石材幕墙设计计算书

1、石材幕墙设计计算书目录1 计算引用的规、标准及资料 11.1 幕墙设计规： 11.2 建筑设计规： 11.3 铝材规： 11.4 金属板及石材规： 21.5 玻璃规： 21.6 钢材规： 21.7 胶类及密封材料规： 31.8 五金件规： 31.9 相关物理性能等级测试方法： 41.10 建筑结构静力计算手册 （第二版 ） 41.11 土建图纸： 42 基本参数 42.1 幕墙所在地区 42.2 地面粗糙度分类等级 42.3 抗震设防 53 幕墙承受荷载计算 53.1 风荷载标准值的计算方法 53.2 计算支撑结构时的风荷载标准值 63.3 计算面板材料时的风荷载标准值 73.4 垂直于幕墙平

2、面的分布水平地震作用标准值 73.5 作用效应组合 74 幕墙立柱计算 84.1 立柱型材选材计算 84.2 确定材料的截面参数 94.3 选用立柱型材的截面特性 104.4 立柱的抗弯强度计算 104.5 立柱的挠度计算 114.6 立柱的抗剪计算 125 幕墙横梁计算 125.1 横梁型材选材计算 135.2 确定材料的截面参数 145.3 选用横梁型材的截面特性 165.4 幕墙横梁的抗弯强度计算 165.5 横梁的挠度计算 165.6 横梁的抗剪计算 176 短槽式 （ 托板 ） 连接石材的选用与校核 186.1 石材板块荷载计算 186.2 石材的抗弯设计 196.3 短槽托板在石材

3、中产生的剪应力校核 196.4 短槽托板剪应力校核 207 连接件计算 207.1 横梁与立柱间焊接强度计算 207.2 立柱与主结构间焊接强度计算 218 幕墙埋件计算 （ 后锚固结构） 238.1 荷载值计算 238.2 锚栓群中承受拉力最大锚栓的拉力计算 248.3 群锚受剪力计算 258.4 锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力计算 258.5 混凝土锥体受拉破坏承载力计算 258.6 锚栓或植筋钢材受剪破坏承载力计算 278.7 混凝土楔形体受剪破坏承载力计算 288.8 混凝土剪撬破坏承载能力计算 298.9 拉剪复合受力承载力计算 309 幕墙转接件强度计算 309.1 受力分析 3

4、09.2 转接件的强度计算 3010 幕墙焊缝计算 3110.1受力分析 3110.2 焊缝特性参数计算 3110.3 焊缝校核计算 3111 石材幕墙幕墙胶类及伸缩缝计算 3211.1立柱连接伸缩缝计算 3211.2 耐侯胶胶缝计算 3212 附录 常用材料的力学及其它物理性能 341 计算引用的规、标准及资料1.1 幕墙设计规：年版)铝合金结构设计规 玻璃幕墙工程技术规 玻璃幕墙点支承装置 吊挂式玻璃幕墙支承装置 建筑瓷板装饰工程技术规 建筑幕墙 金属与石材幕墙工程技术规 小单元建筑幕墙1.2 建筑设计规：地震震级的规定 钢结构防火涂料 钢结构设计规 高层建筑混凝土结构技术规程 高层民用建

5、筑设计防火规 高处作业吊蓝 工程抗震术语标准 工程网络计划技术规程 混凝土结构后锚固技术规程 混凝土结构设计规GB50429-2007JGJ102-2003CECS127-2001JG138-2010JG139-2001CECS101 ： 98GB/T21086-2007JGJ133-2001JG/T216-2008GB/T17740-1999GB14907-2002GB50017-2003JGJ3-2002GB50045-95(2005GB19155-2003JGJ/T97-2010JGJ/T121-99JGJ145-2004GB50010-2010混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓 JG160

