街道社区卫生服务中心服务中心迁建工程铝单板幕墙设计计算书（可编辑）

1、街道社区卫生服务中心服务中心迁建工程铝单板幕墙设计计算书 嘉兴市城南街道社区卫生服务中心服务中心迁建工程铝单板幕墙设计计算书设计:校对: 审核:批准:浙江恒欣建筑设计股份目 录1 计算引用的规范、标准及资料11.1 幕墙设计规范:11.2 建筑设计规范:11.3 铝材规范:21.4 金属板及石材规范:21.5 玻璃规范:31.6 钢材规范:31.7 胶类及密封材料规范:31.8 五金件规范:41.9 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51.11 土建图纸:52 基本参数52.1 幕墙所在地区52.2 地面粗糙度分类等级52.3 抗震设防53 幕墙承受荷载计算63.

2、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83.4 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值83.5 平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值83.6 作用效应组合84 幕墙立柱计算94.1 立柱型材选材计算94.2 确定材料的截面参数104.3 选用立柱型材的截面特性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135 幕墙横梁计算135.1 横梁型材选材计算145.2 确定材料的截面参数165.3 选用横梁型材的截面特性175.4 幕墙横梁的抗弯强度计算175.5 横梁的挠度计算185.6 横梁的抗

3、剪计算186 铝单板的选用与校核196.1 铝单板荷载计算206.2 A板的强度、挠度校核207 连接件计算227.1 横梁与角码间连接227.2 角码与立柱连接237.3 立柱与主结构连接248 幕墙埋件计算土建预埋268.1 荷载标准值计算268.2 埋件计算278.3 锚板总面积校核288.4 锚筋长度计算:289 幕墙转接件强度计算289.1 受力分析299.2 转接件的强度计算2910 幕墙焊缝计算2910.1 受力分析2910.2 焊缝特性参数计算2910.3 焊缝校核计算3011 铝单板幕墙幕墙胶类及伸缩缝计算3111.1 立柱连接伸缩缝计算3111.2 耐候胶胶缝计算3112

4、幕墙板块压板计算3112.1 压板的弯矩设计值计算3212.2 压板的应力计算3212.3 螺栓抗拉强度验算3213 附录 常用材料的力学及其它物理性能34铝单板幕墙设计计算书计算引用的规范、标准及资料幕墙设计规范:铝合金结构设计规范 GB50429-2007玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102-2003建筑瓷板装饰工程技术规程 CECS101:98建筑幕墙 GB/T21086-2007金属与石材幕墙工程技术规范 JGJ133-2001小单元建筑幕墙 JG/T216-2007建筑幕墙工程技术规范 DGJ08-56-2012建筑设计规范:地震震级的规定 GB/T17740-1999钢结构设计规范

5、GB50017-2003高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010高层民用建筑设计防火规范 GB50045-952005年版高处作业吊蓝 GB19155-2003工程抗震术语标准JGJ/T97-2011工程网络计划技术规程 JGJ/T121-99混凝土结构后锚固技术规程 JGJ145-2004混凝土结构加固设计规范GB50367-2006混凝土结构设计规范 GB50010-2010混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓 JG160-2004建筑材料放射性核素限量GB6566-2010建筑防火封堵应用技术规程 CECS154:2003建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002建筑工程抗震设防分类标准

6、 GB50223-2008建筑结构荷载规范GB50009-2012建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068-2001建筑抗震设计规范GB50011-2010建筑设计防火规范GB50016-2006建筑物防雷设计规范 GB50057-2010冷弯薄壁型钢结构技术规范 GB50018-2002民用建筑设计通则GB50352-2005擦窗机 GB19154-2003钢结构焊接规范 GB50661-2011钢结构工程施工规范 GB50755-2012铝材规范:变形铝及铝合金化学成份GB/T3190-2008建筑用隔热铝合金型材 JG175-2011建筑用铝型材、铝板氟碳涂层 JG/T133-2000

