幕墙结构计算书全

1、外滩中信城商业裙房幕墙工程结构计算书设计：校对：审核：批准：沈阳远大铝业工程有限公司2008年12月19日外滩中信城商业裙房幕墙工程设计计算书第一章基本资料、设计依据1 .“外滩中信城商业裙房”建施图纸、招标文件和答疑。2 .上海地区气象资料及该工程的基本状况：1）结构设计使用年限为 50 年；2）工程地面粗糙度为 C 类，上海地区 50 年一遇基本风压为 0.55KN/m2；3）抗震设防烈度为 7 度，地面加速度为0.15go3 .技术规范和标准：1）幕墙工程技术规范建筑幕墙JG3035-1996玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003点支式玻璃幕墙工程技术规程CECS1272001点支式

2、玻璃幕墙支承装置JG1382001建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2003金属与石材幕墙工程技术规范JGJ133-20012）建筑及结构设计规范建筑结构荷载规范GB50009-2001（2006 年版）建筑抗震设计规范GB50011-2001钢结构设计规范GB50017-2003冷弯薄壁型钢结构设计规范GB50018-2002建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002混凝土结构设计规范GB50010-2002混凝土结构后锚固技术规程JGJ145-20043）材料标准结构用不锈钢无缝钢管GB/T14975-2002碳素结构钢GB700铝合金建筑

3、型材基材GB5237.1-2004铝合金建筑型材阳极氧化、着色型材GB5237.2-2004螺栓、螺钉和螺柱GB/T3098.1-2000浮法玻璃GB11614-1999中空玻璃GB11944-2002夹层玻璃GB9962-1999着色玻璃GB/T18701-2002镀膜玻璃第 1 部分阳光控制镀膜玻璃GB/T18915.1-2002镀膜玻璃第 2 部分低辐射镀膜玻璃GB/T18915.2-2002幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃GB17841-1999建筑用安全玻璃第 2 部分：钢化玻璃GB15763.2-2005玻璃幕墙光学性能GB18091-2001建筑用安全玻璃防火玻璃GB15763.1-2

4、001建筑用硅酮结构密封胶GB16776-2005性能检测及验收标准建筑幕墙空气渗透性能检测方法GB/T15226建筑幕墙风压变形性能检测方法GB/T15227建筑幕墙雨水渗透性能检测方法GB/T15228建筑幕墙物理性能分级GB/T15225建筑幕墙平面内变形性能检测方法GB/T18250玻璃幕墙工程质量检验标准JGJ/T139-2001材料力学参数紧固件机械性能紧固件机械性能螺母粗牙螺纹GB/T3098.2-2000紧固件机械性能自攻螺车丁GB/T3098.5-2000紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱GB/T3098.6-2000紧固件机械性能不锈钢螺母GB3098/T.15-2000

5、绝热用岩棉、矿渣棉及其制品GB11835-98建筑装饰装修工程质量验收规范GB50210-2001钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2002建筑工程施工质量验收统一规范GB50300-2001材料强度1）玻璃强度设计值fg（N/mm2）表 1.1 玻璃强度设计值种类厚度（mm）大面强度侧面强度普通玻璃528.019.5浮法玻璃5-1228.019.515-1924.017.02020.014.0钢化玻璃5-1284.058.815-1972.050.42059.041.3单片防火玻璃6-19126.088.22）钢材强度设计值fs（N/mm2）表 1.2 钢材强度设计值牌号钢材厚度或直

6、径（mm）抗拉、抗压和抗弯f抗剪fv端面承压（刨平顶紧）fceQ2351621512532516-40205120Q3451631018040016-352951703）铝合金强度设计值fa（N/mm2）表 1.3 铝合金强度设计值铝合金牌号状态壁厚（mm）强度设计值抗拉、抗压抗剪局部承压6061T4不区分85.549.6133.0T6不区分190.5110.5199.06063T5不区分85.549.6120.0T6不区分140.081.2161.06063AT510124.472.2150.010116.667.6141.5T610147.785.7172.010140.081.2163.

7、02 .材料的弹性模量 E(N/mm2)表 1.4 材料的弹性模量材料E材料E玻璃0.72105钢材2.06105铝合金一一一50.70103 .材料的泊松比表 1.5 材料的泊松比材料材料玻璃0.20钢材0.30铝合金0.334 .材料的重力密度g(kN/m3)表 1.6 材料的重力密度材料g材料g玻璃25.6钢材78.5铝合金28.05 .材料的线膨胀系数(1/C)表 1.7 材料的线膨胀系数材料线膨胀系数材料线膨胀系数钢材1.20105玻璃(0.801.00)105铝合金-52.3510三、荷载组合原则仅列出荷载组合原则及分项系数，具体组合分别见面板与支承结构的计算。1.基本组合1）由可

8、变荷载效应控制的组合nsGSGKQ1SQ1KQiCiSQiKi2式中:G一永久荷载的分项系数，当其效应对结构不利时，应取 1.2;当其效应对结构有利时，应取1.0;Qi第 i 个可变荷载的分项系数，其中Q1为可变荷载Q1的分项系数，一般情况下取 1.4;对标准值大于4.0kN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载应取为 1.3;SGK一按永久荷载标准值GK计算的荷载效应值；SQiK一按可变荷载标准值QiK计算的荷载效应值， 其中SQ1K为诸可变荷载效应中起控制作用者；n参与组合的可变荷载数；Ci可变荷载Qi的组合值系数，各可变荷载的组合值系数见表 1.8:2）由永久荷载效应控制的组合式中:GSGKQ

