妇女儿童医院改造项目-门诊住院综合楼外装饰工程设计计算书

﹒第第一部分、3.6米层高处铝单板幕墙 5一、计算依据及说明 51、工程概况说明 52、设计依据 53、基本计算公式 7二、荷载计算 81、风荷载标准值计算 82、风荷载设计值计算 103、水平地震作用计算 114、荷载组合计算 11三、单层铝板强度计算 111、面板荷载计算 112、铝板强度计算 123、加强肋强度计算 134、角码抗剪强度校核 155、铆钉抗拉强度计算 16四、立柱计算 161、立柱荷载计算 162、选用立柱型材的截面特性 183、立柱强度计算 194、立柱的刚度计算 205、立柱抗剪计算 20五、立柱与主结构连接计算 211、立柱与主结构连接计算 21六、横梁计算 221、选用横梁型材的截面特性 222、横梁的强度计算 233、横梁的刚度计算 254、横梁的抗剪强度计算 26七、横梁与立柱连接件计算 271、横梁与角码连接计算 272、角码与立柱连接计算 28八、横梁连接焊缝强度计算 291、连接焊缝基本信息 292、焊缝强度计算 29九、机械锚栓计算 301、锚栓计算信息描述 302、锚栓承受拉力计算 313、锚栓承受剪力计算 324、锚栓受拉承载力校核 335、锚栓混凝土锥体受拉破坏承载力校核 346、混凝土劈裂破坏承载力校核 367、锚栓钢材受剪破坏校核 388、构件边缘受剪混凝土楔形体破坏校核 389、混凝土剪撬破坏承载能力计算 4010、拉剪复合受力承载力计算 4111、锚栓构造要求校核 42十、伸缩缝计算 421、立柱伸缩缝设计计算 42第二部分、4.8米层高处铝单板幕墙 43一、计算依据及说明 431、工程概况说明 432、设计依据 433、基本计算公式 45二、荷载计算 461、风荷载标准值计算 462、风荷载设计值计算 483、水平地震作用计算 494、荷载组合计算 49三、单层铝板强度计算 491、面板荷载计算 492、铝板强度计算 503、加强肋强度计算 514、角码抗剪强度校核 535、铆钉抗拉强度计算 54四、立柱计算 541、立柱荷载计算 542、选用立柱型材的截面特性 563、立柱强度计算 574、立柱的刚度计算 585、立柱抗剪计算 59五、立柱与主结构连接计算 591、立柱与主结构连接计算 59六、横梁计算 611、选用横梁型材的截面特性 612、横梁的强度计算 613、横梁的刚度计算 644、横梁的抗剪强度计算 65七、横梁与立柱连接件计算 661、横梁与角码连接计算 662、角码与立柱连接计算 66八、横梁连接焊缝强度计算 671、连接焊缝基本信息 672、焊缝强度计算 67九、机械锚栓计算 691、锚栓计算信息描述 692、锚栓承受拉力计算 693、锚栓承受剪力计算 704、锚栓受拉承载力校核 715、锚栓混凝土锥体受拉破坏承载力校核 726、混凝土劈裂破坏承载力校核 747、锚栓钢材受剪破坏校核 768、构件边缘受剪混凝土楔形体破坏校核 769、混凝土剪撬破坏承载能力计算 7910、拉剪复合受力承载力计算 7911、锚栓构造要求校核 80十、伸缩缝计算 801、立柱伸缩缝设计计算 80第三部分、一二层玻璃幕墙玻璃幕墙 82一、计算依据及说明 821、工程概况说明 822、设计依据 823、基本计算公式 84二、荷载计算 851、风荷载标准值计算 852、风荷载设计值计算 873、水平地震作用计算 884、荷载组合计算 88三、玻璃计算 881、玻璃面积 882、玻璃板块自重 893、玻璃强度计算 894、玻璃跨中挠度计算 90四、立柱计算 911、立柱材料预选 912、选用立柱型材的截面特性 933、立柱的强度计算 934、立柱的刚度计算 945、立柱抗剪计算 95五、立柱与主结构连接计算 951、立柱与主结构连接计算 95六、横梁计算 961、选用横梁型材的截面特性 962、横梁的强度计算 973、横梁的刚度计算 994、横梁的抗剪强度计算 100七、横梁与立柱连接件计算 1011、横梁与角码连接计算 1012、角码与立柱连接计算 102八、伸缩缝计算 1031、立柱伸缩缝设计计算 1033.6米层高处铝单板幕墙计算依据及说明工程概况说明工程名称:妇女儿童医院改造项目-门诊住院综合楼外装饰工程工程所在城市:工程建筑物所在地地面粗糙度类别:B类工程所在地区抗震设防烈度:六度工程基本风压:0.4kN/m2设计依据序号标准名称标准号1《建筑玻璃采光顶技术要求》JG/T231-20182《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-20183《铝合金建筑型材电泳涂漆型材》GB/T5237.3-20174《铝合金建筑型材阳极氧化型材》GB/T5237.2-20175《铝合金建筑型材喷漆型材》GB/T5237.5-20176《铝合金建筑型材喷粉型材》GB/T5237.4-20177《钢结构设计标准》GB50017-20178《混凝土接缝用建筑密封胶》JC/T881-20179《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》GB/T18575-201710《吊挂式玻璃幕墙用吊夹》JG/T139-201711《铝合金建筑型材基材》GB/T5237.1-201712《冷弯型钢通用技术要求》GB/T6725-201713《热轧型钢》GB/T706-201614《点支式玻璃幕墙工程技术规程》CECS127-201615《普通装饰用铝塑复合板》GB/T22412-201616《紧固件机械性能自攻螺钉》GB3098.5-201617《紧固件机械性能螺母》GB/T3098.2-201518《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》GB/T18250-201519《公共建筑节能设计标准》GB50189-201520《建筑物防雷装置检测技术规范》GB/T21431-201521《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-201522《建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条》JG/T174-201423《紧固件机械性能不锈钢螺母》GB3098.15-201424《