲怜1W0 =2.0519 X).6502 X1.8 X).00045=0.001081MPa3.4 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值q Ek= Be amax Gk /A? 5.3.4JGJ102-2003qEk :垂直于幕墙平面的分布水平地震

30、作用标准值(MPa);債：动力放大系数,取 5.0 ；amax :水平地震影响系数最大值， 取0.12 ; Gk:幕墙构件的重力荷载标准值 (N)； A :幕墙构件的面积 (mm 2);3.5 平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值PEk=隹 amaxGk? 5.3.5JGJ102-2003PEk：平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值(N);伊：动力放大系数，75取5.0 ; aax :水平地震影响系数最大值，取 0.12 ; Gk:幕墙构件的重力荷载标 准值(N);按照JGJ102标准5.4节条文说明局部的规定，对于竖向幕墙和与水平 面夹角大于度、小于 90 度的斜玻璃幕墙，可不考虑竖向地

31、震作用效应的计算和组 合。3.6 作用效应组合荷载和作用效应按下式进行组合:S= YSGk+ 収 YSwk+ 护 YSEk? 5.4.1JGJ102-2003上式中:S :作用效应组合的设计值；SGk :重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值；Swk、SEk:分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值；Y、Y、YE :各效应的分项系数；恤、恢：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。上面的 YG、Y、Y为分项系数，按 、5.4.4JGJ102-2003规定如下： 进 行幕墙构件强度、连接件和预埋件承载力计算时:重力荷载：YG :1.2；风荷载：YW：1.4 ；地震作用：作：1.3；进行挠度

32、计算时；重力荷载：YG：1.0；风荷载：yw：1.0；地震作用：可不做组合考虑；上式中，风荷载的组合系数 卄为1.0 ；地震作用的组合系数肛为0.5 ；4 幕墙立柱计算根本参数:1：计算点标高： 10m ； 2：力学模型：简支梁； 3：立柱跨度： L=5100mm ； 4：立柱左分格宽： 1140mm ； 立柱右分格宽： 3060mm ；5：立柱计算间距： B=2100mm ； 6：板块配置：中空玻璃 6 +6 mm ； 7：立柱材质： Q235 ；8：安装方式：偏心受拉； 本处幕墙立柱按简支梁力学模型进行设计计算，受 力模型如下：4.1 立柱型材选材计算(1) 风荷载作用的线荷载集度(按矩形

33、分布 )：(MPa) ；qwk ：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm) ; w k:风荷载标准值B ：幕墙立柱计算间距 (mm) ；qwk=w kB=0.00094 X 2100 =1.974N/mmqw:风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm);q w=1.4q wk=1.4 X1.974=2.764N/mm 水平地震作用线荷载集度(按矩形分布)：qEAk :垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；債：动力放大系数，取5.0 ;aax :水平地震影响系数最大值，取0.12 ; Gk:幕墙构件的重力荷载标准值(N),(含面板和框架)；A :幕墙构件的面积(mm 2)；qEAk

34、=隹 aax Gk/A ? 5.3.4JGJ102-2003=5.0 X 0.12 X 0.0005 =0.0003MPa q Ek:水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm);B ：幕墙立柱计算间距 (mm) ； q Ek=q EAk B=0.0003 X 2100 =0.63N/mm q e :水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm) ; qE=1.3qEk=1.3 X0.63 =0.819N/mm5.4.1JGJ102-2003 q=q w +0.5q E(3) 幕墙受荷载集度组合: 用于强度计算时，采用Sw+0.5S E 设计值组合:=2.764+0.5 X0.819 =3.173N/m

35、m用于挠度计算时，采用Sw 标准值:? ? 5.4.1JGJ102-2003qk=q wk=1.974N/mm(4) 立柱在组合荷载作用下的弯矩设计值:Mx：弯矩组合设计值(N mm);Mw:风荷载作用下立柱产生的弯矩设计值(Nmm) ; Me :地震作用下立柱产生的弯矩设计值(Nmm) ; L :立柱跨度(mm) ；采用 Sw+0.5SE 组合:Mw=qwL2/8 ME=qEL2/8 Mx=Mw+0.5M E=qL 2/8 =3.173 X 5100 2/8 =10316216.25N mm4.2 确定材料的截面参数(1) 立柱抵抗矩预选值计算：Wnx ：立柱净截面抵抗矩预选值(mm 3)；