6、-2004建筑表面用有机硅防水剂 建筑材料放射性核素限量 建筑防火封堵应用技术规程 建筑钢结构焊接技术规程 建筑工程抗震设防分类标准 建筑工程预应力施工规程 建筑结构荷载规 建筑结构可靠度设计统一标准 建筑抗震设计规 建筑设计防火规 建筑物防雷设计规 冷弯薄壁型钢结构技术规 民用建筑设计通则JC/T902-2002GB6566-2010CECS154JGJ81-2002GB50223-2008CECS180GB50009-2001(2006GB50068-2001GB50011-2010GB50016-2006GB50057-2010GB50018-2002GB50352-2005200320

7、05年版、局部修订 )GB/T3190-2008JG175-2011JG/T133-2000GB5237.1-2008预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程 JGJ85-20101.3 铝材规：变形铝及铝合金化学成份 建筑用隔热铝合金型材 建筑用铝型材、铝板氟碳涂层 铝合金建筑型材第 1 部分基材铝合金建筑型材第 铝合金建筑型材第 铝合金建筑型材第 铝合金建筑型材第 铝合金建筑型材第2 部分阳极氧化、着色型材3 部分电泳涂漆型材4 部分粉末喷涂型材5 部分氟碳漆喷涂型材6 部分隔热型材GB5237.2-2008GB5237.3-2008GB5237.4-2008GB5237.5-2008GB

8、5237.6-2004铝及铝合金彩色涂层板、带材 一般工业用铝及铝合金板、带材 铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求YS/T431-2000GB/T3880.13-2006YS/T437-2009有色电泳涂漆铝合金建筑型材1.4 金属板及石材规： 干挂饰面石材及其金属挂件 建筑装饰用微晶玻璃 建筑幕墙用瓷板 建筑装饰用搪瓷钢板 微晶玻璃瓷复合砖 超薄天然石材复合板 铝幕墙板、板基 铝幕墙板、氟碳喷漆铝单板 建筑幕墙用铝塑复合板 铝塑复合板用铝带 天然板石 天然石荒料 天然石建筑板材 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 1.5 玻璃规：YS/T459-200

9、3JC830.1、2-2005JC/T872-2000JG/T217-2007JG/T234-2008JC/T994-2006JC/T1049-2007YS/T429.1-2000YS/T429.2-2000GB/T17748-2008YS/T432-2000GB/T18600-2009JC/T202-2001GB/T19766-2005JC/T204-2001GB/T18601-2009GB/T17670-2008GB/T13890-2008镀膜玻璃 第1 部分：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防弹玻璃平板

10、玻璃GB17840-1999GB11614-2009建筑用安全玻璃第3部分：夹层玻璃GB15763.3-2009建筑用安全玻璃第2部分：钢化玻璃GB15763.2-2005建筑用安全玻璃 防火玻璃GB15763.1-2009幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃GB17841-2008热弯玻璃压花玻璃中空玻璃1.6 钢材规：JC/T915-2003JC/T511-2002GB/T11944-2002JG/T178-2005GB/T1220-2007GB/T4226-2009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 擦窗机 彩色涂层钢

11、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 合金结构钢冷拔异形钢管 碳钢焊条 碳素结构钢GB/T3094-2000GB/T5117-1999GB/T700-2006GB/T3280-2007GB/T4237-2007GB/T3090-2000GB19154-2003GB/T12754-2006GB/T5118-1995GB/T1591-2008JG/T201-2007GB/T4171-2008YB/T096 1997GB/T3077-1999术要求 GB/T13912-2002优质碳素结构钢1.7 胶类及密封材料规： 丙烯酸酯建筑密封膏 幕墙

12、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 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、矿棉及其制品碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带 GB/T912-2008碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带 GB/T3274-2007GB/T699-1999JC484-2006JC/T882-2001JC/T884-2001JC/T942-2004J

13、C887-2001GB/T5574-1994JC/T881-2001JC485-2007GB/T13477.120-2002JC/T885-2001GB16776-2005GB/T19686-2005JG/T174-2005JC/T973-2005JC/T482-2003JC/T483-2006GB/T11835-2007硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定 GB/T529-1999石材用建筑密封胶JC/T883-2001橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法GB/T531-1999HG/T3318-2002JC/T486-2001JC/T914-2003修补用天然橡胶胶粘剂 中空玻璃用弹性密封胶 中空