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》GB3098.6-201425《绿色建筑评价标准》GB/T50378-201426《建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条》JG/T174-201427《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-201328《混凝土结构加固设计规范(附条文说明)》GB50367-201329《中空玻璃用弹性密封胶》GB/T29755-201330《一般工业用铝及铝合金板、带材第1部分：一般要求》GB/T3880.1-201231《一般工业用铝及铝合金板、带材第3部分：尺寸偏差》GB/T3880.3-201232《一般工业用铝及铝合金板、带材第2部分：力学性能》GB/T3880.2-201233《铝合金建筑型材隔热型材》GB/T5237.6-201234《建筑陶瓷薄板应用技术规程》JGJ/T172-201235《中空玻璃》GB/T11944-201236《建筑结构荷载规范》GB50009-201237《干挂空心陶瓷板》GB/T27972-201138《建筑用隔热铝合金型材》JG175-201139《建筑工程用索》JG/T330-201140《建筑玻璃点支承装置》JG/T138-201041《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB3098.1-201042《建筑制图标准》GB/T50104-201043《混凝土结构设计规范》(2015版)GB50010-201044《铝合金门窗工程技术规范》JGJ214-201045《建筑抗震设计规范》(2016年版)GB50011-201046《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》YS/T437-200947《陶瓷板》GB/T23266-200948《平板玻璃》GB11614-200949《夹层玻璃》GB15763.3-200950《建筑用安全玻璃防火玻璃》GB15763.1-200951《石材用建筑密封胶》GB/T23261-200952《天然花岗石建筑板材》GB/T18601-200953《建筑抗震加固技术规程》JGJ/T116-200954《公共建筑节能改造技术规范》JGJ176-200955《中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算及测定》GB/T22476-200856《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-200857《塑料门窗工程技术规程》JGJ103-200858《耐候结构钢》GB/T4171-200859《中国地震烈度表》GB/T17742-200860《半钢化玻璃》GB/T17841-200861《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》GB/T8484-200862《铝合金门窗》GB/T8478-200863《搪瓷用冷轧低碳钢板及钢带》GB/T13790-200864《民用建筑能耗数据采集标准》JGJ/T154-200765《铝合金结构设计规范》GB50429-200766《建筑幕墙》GB/T21086-200767《小单元建筑幕墙》JG/T216-200768《不锈钢棒》GB/T1220-200769《百页窗用铝合金带材》YS/T621-200770《建筑幕墙用瓷板》JG/T217-200771《建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法》JG/T211-200772《中空玻璃用复合密封胶条》JC/T1022-200773《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》GB/T20878-200774《干挂饰面石材及其金属挂件》JC830·1~830·2-200575《钢化玻璃》GB15763.2-200576《建筑隔声评价标准》GB/T50121-200577《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-200578《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》JG160-200479《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-200380《幕墙玻璃接缝用密封胶》JC/T882-200181《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-200182《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001基本计算公式(1).场地类别划分:根据地面粗糙度,场地可划分为以下类别:A类近海面,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;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;云阳县妇女儿童医院改造项目-门诊住院综合楼外装饰工程按B类地区计算风压(2).