36、Mx:弯矩组合设计值(N mm); y塑性开展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按?冷弯薄壁型钢结构技术标准? GB 50018-2002 , 取1.00 ；对于热轧型钢龙骨，按 JGJ133或JGJ102标准,取1.05 ；对于铝合 金龙骨，按最新?铝合金结构设计标准?GB 50429-2007，取1.00 ； fs :型材抗弯强度设计值 (MPa)，对 Q235取215MPa ; Wnx=Mx/ Ys=10316216.25/1.05/215 =45697.525mm3立柱惯性矩预选值计算：qk：风荷载线荷载集度标准值(N/mm) ; E:型材的弹性模量(MPa)，对Q235取206000MPa

37、 ; Ixmin :材料需满足的绕X轴最小惯性矩(mm 4); L :计算跨度(mm);df,iim :按标准要求，立柱的挠度限值(mm);df,iim =5q kL 4/384EI xmin L/250=5100/250=20.4mm 按5.1.1.2?建筑幕墙? GB/T21086-2007 的规定，对于构件式玻璃幕墙或单元幕墙(其它形式幕墙或外围护结构无绝对挠度限制)：20mm ;30mm ; 对本例取:当跨距W 4500mm时，绝对挠度不应该大于当跨距4500mm时，绝对挠度不应该大于d f,lim =20.4mmIxmin =5q kL4/384Ed f,lim=5 X1.974 X

38、 5100 4/384/206000/20.4=4137797.615mm 44.3选用立柱型材的截面特性型材的抗弯强度设计值： fs=215MPa型材的抗剪强度设计值: 型材2弹性模E=206000MPa量：绕 X 轴惯 Ix=6409500mm 4Wnx1 =91560mmWn x2性矩： 绕 丫 轴 Iy=2619400mm 4 惯性矩轴净截面抵抗矩： 绕X轴净截面抵抗矩：=91560mm型材净截面面积：A n型材线密度：Yg=0.195936N/mm型材截面垂直于 X轴腹板的截面总宽度： 型材受力面对中性轴的面Sx=56740mm 34.4立柱的抗弯强度计算塑性开展系数：丫 =1.05

39、(1) 立柱轴向拉力设计值：Nk:立柱轴向拉力标准值按上一项计算结果选用型材号：钢管140 X 80 X 6qGAk:幕墙单位面积的自重标准值(MPa);A :立柱单元的面积(mm 2);B :幕墙立柱计算间距(mm);L :立柱跨度 (mm);Nk=q GAk A=q GAk BL=0.0005 X 2100 X 5100 =5355NN :立柱轴向拉力设计值(N);N=1.2N k=1.2X5355=6426N(2) 抗弯强度校核:按简支梁 (受拉 )立柱抗弯强度公式，应满足:N/An+Mx/YW nx尋s? 6.3.7JGJ102-2003上式中:N :立柱轴力设计值(N)；Mx：立柱弯

40、矩设计值(Nmm);A n :立柱净截面面积(mm 2);Wnx :在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm 3)；Y：塑性开展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨， 按?冷弯薄壁型钢结构技术标准? GB 50018-2002 ， 取 1.00 ；对于热轧型钢龙骨，按 JGJ133 或 JGJ102 标准,取 1.05 ；对于铝合 金龙骨，按最新?铝合金结构设计标准?GB 50429-2007，取1.00 ； fs :型材的抗弯强度设计值，取 215MPa ；那么：N/An+Mx/YWnx=6426/2496+10316216.25/1.05/91560=109.881MPa < 215MPa立柱抗弯强

41、度满足要求。4.5 立柱的挠度计算因为惯性矩预选是根据挠度限值计算的，所以只要选择的立柱惯性矩大于预选值，挠度就满足要求：实际选用的型材惯性矩为： Ix=6409500mm 4 预选值为：Ixmin =4137797.615mm 4 实际挠度计算值为：df=5qkL4/384EI x=5X1.974X51004/384/206000/6409500=13.17mm而 d f,lim =20.4mm所以，立柱挠度满足标准要求。4.6 立柱的抗剪计算校核依据：Tax<sr125MPa (立柱的抗剪强度设计值 )(1) V wk ：风荷载作用下剪力标准值 (N)： Vwk=w kBL/2=0.

42、00094 X2100 X5100/2=5033.7N(2) V w :风荷载作用下剪力设计值(N):Vw=1.4V wk=1.4 X 5033.7=7047.18N(3) V Ek ：地震作用下剪力标准值 (N)： VEk =qEAk BL/2=0.0003 X2100 X5100/2=1606.5NV e :地震作用下剪力设计值(N):VE=1.3V Ek=1.3 X1606.5=2088.45N(5) V：立柱所受剪力设计值组合： 采用 Vw+0.5V E 组合:V=Vw+0.5VE =7047.18+0.5 X2088.45=8091.405N(6) 立柱剪应力校核:Tmax :立柱最

43、大剪应力 (MPa)；V:立柱所受剪力(N) ； Sx:立柱型材受力面对中性轴的面积矩(mm 3)；lx：立柱型材截面惯性矩(mm 4)； t:型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm);Tax =VSx/Ixt=8091.405 X 56740/6409500/12=5.969MPa5.969MPa < 125MPa立柱抗剪强度满足要求！5 幕墙横梁计算根本参数:1:计算点标高: 10m ；2:横梁跨度: B=3060mm ； 3:横梁上分格高: H1=1500mm ； 横梁下分格高:H2=2780mm ；4:横梁计算间距:H=2140mm ； 5:力学模型:梯形荷载简支梁；6:板块配

44、置:中空玻璃 6 +6 mm ； 7:横梁材质:Q235 ；因为B>H，所以本处幕墙横梁按梯形简支梁计算水平荷载；由于玻璃下面有垫出1 I块，因此 自重荷载按集中受力模型考虑，简图如下:5.1横梁型材选材计算横梁在风荷载作用下的线荷载集度(按梯形分布)：qwk :风荷载线分布最大荷 载集度标准值(N/mm) ； w k：风荷载标准值(MPa) ； H :幕墙横梁计算间距(mm)； qwk=w kH=0.00094 X 2140=2.012N/mm q w:风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm) ； q w=1.4q wk=1.4 X 2.012=2.817N/mm(2) 垂直于幕墙平

45、面的分布水平地震作用的线荷载集度(按梯形分布)：qEAk:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(MPa)；隹:动力放大系数，取5.0 ；aax :水平地震影响系数最大值，取0.12 ； Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N),(主要指面板组件)；A :幕墙平面面积(mm 2)；qEAk=伏aax Gk/A?5.3.4JGJ102-2003=5.0 X 0.12 X 0.0004 =0.00024MPaqEk :横梁受水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm) ； H:幕墙横梁计算间距(mm)；q Ek=q EAk H=0.00024 X 2140=0.514N/mm q e :横梁受水平地震作用线荷载

46、集度设计值N/mm ;q E=1.3q Ek=1.3 X0.514=0.668N/mm(3) 幕墙横梁受荷载集度组合:用于强度计算时，采用Sw+0.5S e组合设计值：？ ？ 5.4.1JGJ102-2003 q=q w +0.5q e=2.817+0.5 X0.668=3.151N/mm 用于挠度计算时，采用 Sw 标准值： ？ ？5.4.1JGJ102-2003 q k=q wk=2.012N/mm 横梁在风荷载及地震组合作用下的弯矩值(按梯形分布)：My：横梁受风荷载及地震作用弯矩组合设计值 (Nmm) ;Mw :风荷载作用下横梁产生的弯矩(Nmm) ;Me:地震作用下横梁产生的弯矩 (

47、Nmm) ; B :横梁跨度(mm);一 H:幕墙横梁计算间距 (mm);采用 Sw+0.5S E 组合：？ ？ 5.4.1JGJ102-2003Mw =q wB 2(3-(H/B) 2)/24ME=qEB2(3-(H/B) 2)/24 M y=M w+0.5M E=qB 2(3-(H/B) 2)/24=3.151 X 30602 X (3-(2140/3060) 2)/24 =3086824.633N mm 横梁在自重荷载作用下的弯矩值：Pk:横梁每个自重受力点自重荷载标准值(N);B :横梁跨度(mm) ;H1:横梁上分格高(mm) ;Pk=0.0004 X B X H1/2=0.0004

48、 X3060 X1500/2=918NP：横梁自重荷载设计值 (N)；P=1.2P k=1.2X918=1101.6NMx :横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(N - mm) ; a :横梁自重受力点到端头距离 (mm) ；Mx=Pa=1101.6 X380=418608N mm5.2 确定材料的截面参数(1) 横梁抵抗矩预选:Wnx :绕 X 方向横梁净截面抵抗矩预选值 (mm 3)；Wny :绕 Y 方向横梁净截面抵抗矩预选值 (mm 3)；Mx :横梁在自重荷载作用下的弯矩(Nmm);My :风荷载及地震作用弯矩组合值(Nmm) ; 丫乂，丫丫：塑性开展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨， 按?

49、冷弯薄壁型钢结构技术标准? GB 50018-2002 ， 取 1.00 ；对于热轧型钢龙骨，按 JGJ133 或 JGJ102 标准,取 1.05 ；对于 铝合金龙骨，按最新?铝合金结构设计标准? GB 50429-2007 ，均取 1.00 ； 此处取：yx = y=1.05 ；fs:型材抗弯强度设计值(MPa)，对Q235取215 ;按下面公式计算：Wnx=M x/ yxfs=418608/1.05/215 =1854.299mm 3Wny=M y/ yyfs =3086824.633/1.05/215=13673.642mm 3(2) 横梁惯性矩预选：df1,lim ：按标准要求，横梁

50、在水平力标准值作用下的挠度限值(mm) ;df2,lim ：按标准要求，横梁在自重力标准值作用下的挠度限值(mm) ;B ：横梁跨度 (mm) ;按相关标准，钢材横梁的相对挠度不应大于L/250 ，铝材横梁的相对挠度不应大于 L/180 ; ?建筑幕墙? GB/T21086-2007 还有如下规定：按5.1.1.2 ，对于构件式玻璃幕墙或单元幕墙(其它形式幕墙或外围护结构无绝对挠度限制)：当跨距w 4500mm时，绝对挠度不应该大于 20mm ; 当跨距4500mm时，绝对挠度不应该大于 30mm ;按5.1.9 ，b ，自重标准值作用下挠度不应超过其跨度的 1/500 ，并且不应 大于 3m

51、m ； B/250=3060/250=12.24mmB/500=3060/500=6.12mm对本例取：d f1,lim =12.24mm d f2,lim =3mmqk：风荷载作用线荷载集度标准值(N/mm);E：型材的弹性模量(MPa)，对 Q235取206000MPa ;lymin :绕丫轴最小惯性矩(mm 4)；B :横梁跨度(mm) ；dfi,iim=qkB4(25/8-5(H/2B) 2+2(H/2B) 4)/240EI yminlymin =qkB4(25/8-5(H/2B) 2+2(H/2B) 4)/240Ed f1,iim=2.012 X 30604(25/8-5(2140/

52、2/3060)2+2(2140/2/3060)4)/240/206000/12.24=741469.049mm 4Ixmin ：绕 X 轴最小惯性矩 (mm 4); d f2,lim =P kaB 2(3-4 a)/24EI xmin Ixmin =PkaB2(3-4 a)/24Ed f2,lim=918 X 380 X 30602 X (3-4 X (380/3060) 2)/24/206000/3 =647094.437mm45.3选用横梁型材的截面特性按照上面的预选结果选取型材：选用型材号：钢管80 X 80 X 4型材抗弯强度设计值：215MPa型材弹性模E=206000MPa量：性矩

53、:绕 X 轴惯 Ix=1173800mmIy=1173800mm型性矩剪强度设计值：125MPaWnxi =29350mmWnx2 =29350mmWnyi =29350mmWny2 =29350mm3333绕X轴净截面抵抗矩 绕X轴净截面抵抗矩 绕丫轴净截面抵抗矩 绕丫轴净截 面抵抗矩型材线密度：Yg=0.095456N/mm型材净截面面积： A n =1216mm横梁与立柱连接时角片与横梁连接处横梁 厚： t=4mm t x=8mm横梁截面垂直于 丫轴腹板的截面总宽度: 横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽绕X轴:ty=8mm型材受力面对中性轴的面积矩绕丫轴:Sx=17340mm 3型材受力面

54、对中性轴的面积矩Sy=17340mm 3塑性开展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按?冷弯薄壁型钢结构技术标准?GB 50018-2002 ,取1.00 ； 对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102标准,取1.05 ； 对于铝合金龙骨，按最新?铝合金结构设计标准?GB 50429-2007，均取1.00 ；此处取：yx = yy=1.05 ；5.4幕墙横梁的抗弯强度计算按横梁强度计算公式，应满足：Mx/ yWnx+My/ yWny Ws? 6.2.4JGJ102-2003上式中：Mx:横梁绕X轴方向幕墙平面内方向的弯矩设计值N mm;My：横梁绕丫轴 方向(垂直 于幕墙平面方向)的弯矩设计值(Nmm);Wnx:横梁绕X轴方向(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩(mm 3);Wny :横梁绕丫轴方向(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩(mm 3)；Y、Y:对于冷弯薄壁型钢龙骨， 按?冷弯薄壁型钢结构技术标准? G