9、iCiSQiKi2G为永久荷载的分项系数，当其效应对结构不利时，应取1.35;当其效应对结可变福栽组合值系数风柿栽0.6雪荷载0.7屋面活荷载0.7屋间积灰柿裁一般情况0.9邻近高炉1.0楼面活向载藏书库、档案库、贮藏室、电梯机房等0.9其他0.7吊车猫我硬钩吊车及工作级别 A8 的软钩吊车0.95其他软钩吊车0.7表 1.8 基本组合中可变荷载的组合值系数n构有利时，应取 1.0;其他项次的规定同（1）。3）包含地震作用的组合式中:GE一重力荷载分项系数，一般情况应采用 1.2,当重力荷载效应对构件承载能力有利时，不应大于 1.0;EH,EV一分别为水平、竖向地震作用分项系数：其值见表 1.

10、9；表 1.9 地震作用分项系数地震作用EHEV仅计算水平地震作用1.30仅计算竖向地震作用01.3同时计算水平与竖向地震作用1.30.5W一风荷载分项系数，应采用 1.4;SGE一重力荷载代表值的效应，建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。各可变荷载的组合值系数见表 1.10;表 1.10 重力荷载代表值中各可变荷载组合值系数可变福栽组合值系数雪荷载0.5屋间积灰柚裁0.5屋面活荷载不计入按实际情况计算的楼面活向载1.0按等效均布荷载计算的楼面活荷载藏书库、档案库0.8其他民用建筑0.5吊车悬吊物重力硬钩吊车0.3软钩吊车不计入SEHk、SEVk一分别为水平和

11、竖向地震作用标准值的效应， 尚应乘以相应的增大系数或调整系数；Swk一风荷载标准值的效应;w风荷载组合值系数，一般结构取 0.0,风荷载起控制作用的高层建筑应采用0.2注：对非地震组合，荷载效应组合要乘以结构重要性系数,其值见表 1.11:GSGEEHSEHKEVSEVKWWSWK表 1.11 结构重要性系数0建筑结构0最小值安全等级为一级、设计使用年限为 100 年及以上1.1安全等级为二级、设计使用年限为 50 年1.0安全等级为三级、设计使用年限为 5 年0.9对地震组合，荷载效应组合要除以承载力抗震调整系数RE,其值见表 1.12（钢结构）：表 1.12 承载力抗震调整系数结构构件RE

12、结构构件RE柱、梁0.75节点板件、连接螺栓0.85支撑0.80连接焊缝0.902.标准组合nSSGKSQ1KCiSQiKi2式中各符号意义同上。第二章幕墙结构计算1明框玻璃幕墙计算书一、玻璃的计算幕墙采用 8mmi 勺浮法玻璃+8mmi 勺浮法玻璃+8mmi 勺钢化玻璃的中空夹胶玻璃,选取标高20m 处为计算部位，玻璃分格高度 H=6m,玻璃分格宽度 B=0.7m。玻璃强度计算风荷载标准值为W=0gZs1zWo=1.921X2X0.836X0.55=1.767KN/m水平分布地震作用标准值为-3qEk=Pe,mmax丫玻，t。10=5X0.08X25.6X24X10-3=0.246KN/m2

13、先按中空玻璃计算，荷载按下式分配作用在夹层玻璃上的荷载按下式计算：Wki2=1.1XWkX(ti3+t23)/(ti3+t23+t33)=1.296KN/mqEk12=Beamax丫玻(t1+t2)10-3=0.164KN/m2作用在单片玻璃上白荷载按下式计算：Wk3=WkXt33/(t13+t23+t33)=0.589KN/m2qEk3=Beamax-丫玻t310-3=0.082KN/m2按夹层玻璃计算，荷载按下式分配作用在第一片玻璃上的荷载按下式计算：Wk1=Wk12Xt13/(t13+t23)=0.648KN/mqEk1=qEk12Xt13/(t13+t23)=0.082KN/mi作用在

14、第二片玻璃上的荷载按下式计算：W=Wk12Xt23/(t13+t23)=0.648KN/n2qEk2=qEk12Xt23/(t13+t23)=0.082KN/mi风荷载作用下应力标准值按下式分别在三个单片玻璃上计算erwk=64,31Wka2/t2式中：bwk风荷载作用下白应力标准值，(N/mm2);a 矩形玻璃板材短边边长，(mm)；t 玻璃白厚度，(mm)；弯曲系数，按 a/b 的值查表折减系数，按0查表01=(W1+0.5,qEk1)a4/(E,114)=(0.648+0.5X0.082)X10-3X7004/(0.72X105X84)=0.56查表取“1=182=(Wk2+0.5,qE

15、k2)a4/(E,124)=(0.648+0.5X0.082)X10-3X7004/(0.72X105X84)=0.56查表取“2=183=(Wk3+0.5,qEk3)a4/(E,134)=(0.589+0.5X0.082)X10-3X7004/(0.72X105X=0.51查表取“3=1贝U(Twk1=6431 Wk1a2/t12=6X1X0.124X0.648X10-3X7002/82=3.69N/mm2Wk2-a2/t22=6X1X0.124X0.648X10-3X7002/82=3.69N/mm2Wwk3=6,T3,31Wk32It32=6X1X0.124X0.589X10-3X700