风荷载计算:幕墙属于薄壁外围护构件，根据《建筑结构荷载规范》GB50009-20128.1.1-2采用风荷载计算公式:EQw\s\do3(k)=EQβ\s\do3(gz)×EQμ\s\do3(sl)×EQμ\s\do3(z)×EQw\s\do3(0)其中:EQw\s\do3(k)作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)EQβ\s\do3(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:EQβ\s\do3(gz)=1+2gEQI\s\do3(10)(EQ\f(z,10))(-α)其中g为峰值因子取为2.5，I10为10米高名义湍流度,α为地面粗糙度指数A类场地:EQI\s\do3(10)=0.12,α=0.12B类场地:EQI\s\do3(10)=0.14,α=0.15C类场地:EQI\s\do3(10)=0.23,α=0.22D类场地:EQI\s\do3(10)=0.39,α=0.30EQμ\s\do3(z)风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012取定,根据不同场地类型,按以下公式计算:A类场地:EQμ\s\do3(z)=1.284×(EQ\f(Z,10))0.24B类场地:EQμ\s\do3(z)=1.000×(EQ\f(Z,10))0.30C类场地:EQμ\s\do3(z)=0.544×(EQ\f(Z,10))0.44D类场地:EQμ\s\do3(z)=0.262×(EQ\f(Z,10))0.60本工程属于B类地区EQμ\s\do3(sl)风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012取定EQw\s\do3(0)基本风压,按全国基本风压图,重庆市地区取为0.4kN/m2(3).地震作用计算:EQq\s\do3(EAk)=EQβ\s\do3(E)×EQα\s\do3(max)×EQG\s\do3(Ak)其中:EQq\s\do3(EAk)水平地震作用标准值EQβ\s\do3(E)动力放大系数,按5.0取定EQα\s\do3(max)水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定:6度(0.05g):EQα\s\do3(max)=0.047度(0.1g):EQα\s\do3(max)=0.087度(0.15g):EQα\s\do3(max)=0.128度(0.2g):EQα\s\do3(max)=0.168度(0.3g):EQα\s\do3(max)=0.249度(0.4g):EQα\s\do3(max)=0.32重庆市地区设防烈度为六度,根据本地区的情况,故取EQα\s\do3(max)=0.04EQG\s\do3(Ak)幕墙构件的自重(N/m2)(4).荷载组合:结构设计时，根据构件受力特点，荷载或作用的情况和产生的应力(内力)作用方向，选用最不利的组合，荷载和效应组合设计值按下式采用：EQγ\s\do3(G)EQS\s\do3(G)+EQγ\s\do3(w)EQψ\s\do3(w)EQS\s\do3(w)+EQγ\s\do3(E)EQψ\s\do3(E)EQS\s\do3(E)+EQγ\s\do3(T)EQψ\s\do3(T)EQS\s\do3(T)各项分别为永久荷载：重力；可变荷载：风荷载、温度变化；偶然荷载：地震水平荷载标准值:EQq\s\do3(k)=EQW\s\do3(k)+0.5×EQq\s\do3(EAk)，维护结构荷载标准值不考虑地震组合水平荷载设计值:q=1.5×EQW\s\do3(k)+0.5×1.3×EQq\s\do3(EAk)荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用:①对永久荷载采用标准值作为代表值，其分项系数满足：a.当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，取1.3b.当其效应对结构有利时：一般情况取1.0；②可变荷载根据设计要求选代表值，其分项系数一般情况取1.5荷载计算风荷载标准值计算EQW\s\do3(k):作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)z:计算高度46.65mEQμ\s\do3(z):46.65m高处风压高度变化系数(按B类区计算):(GB50009-2012条文说明8.2.1)EQμ\s\do3(z)=1×(EQ\f(z,10))0.3=1.58729EQI\s\do3(10):10米高名义湍流度,对应A、B、C、D类地面粗糙度，分别取0.12、0.14、0.23、0.39。(GB50009-2012条文说明8.4.6)EQβ\s\do3(gz):阵风系数:EQβ\s\do3(gz)=1+2×g×EQI\s\do3(10)×(EQ\f(z,10))(-α)=1+2×2.5×0.14×(EQ\f(46.65,10))(-0.15)=1.55561EQμ\s\do3(sp1):局部正风压体型系数EQμ\s\do3(sn1):局部负风压体型系数,通过计算确定EQμ\s\do3(sz):建筑物表面正压区体型系数，按照(GB50009-20128.3.3)取1EQμ\s\do3(sf):建筑物表面负压区体型系数，按照(GB50009-20128.3.3-2)取-1对于封闭式建筑物，考虑内表面压力，取-0.2或0.2EQA\s\do3(v):立柱构件从属面积取4.32m2EQA\s\do3(h):横梁构件从属面积取2.16m2EQμ\s\do3(sa):维护构件面板的局部体型系数EQμ\s\do3(s1z)=EQμ\s\do3(sz)+0.2=1.2EQμ\s\do3(s1f)=EQμ\s\do3(sf)-0.2=-1.2维护构件从属面积大于或等于25m2的体型系数计算EQμ\s\do3(s25z)=EQμ\s\do3(sz)×0.8+0.2(GB50009-20128.3.4)=1EQμ\s\do3(s25f)=EQμ\s\do3(sf)×0.8-0.2(GB50009-20128.3.4)=-1对于直接承受荷载的面板而言，不需折减有EQμ\s\do3(saz)=1.2EQμ\s\do3(saf)=-1.2同样，取立柱面积对数线性插值计算得到EQμ\s\do3(savz)=EQμ\s\do3(sz)+(EQμ\s\do3(sz)×0.8-EQμ\s\do3(sz))×EQ\f(log(A\s\do3()),1.4)+0.2=1+(0.8-1)×EQ\f(0.635484,1.4)+0.2=1.10922EQμ\s\do3(savf)=EQμ\s\do3(sf)+(EQμ\s\do3(sf)×0.8-EQμ\s\do3(sf))×EQ\f(log(A\s\do3()),1.4)-0.2=-1+((-0.8)-(-1))×EQ\f(0.635484,1.4)-0.2=-1.10922同样，取横梁面积对数线性插值计算得到EQμ\s\do3(sahz)=EQμ\s\do3(sz