14、玻璃用丁基热熔密封胶 1.8 五金件规：GB/T3098.15-2000螺柱 GB/T3098.6-2000GB/T3098.19-2004GB/T3098.2-2000GB/T3098.4-2000GB/T3098.1-2010GB/T3098.5-2000GB/T3099-2004GB/T16823.1-1997封闭型平圆头抽芯铆钉 GB/T12615-2004 紧固件螺栓和螺钉 GB/T5277-1985 紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母 GB/T3103.1-2002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、 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

15、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 铜合金铸件 锌合压铸件GB/T818-2000GB/T13819-1992GB/T13821-1992铝合金压铸件 GB/T15114-2009 铸件尺寸公差与机械加工余量 QB/T6414-1999 电动采光排烟窗 JG189-20061.9 相关物理性能等级测试方法：JGJ/T139-2001GB/T18091-2000GB/T13448-2006GB50205-2001GB50204-2002GB/T18244-2000玻璃幕墙工程质量检验标准

16、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规 混凝土结构工程施工质量验收规 建筑防水材料老化试验方法建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法 GB/T15227-2007建筑幕墙抗震性能振动台试验方法 建筑幕墙平面变形性能检测方法 建筑装饰装修工程质量验收规 金属材料室温拉伸试验方法 1.10建筑结构静力计算手册 1.11 土建图纸：GB/T18575-2001GB/T18250-2000GB50210-2001GB/T228-2002（ 第二版 ）2 基本参数2.1 幕墙所在地区某地区；2.2 地面粗糙度分类等级幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规 (GB50009-

17、2001)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； 依照上面分类标准，本工程按 B 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，涉及国家公共安全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

18、，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，允许在一定条件下适度降低要 求的建筑，简称丁类；在维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 批准的地震安全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

19、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；根据国家规建筑抗震设计规 GB50011-201Q某地区地震基本烈度为：6度，地震动峰值 加速度为 0.05g ，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 ma=0.04 ；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，按建筑结构荷载规 (GB50009-2001 2006 年版) 计算：w k= B gz i z 卩 siw7.1.1-2GB50009-2001 2006 年版上式中：w x作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa);Z ：计算点标高

20、： 15.4m；B gz：瞬时风压的阵风系数；根据不同场地类型，按以下公式计算(高度不足5m按5m计算)：B gz=K(1+2i f)其中K为地面粗糙度调整系数，i f为脉动系数A类场地：B gz=0.92 >(1+2 i f)其中：-0.12i f=0.387>(Z/10) -0.12B类场地：B gz=0.89 >1+2 if)其中：i f=0.5(Z/10)-0.16C类场地：B gz=0.85 >(1+2i f)其中：-0.22i f=0.734(Z/10) -0.22D类场地：B gz=0.80 >(1+2i f)其中：-0.3i f=1.2248(Z/

21、10) -0.3对于B类地形，15.4m高度处瞬时风压的阵风系数:B gz=0.89 X1+2 >(0.5(Z/10) -0.16)=1.7206i z：风压高度变化系数；根据不同场地类型 , 按以下公式计算：A 类场地：i z=1.379 XZ/10) 0.24当 Z>300m时，取 Z=300m 当 Z<5m时，取 Z=5m类场地：类场地：类场地：卩 z=(z/10)0.32当 Z>350m时，取 Z=350m 当 Z<10mfl寸，取 Z=10m卩 z=0.616 XZ/10)0.44当 Z>400m时，取 Z=400m 当 Z<15mi时，取

22、Z=15m 卩 z=0.318 XZ/10) 0.60当 Z>450m时，取 Z=450m 当 Z<30nfl寸，取 Z=30m对于B类地形，15.4m高度处风压高度变化系数:卩 z=1.000 XZ/10) 0.32=1.1482卩S1：局部风压体型系数；按建筑结构荷载规GB50009-2001(2006年版)第条：验算围护构件及其连接的强 度时，可按下列规定采用局部风压体型系数卩si：一、外表面按表 7.3.1 采用；取-1.0取-1.81. 正压区2. 负压区- 对墙面，- 对墙角边，二、表面对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取 -0.2 或 0.2本计算点为大面位置按JG