16、2/82=3.36N/mm2地震作用下应力标准值按下式分别在三个单片玻璃上计算erEk=6,r,41qEk,a2/t2式中：（TEk一地震作用下的应力标准值，（N/mn2）;取风荷载作用下应力计算时的值31qEk1a2/t12=6X1X0.124X0.082X10-3X7002/822=0.47N/mm2(TEk2=6,Y31qEk2a2/t22=6X1X0.124X0.082X10-3X7002/82=0.47N/mm2(TEk3=6,431qEk3a2/t3?=6X1X0.124X0.082X10-3X7002/822玻璃的应力组合设计值按下式分别在三个单片玻璃上计算(T=3wWw,Wwk

17、+3e丫eEEk贝U(Tl=Ww Ww,Wwkl+3e丫e(TEk1=1.0X1.4X3.69+0.5X1.3X0.47=5.47N/mn2fa=28N/mrri(T2=3wYwWwk2+3e丫eEEk2=1.0X1.4X3.69+0.5X1.3X0.47=5.47N/mn2fa=28N/mrri(T3=3wyw-wwk3+3eye,(TEk3=1.0X1.4义3.36+0.5X1.3义0.47=5.01N/mn2fa=84N/mrri所以玻璃强度满足要求。玻璃挠度计算风荷载标准值为W=1.767KN/m2玻璃跨中最大挠度为i=T42Wk,a4/D式中：以一玻璃跨中最大挠度 mm巾2跨中最大挠

18、度系数，由 a/b 查表a玻璃短边长(mm)b 一玻璃长边长(mm)玻璃板的弯曲刚度D=Et3/(12(1-v2)=0.72X105X113/(12(1-0.22)=8318750N-mm式中：v泊松比，取 v=0.2E玻璃弹性模量，取 0.72X105N/mmt 一玻璃等效厚度(mm)t=0.95X(t13+t23+t33)1/39=Wk-a4/Et4=1.767X10-3X7004/(0.72X105X114)=0.4查表取 4=1则玻璃的挠度i=T42Wk-a4/D=1X0.013X1.767X10-3X7004/8318750=0.7mmp/a=1/10001/60所以玻璃挠度满足要求

19、。二、竖框的设计计算幕墙竖框的设计计算幕墙中的危险部位位于 20 米处，竖框承担的分格宽 B=0.7m,竖框采用双跨梁计算模型，计算层间高 6m 短也?长 0.5m。所选用竖框型材的截面特性如下：Ix对 x 轴方向的惯性矩=382.07cm4Iy对 y 轴方向的惯性矩=65.29cm4W 对 x 轴方向的抵抗矩=45.28cm3W-对 y 轴方向的抵抗矩=21.76cm3A截面面积=1322mm力学模型图如下：双跨梁计算阶图双跨梁计算阶图1）荷载计算a.风荷载标准值的计算W=0gZsizWo=1.921X2X0.836X0.55=1.767KN/mb. y 轴方向（垂直于幕墙表面）的地震作用为

20、qEy=BeamaxCJ/A式中：qEy作用于幕墙平面外水平分布地震作用（KN/m2）;G幕墙构件的重量（KN）;A幕墙构件的面积（m2）;amax水平地震影响系数最大值，取 0.08；0e动力放大系数，取 5o其中：G=LXBXtxY 玻 X1.1=6X0.7X24X25.6X1.1/1000b福相米悍式中：L计算层间高 m;B 分格宽 m;t 玻璃厚度 m；丫玻玻璃的密度，取 25.6KN/吊2A=LXB=6X0.7=4.2m则 qEy=Be。amaxQ/A=5X0.08X2.839/4.2=0.27KN/mc. x 轴方向(幕墙平面内)的地震作用qExBe,m,max,G/L=5X0.0

21、8X2.839/6=0.189KN/m刚度计算：在矩形荷载作用下，竖框所受线荷载和作用为q 刚度=WXB=1.767X0.7=1.237KN/m按双跨梁计算，竖框产生的挠度为：f=(1/24EI)-q 刚度X4-4RcX3+LI2X(4Rc-q 刚度Li)式中：L1长跨长RcC 点支座反力X到 C 点距离R=(1/L1)(q 刚度-L12)/2-(q 刚度L:+q刚度L23)/8(L1+L2)=(1/5.5)X(1.237X5.52)/2-(1.237X5.53+1.237X0.53)/8(5.5+0.5)=2.621597KN当 f 取最大值时，一阶导数 f=0 时，解一元三次方程，求得 X

22、0=2.379m 竖框的最大挠度 fmax为：fmax=(1/24EI)q 刚度X04-4RcX03+L12-X0-(4Rc-q 刚度L1)X108(1/24X70000X382.07)X1.237X2.3794-4X2.621597X2.3793+5.52X2.379X(4X2.621597-1.237X5.5)X108=25.467mm竖框的许用挠度f=5.5X1000/180=30.556mmfmax=25.467mmf=30.556mm所以竖框刚度满足要求3）强度计算强度荷载组合如下q=1.4X1XWk+1.3X0.5XqEy=1.4X1X1.767+1.3X0.5X0.27=2.64

23、9KN/m2竖框所受线荷载为q 强度=qXB=2.649X0.7=1.854KN/m则：按双跨简支梁计算，竖框所受最大弯矩为Mkq 强度（LI3+L2）/8XL=1.854X（0.53+5.53）/（8X6）=6.431KN m竖框所受轴向拉力为 N=1.2XG=3.407KN竖框承载力应满足下式要求（本工程设计的竖框不承压，为只拉构件）N/A+MT（丫W）fa式中：N竖框拉力设计值（KN）;M竖框弯矩设计值（KNm）;A0竖框净截面面积（mn2）;W 在弯矩作用方向的净截面抵抗矩（cm3）；丫一一塑性发展系数，取 1.05;fa竖框材料的强度设计值，取 140N/m 吊则 N/A+M（丫-W