7、铝合金建筑型材第1部分基材GB5237.1-2008铝合金建筑型材第2部分阳极氧化、着色型材 GB5237.2-2008铝合金建筑型材第3部分电泳涂漆型材 GB5237.3-2008铝合金建筑型材第4部分粉末喷涂型材 GB5237.4-2008铝合金建筑型材第5部分氟碳漆喷涂型材 GB5237.5-2008铝合金建筑型材第6部分隔热型材 GB5237.6-2012铝及铝合金彩色涂层板、带材 YS/T431-2000一般工业用铝及铝合金板、带材GB/T3880.13-2006铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求 YS/T437-2009有色电泳涂漆铝合金建筑型材 YS/T459-2003变形铝

8、和铝合金牌号表示方法 GB/T16474-2011金属板及石材规范:干挂饰面石材及其金属挂件 JC830.1、2-2005建筑装饰用微晶玻璃 JC/T872-2000建筑幕墙用瓷板 JG/T217-2007建筑装饰用搪瓷钢板 JG/T234-2008微晶玻璃陶瓷复合砖 JC/T994-2006超薄天然石材复合板 JC/T1049-2007铝幕墙板、板基 YS/T429.1-2000铝幕墙板、氟碳喷漆铝单板 YS/T429.2-2000建筑幕墙用铝塑复合板 GB/T17748-2008建筑幕墙用陶板 JG/T324-2011建筑装饰用石材蜂窝复合板 JG/T328-2011建筑幕墙用氟碳铝单板制

9、品 JG331-2011纤维增强水泥外墙装饰挂板 JC/T2085-2011建筑用泡沫铝板 JG/T359-2012金属装饰保温板 JG/T360-2012外墙保温用锚栓 JG/T366-2012聚碳酸酯(PC)中空板 JG/T116-2012聚碳酸酯(PC)实心板 JG/T347-2012铝塑复合板用铝带YS/T432-2000天然板石 GB/T18600-2009天然大理石荒料 JC/T202-2011天然大理石建筑板材 GB/T19766-2005天然花岗石荒料 JC/T204-2011天然花岗石建筑板材 GB/T18601-2009天然石材统一编号GB/T17670-2008 天然饰面

10、石材术语GB/T13890-2008玻璃规范: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防弹玻璃 GB17840-1999平板玻璃 GB11614-2009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半钢化玻璃GB/T17841-2008热弯玻璃 JC/T915-2003压花玻璃 JC/T511-2002中空玻璃 GB/T11944-2002钢材规范:建筑结构用冷弯

11、矩形钢管JG/T178-2005不锈钢棒 GB/T1220-2007不锈钢冷加工钢棒GB/T4226-2009不锈钢冷轧钢板及钢带 GB/T3280-2007不锈钢热轧钢板及钢带 GB/T4237-2007不锈钢小直径无缝钢管 GB/T3090-2000彩色涂层钢板和钢带 GB/T12754-2006低合金钢焊条 GB/T5118-1995低合金高强度结构钢 GB/T1591-2008建筑幕墙用钢索压管接头JG/T201-2007耐候结构钢GB/T4171-2008高碳铬不锈钢丝 YB/T096?1997合金结构钢GB/T3077-1999金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求GB/T13912-

12、2002冷拔异形钢管 GB/T3094-2000碳钢焊条 GB/T5117-1995碳素结构钢GB/T700-2006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/T3274-2007优质碳素结构钢 GB/T699-1999胶类及密封材料规范:丙烯酸酯建筑密封膏 JC484-2006幕墙玻璃接缝用密封胶 JC/T882-2001彩色涂层钢板用建筑密封胶 JC/T884-2001丁基橡胶防水密封胶粘带JC/T942-2004干挂石材幕墙用环氧胶粘剂 JC887-2001工业用橡胶板 GB/T5574-2008混凝土建筑接缝用密封胶J