23、J102-2003第条文说明：风荷载在建筑物表面分布是不均匀的，在檐口附近、边 角部位较大。根据风洞试验结果和国外的有关资料，在上述区域风吸力系数可取 -1.8 ，其余墙面 可考虑-1.0 ，由于维护结构有开启的可能，所以还应考虑室压 -0.2 。对无开启的结构， 建筑结 构荷载规条文说明第 7.3.3 条指出“对封闭建筑物，考虑到建筑物实际存在的个别洞口和缝 隙，以及机械通风等因素，室可能存在正负不同的气压，参照国外规，大多取± (0.2-0.25) 的压 力系数，现取±0.2”。即不论有无开启扇，均要考虑表面的局部体型系数。另注：上述的局部体型系数卩s1(1)是适用于围

24、护构件的从属面积 A小于或等于1m的情况，2当围护构件的从属面积 A大于或等于10m时，局部风压体型系数卩s1(10)可乘以折减系数0.8， 当构件的从属面积小于10m而大于1m时，局部风压体型系数卩s1(A)可按面积的对数线性插值， 即：卩 s1(A)=卩 s1(1)+卩 s1(10)-卩 s1(1)|ogA在上式中：当 A> 10m 时，取 A=10当A<诣时，取A=1r2；卩 s1(10)=0.8 卩 s1(1)w 0：基本风压值(MPa)，根据现行 <<建筑结构荷载规>>GB50009-2001附表D.4(全国基本风压 分布图)中数值采用，但不小于0

25、.3KN/m，按重现期50年，某地区取0.00045MPa3.2 计算支撑结构时的风荷载标准值计算支撑结构时的构件从属面积：2A=1.1X3.6=3.96mLogA=0.598卩 s1(A)=卩 s1(1)+卩 s1(10)-卩 s1(1)logA=0.88卩 s1=0.88+0.2=1.08w k= B gz 卩 z 卩 s1WP=1.7206XI.1482 X1.08 >0.00045=0.00096MPa因为 w=<0.001MPa所以按 JGJ102-2003,取 w=0.001MPa.3.3 计算面板材料时的风荷载标准值计算面板材料时的构件从属面积：2A=1.5>0

26、.6=0.9m2LogA=0卩 si(A)=卩 si(1)+卩 si(10)-卩 si(1)logA=1卩 s1=1+0.2=1.2w k= B gz 卩 z 卩 s1W0=1.7206>1 .1482 >1.2 >0.00045=0.001067MPa3.4 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值q eai= B e a maGVA5.3.4JGJ102-2003q EAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值 (MPa);B E：动力放大系数，取5.0 ;a max：水平地震影响系数最大值，取 0.04 ；G k：幕墙构件的重力荷载标准值(N);A ：幕墙构件的面积 (

27、mm2) ；3.5 作用效应组合荷载和作用效应按下式进行组合：S= 丫 gS3i+ w y «Swk+ ey eSei 5.4.1JGJ102-2003上式中：S：作用效应组合的设计值；S Gk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值；S wk、Sei：分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值； 丫2丫 w、丫 e：各效应的分项系数； 书w、t E：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。上面的丫 gyw、丫 E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：丫 G 1.2 ； 风荷载：丫 w： 1.4 ； 地

28、震作用：丫 e： 1.3 ； 进行挠度计算时；重力荷载：丫 G 1.0 ；风荷载：丫 w： 1.0 ； 地震作用：可不做组合考虑； 上式中，风荷载的组合系数书w为1.0 ； 地震作用的组合系数书E为0.5 ；4幕墙立柱计算基本参数：1 :计算点标高：15.4m；2 :力学模型：简支梁；3 :立柱跨度：L=3600mm4 :立柱左分格宽：1100mm立柱右分格宽：1100mm5 :立柱计算间距：B=1100mm6 :板块配置：石材；7 :立柱材质：Q2358 :安装方式：偏心受压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:XIFtII川II川I川川川川丨III川I川11川丨I川 JQ