)+(EQμ\s\do3(sz)×0.8-EQμ\s\do3(sz))×EQ\f(log(A\s\do3()),1.4)+0.2=1+(0.8-1)×EQ\f(0.334454,1.4)+0.2=1.15222EQμ\s\do3(sahf)=EQμ\s\do3(sf)+(EQμ\s\do3(sf)×0.8-EQμ\s\do3(sf))×EQ\f(log(A\s\do3()),1.4)-0.2=-1+((-0.8)-(-1))×EQ\f(0.334454,1.4)-0.2=-1.15222按照以上计算得到对于面板有:EQμ\s\do3(sp1)=1.2EQμ\s\do3(sn1)=-1.2对于立柱有:EQμ\s\do3(svp1)=1.10922EQμ\s\do3(svn1)=-1.10922对于横梁有:EQμ\s\do3(shp1)=1.15222EQμ\s\do3(shn1)=-1.15222面板正风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(kp)=EQβ\s\do3(gz)×EQμ\s\do3(sp1)×EQμ\s\do3(z)×EQW\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=1.55561×1.2×1.58729×0.4=1.18522kN/m2面板负风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(kn)=EQβ\s\do3(gz)×EQμ\s\do3(sn1)×EQμ\s\do3(z)×EQW\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=1.55561×(-1.2)×1.58729×0.4=-1.18522kN/m2同样，立柱正风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(kvp)=EQβ\s\do3(gz)×EQμ\s\do3(svp1)×EQμ\s\do3(z)×EQW\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=1.55561×1.10922×1.58729×0.4=1.09555kN/m2立柱负风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(kvn)=EQβ\s\do3(gz)×EQμ\s\do3(svn1)×EQμ\s\do3(z)×EQW\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=-1.09555kN/m2同样，横梁正风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(khp)=EQβ\s\do3(gz)×EQμ\s\do3(shp1)×EQμ\s\do3(z)×EQW\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=1.13803kN/m2横梁负风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(khn)=EQβ\s\do3(gz)×EQμ\s\do3(shn1)×EQμ\s\do3(z)×EQW\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=-1.13803kN/m2当前幕墙抗风压等级为1级风荷载设计值计算W:风荷载设计值:kN/m2γw:风荷载作用效应的分项系数：1.5面板风荷载作用计算Wp=γw×Wkp=1.5×1.18522=1.77782kN/m2Wn=γw×Wkn=1.5×(-1.18522)=-1.77782kN/m2立柱风荷载作用计算Wvp=γw×Wkvp=1.5×1.09555=1.64333kN/m2Wvn=γw×Wkvn=1.5×(-1.09555)=-1.64333kN/m2横梁风荷载作用计算Whp=γw×Wkhp=1.5×1.13803=1.70704kN/m2Whn=γw×Wkhn=1.5×(-1.13803)=-1.70704kN/m2水平地震作用计算GAK:面板平米重量取0.3kN/m2αmax:水平地震影响系数最大值:0.04qEk:分布水平地震作用标准值(kN/m2)qEk=βE×αmax×GAK(JGJ102-20035.3.4)=5×0.04×0.3=0.06kN/m2rE:地震作用分项系数:1.3qEA:分布水平地震作用设计值(kN/m2)qEA=rE×qEk=1.3×0.06=0.078kN/m2荷载组合计算幕墙承受的荷载作用组合计算，按照规范，考虑正风压、地震荷载组合:Szkp=Wkp=1.18522kN/m2Szp=Wkp×γw+qEk×γE×ψE=1.18522×1.5+0.06×1.3×0.5=1.81682kN/m2考虑负风压、地震荷载组合:Szkn=Wkn=-1.18522kN/m2Szn=Wkn×γw-qEk×γE×ψE=-1.18522×1.5-0.06×1.3×0.5=-1.81682kN/m2综合以上计算，取绝对值最大的荷载进行强度演算采用面板荷载组合标准值为1.18522kN/m2面板荷载组合设计值为1.81682kN/m2立柱承受风荷载标准值为1.09555kN/m2横梁承受风荷载标准值为1.13803kN/m2单层铝板强度计算面板荷载计算B:该处铝板幕墙分格宽:1.2mH:该处铝板幕墙分格高:2mA:该处铝板面积:A=B×H=1.2×2=2.4m2水平荷载设计值：EQS\s\do3(z)=1.81682kN/m2水平荷载标准值：EQS\s\do3(zk)=1.18522kN/m2铝板强度计算选定面板材料为:铝-3003-H14强度校核依据：σ=EQ\f(M,W)=EQ\f(6×m×q×L2×η,t2)≤EQf\s\do3(a)=97N/mm2挠度校核依据:EQ\f(U,L)≤EQ\f(1,100)加强肋计算结构见图以及板块编号图数据表格使用的各项相关参数以及意义E:弹性模量:70000N/mm2v:泊松比:0.3t:铝板厚度:3mmD:板弯曲刚度:D=EQ\f(E×t3,12×(1-v2))