13、C/T881-2001建筑窗用弹性密封剂 JC485-2007建筑密封材料试验方法 GB/T13477.120-2002建筑用防霉密封胶JC/T885-2001建筑用硅酮结构密封胶 GB16776-2005建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品 GB/T19686-2005建筑用硬质塑料隔热条 JG/T174-2005建筑装饰用天然石材防护剂 JC/T973-2005聚氨酯建筑密封胶JC/T482-2003聚硫建筑密封胶 JC/T483-2006绝热用岩棉、矿棉及其制品 GB/T11835-2007硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定GB/T529-2008石材用建筑密封胶GB/T23261-2009橡胶袖

14、珍硬度计压入硬度试验方法 GB/T531-1999修补用天然橡胶胶粘剂 HG/T3318-2002中空玻璃用弹性密封胶 JC/T486-2001中空玻璃用丁基热熔密封胶 JC/T914-2003建筑表面用有机硅防水剂JC/T902-2002钢结构防火涂料 GB14907-2002五金件规范:封闭型沉头抽芯铆钉 GB/T12616-2004封闭型平圆头抽芯铆钉 GB/T12615-2004紧固件螺栓和螺钉通孔 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 GB/T3098.15-2000紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱 G

15、B/T3098.6-2000紧固件机械性能抽芯铆钉GB/T3098.19-2004紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹GB/T3098.2-2000紧固件机械性能螺母、细牙螺纹GB/T3098.4-2000紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 GB/T3098.1-2010紧固件机械性能自攻螺钉GB/T3098.5-2000紧固件术语盲铆钉GB/T3099.2-2004螺纹紧固件应力截面积和承载面积 GB/T16823.1-1997十字槽盘头螺钉 GB/T818-2000铜合金铸件GB/T13819-1992锌合金压铸件 GB/T13821-2009铝合金压铸件 GB/T15114-2009铸件尺寸公差与机

16、械加工余量 QB/T6414-1999电动采光排烟窗 JG189-2006相关物理性能等级测试方法:玻璃幕墙工程质量检验标准 JGJ/T139-2001玻璃幕墙光学性能GB/T18091-2000彩色涂层钢板和钢带试验方法 GB/T13448-2006钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-20022011版建筑防水材料老化试验方法 GB/T18244-2000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 GB/T18575-2001建筑幕墙平面内变形性能检测方法 GB/T1825

17、0-2000建筑装饰装修工程质量验收规范GB50210-2001金属材料室温拉伸试验方法 GB/T228-2002建筑结构静力计算手册第二版土建图纸:基本参数幕墙所在地区 嘉兴地区;地面粗糙度分类等级 幕墙属于外围护构件,按建筑结构荷载规范GB50009-2012 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。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

18、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,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,应按批准的地震安全性评价的结果且高于

19、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; 根据国家规范建筑抗震设计规范GB50011-2010,嘉兴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:0.04;幕墙承受荷载计算风荷载标准值的计算方法 幕墙属于外围护构件,按建筑结构荷载规范GB5

20、0009-2012计算: wkgzs1zw0 8.1.1-2GB50009-2012上式中: wk:作用在幕墙上的风荷载标准值MPa; z:计算点标高:23.7m; gz:高度z处的阵风系数; 根据不同场地类型,按以下公式计算:gz1+2gI10z/10-条文说明部分8.6.1GB50009-2012 其中A、B、C、D四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:300m、350m、450m、550m; 也就是:对A类场地:当z300m时,取z300m,当z5m时,取z5m;对B类场地:当z350m时,取z350m,当z10m时,取z10

21、m;对C类场地:当z450m时,取z450m,当z15m时,取z15m;对D类场地:当z550m时,取z550m,当z30m时,取z30m; g:峰值因子,取2.5; I10:10m高名义湍流度,对应A、B、C、D地面粗糙度,可分别取0.12、0.14、0.23和0.39; :地面粗糙度指数,对应A、B、C、D地面粗糙度,可分别取0.12、0.15、0.22和0.30;对于B类地形,23.7m高度处的阵风系数为: gz1+2×2.5×0.14×23.7/10-0.151.615 z:风压高度变化系数; 根据不同场地类型,按建筑结构荷载规范条文说明部分8.2.1提供