29、I慎支梁受力窝里4.1立柱型材选材计算（1）风荷载作用的线荷载集度（按矩形分布）：q wk：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）；B :幕墙立柱计算间距（mm）;q wk=wB=0.001X1100=1.1N/mmq w：风荷载线分布最大荷载集度设计值（N/mm）;q w=1.4qwk=1.4X1.1=1.54N/mm（2）水平地震作用线荷载集度（按矩形分布）：q EAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值（MPa）;B E：动力放大系数，取5.0 ；a max：水平地震影响系数最大值，取0.04 ；G x幕墙构件的重力荷载标准值（N）,（含面板和框架

30、）；A ：幕墙平面面积 (mm2) ；q ea= b e a maG/A 5.3.4JGJ102-2003=5>0.04 >0.0011=0.00022MPaq 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=qEAkB=0.00022 >1100=0.242N/mmq E：水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm);q E=1.3qEk=1.3>0.242=0.315N/mm(3) 幕墙受荷载集度组合：用于强度计算时，采用 S+0.5Se设计值组合：5.4.1JGJ102-2003q=q w+0.5qE=1.54+0.5>

31、;0.315=1.698N/mm用于挠度计算时，采用 S标准值：5.4.1JGJ102-2003q k=qwk=1.1N/mm(4) 立柱在组合荷载作用下的弯矩设计值：M x：弯矩组合设计值(N mm)M w：风荷载作用下立柱产生的弯矩设计值(N mm)M e：地震作用下立柱产生的弯矩设计值(N mm)L ：立柱跨度 (mm);采用S+0.5Se组合2M w=qwL /82M E=qEL2/8M x=Mw+0.5ME=qL 2/8=1.698>36002/8=2750760N-mm4.2 确定材料的截面参数(1) 立柱抵抗矩预选值算：W nx :立柱净截面抵抗矩预选值伸询；M x：弯矩组

32、合设计值(N mm)丫：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规 GB 50018-2002，取 1.00;对于热轧型钢龙骨，按 JGJ133或JGJ102规,取1.05 ;对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规 GB 50429-2007，取 1.00 ;f s：型材抗弯强度设计值(MPa),对Q235取 215MP©W nx=M/ 丫 f s=2750760/1.05/215=12184.983mm(2) 立柱惯性矩预选值计算：q k：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206000MP©I xmin :材

33、料需满足的绕X轴最小惯性矩(mn4!);L ：计算跨度 (mm)；d f,lim ：按规要求，立柱的挠度限值 (mm)；4d f,lim =5qkL /384E I xminL/250=3600/250=14.4mm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 形式幕墙或外维护结构无绝对挠度限制) ：当跨距w 4500mm寸，绝对挠度不应该大于 20mm当跨距> 4500mm寸，绝对挠度不应该大于 30mm 对本例取：d f,lim =14.4mm4I xmin=5qkL /384Edf,lim4=5X1.1 >3600 /3

34、84/206000/14.44=810983.01mm44.3 选用立柱型材的截面特性按上一项计算结果选用型材号：槽 8 型材的抗弯强度设计值： fs=215MPa 型材的抗剪强度设计值：t s=125MPa型材弹性模量： E=206000MPa绕 X 轴惯性矩： I x=1010000mm4绕Y轴惯性矩：I y=166000mm3绕 X 轴净截面抵抗矩： Wnx1=25300mm3绕 X 轴净截面抵抗矩： Wnx2=25300mm3型材净截面面积： An=1024.8mm2型材线密度：丫 g=0.080447N/mm型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：t=5mm 型材受力面对中性轴的面积矩：