=EQ\f(70000×33,12×(1-0.32))=173077EQS\s\do3(z):组合荷载设计值:1.81682kN/m2EQS\s\do3(zk):组合荷载标准值1.18522kN/m2挠度计算公式:U=EQ\f(f×Szk×a4×η,D)a:铝板分格短边边长b:铝板分格长边边长θ:参数EQ\f(S\s\do3()×a4,E×t4)η:折减系数按θ查表得到m:弯矩系数,按短边与长边的边长比查表得到f:挠度系数,按短边与长边的边长查表得到U:铝板挠度EQ\f(U,a):挠度与短边比值面板强度校核表格编号类型a(mm)b(mm)θηmσ(N/mm2)fU(mm)U/a1B500.01200.013.0650.9350.121234.3030.005042.0160.004032C500.01200.013.0650.9350.084323.8590.002611.0440.002093C500.01200.013.0650.9350.084323.8590.002611.0440.002094B500.01200.013.0650.9350.121234.3030.005042.0160.00403说明：强度/挠度验算不合格的数据以红色标明强度满足要求挠度满足要求加强肋强度计算(1)加强肋在组合荷载作用下的内力图示:加强肋内力数据列表如下:编号列表条目123456789101偏移(m)0.0000.1200.2500.4200.5400.6600.7800.9501.0801.2001弯矩(kN.m)-0.0000.0470.0910.1290.1410.1410.1290.0910.047-0.0001剪力(kN)0.3980.3740.2930.1510.050-0.050-0.151-0.293-0.374-0.3981挠度(mm)0.000-2.053-4.036-5.886-6.515-6.515-5.886-4.036-2.0530.0002偏移(m)0.0000.1200.2500.4200.5400.6600.7800.9501.0801.2002弯矩(kN.m)-0.0000.0470.0910.1290.1410.1410.1290.0910.047-0.0002剪力(kN)0.3980.3740.2930.1510.050-0.050-0.151-0.293-0.374-0.3982挠度(mm)0.000-2.053-4.036-5.886-6.515-6.515-5.886-4.036-2.0530.0003偏移(m)0.0000.1200.2500.4200.5400.6600.7800.9501.0801.2003弯矩(kN.m)-0.0000.0470.0910.1290.1410.1410.1290.0910.047-0.0003剪力(kN)0.3980.3740.2930.1510.050-0.050-0.151-0.293-0.374-0.3983挠度(mm)0.000-2.053-4.036-5.886-6.515-6.515-5.886-4.036-2.0530.000(2)加强肋截面图Ex:加强肋型材弹性模量70000N/mm2X轴惯性矩:Ix=2.97839cm4Y轴惯性矩:Iy=16.1833cm4X轴下部抵抗矩:Wx1=3.18021cm3型材截面面积矩:Ss=1.81163cm3型材计算校核处壁厚:t=3mm(3)加强肋强度校核:强度校核依据:M/γ/w≤ｆa剪力校核依据:τmax≤[τ]=81.2N/mm2挠度校核依据:U≤L/100加强肋强度校核表格编号长度(m)弯矩(kN.m)剪力(kN)挠度(mm)最大值位置(m)σ(N/mm2)最大值位置(m)τ(N/mm2)最大值位置(m)D/Len11.2000.1420.60042.5460.3980.0008.0686.5950.6000.0055021.2000.1420.60042.5460.3980.0008.0686.5950.6000.0055031.2000.1420.60042.5460.3981.2008.0686.5950.6000.00550说明：强度验算不合格的数据以红色标明加强肋强度满足要求加强肋挠度满足要求角码抗剪强度校核B:计算单元总宽为1.2mH:计算单元总高为2mEQB\s\do3(num):横向角码数2EQH\s\do3(num):纵向角码数2EQt\s\do3(jm):角码型材壁厚5mmEQL\s\do3(jm):角码长度50mmEQS\s\do3(z):幕墙面板所受组合荷载为1.81682kN/m2P:每个角码承受的剪切力(kN)P=EQ\f(S\s\do3()×H×B,2×(B\s\do3()+H\s\do3()))=EQ\f(1.81682×2×1.2,2×(2+2))=0.545047kNτ:角码抗剪设计应力(N/mm2)τ=EQ\f(1.5×P,t\s\do3()×L\s\do3())=EQ\f(1.5×1000×0.545047,5×50)=3.27028N/mm2τ=3.27028N/mm2≤81.2N/mm2角码剪切强度满足要求铆钉抗拉强度计算P:每个角码承受的拉力0.545047kNEQM\s\do3(num):每个角码上的拉铆钉数3个EQD\s\do3(md):铆钉直径5mm,型号:铝合金铆钉-10EQN\s\do3(md):可承受拉力为181.682NEQN\s\do3(md)=181.682N≤1185N铆钉抗拉强度满足要求立柱计算立柱荷载计算(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：1.5Wk:风荷载标准值:1.09555kN/m2Bl:幕墙左分格宽:1.2mBr:幕墙右分格宽:1.2mqwk=Wk×EQ\f(Bl+Br,2)=1.09555×EQ\f(1.2+1.2,2)=1.31466kN/mqw=1.5×qwk=1.5×1.31466=1.97199kN/m(2)分布水平地震作用设计值GAkl:立柱左边幕墙构件(包括面板和框)的平均自重:0.4kN/m2GAkr:立柱右边幕墙构件(包括面板和框)的平均自重:0.4kN/m2qEAkl=5×αmax×GAkl(JGJ102-20035.3.4)=5×0.04×0.4=0.08kN/m2qEAkr=5×αmax×GAkr(JGJ102