22、的公式计算: A类场地:zA1.284×z/100.24 B类场地:zB1.000×z/100.30 C类场地:zC0.544×z/100.44 D类场地:zD0.262×z/100.60 公式中的截断高度和梯度高度与计算阵风系数时相同,也就是:对A类场地:当z300m时,取z300m,当z5m时,取z5m;对B类场地:当z350m时,取z350m,当z10m时,取z10m;对C类场地:当z450m时,取z450m,当z15m时,取z15m;对D类场地:当z550m时,取z550m,当z30m时,取z30m;对于B类地形,23.7m高度处风压高度变化系数

23、: z1.000×23.7/100.301.2955 s1:局部风压体型系数; 按建筑结构荷载规范GB50009-2012第8.3.3条:计算围护结构及其连接的风荷载时,可按下列规定采用局部体型系数s1: 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; 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规范第8.3.1条规定体型系数的1.25倍取值。 本计算点为墙面大面位置,按如上说明,查表得:s111 按建筑结构荷载规范GB50009-2012第8.3.4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从属

24、面积折减,折减系数按下列规定采用: 1 当从属面积不大于1m2时,折减系数取1.0; 2 当从属面积大于或等于25m2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 当从属面积大于1m2且小于25m2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:s1As11+s125-s11logA/1.48.3.4GB50009-2012 其中:s1250.8s11 0.8×1 0.8 计算支撑结构时的构件从属面积:A0.8×4 3.2m2当A25时取a25,当A小于1时取

25、A1;LogA0.505 则:s1As11+s125-s11logA/1.4 1+0.8-1×0.505/1.4 0.928 按建筑结构荷载规范GB50009-2012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下列规定采用:1 封闭式建筑物,按其外表面风压的正负情况取-0.2或0.2;2 仅一面墙有主导洞口的建筑物: -当开洞率大于0.02且小于或等于0.10时,取0.4s1; -当开洞率大于0.10且小于或等于0.30时,取0.6s1; -当开洞率大于0.30时,取0.8s1;3 其它情况,应按开放式建筑物的s1取值; 注:1:主导洞口的开洞率是指单个主

26、导洞口与该墙面全部面积之比;2:s1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封闭式建筑内表面; 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: s10.928+0.2 1.128 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: s11+0.2 1.2 w0:基本风压值MPa,根据现行建筑结构荷载规范GB50009-2012附表E.5中数值采用,但不小于0.3KN/m2,按重现期50年,嘉兴地区取0.00045MPa;计算支撑结构时的风荷载标准值 wkgzzs1w0 1.615×1.2955×1.128×0.00

27、045 0.001062MPa 计算面板材料时的风荷载标准值 wkgzzs1w0 1.615×1.2955×1.2×0.00045 0.00113MPa 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值 qEkEGk/A 5.3.4JGJ102-2003 qEk:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值MPa; E:动力放大系数,取5.0; :水平地震影响系数最大值,取0.04; Gk:幕墙构件的重力荷载标准值N; A:幕墙构件的面积mm2;平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值 PEkEGk 5.3.5JGJ102-2003 PEk:平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值N

28、; E:动力放大系数,取5.0; :水平地震影响系数最大值,取0.04; Gk:幕墙构件的重力荷载标准值N; 按照JGJ102规范5.4节条文说明部分的规定,对于竖向幕墙和与水平面夹角大于75度、小于90度的斜玻璃幕墙,可不考虑竖向地震作用效应的计算和组合。作用效应组合荷载和作用效应按下式进行组合: SGSGk+wwSwk+EESEk 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; G、w、E:各效应的分项系数; w、E:分别为风荷载,地震作用效应的组合系