35、 Sx=15100mm3 塑性发展系数：丫 =1.054.4 立柱的抗弯强度计算(1) 立柱轴向拉力设计值：N k：立柱轴向拉力标准值(N);q ga：幕墙单位面积的自重标准值(MPa);A ：立柱单元的面积 (mm2)；B ：幕墙立柱计算间距 (mm)；L ：立柱跨度 (mm)；N k=qGAkA=q GAkBL=0.0011>1100>3600=4356NN ：立柱轴向拉力设计值 (N)；N=1.2N k=1.2>4356=5227.2N(2) 抗弯强度校核：按简支梁 (受压)立柱强度公式，应满足：N/ © A+MX/ 丫 WJ(1-0.8 >N/Ne)

36、<fs 6.3.8-1JGJ102-2003N E=n 2EA/(1.1 入 26.3.8-2JGJ102-2003上式中：N ：立柱的轴压力设计值 (N)； ©：轴心受压构件的整体稳定系数；A ：立柱毛截面面积 (mm)；M x：立柱的弯矩设计值(N mm)丫：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规GB 50018-2002，取 1.00；对于热轧型钢龙骨，按 JGJ133或JGJ102规,取1.05 ; 对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规 GB 50429-2007，取 1.00；W x：在弯矩作用方向的毛截面抵抗矩(mn)；N e：临界轴压力(N

37、)；E ：型材弹性模量： 206000MPa；f s：型材的抗弯强度设计值，取 215MPa由于：i :回转半径(mm)；入：构件长细比；0.5i=(Ix/A0)0.5=31.394mm入=L/i=114.672据入查表 6.3.8JGJ102-2003得© =0.467 贝N E=n 2EA/(1.1 入 2)22=3.142>206000>1024.8/(1.1 >114.6722)=143899.132NN/ © A+M 丫 WX(1-0.8 >N/Ne)=5227.2/0.467/1024.8+2750760/1.05/25300/(1-0.

38、8>5227.2/143899.132)=117.57MPa <215MPa立柱抗弯强度满足要求 .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=1010000mm4预选值为： I xmin=810983.01mm4 实际挠度计算值为：4d f =5qkL4/384EI x4=5>1.1 >36004/384/206000/1010000=11.563mm而 df,lim =14.4mm所以，立柱挠度满足规要求。4.6 立柱的抗剪计算校核依据：t maW t s=125M

39、Pa （立柱的抗剪强度设计值）（1）Vwk：风荷载作用下剪力标准值（N）:V wk=wkBL/2=0.001X1100X3600/2=1980N（2）V w：风荷载作用下剪力设计值（N）:V w=1.4Vwk=1.4XI980=2772N（3）V Ek：地震作用下剪力标准值（N）:V Ek=qEAkBL/2=0.00022X1100X3600/2=435.6N（4）V e：地震作用下剪力设计值（N）:V E=1.3VEk=1.3X435.6=566.28N（5）V ：立柱所受剪力组合：采用V+0.5Ve组合V=V w+0.5VE=2772+0.5 X566.28=3055.14N（6）立柱剪应

40、力校核：T max：立柱最大剪应力（MPa）；V ：立柱所受剪力 （N）；S x：立柱型材受力面对中性轴的面积矩（mn3）；I x：立柱型材截面惯性矩（mn4!）;t :型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度（mm）；t max=VSx/I xt=3055.14X15100/1010000/5=9.135MPa9.135MPa W125MPa 立柱抗剪强度满足要求 !5 幕墙横梁计算基本参数：1 ：计算点标高： 15.4m；2 ：横梁跨度： B=1100mm；3 :横梁上分格高：600mm横梁下分格高：600mm4 ：横梁计算间距： H=600m；m5 :力学模型：梯形荷载简支梁；6 :板块配置：

41、石材；7 :横梁材质：Q235因为B>H所以本处幕墙横梁按梯形荷载简支梁力学模型进行设计计算，受力模型如下:1 1丄rqhe j勵團Sr1 , . 11 , 1V., 1111.1JI/21< n1 f酬d 15.1横梁型材选材计算(1) 横梁在风荷载作用下的线荷载集度(按梯形分布): q wk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm); w x风荷载标准值(MPa)； H :幕墙横梁计算间距(mm);q wk=wH=0.001>600=0.6N/mm(N/mm);q w：风荷载线分布最大荷载集度设计值w=1.4qwk=1.4>.6=0.84N/mm(2) 垂直于幕墙

