明框玻璃幕墙集中荷载作用设计计算书(共16页)

1、明 框 玻 璃 幕 墙设计计算书计算:校核:幕墙公司xxxx年xx月xx日目 录一、风荷载计算11.风荷载标准值:12.风荷载设计值:2二、立柱计算21.立柱荷载计算:22.选用立柱型材的截面特性:63.立柱的强度计算:84.立柱的刚度计算:95.立柱抗剪计算:11北立面45米处明框幕墙设计计算书一、 风荷载计算1. 风荷载标准值: Wk: 作用在玻璃幕墙上的风荷载标准值(kN/m2) z: 45m高处风压高度变化系数(按C类区计算): (GB50009-2001 7.2.1) z=0.616×(z/10)0.44=1.19397 f: 脉动系数 : (GB50009-2001 7.

2、4.2-8) f=0.5×35(1.8×(0.22-0.16)×(z/10)-0.22=0.527257 gz: 阵风系数 : (GB50009-2001 7.5.1-1) gz=×(1+2×f) = 1.74634 Wk=0×gz×z×s×W0 (JGJ102-2003 5.3.2) =1.1×1.74634×1.19397×1.2×0.45 =1.23854 kN/m2 2. 风荷载设计值: W: 风荷载设计值: kN/m2 rw : 风荷载作用效应的分项系数：

3、1.4 按玻璃幕墙工程技术规范JGJ 102-2003 5.1.6条规定采用 W=rw×Wk=1.4×1.23854=1.73395kN/m2二、 立柱计算1. 立柱荷载计算:(1)风荷载线分布最大荷载集度设计值(矩形分布) qw: 风荷载线分布最大荷载集度设计值(kN/m) rw: 风荷载作用效应的分项系数：1.4 Wk: 风荷载标准值: 1.23854kN/m2 Bl: 幕墙左分格宽: 1.5m Br: 幕墙右分格宽: 1.2m qwk=Wk×(Bl+Br)/2 =1.23854×(1.5+1.2)/2 =1.67202kN/m qw=1.4

4、5;qwk =1.4×1.67202 =2.34083kN/m(2)分布水平地震作用设计值 GAkl: 立柱左边玻璃幕墙构件(包括面板和框)的平均自重: 0.45kN/m2 GAkr: 立柱右边玻璃幕墙构件(包括面板和框)的平均自重: 0.45kN/m2 qEAkl=0×5×max×GAkl (JGJ102-2003 5.3.4) =1.1×5×0.16×0.45 =0.396kN/m2 qEAkr=0×5×max×GAkr (JGJ102-2003 5.3.4) =1.1×5

5、5;0.16×0.45 =0.396kN/m2 qek=(qEkl×Bl+qEkr×Br)/2 =(0.396×1.5+0.396×1.2)/2 =0.5346kN/m qe=1.3×qek =1.3×0.5346 =0.69498kN/m(3)立柱所受组合荷载: 组合线荷载标准值: qzk=qwk =1.67202kN/m 组合线荷载设计值: qz=qw+0.5×qe =2.34083+0.5×0.69498 =2.68832kN/m (4)立柱弯矩: 通过有限元分析计算得到立柱的弯矩图如下: 立柱弯矩

6、分布如下表: 列表条目 12345678910偏移(m) 0.0000.1350.2700.4050.5400.6600.7950.9301.0651.200弯矩(kN.m) -0.000-0.381-0.762-1.143-1.524-1.960-2.559-3.157-3.756-4.355偏移(m) 1.2001.4021.6051.8002.0102.1902.4002.5952.7973.000弯矩(kN.m) -4.355-3.539-2.722-1.936-1.428-0.992-0.484-0.327-0.1630.000偏移(m) 3.0003.2033.4053.6003.