-20035.3.4)=5×0.04×0.4=0.08kN/m2qek=EQ\f(qEkl×Bl+qEkr×Br,2)=EQ\f(0.08×1.2+0.08×1.2,2)=0.096kN/mqe=1.3×qek=1.3×0.096=0.1248kN/m(3)立柱荷载组合立柱所受组合荷载标准值为:qk=qwk=1.31466kN/m立柱所受组合荷载设计值为:q=qw+ψE×qe=1.97199+0.5×0.1248=2.03439kN/m立柱计算简图如下:(4)立柱弯矩:通过有限元分析计算得到立柱的弯矩图如下:立柱弯矩分布如下表:列表条目123456789偏移(m)0.0000.4500.9001.3501.8002.2502.7003.1503.600弯矩(kN.m)-0.0001.4422.4723.0903.2963.0902.4721.442-0.000最大弯矩发生在1.8m处M:幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kN·m)M=3.29572kN·m立柱在荷载作用下的轴力图如下:立柱在荷载作用下的支座反力信息如下表:支座编号X向反力(kN)Y向反力(kN)转角反力(kN.m)n0-3.662n1-3.662-2.246选用立柱型材的截面特性选定立柱材料类别:钢-Q235选用立柱型材名称:80*60*5型材强度设计值:215N/mm2型材弹性模量:E=206000N/mm2X轴惯性矩:Ix=111.788cm4Y轴惯性矩:Iy=70.3633cm4X轴上部抵抗矩:Wx1=27.947cm3X轴下部抵抗矩:Wx2=27.947cm3Y轴左部抵抗矩:Wy1=23.4544cm3Y轴右部抵抗矩:Wy2=23.4544cm3型材截面积:A=12.9162cm2型材计算校核处抗剪壁厚:t=5mm型材截面面积矩:Ss=17.2103cm3塑性发展系数:γ=1.05立柱强度计算校核依据:EQ\f(N,A)+EQ\f(M,γ×w)≤ｆaBl:幕墙左分格宽:1.2mBr:幕墙右分格宽:1.2mHv:立柱长度GAkl:幕墙左分格自重:0.4kN/m2GAKr:幕墙右分格自重:0.4kN/m2幕墙自重线荷载:Gk=EQ\f(GAkl×Bl+GAkr×Br,2)=EQ\f(0.4×1.2+0.4×1.2,2)=0.48kN/mrG:结构自重分项系数:1.3G:幕墙自重线荷载设计值0.624kN/mf:立柱计算强度(N/mm2)A:立柱型材截面积:12.9162cm2Nl:当前杆件最大轴拉力(kN)Ny:当前杆件最大轴压力(kN)Mmax:当前杆件最大弯矩(kN.m)Wz:立柱截面抵抗矩(cm3)γ:塑性发展系数:1.05立柱通过有限元计算得到的应力校核数据表格如下:编号NlNyMmaxWzAfzb02.246-0.0003.29627.94712.9162114.051通过上面计算可知,立柱杆件b0的应力最大,为114.051N/mm2≤ｆa=215N/mm2,所以立柱承载力满足要求立柱的刚度计算校核依据:Umax≤EQ\f(L,250)Dfmax:立柱最大允许挠度:通过有限元分析计算得到立柱的挠度图如下:立柱挠度分布如下表:列表条目123456789偏移(m)0.0000.4500.9001.3501.8002.2502.7003.1503.600挠度(mm)0.0004.8488.89611.55912.48511.5598.8964.8480.000最大挠度发生在1.8m处,最大挠度为12.4853mmDfmax=EQ\f(Hvmax,250)×1000=EQ\f(3.6,250)×1000=14.4mm立柱最大挠度Umax为:12.4853mm≤14.4mm挠度满足要求立柱抗剪计算校核依据:τmax≤[τ]=125N/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123456789偏移(m)0.0000.4500.9001.3501.8002.2502.7003.1503.600剪力(kN)-3.662-2.746-1.831-0.915-0.0000.9151.8312.7463.662最大剪力发生在3.6m处τ:立梃剪应力:Q:立梃最大剪力:3.66191kNSs:立柱型材截面面积矩:17.2103cm3Ix:立柱型材截面惯性矩:111.788cm4t:立柱抗剪壁厚:5mmτ=EQ\f(Q×Ss×100,Ix×t)=EQ\f(3.66191×17.2103×100,111.788×5)=11.2754N/mm211.2754N/mm2≤125N/mm2立柱抗剪强度可以满足立柱与主结构连接计算立柱与主结构连接计算连接处角码材料:钢-Q235连接螺栓材料:不锈钢螺栓-A2-70EQL\s\do3(ct):连接处角码壁厚:8mmEQD\s\do3(v):连接螺栓直径:12mmEQD\s\do3(ve):连接螺栓有效直径:10.36mmEQN\s\do3(h):连接处水平总力(N):EQN\s\do3(h)=Q=-7.32381kNEQN\s\do3(g):连接处自重总值设计值(N):EQN\s\do3(g)=-2.2464kNN:连接处总合力(N):N=EQ\r(N\s\do3()2+N\s\do3()2)=EQ\r(-2.24642+-7.323812)×1000=7660.58NEQN\s(b,v):螺栓的承载能力:EQN\s\do3(v):连接处剪切面数:2EQN\s(b,v)=2×3.14×EQ\b(\f(D\s\do3(),2))2×265(GB50017-201711.4.1-1)=2×3.14×EQ\b(\f(10.36,2))2×265=44677.1NEQN\s\do3(num):立梃与建筑物主结构连接的螺栓个数:EQN\s\do3(num)=EQ\f(N,N\s\do3())=EQ\f(7660.58,44677.1)=0.171465个取2个EQN\s(b,cl):立梃型材壁抗承压能力(N):EQN\s\do3(vl):连接处剪切面数:2×2t:立梃壁厚:5mmEQN\s(b,cl)=EQD\s\do3(v)×2×325×t×EQN\s\do3(num)(GB50017-201711.4.1-3)=12×2×325×5×2=78000N7660.58N≤78000N立梃型材壁