42、平面的分布水平地震作用的线荷载集度(按梯形分布):q EAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(MPa);B E：动力放大系数，取5.0 ;a max：水平地震影响系数最大值，取0.04 ;G x幕墙构件的重力荷载标准值(N),(主要指面板组件)；A :幕墙平面面积伸谕；q eai= B e a maG/A 5.3.4JGJ102-2003=5.0>0.04 >.001=0.0002MPaq Ek：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=qEAH=0.0002>00=0.12N/mmq e：横梁受水平地震作用线荷载集度设计值

43、(N/mm);q E=1.3q Ek=1.3>0.12=0.156N/mm(3) 幕墙横梁受荷载集度组合：用于强度计算时，采用 &+0.5SE组合设计值：5.4.1JGJ102-2003q=q w+0.5qE=0.84+0.5>0.156=0.918N/mm用于挠度计算时，采用 &标准值：5.4.1JGJ102-2003q k=qwk=0.6N/mm(4) 横梁在风荷载及地震组合作用下的弯矩值 (按梯形分布 )：M y：横梁受风荷载及地震作用弯矩组合设计值 (N -mm)M w：风荷载作用下横梁产生的弯矩(N -mm)M e：地震作用下横梁产生的弯矩(N mm)B

44、：横梁跨度 (mm);H ：幕墙横梁计算间距 (mm);采用 Sw+0.5Se组合：5.4.1JGJ102-200322M w=qwB2(3-(H/B) 2)/2422M E=qEB2(3-(H/B) 2)/24M y=Mw+0.5ME22=qB 2(3-(H/B) 2)/2422=0.918>11002>(3-(600/1100) 2)/24=125077.5N mm(5) 横梁在自重荷载作用下的弯矩值 (按矩形分布 )：G k：横梁自重线荷载标准值(N/mm);H 1：横梁自重荷载作用高度(mm),对挂式结构取横梁下分格高，对非挂式结构取横梁上分格 高;G k=0.001>

45、;H1=0.001>600=0.6N/mmG ：横梁自重线荷载设计值 (N/mm);G=1.2G k=1.2>0.6=0.72N/mmM x：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(N mm)B ：横梁跨度 (mm);M x=GB2/82=0.72>11002/8=108900N-mm5.2 确定材料的截面参数(1) 横梁抵抗矩预选：W nx :绕X方向横梁净截面抵抗矩预选值(mn3);W ny :绕丫方向横梁净截面抵抗矩预选值(mn ；M x：横梁在自重荷载作用下的弯矩(N mm)M y：风荷载及地震作用弯矩组合值(N mm)Yx, 丫 y :塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，

46、按冷弯薄壁型钢结构技术规GB 50018-2002，取 1.00 ；对于热轧型钢龙骨，按 JGJ133或JGJ102规,取1.05 ;对于铝合金龙骨,按最新铝合金结构设计规 GB 50429-2007,均取 1.00；f s：型材抗弯强度设计值(MPa),对Q235取 215;按下面公式计算：W nx=Mx/ Y xf s=108900/1.05/2153=482.392mm 3W ny=My/ Y yf s=125077.5/1.05/2153=554.053mm3(2) 横梁惯性矩预选：d f1,lim ：按规要求，横梁在水平力标准值作用下的挠度限值(mm)；d f2,lim ：按规要求，

47、横梁在自重力标准值作用下的挠度限值(mm)；B :横梁跨度(mm);按相关规，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(其它形式幕墙或外维护结构无绝对挠度限 制)：当跨距w 4500mm寸，绝对挠度不应该大于 20mm 当跨距 4500mm寸，绝对挠度不应该大于 30mm按，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3mmB/250=1100/250=4.4mmB/500=1100/500=2.2mm对本例取：d f1,lim =4.4

48、mmd f2,lim =2.2mmq x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206000MP©I ymin:绕丫轴最小惯性矩(mnr);B :横梁跨度(mm)；424d f1,lim =qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B) 4)/240EI ymin(受风荷载与地震作用的挠度计算)424I ymin=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B) 4)/240Ed f1,lim424=0.6X1100 (25/8-5(600/2/1100)+2(600/2/1100) )/240/206000/4.44=11162

49、.325mm4G k：横梁自重线荷载标准值(N/mm);I xmin :绕X轴最小惯性矩(mnr);d f2,lim =5GkB4/384EI xmin(自重作用下产生的挠度计算 )4I xmin =5GkB/384Ed f2,lim4=5>0.6 X100/384/206000/2.24 =25238.926mm45.3 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：角钢 L5>5 型材抗弯强度设计值： 215MPa 型材抗剪强度设计值： 125MPa 型材弹性模量： E=206000MPa 绕 X 轴惯性矩： I x=112100mm4 绕 Y 轴惯性矩：

50、I y=112100mm4绕 X 轴净截面抵抗矩： Wnx1=7900mm3 绕 X 轴净截面抵抗矩： Wnx2=3130mm33 绕 Y 轴净截面抵抗矩： Wny1=7900mm 绕 Y 轴净截面抵抗矩： Wny2=3130mm3 型材净截面面积： An=480.3mm2 型材线密度：丫 g=0.037704N/mm 横梁与立柱连接时角片与横梁连接处横梁壁厚： t=5mm 横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：tx=5mm 横梁截面垂直于丫轴腹板的截面总宽度：t y=5mm 型材受力面对中性轴的面积矩（绕X轴）：S=3179mm 型材受力面对中性轴的面积矩 （绕丫轴）： Sy=3179mm3

51、塑性发展系数：丫 x=Y y=1.055.4 幕墙横梁的抗弯强度计算按横梁强度计算公式，应满足：M x/ 丫 xWX+M/ 丫 yWy<fs6.2.4JGJ102-2003上式中：M x：横梁绕X轴方向（幕墙平面方向）的弯矩设计值（N mm）M y：横梁绕丫轴方向（垂直于幕墙平面方向）的弯矩设计值（N mm） W nx:横梁绕X轴方向（幕墙平面方向）的净截面抵抗矩（口请； W卩：横梁绕丫轴方向（垂直于幕墙平面方向）的净截面抵抗矩（m ；x、GB 50018-2002，取 1.00；对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规 对于热轧型钢龙骨，按 JGJ133或JGJ102规,取1.0

52、5 ;对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规 GB 50429-2007，均取 1.00； f s：型材的抗弯强度设计值，取 215MPa采用Sg+S+0.5Se组合，贝M x/ 丫 xW+M/ 丫 yW<=108900/1.05/3130+125077.5/1.05/3130 =71.194MPa< 215MPa横梁抗弯强度满足要求。5.5 横梁的挠度计算因为惯性矩预选是根据挠度限值计算的，所以只要选择的横梁惯性矩大于预选值，挠度就满 足要求：实际选用的型材惯性矩为：4I x=112100mm44Iy=112100mm4预选值为：4Ixmin=25238.926mm4I ymin

53、=11162.325mm4 横梁挠度的实际计算值如下：4 24d f1 =qkB4(25/8-5(H/2B) 2+2(H/2B) 4)/240EI y=0.6XM004(25/8-5(600/2/"00) 2+2(600/2/1100) 4)/240/206000/112100=0.438mm4d f2 =5GkB4/384EI x4=5>0.6 X1100/384/206000/112100=0.495mmd f1,lim =4.4mmd f2,lim =2.2mm 所以，横梁挠度满足规要求。5.6 横梁的抗剪计算校核依据：T maWT s=125MPa (型材的抗剪强度设计值)(1) Vwk：风荷载作用下剪力标准值(N);V wk=qwkB(1-H/2B)/2=0.6 >1100(1-600/2/1100)/2=240N(2) V w：风荷载作用下剪力设计值(N);V w=1.4Vwk=1.4>240=336N(3) V Ek：地震作用下剪力标准值(N);V Ek=qEkB(1-H