29、数。上面的G、w、E为分项系数,按5.4.2、5.4.3、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:G:1.2; 风 荷 载:w:1.4; 地震作用:E:1.3;进行挠度计算时; 重力荷载:G:1.0; 风 荷 载: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w为1.0;地震作用的组合系数E为0.5;幕墙立柱计算基本参数: 1:计算点标高:23.7m; 2:力学模型:简支梁; 3:立柱跨度:L4000mm; 4:立柱左分格宽:800mm; 立柱右分格宽:800mm; 5:立柱计算间距:B800mm; 6:板块配置:铝

30、单板; 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: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: qwk:风荷载线分布最大荷载集度标准值N/mm; wk:风荷载标准值MPa; B:幕墙立柱计算间距mm; qwkwkB 0.001062×800 0.85N/mm qw:风荷载线分布最大荷载集度设计值N/mm; qw1.4qwk 1.4×0.85 1.19N/mm2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; E:动力放大系数,取5.0; :水平地震影响系数最大

31、值,取0.04; 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mm2; qEAkEGk/A5.3.4JGJ102-2003 5.0×0.04×0.0004 0.00008MPa qEk: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; qEkqEAkB 0.00008×800 0.064N/mm qE:水平地震作用线荷载集度设计值N/mm; qE1.3qEk 1.3×0.064 0.083N/mm3幕墙受荷载集度组合:用于强度计算时,采用Sw+0.5SE设计值组合: 5.4.1JGJ102-2003 w+0.5q

32、E1.19+0.5×0.0831.232N/mm用于挠度计算时,采用Sw标准值: 5.4.1JGJ102-2003 qkqwk0.85N/mm4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N?mm; ME: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Sw+0.5SE组合: MwqwL2/8 MEqEL2/8 MxMw+0.5ME qL2/8 1.232×40002/8 2464000N?mm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mm3; Mx:弯矩组合设计值

33、N?mm; :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范GB 50018-2002,取1.00; 对于热轧型钢龙骨,按JGJ133或JGJ102规范,取1.05;对于铝合金龙骨,按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007,取1.00;fs:型材抗弯强度设计值MPa,对Q235取215MPa; WnxMx/fs 2464000/1.05/215 10914.729mm32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; Ixmin:材料需满足的绕X轴最小惯性矩mm4; L:计算跨度mm; df,

34、lim:按规范要求,立柱的挠度限值mm; df,lim5qkL4/384EIxmin L/2504000/25016mm 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):当跨距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;对本例取: df,lim16mm Ixmin5qkL4/384Edf,lim 5×0.85×40004/384/206000/16 859627.832mm4选用立柱型材的截面特性 按上一项计算结果选用型材号:钢管12

35、0×60×4 型材的抗弯强度设计值:fs215MPa 型材的抗剪强度设计值:s125MPa 型材弹性模量:E206000MPa 绕X轴惯性矩:Ix2552000mm4 绕Y轴惯性矩:Iy847700mm4 绕X轴净截面抵抗矩:Wnx142530mm3 绕X轴净截面抵抗矩:Wnx242530mm3 型材净截面面积:An1376mm2 型材线密度:g0.108016N/mm 型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度:t8mm 型材受力面对中性轴的面积矩:Sx26460mm3 塑性发展系数:1.05立柱的抗弯强度计算1立柱轴向拉力设计值: Nk:立柱轴向拉力标准值N; qGAk:幕墙单

36、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; NkqGAkA qGAkBL 0.0004×800×4000 1280N N:立柱轴向拉力设计值N; N1.2Nk1.2×12801536N2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/Wnxfs6.3.7JGJ102-2003上式中: N:立柱轴力设计值N; Mx:立柱弯矩设计值N?mm; An:立柱净截面面积mm2; Wnx:在弯矩作用方向的净截面抵抗矩mm3; x: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范GB

37、 50018-2002,取1.00; 对于热轧型钢龙骨,按JGJ133或JGJ102规范,取1.05;对于铝合金龙骨,按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007,取1.00; fs:型材的抗弯强度设计值,取215MPa;则: N/An+Mx/Wnx1536/1376+2464000/1.05/42530 56.293MPa215MPa立柱抗弯强度满足要求。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:Ix2552000mm4 预选值为:Ixmin859627.832mm4 实际挠度计算值为: df5qk