7、8103.9904.2004.3954.5974.800弯矩(kN.m) 0.000-0.163-0.327-0.484-0.992-1.428-1.936-2.722-3.539-4.355偏移(m) 4.8004.9355.0705.2055.3405.4605.5955.7305.8656.000弯矩(kN.m) -4.355-3.756-3.157-2.559-1.960-1.524-1.143-0.762-0.381-0.000 最大弯矩发生在1.2m处 M: 幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kN·m) M=4.35508kN·m2. 选用立柱型材的截面特性

8、: 选定立柱材料类别: 铝-6063-T5 选用立柱型材名称: EA2629 型材强度设计值: 85.5N/mm2 型材弹性模量: E=70000N/mm2 X轴惯性矩: Ix=634.118cm4 Y轴惯性矩: Iy=133.448cm4 X轴上部截面矩: Wx1=66.8552cm3 X轴下部截面矩: Wx2=78.1409cm3 y轴左部截面矩: Wy1=38.1279cm3 y轴右部截面矩: Wy2=38.1279cm3 型材截面积: A=17.8269cm2 型材计算校核处壁厚: t=3.5mm 型材截面面积矩: Ss=47.8233cm3 塑性发展系数: =1.05 3. 立柱的强

9、度计算: 校核依据: N/A+M/wa (JGJ102-2003 6.3.7) Bl: 幕墙左分格宽: 1.5m Br: 幕墙右分格宽: 1.2m Hv: 立柱长度 GAkl: 幕墙左分格自重: 0.45kN/m2 GAKr: 幕墙右分格自重: 0.45kN/m2 幕墙自重线荷载: Gk=(GAkl×Bl+GAkr×Br)/2 =(0.45×1.5+0.45×1.2)/2 =0.6075kN/m Nk: 立柱受力: Nk=0×Gk×Hv =1.1×0.6075×6 =4.0095kN N: 立柱受力设计值: rG:

10、 结构自重分项系数: 1.2 N=1.2×Nk =1.2×4.0095 =4.8114kN : 立柱计算强度(N/mm2) A: 立柱型材截面积: 17.8269cm2 M: 立柱弯矩: 4.35508kN·m Wx2: 立柱截面抗弯矩: 66.8552cm3 : 塑性发展系数: 1.05 =N×10/A+M×103/1.05/Wx2 =4.8114×10/17.8269+4.35508×103/1.05/66.8552 =64.739N/mm2 64.739N/mm2 a=85.5N/mm2 立柱强度满足要求4. 立柱的刚

11、度计算: 校核依据: UmaxL/180 Dfmax: 立柱最大允许挠度: 通过有限元分析计算得到立梃的挠度图如下: 立柱挠度分布如下表: 列表条目 12345678910偏移(m) 0.0000.1350.2700.4050.5400.6600.7950.9301.0651.200挠度(mm) 0.000-0.136-0.262-0.368-0.445-0.482-0.475-0.402-0.2490.000偏移(m) 1.2001.4021.6051.8002.0102.1902.4002.5952.7973.000挠度(mm) 0.0000.5701.3442.2373.3174.314

12、5.5336.6947.9199.153偏移(m) 3.0003.2033.4053.6003.8103.9904.2004.3954.5974.800挠度(mm) 9.1537.7896.4975.3164.1153.1542.1291.2870.5540.000偏移(m) 4.8004.9355.0705.2055.3405.4605.5955.7305.8656.000挠度(mm) 0.000-0.249-0.402-0.475-0.482-0.445-0.368-0.262-0.1360.000 最大挠度发生在3m处 Dfmax=Hvmax/180×1000 =1.8/180

13、×1000 =10mm 立柱最大挠度Umax为: 9.15336mm10mm 挠度满足要求5. 立柱抗剪计算: 校核依据: max=49.6N/mm2 通过有限元分析计算得到立柱的剪力图如下: 立柱剪力分布如下表: 列表条目 12345678910偏移(m) 0.0000.1350.2700.4050.5400.6600.7950.9301.0651.200剪力(kN) 2.0162.8232.8232.8232.8234.4364.4364.4364.4366.049偏移(m) 1.2001.4021.6051.8002.0102.1902.4002.5952.7973.000剪力

14、(kN) -4.032-4.032-4.032-4.032-2.419-2.419-2.419-0.806-0.8060.806偏移(m) 3.0003.2033.4053.6003.8103.9904.2004.3954.5974.800剪力(kN) 0.8060.8060.8060.8062.4192.4192.4194.0324.0324.032偏移(m) 4.8004.9355.0705.2055.3405.4605.5955.7305.8656.000剪力(kN) -6.049-4.436-4.436-4.436-4.436-2.823-2.823-2.823-2.823-2.016 最大剪