24、）=103X3.407/1322+103X6.431/（1.05X45.28）=137.841N/mr2fa=140N/mrm所以竖框强度满足要求三、玻璃幕墙横框设计计算横框受两个方向力的作用，一个是重力作用，另一个是垂直于玻璃表面的风荷载和地震作用。横框长 B=0.7 米，承担重力方向分格高 H1=3 米，上下分格平均高 H2=3 米。所选用横框型材的截面特性如下：Ix 对 x 轴方向的惯性矩=35.48cm4Iy对 y 轴方向的惯性矩=88.26cm4Wx 对 x 轴方向的抵抗矩=11.69cm3Wy 对 y 轴方向的抵抗矩=15.43cm3Sx对 x 轴方向的面积距=7.23cm3Sy

25、对 y 轴方向的面积距=11.74cm31.荷载计算a,横框受重力作用时横框所承受的重力线荷载标准值为：qxk=丫玻tH1X1.1=25.6X24X3X1.1/1000=2.028KN/m式中：丫玻一一玻璃白密度，取 25.6KN/m3t 玻璃的总厚度 m；H1 自重方向分格局度 m;横框所承受的重力线荷载设计值为：qx=1.2Xqxk=2.434KN/mb,横框受风荷载和地震作用时：WQBgZss1-NzWo=1.921X2X0.836X0.55=1.767KN/m2qEy=Beamax-GJ/A=5X0.08x1.419/2.1=0.27KN/m2式中：qEy 玻一作用于幕墙平面外水平分布

26、地震作用（KN/m2）;G 一一幕墙分格构件的重量（KN）;A幕墙分格面积（m2）;amax 水平地震影响系数最大值，取 0.08;Be 动力放大系数，取 5o其中 G=HXBXtX 丫玻 x1.1=3X0.7X24X25.6X1.1/1000=1.419KNA=HXB=3X0.7=2.1m2荷载组合值为qyk=WkB=1.767X0.7=1.237KN/mqy=(1.0X1.4XWk-0.5X1.3XqEy)XB=(1X1.4X1.767+0.5X1.3义0.27)义0.7=1.855KN/m2 .刚度计算横框的许用挠度为f=B/180=700/180=3.9mm则按简支梁计算，横框所需的最

27、小惯性矩为Iymin=5XqxkXB4/384E f=5X2.028义0.74义108/(384义70000X3.9)=2.322cm4&Iy=88.26cm4Ixmin=qykXB4/120E f=1.237X0.74义108/(120X70000X3.9)=0.907cm4&Ix=35.48cm4式中：B-玻璃分格宽度 m;E弹性模量 N/mm23 .强度计算横框最大弯矩按下式计算M 尸 qxXB2/8=2.434X0.72/8=0.149KN-mMx=qyXB2/12=1.855X0.72/12=0.076KN-m横框的抗弯承载力应满足下式要求Mx/丫 W 奸 My/TW

28、ycfa则 Mx/丫 W 圻 My/丫 Wy=103X0.076/(1.05X11.69)+103X0.149/(1.05X15.43)=15.388N/mm2fa=85.5N/mm2横框的抗剪承载力应满足下式要求VyXSx/(Ixxtx)fvVxXSy/(Iyxty)fv式中：Vx、Vy横梁水平方向、竖直方向的剪力设计值(N);Sx、Sy横梁截面绕 X 轴、Y 轴的面积矩(cm3);tx、ty 横梁截面垂直于 Y、X 方向的腹板截面总宽度(mm);fv 型材抗剪强度设计值(N/mm2);Vx=1000XqxXB/2=851.9NVy=1000Xqy义B/4=324.625N则，VyXSx/(

29、10XIxxtx)=324,625义7.23/(10义35.48义5)=1.323&fv=49.6N/mm2则，VxXSy/(10X|yxty)=851,9X11.74/(10X88.26X5)=2,266&fv=49.6N/mm2所以横框刚度和强度满足要求。四、幕墙连接计算20 米高度处为幕墙的危险部位。竖框与建筑物连接竖框受力模式为双跨梁，计算层间高 L=6m 短 E?长 L1=0,5m,分格宽 B=0.7m,分格高H=6m 采用 2 个 M12 螺栓连接，每个螺栓的有效截面积 A0=84.3mm2 一个竖框所承受的重量标准值为Gk=丫玻 xtXBXLX1.1式中:t 为玻

30、璃总厚度(mm)B 为分格宽度(m)L 为计算层间高(m)丫为玻璃的密度(25.6KN/m3)Gk=25.6义0.024X0,7X6X1.1=2.839KN一个竖框单元所受的风荷载标准值为Nwk=WkBX(L13+L23)/8L1L2+0.5L)=1.767X0,7X(0.53+5.53)/8X0,5X5.5+0,5X6)=13.072KN一个竖框单元所受的水平地震作用为NEk=Beamax-(GkB/LB)X(L13+L23)/8L1L2+0.5L)=5X0.08X(2.839X0.7/6X0.7)X(0.53+5.53)/8X0,5X5.5+0,5X6)=2KN组合设计值为V=(1.4Nw