抗承压能力满足EQN\s(b,cg):角码型材壁抗承压能力(N):EQN\s(b,cg)=EQD\s\do3(v)×2×325×EQL\s\do3(ct)×EQN\s\do3(num)(GB50017-201711.4.1-3)=12×2×325×8×2=124800N7660.58N≤124800N角码型材壁抗承压能力满足横梁计算选用横梁型材的截面特性选定横梁材料类别:钢-Q235选用横梁型材名称:L50X5型材强度设计值:215N/mm2型材弹性模量:E=206000N/mm2X轴惯性矩:Ix=11.2129cm4Y轴惯性矩:Iy=11.2129cm4X轴上部抵抗矩:Wx1=3.13215cm3X轴下部抵抗矩:Wx2=7.896cm3Y轴左部抵抗矩:Wy1=7.896cm3Y轴右部抵抗矩:Wy2=3.13215cm3型材截面积:A=4.80299cm2型材计算校核处抗剪壁厚:t=5mm型材截面绕X轴面积矩:Ss=3.18286cm3型材截面绕Y轴面积矩:Ssy=3.18286cm3塑性发展系数:γ=1.05横梁的强度计算校核依据:EQ\f(M\s\do3(),γ×W\s\do3())+EQ\f(M\s\do3(),γ×W\s\do3())≤EQf\s\do3(a)=215(JGJ102-20036.2.4)(1)横梁在自重作用下的弯矩(kN·m)EQH\s\do3(h):幕墙分格高:2mEQB\s\do3(h):幕墙分格宽:1.2mEQG\s\do3(Akhu):横梁上部面板自重:0.4kN/m2EQG\s\do3(Akhd):横梁下部面板自重:0.4kN/m2EQG\s\do3(hk):横梁自重荷载线分布均布荷载集度标准值(kN/m):EQG\s\do3(hk)=0.4×EQH\s\do3(h)=0.4×2=0.8kN/mEQG\s\do3(h):横梁自重荷载线分布均布荷载集度设计值(kN/m)EQG\s\do3(h)=EQγ\s\do3(G)×EQG\s\do3(hk)=1.3×0.8=1.04kN/m横梁端部承受重力荷载为EQG\s\do3(rh)=EQ\f(1,2)×EQG\s\do3(h)×EQB\s\do3(h)=EQ\f(1,2)×1.04×1.2=0.624kNEQM\s\do3(hg):横梁在自重荷载作用下的弯矩(kN·m)EQM\s\do3(hg)=EQ\f(1,8)×EQG\s\do3(h)×EQB\s\do3(h)2=EQ\f(1,8)×1.04×1.22=0.1872kN·m(2)横梁承受的组合荷载作用计算横梁承受风荷载作用EQw\s\do3(k)=1.13803kN/m2EQq\s\do3(EAk):横梁平面外地震荷载:EQβ\s\do3(E):动力放大系数:5EQα\s\do3(max):地震影响系数最大值:0.04EQq\s\do3(EAku)=EQβ\s\do3(E)×EQα\s\do3(max)×0.4(JGJ102-20035.3.4)=5×0.04×0.4=0.08kN/m2EQq\s\do3(EAkd)=EQβ\s\do3(E)×EQα\s\do3(max)×0.4(JGJ102-20035.3.4)=5×0.04×0.4=0.08kN/m2荷载组合:横梁承受面荷载组合标准值:EQq\s\do3(Ak)=EQw\s\do3(k)=1.13803kN/m2横梁承受面荷载组合设计值:EQq\s\do3(Au)=EQγ\s\do3(w)×EQw\s\do3(k)+0.5×EQγ\s\do3(E)×EQq\s\do3(EAku)=1.5×1.13803+0.5×1.3×0.08=1.75904kN/m2EQq\s\do3(Ad)=EQγ\s\do3(w)×EQw\s\do3(k)+0.5×EQγ\s\do3(E)×EQq\s\do3(EAkd)=1.5×1.13803+0.5×1.3×0.08=1.75904kN/m2(3)横梁在组合荷载作用下的弯矩(kN·m)横梁上部组合荷载线分布最大荷载集度标准值(三角形分布)横梁下部组合荷载线分布最大荷载集度标准值(三角形分布)分横梁上下部分别计算EQH\s\do3(hu):横梁上部面板高度2mEQH\s\do3(hd):横梁下部面板高度1.6mEQq\s\do3(u)=EQq\s\do3(Au)×EQ\f(B\s\do3(),2)=1.75904×EQ\f(1.2,2)=1.05542kN/mEQq\s\do3(d)=EQq\s\do3(Ad)×EQ\f(B\s\do3(),2)=1.75904×EQ\f(1.2,2)=1.05542kN/m组合荷载作用产生的线荷载标准值为:EQq\s\do3(uk)=EQq\s\do3(Ak)×EQ\f(B\s\do3(),2)=1.13803×EQ\f(1.2,2)=0.682815kN/mEQq\s\do3(dk)=EQq\s\do3(Ak)×EQ\f(B\s\do3(),2)=1.13803×EQ\f(1.2,2)=0.682815kN/mEQM\s\do3(h):横梁在组合荷载作用下的弯矩(kN·m)EQM\s\do3(hu)=EQ\f(1,12)×EQq\s\do3(u)×EQB\s\do3(h)2=EQ\f(1,12)×1.05542×1.22=0.126651kN·mEQM\s\do3(hd)=EQ\f(1,12)×EQq\s\do3(d)×EQB\s\do3(h)2=EQ\f(1,12)×1.05542×1.22=0.126651kN·mEQM\s\do3(h)=EQM\s\do3(hu)+EQM\s\do3(hd)=0.126651+0.126651=0.253302kN.m(4)横梁强度:σ:横梁计算强度(N/mm2):EQW\s\do3(x2):X轴抵抗矩:3.13215cm3EQW\s\do3(y2):y轴抵抗矩:3.13215cm3γ:塑性发展系数:1.05σ=EQ\b(\f(M\s\do3(),γ×W\s\do3())+\f(M\s\do3(),γ×W\s\do3()))×103=EQ\b(\f(0.1872,1.05×3.13215)+\f(0.253302,1.05×3.13215))×103=133.942N/mm2133.942N/mm2≤EQf\s\do3(a)=215N/mm2横梁正应力强度满足要求横梁的刚度计算校核依据:EQU\s\do3(max)≤EQ\f(L,250