38、L4/384EIx 5×0.85×40004/384/206000/2552000 5.39mm 而df,lim16mm所以,立柱挠度满足规范要求。立柱的抗剪计算校核依据: s125MPa 立柱的抗剪强度设计值1Vwk:风荷载作用下剪力标准值N: VwkwkBL/2 0.001062×800×4000/2 1699.2N2Vw:风荷载作用下剪力设计值N: Vw1.4Vwk 1.4×1699.2 2378.88N3VEk:地震作用下剪力标准值N: VEkqEAkBL/2 0.00008×800×4000/2 128N4VE:地

39、震作用下剪力设计值N: VE1.3VEk 1.3×128 166.4N5V:立柱所受剪力设计值组合: 采用Vw+0.5VE组合: VVw+0.5VE2378.88+0.5×166.42462.08N6立柱剪应力校核: :立柱最大剪应力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mm3; Ix:立柱型材截面惯性矩mm4; t:型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度mm; VSx/Ixt 2462.08×26460/2552000/8 3.191MPa 3.191MPa125MPa立柱抗剪强度满足要求!幕墙横梁计算基本参数: 1:计算点标高:23.

40、7m; 2:横梁跨度:B800mm; 3:横梁上分格高:1000mm; 横梁下分格高:1000mm; 4:横梁计算间距:H1000mm; 5:力学模型:三角荷载简支梁; 6:板块配置:铝单板; 7:横梁材质:Q235;因为BH,所以本处幕墙横梁按三角形荷载简支梁力学模型进行设计计算,受力模型如下: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三角形分布: qwk:风荷载线分布最大荷载集度标准值N/mm; wk:风荷载标准值MPa; B:横梁跨度mm; qwkwkB 0.001062×800 0.85N/mm qw:风荷载线分布最大荷载集度设计值N/mm; qw1.4qwk 1.4

41、×0.85 1.19N/mm2垂直于幕墙平面的分布水平地震作用的线荷载集度按三角形分布: qEAk:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用MPa; E:动力放大系数,取5.0; :水平地震影响系数最大值,取0.04; 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mm2; qEAkEGk/A 5.3.4JGJ102-2003 5.0×0.04×0.0003 0.00006MPa qEk:横梁受水平地震作用线荷载集度标准值N/mm; B:横梁跨度mm; qEkqEAkB 0.00006×800 0.048N/mm qE:横梁受水平地震作用线

42、荷载集度设计值N/mm; qE1.3qEk 1.3×0.048 0.062N/mm3幕墙横梁受荷载集度组合:用于强度计算时,采用Sw+0.5SE设计值组合: 5.4.1JGJ102-2003 w+0.5qE1.19+0.5×0.0621.221N/mm用于挠度计算时,采用Sw标准值: 5.4.1JGJ102-2003 qkqwk 0.85N/mm4横梁在风荷载及地震组合作用下的弯矩值按三角形分布: My:横梁受风荷载及地震作用弯矩组合设计值N?mm; Mw:风荷载作用下横梁产生的弯矩N?mm; ME:地震作用下横梁产生的弯矩N?mm; B:横梁跨度mm; MwqwB2/12

43、 MEqEB2/12采用Sw+0.5SE组合: MyMw+0.5MEqB2/121.221×8002/1265120N?mm5横梁在自重荷载作用下的弯矩值按矩形分布: Gk:横梁自重线荷载标准值N/mm; H1: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; Gk0.0003×H1 0.0003×1000 0.3N/mm G:横梁自重线荷载设计值N/mm; G1.2Gk1.2×0.30.36N/mm Mx:横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值N?mm; B:横梁跨度mm; MxGB2/8 0.36×8002/8 2

44、8800N?mm确定材料的截面参数1横梁抵抗矩预选: Wnx:绕X轴横梁净截面抵抗矩预选值mm3; Wny:绕Y轴横梁净截面抵抗矩预选值mm3; Mx:横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值N?mm; My:风荷载及地震作用弯矩组合设计值N?mm; x,y: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范GB 50018-2002,取1.00; 对于热轧型钢龙骨,按JGJ133或JGJ102规范,取1.05;对于铝合金龙骨,按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007,均取1.00; fs:型材抗弯强度设计值MPa,对Q235取215;按下面公式计算: WnxMx/xfs 288

45、00/1.05/215 127.575mm3 WnyMy/yfs 65120/1.05/215 288.461mm32横梁惯性矩预选: df1,lim:按规范要求,横梁在水平力标准值作用下的挠度限值mm; df2,lim:按规范要求,横梁在自重力标准值作用下的挠度限值mm; B:横梁跨度mm; 按相关规范,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4500mm时,绝对挠度不应该大于20mm;当跨距>4500

46、mm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3mm; B/250800/2503.2mm B/500800/5001.6mm对本例取: df1,lim3.2mm df2,lim1.6mm qk: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; Iymin:绕Y轴最小惯性矩mm4; B:横梁跨度mm; df1,limqkB4/120EIymin 受风荷载与地震作用的挠度计算 IyminqkB4/120Edf1,lim 0.85×8004/120/206000/3.2 4

47、401.294mm4 Ixmin:绕X轴最小惯性矩mm4; Gk:横梁自重线荷载标准值N/mm; df2,lim5GkB4/384EIxmin 自重作用下产生的挠度计算 Ixmin5GkB4/384Edf2,lim 5×0.3×8004/384/206000/1.6 4854.369mm4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:E206000MPa 绕X轴惯性矩:Ix112100mm4 绕Y轴惯性矩:Iy112100mm4 绕X轴净截面抵抗矩:

48、Wnx17900mm3 绕X轴净截面抵抗矩:Wnx23130mm3 绕Y轴净截面抵抗矩:Wny17900mm3 绕Y轴净截面抵抗矩:Wny23130mm3 型材净截面面积:An480.3mm2 型材线密度:g0.037704N/mm 横梁与立柱连接时角片与横梁连接处横梁壁厚:t5mm 横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度:tx5mm 横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度:ty5mm 型材受力面对中性轴的面积矩绕X轴:Sx3179mm3 型材受力面对中性轴的面积矩绕Y轴:Sy3179mm3 塑性发展系数:xy1.05幕墙横梁的抗弯强度计算按横梁抗弯强度计算公式,应满足: Mx/xWnx+My/yWn

49、yfs6.2.4JGJ102-2003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Y轴方向垂直于幕墙平面方向的弯矩设计值N?mm; Wnx:横梁绕X轴方向幕墙平面内方向的净截面抵抗矩mm3; Wny:横梁绕Y轴方向垂直于幕墙平面方向的净截面抵抗矩mm3; x,y: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范GB 50018-2002,取1.00; 对于热轧型钢龙骨,按JGJ133或JGJ102规范,取1.05;对于铝合金龙骨,按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007,取1.00; fs:型材的抗弯强度设计值,取215MPa。采用S

50、G+Sw+0.5SE组合,则: Mx/xWnx+My/yWny28800/1.05/3130+65120/1.05/3130 28.578MPa215MPa横梁抗弯强度满足要求。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:Ix112100mm4Iy112100mm4 预选值为:Ixmin4854.369mm4Iymin4401.294mm4 横梁挠度的实际计算值如下: df1qkB4/120EIy 0.85×8004/120/206000/112100 0.126mm df25GkB4/384EIx 5×0.3×8004/384/206000/112100 0.069mm df1,lim3.2mm df2,lim1.6mm所以,横梁挠度满足规范要求。横梁的抗剪计算校核依据: s125MPa 型材的抗剪强度设计值1Vwk:风荷载作用下剪力标准值N: VwkqwkB/4 0.85×800/4 170N2Vw:风荷载作用下剪力设计值N: Vw1.4Vwk1.4×170238N3VEk:地震作用下剪力标准值N: VEkqEkB/4 0.0