31、k+1,3X0.5NEk)2+(1.2Gk)2)0.5=(1.4X13.072+1.3X0.5X2)2+(1,2乂2,839)2)0.5=19.895KN则最大组合剪应力 rmax=7/A=103X19.895/2X84.3=118.001N/mm2c5=245NJ/mm2所以竖框与建筑物连接螺栓满足要求。竖框壁局部承压能力验算竖框壁局部承压能力为：NBc=d-t 总fBc=12X12X161X10-3=23.184KN其中：t-一一型材承压壁的总厚度d螺栓直径fBc铝型材承压强度设计值螺栓所受的剪力设计值为 V=19.895KN&NBc=23.184KN,所以局部承压能力满足要求。

32、横框与竖框连接计算横框所受的重力标准值为Gk=丫玻 xtXBXHX1.1式中:t玻璃总厚度(mm)丫玻一一玻璃的密度(25.6KN/m3)Gk=25.6义0.024X0.7X6X1.1=2.839KN横框所受的水平地震作用标准值为NEk=Beamax G=5X0.08X2.839=1.136KN横框所受的风力标准值为Nwk=Wk-B-B/2=1.767X0.7X0.7/2=0.433KN竖框与角片连接选用 4 个 GB845-ST4.8,每个紧固钉受荷面积为人钉=16.76mm2 紧固钉所受剪应力p=(1.4Nwk+1.3X0.5NEk)2+(1.2Gk)2)0.5/2X4A 车丁=1000X

33、(1.4X0.433+1.3X0.5X1.136)2+(1.2X2.839)2)0.5/(2X4X16.76)=27.3N/mm2g=130N/mm2角片与横框连接选用 2 个 GB845-ST4.8,每个紧固钉受荷面积为人钉=16.76mm2紧固钉所受剪应力：p=(1.4Nwk+1.3X0.5NEk)/2X2XA 车丁=1000X(1.4义0.433+1.3X0.5X1.136)/(2X2X16.76)=20.1N/mm2g=130N/mm2所以横竖框连接强度满足要求。连接计算20 米高度处为幕墙的危险部位。竖框与建筑物连接竖框受力模式为双跨梁，计算层间高 L=6m 短 E长 L1=0.5m

34、,分格宽 B=0.7m,分格高H=6m 采用 2 个 M12 螺栓连接，每个螺栓的有效截面积 A0=84.3mm2一个竖框所承受的重量标准值为Gk=丫玻 xtXBXLX1.1式中:t 为玻璃总厚度(mm)B 为分格宽度(m)L 为计算层间高(m)Y 为玻璃的密度(25.6KN/m3)Gk=25.6义0.024X0.7X6X1.1=2.839KN一个竖框单元所受的风荷载标准值为Nwk=WkV/aravfy+N/0.8abfy+M/1.3arabfyZAsN/0.8abfy+M/0.4arabfyZ式中，ar钢筋层数影响系数，本计算取 1z最上排与最下排锚筋间距(mm)av钢筋受剪承载力系数(当

35、av 大于 0.7 时，取 av 等于 0.7)ab 锚板弯曲变形折减系数av=(4.0-0.08d)x(fc/fy)0.5=(4.0-0.08X12)X(14.3/210)0.5=0.79因为 av 大于 0.7 所以这里 av 取 0.7式中，fc 碎轴心受压强度设计值(N/mm2)fy 锚筋抗拉强度设计值(N/mm2)ab 锚板弯曲变形折减系数ab=0.6+0.25t/d=0.6+0.25X8/12=0.77 式中，t 预埋板厚度(mm)d 锚筋直径(mm)实际采用的锚筋总截面面积为As=6X(0.25XTTX122)=678.6mm2则：V/aravfy+N/0.8abfy+M/1.3

36、arabfyZ二3406.8/(1X0.7X210)+11130/(0.8X0.77X210)+2725440/(1.3X1X0.77X210X100)=238.9mm2cAs=678.6mm2N/0.8abfy+M/0.4arabfyZ=11130/(0.8X0.77X210)+2725440/(0.4X1X0.77X210X100)=507.4mm2cAs=678.6mm2所以，预埋件锚筋总截面积满足承载力。锚筋长度计算：当计算中充分利用锚筋的抗拉强度时，其锚固长度应按下式计算：la=1.1xax(fy/ft)xd=1.1x0.16x(210/1.43)X12=310.154mm式中，la

37、 受拉钢筋锚固长度 mmft 混凝土轴心抗拉强度设计值 N/mm2d 锚筋公称直径 mma锚筋外形系数，光圆钢筋取 0.16,带肋钢筋取 0.141.1按玻璃幕墙工程技术规范c.0.5.2 采用2隐框玻璃幕墙计算书一、玻璃的计算幕墙采用 8mmi 勺浮法玻璃+8mmi 勺浮法玻璃+8mmi 勺钢化玻璃的中空夹胶玻璃,选取标高14m 处为计算部位，玻璃分格高度 H=4.4m,玻璃分格宽度 B=1.4m。玻璃强度计算风荷载标准值为W=0gzsipz,Wo=2.009X2X0.74X0.55=1.635KN/m水平分布地震作用标准值为-3qEk=pe-amax-丫玻，t。10_-3=5X0.08X2

38、5.6X24X10_,2=0.246KN/m先按中空玻璃计算，荷载按下式分配作用在夹层玻璃上的荷载按下式计算：Wk=1.1XWkX(t13+t23)/(t13+t23+t33)=1.199KN/mqEk120e，OCmax丫玻，(t 田2)10-3=0.164KN/m2作用在单片玻璃上白荷载按下式计算：W=WkXt33/(t13+t23+t33)=0.545KN/niqEk3=Beamax-丫玻t310-3=0.082KN/m 按夹层玻璃计算， 荷载按下式分配作用在第一片玻璃上的荷载按下式计算：Wk1=Wk12Xt13/(t13+t23)=0.6KN/MqEk1=qEk12Xt13/(t13+

39、t23)=0.082KN/n2作用在第二片玻璃上的荷载按下式计算：W=Wk12Xt23/(t13+t23)=0.6KN/MqEk2=qEk12Xt23/(t13+t23)=0.082KN/ni风荷载作用下应力标准值按下式分别在三个单片玻璃上计算 erwk=64,31Wka2/t2式中：wk风荷载作用下白应力标准值，(N/mn2);a 矩形玻璃板材短边边长，(mm)；t 玻璃白厚度，(mm)；弯曲系数，按 a/b 的值查表折减系数，按0查表。1=(川1+0.5,qEk1)a4/(E,114)=(0.6+0.5X0.082)X10-3X14004/(0.72X105X84)=8.35查表取=0.9

40、73282=(Wk2+0.5,qEk2)a4/(E,124)=(0.6+0.5X0.082)X10-3X14004/(0.72X105X84)=8.35查表取“2=0.973283=(W3+0.5,qEk3)a4/(E,134)=(0.545+0.5X0.082)X10-3X14004/(0.72X105X84)=7.63查表取“3=0.979则(Twk1=6T11,31 Wk1 J/t12=6X0.9732X0.1186X0.6X10-3X14002/82=12.73N/mm2wwk2=6,T2,31Wk2a2/t22=6X0.9732X0.1186X0.6X10-3X14002/82=12

41、.73N/mm2WWk3=6,4331Wk3a2/t32=6X0.979X0.1186X0.545X10-3X14002/82=11.63N/mm2地震作用下应力标准值按下式分别在三个单片玻璃上计算erEk=6,T,41qEk,a2/t2式中： （TEk(TEk1=64一地震作用下的应力标准值， （N/mn2） ;取风荷载作用下应力计算时的值31qEk1a2/t12=6X0.9732X0.1186X0.082X10-3X14002/82，一2=1.74N/mm(TEk2=6,T231qEk2a2/t22=6X0.9732X0.1186X0.082X10-3X14002/82=1.74N/mm2

42、(TEk3=6,T331qEk322/t32=6X0.979X0.1186X0.082X10-3X14002/822=1.75N/mm2玻璃的应力组合设计值按下式分别在三个单片玻璃上计算(T=3wWw,Wwk+3e丫e贝U(T1=Ww,ww,wwk+3e丫=1.0X1.4X12.73+0.5X1.3X1.74=18.95N/mmfa=28N/mm(T2=3www,wwk2+3e丫e(TEk2=1.0X1.4X12.73+0.5X1.3X1.74=18.95N/mmfa=28N/mm(T3=3w.ww,wwk3+3e丫e。EEk3=1.0X1.4X11.63+0.5X1.3X1.75=17.42

43、N/mmfa=84N/mm所以玻璃强度满足要求。玻璃挠度计算风荷载标准值为W=1.635KN/m2玻璃跨中最大挠度为i=T42Wk-a4/D式中：以一玻璃跨中最大挠度 mm巾2跨中最大挠度系数，由 a/b 查表a玻璃短边长(mm)b 一玻璃长边长(mm)玻璃板的弯曲刚度D=Et3/(12(1-v2)=0.72X105X113/(12(1-0.22)=8318750N-mm式中：v泊松比，取 v=0.2E玻璃弹性模量，取 0.72X105N/mmt 一玻璃等效厚度(mm)t=0.95X(t13+t23+t33)1/39=Wk-a4/Et4=1.635X10-3X14004/(0.72X105X1

44、14)二 6查表取 q=0.992则玻璃的挠度1=T42Wk-a4/D=0.992X0.0123X1.635乂10-3X14004/8318750=9.2mmp/a=1/1521/60所以玻璃挠度满足要求。二、玻璃幕墙竖框的设计计算幕墙中的危险部位位于 14 米，计算层间高 L=4.4 米，竖框承担的分格宽度为 B=1.4m=所选用竖框型材的截面特性如下：Ix对 x 轴方向的惯性矩=656.35cnIy对 y 轴方向的惯性矩=98.7cm4W对 x 轴方向的抵抗矩=75.6cm3W 对 y 轴方向的抵抗矩=32.9cm3A截面面积=1589mm力学模型简图如下：单跨简且梁计算简图单跨简且梁计算

45、简图1）荷载计算a.风荷载标准值的计算W=0gZsizWo=2.009X2X0.74X0.55=1.635KN/my 轴方向（垂直于幕墙表面）的地震作用为IIIIb爆梅率殍qEy=Be-式中:GAOCmaxqEyOtmax-G/A一作用于幕墙平面外水平分布地震作用（KN/m2）;一幕墙构件的重量（KN）;一幕墙构件的面积（m2）;-水平地震影响系数最大值，取 0.08;-动力放大系数，取 5o其中,G=LXBXtX 丫玻 X1.1=4.4X1.4X24X25.6X1.1/1000式中:Bt4.163KN-计算层问高一分格宽度一玻璃厚度玻璃的密度,LXB=4.4X1.4mm；25.6KN/m外滩

46、中信城商业裙房幕墙工程设计计算书=6.16m2则 qEy=0e，mmaxGD/A=5X0.08X4.163/6.16=0.27KN/mx 轴方向（幕墙平面内）的地震作用为qExBe,mmax,G/L=5X0.08X4.163/4.4=0.378KN/m2）刚度计算：在矩形荷载作用下，竖框所受线荷载和作用组合值为q 刚度=WXB=1.635X1.4=2.289KN/m按单跨简支梁计算，竖框产生的挠度按下式计算：f=5q 刚度-L4/384EI取f=L/180=4400/180=24.4mm由上式可知，竖框所需的最小惯性矩 Ixmin 为：Ixmin=5q 刚度 L4/384E-f=5X2.289

47、X4.44X108/384X70000X24.4=654.0447Ix=656.35（cm4）3）强度计算强度荷载组合如下q=1.4X1XWk+1.3X0.5XqEy=1.4X1X1.635+1.3X0.5X0.27=2.465KN/m2竖框所受线荷载为q 强度=qXB=2.465X1.4=3.451KN/m则按单跨简支梁计算，竖框所受最大弯矩为Mkq 强度L2/8=3.451X4.42/8=8.351KN m式中：M竖框承受白最大弯矩，KN-mL 计算层间高 mo竖框所受轴向拉力为 N=1.2XG=4.996KN竖框承载力应满足下式要求（本工程设计的竖框不承压，为只拉构件）N/A+M/（Y-

48、W）fa式中：N竖框所受拉力设计值（KN）;M竖框所受弯矩设计值（KNm）;A0竖框净截面面积（mnm）;W 在弯矩作用方向的净截面抵抗矩（cm3）；塑性发展系数，取 1.05;第 30 页，共 61 页fa竖框材料的强度设计值，取 140N7mr2i则 N/A+M（T-W）=103X4.996/1589+103X8.351/（1.05X75.6）=108.347N/mafa=140N/mrm所以竖框刚度和强度满足要求三、玻璃幕墙横框设计计算横框受两个方向力的作用，一个是重力作用，另一个是垂直于玻璃表面的风荷载和地震作用。横框长 B=1.4 米，承担重力方向分格高 H=2.2 米，上下分格平均

49、高 H=2.2 米。所选用横框型材的截面特性如下：Ix对 x 轴方向的惯性矩=35.48cm4Iy对 y 轴方向的惯性矩=88.26cm4W 对 x 轴方向的抵抗矩=11.69cm3W 对 y 轴方向的抵抗矩=15.43cm33对 x 轴方向的面积距=7.23cm3Sy 对 y 轴方向的面积距=11.74cm31.荷载计算a,横框受重力作用时横框所承受的重力线荷载标准值为：qxk=y玻tH1X1.1=25.6X24X2.2X1.1/1000=1.487KN/m式中：T玻玻璃的密度，取 25.6KN/品t 玻璃的总厚度 m；H1自重方向分格局度 m;横框所承受的重力线荷载设计值为：qx=1.2X

50、qxk=1.784KN/mb,横框受风荷载和地震作用时：W=0gZs1zWo=2.009X2X0.74X0.55=1.635KN/mqEyBe，m,max,0/A=5X0.08X2.082/3.08=0.27KN/m2式中：qEy作用于幕墙平面外水平分布地震作用（KN/状）；G幕墙分格构件的重量（KN）;A 幕墙分格面积（m2）;amax水平地震影响系数最大值，取 0.08；0e 动力放大系数，取 5o其中 G=HXBXtXT玻 X1.1第 31 页，共 61 页=2.2X1.4X24X25.6X1.1/1000=2.082KNA=HXB=2.2X1.42=3.08m荷载组合值为qyk=WkX

51、B=1.635X1.4=2.289KN/mqy=(1.0X1.4XW60.5X1.3XqEy)XB=(1X1.4X1.635+0.5X1.3义0.27)义1.4=3.45KN/m.刚度计算横框的许用挠度为f=B/180=1400/180=7.8mm则按简支梁计算，横框所需的最小惯性矩为Iymin=5XqxkXB4/384Ef=5X1.487X1.44X108/(384义70000X7.8)=13.623cm4Iy=88.26cm4IxminqykXB4/120E f=2.289X1.44X108/(120乂70000X7.8)=13.421cm4Ix=35.48cm4式中：B-玻璃分格宽度 m

52、;E弹性模量 N/mm2.强度计算横框最大弯矩按下式计算2M=qxXB/8=1.784X1.42/8=0.437KN-mM=qyXB2/12=3.45X1.42/12=0.564KN-m横框的抗弯承载力应满足下式要求M/YWX+M/U则 Mx/YWX+M/YWy=103X0.564/(1.05X11.69)+103X0.437/(1.05X15.43)=72.922N/mmcfa=85.5N/mrm横框的抗剪承载力应满足下式要求%XSx/(IxXtx)fvMXSy/(IyXty)fv式中：M、M横梁水平方向、竖直方向的剪力设计值(N)；tx、ty横梁截面垂直于丫、X 方向的腹板截面总宽度(mm

53、)；fv型材抗剪强度设计值(N/mm2);M=1000XqxXB/2=1248.8N%=1000XqyXB/4=1207.5N则，VyXSx/(10XIxXtx)=1207.5义7.23/(10义35.48义5)2=4.921&fv=49.6N/mm则，VxXSy/(10XIyXty)=1248.8X11.74/(10X88.26义5)2=3.322Wfv=49.6N/mn2所以横框刚度和强度满足要求。四、连接计算14 米高度处为幕墙的危险部位。竖框与建筑物连接竖框采用简支梁受力模式， 计算层间高 L=4.5m,分格宽 B=1.4m,分格高 H=4m 采用 2 个 M128 栓连接，每

54、个螺栓的有效截面积 A=84.3mm。一个竖框所承受的重量标准值为G=丫玻 XtXBXLX1.1式中:t 为玻璃总厚度(mm)B 为分格宽度(m)L 为计算层间高(m)丫为玻璃的密度(25.6KN/m3)G=25.6义0.024X1.4X4.5X1.1=4.258KN一个竖框单元所受的风荷载标准值为Nwk=WXBXL=1.635X1.4X4.5=10.3KN一个竖框单元所受的水平地震作用为NEk=0e.amax.Gk=5X0.08X4.258=1.703KN组合设计值为V=(1.4Nwk+1.3X0.5NEk)2+(1.2Gk)2)0.5=(1.4X10.3+1.3X0.5X1.703)2+(

55、1.2X4.258)2)0.5=16.346KN则最大组合剪应力Tmax=Y/A=103X16.346/2X84.3=96.951N/mm&r=245NJ/mrm所以竖框与建筑物连接螺栓满足要求。竖框壁局部承压能力验算竖框壁局部承压能力为：Nc=dt 总fBc=12X12X161X10-3=23.184KN其中：t 总一一型材承压壁的总厚度d螺栓直径fBc铝型材承压强度设计值螺栓所受的剪力设计值为 V=16.346KN&NBc=23.184KN,所以局部承压能力满足要求横框与竖框连接计算横框所受的重力标准值为G=丫玻xtXBXHX1.1式中:t玻璃总厚度(mm)丫玻玻璃的密度(

56、25.6KN/m3)G=25.6义0.024X1.4X4X1.1=3.785KN横框所受的水平地震作用标准值为NEk=0eamaxG=5X0.08X3.785=1.514KN横框所受的风力标准值为Nwk=W B-B/2=1.635X1.4X1.4/2=1.602KN竖框与角片连接选用 4 个 GB845-ST4.8,每个紧固钉受荷面积为 A 钉=16.76mm 紧固钉所受剪应力r=(1.4Nwk+1.3X0.5NEk)2+(1.2Gk)2)0.5/2X4A 钉=1000X(1.4X1.602+1.3X0.5X1.514)2+(1.2X3.785)2)0.5/(2X4X16.76)=41.6N/

57、mmr=130N/mrri角片与横框连接选用 2 个 GB845-ST4.8,每个紧固钉受荷面积为2A 钉=16.76mm紧固钉所受剪应力：p=(1.4Nwk+1.3X0.5NEk)/2X2XA 钉=1000X(1.4X1.602+1.3X0.5X1.514)/(2X2X16.76)=48.1N/mmcr=130N/mrri所以横竖框连接强度满足要求。结构硅酮密封胶的强度验算在本计算中，胶实际宽度=13mm,胶实际厚度=8mm。在风荷载和水平地震作用下：Cs=(W+0.5qe) a/2000f1mm=(1.4X1.635+0.5X0.351)X1400/(2000X0.2)=8.626mm式中

58、：Cs结构硅酮密封胶的粘结宽度 mm；a 玻璃的短边长度 mm；f1胶的短期强度允许值，取 0.2N/mm2;W 风荷载设计值 KN/m2;qe作用在计算单元的地震作用设计值 KN/m2;因为风荷载和水平作用下的胶接宽度为 8.626mmc 实际胶接宽度 13mm 所以满足要求副框压板强度验算板块所受的水平荷载设计值为q=(1.4Wk+1.3X0.5qEk)=(1.4X1.635+1.3X0.5X0.27)=2.464KN/mf压板单侧所受的水平集中力为P=qX(0.5BXS)=2.464X(0.5X1.4X0.35)X1000=603.7N其中：S压板间距，m压板单侧所受的弯矩为MkPX(0

59、.5XL)=603.7X(0.5X45)=13583.25N-mm其中：L 压板横截面宽度，mm压板强度验算压板所受的最大弯曲应力为lM/W=6M/(b-d)t2=6X13583.25/(70-6.5)X42=80.2N/mnnfa=85.5N/mm2其中：b 压板长度，mmd 压板上螺栓孔径，mmt 压板厚度，mm压板所受的最大剪应力为：p=PX1.5/(b-d)t)=603.7X1.5/(70-6.5)X4)=3.6N/mm&fv=49.6N/mm2所以压板的强度满足要求。压板螺栓抗拉强度验算：压板采用 M6 螺栓2P=1207.4NV/aravfy+N/0.8abfy+M/1.3

60、aAbfyZAsN/0.8abfy+M/0.4aabfyZ式中，ar钢筋层数影响系数，本计算取 1z最上排与最下排锚筋间距(mm)av钢筋受剪承载力系数(当 av大于 0.7 时，取 av等于 0.7)ab锚板弯曲变形折减系数av=(4.0-0.08d)x(fc/fy)0.5=(4.0-0.08X12)X(14.3/210)0.5=0.79因为 av大于 0.7 所以这里 av取 0.7式中，fc碎轴心受压强度设计值(N/mn2)fy锚筋抗拉强度设计值(N/mn2)ab锚板弯曲变形折减系数ab=0.6+0.25t/d=0.6+0.25X8/12=0.77式中，t 预埋板厚度(mm)d 锚筋直径(mm).4 米。Gk=实际采用的锚筋总截面面积为._2、A=6X(0.25XTTX12