),且满足重力作用下EQU\s\do3(gmax)≤EQ\f(L,500),EQU\s\do3(gmax)≤3mm横梁承受分布线荷载作用时的最大荷载集度：EQq\s\do3(ku):横梁上部面板所受组合荷载标准值为0.682815kN/mEQq\s\do3(kd):横梁下部面板所受组合荷载标准值为0.682815kN/mEQU\s\do3(hu):横梁上部水平方向由组合荷载产生的弯曲:EQU\s\do3(hu)=EQ\f(q\s\do3()×B\s\do3()4,120×E×I\s\do3())=EQ\f(0.682815×1.24,120×206000×11.2129)×108=0.510813mmEQU\s\do3(hd):横梁下部水平方向由组合荷载产生的弯曲:EQU\s\do3(hd)=EQ\f(q\s\do3()×B\s\do3()4,120×E×I\s\do3())=EQ\f(0.682815×1.24,120×206000×11.2129)×108=0.510813mmEQU\s\do3(hg):自重作用产生的弯曲:EQU\s\do3(hg)=EQ\f(5×G\s\do3()×B\s\do3()4×108,384×E×I\s\do3())=EQ\f(5×0.8×1.24×108,384×206000×11.2129)=0.935123mm≤3mm综合产生的弯曲为:U=EQU\s\do3(hu)+EQU\s\do3(hd)=0.510813+0.510813=1.02163mmEQD\s\do3(u)=EQ\f(U,B\s\do3()×1000)=EQ\f(1.02163,1.2×1000)=0.000851355≤1/250EQD\s\do3(g)=EQ\f(U\s\do3(),B\s\do3()×1000)=EQ\f(0.935123,1.2×1000)=0.000779269≤1/500挠度满足要求横梁的抗剪强度计算校核依据:EQτ\s\do3(max)≤125N/mm2(1)Q:组合荷载作用下横梁剪力设计值(kN)EQq\s\do3(u):横梁上部组合荷载线荷载最大值:1.05542kN/mEQq\s\do3(d):横梁下部组合荷载线荷载最大值:1.05542kN/mEQB\s\do3(h):幕墙分格宽:1.2m需要分别计算横梁上下部分面板的组合荷载所产生的剪力设计值横梁上部组合荷载线分布呈三角形分布横梁下部组合荷载线分布呈三角形分布EQQ\s\do3(u)=EQq\s\do3(u)×EQ\f(B\s\do3(),4)=1.05542×EQ\f(1.2,4)=0.316627kNEQQ\s\do3(d)=EQq\s\do3(d)×EQ\f(B\s\do3(),4)=1.05542×EQ\f(1.2,4)=0.316627kN(2)Q:横梁所受剪力:Q=EQQ\s\do3(u)+EQQ\s\do3(d)=0.316627+0.316627=0.633254kN(3)τ:横梁剪应力EQS\s\do3(sy):横梁型材截面面积矩:3.18286cm3EQI\s\do3(y):横梁型材截面惯性矩:11.2129cm4t:横梁抗剪壁厚:5mmEQτ\s\do3(h)=EQ\f(Q×S\s\do3()×100,I\s\do3()×t)(JGJ102-20036.2.5-2)=EQ\f(0.633254×3.18286×100,11.2129×5)=3.59507N/mm2EQτ\s\do3(v)=EQ\f(G\s\do3()×S\s\do3()×100,I\s\do3()×t)(JGJ102-20036.2.5-2)=3.54254N/mm2τ=EQ(\r(τ\s\do3()2+τ\s\do3()2))=5.04719N/mm25.04719N/mm2≤125N/mm2横梁抗剪强度满足要求横梁与立柱连接件计算横梁与角码连接计算Q:连接部位受总剪力:采用EQS\s\do3(W)+0.5EQS\s\do3(E)组合Q=0.633254kN横梁与角码连接螺栓材料:不锈钢螺栓-A2-70螺栓连接的抗剪强度计算值:265N/mm2EQN\s\do3(v):剪切面数:1D:螺栓公称直径:6mmEQD\s\do3(e):螺栓有效直径:5.06mmEQN\s\do3(vbh):螺栓受剪承载能力计算:EQN\s\do3(vbh)=EQN\s\do3(v)×3.14×EQ\b(\f(D\s\do3(),2))2×265(GB50017-201711.4.1-1)=1×3.14×EQ\b(\f(5.06,2))2×265=5328.89NEQN\s\do3(num):螺栓个数:EQN\s\do3(num)=EQ\f(Q,N\s\do3())=EQ\f(0.633254×1000,5328.89)=0.118834横梁与角码连接螺栓取2个EQN\s\do3(cb):连接部位幕墙横梁型材壁抗承压能力计算:t:幕墙横梁抗剪壁厚:5mmEQN\s\do3(cb)=D×t×325×EQN\s\do3(num)=6×5×325×2=19500N633.254N≤19500N横梁与角码连接强度满足要求角码与立柱连接计算EQG\s\do3(h):自重荷载(N):EQG\s\do3(h)=0.624kNN:连接处组合荷载:采用EQS\s\do3(G)+EQS\s\do3(W)+EQψ\s\do3(E)×EQS\s\do3(E)N=EQ\r(G\s\do3()2+Q2)=EQ\r(0.6242+0.6332542)=0.889037kNEQN\s\do3(v):剪切面数:1EQD\s\do3(p):螺栓公称直径:6mmEQD\s\do3(ep):螺栓有效直径:5.06mm角码与立柱连接螺栓材料:不锈钢螺栓-A2-70EQN\s\do3(vbhv):螺栓受剪承载能力计算:EQN\s\do3(vbhv)=EQN\s\do3(v)×3.14×EQ\b(\f(D\s\do3(),2))2×265(GB50017-201711.4.1-1)=1×3.14×EQ\b(\f(5.06,2))2×265=5328.89NEQN\s\do3(num2):螺栓个数:EQN\s\do3(num2)=N/EQN\s\do3(vbhv)=0.166833立柱与角码连接螺栓取2个EQN\s\do3(cbj):连接部位角码壁抗承压能力计算:EQL\s\do3(ct1):角码壁厚: