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文档简介
中心外装修工程铝塑复合板幕墙设计计算书设计:校对:审核:批准:二〇〇六年六月九日目录TOC\o"1-9"\h\z\t"nn,1,pp,2"一、计算引用的规范、标准及资料11.幕墙设计规范:12.建筑设计规范:13.铝材规范:14.金属板及石材规范:15.玻璃规范:16.钢材规范:17.胶类及密封材料规范:18.门窗及五金件规范:19.《建筑结构静力计算手册》(第二版)210.土建图纸:2二、基本参数21.幕墙所在地区:22.地面粗糙度分类等级:23.抗震烈度:2三、幕墙承受荷载计算21.风荷载标准值计算:22.垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值:23.作用效应组合:2四、幕墙立柱计算21.立柱型材选材计算:22.确定材料的截面参数:33.选用立柱型材的截面特性:34.立柱的抗弯强度计算:35.立柱的挠度计算:36.立柱的抗剪计算:3五、幕墙横梁计算31.横梁型材选材计算:42.确定材料的截面参数:43.选用横梁型材的截面特性:44.幕墙横梁的抗弯强度计算:55.横梁的挠度计算:56.横梁的抗剪计算:(三角荷载作用下)5六、铝塑复合板的选用与校核51.铝塑复合板荷载计算:52.B板的强度、挠度校核53.C板的强度、挠度校核6七、连接件计算61.横梁与角码间连接:62.角码与立柱连接:73.立柱与主结构连接:7八、幕墙埋件计算(后补锚栓)81.荷载标准值计算:82.拉拔实验拉拔力计算:8九、幕墙焊缝计算81.受力分析:82.焊缝特性参数计算:83.焊缝校核计算:8十、铝塑复合板幕墙幕墙胶类及伸缩缝计算81.立柱连接伸缩缝计算:82.耐侯胶胶缝计算:9铝塑板幕墙设计计算书一、计算引用的规范、标准及资料1.幕墙设计规范:《建筑幕墙》JG3035-1996《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001《点支式玻璃幕墙工程技术规程》CECS127-2001《全玻璃幕墙工程技术规程》DBJ/CT014-2001《玻璃幕墙光学性能》GB/T18091-2000《建筑幕墙物理性能分级》GB/T15225-94《建筑幕墙空气渗透性能测试方法》GB/T15226-94《建筑幕墙风压变形性能测试方法》GB/T15227-94《建筑幕墙雨水渗透性能测试方法》GB/T15228-94《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》GB/T18250-2000《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》GB/T18575-2001《点支式玻璃幕墙支承装置》JG138-2001《吊挂式玻璃幕墙支承装置》JG139-20012.建筑设计规范:《建筑结构荷载规范》GB50009-2001《钢结构设计规范》GB50017-2003《冷弯薄壁型钢结构设计规范》GB50018-2002《高层民用钢结构技术规程》JGJ99-98《建筑设计防火规范》GBJ16-87(2001版)《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-2001《建筑物防雷设计规范》GB50057-2000《工程抗震术语标准》JGJ/T97-95《中国地震烈度表》GB/T17742-1999《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《建筑抗震设防分类标准》GB50223-2004《中国地震动参数区划图》GB18306-2000《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002《混凝土结构设计规范》GB50010-2002《民用建筑热工设计规范》GB50176-93《民用建筑隔声设计规范》GBJ118-88《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001《建筑装饰工程施工质量验收规范》GB50210-2001《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002《钢结构防火涂料》GB14907-2002《碳钢焊条》GB/T5117-1995《低合金钢焊条》GB/T5118-1995《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》YS/T437-20003.铝材规范:《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《铝及铝合金彩色涂层板、带材》YS/T431-2000《铝塑复合板用铝带》YS/T432-2000《铝合金建筑型材》GB/T5237-2000《建筑铝型材基材》GB/T5237.1-2004《建筑铝型材阳极氧化、着色型材》GB/T5237.2-2004《建筑铝型材电泳涂漆漆型材》GGB/T55237..3-20004《建筑铝型材粉末喷涂涂型材》GGB/T55237..4-20004《建筑铝型材氟碳漆喷喷涂型材》GB//T52337.5--20044《变形铝及铝合合金化学成成份》GB//T31990-19996《铝及铝合金轧轧制板材》GB//T38880-19997《建筑用铝型材材、铝板氟氟碳涂层》JG//T1333-200004.金属板及石材规规范:《天然花岗石荒荒料》JC//T2044-20001《天然大理石荒荒料》JC//T2022-20001《天然板石》GBB/T188600--20011《天然花岗石建建筑板材》GB//T186601-22001《天然大理石建建筑板材》JC//T79--20011《干挂石材幕墙墙用环氧胶胶粘剂》JJC/T8887-22001《天然饰面石材材术语》GGB/T1138900-92《建筑材料放射射性核素限限量》GB66566--20011《铝塑复合板》GB//T177748-11999《建筑瓷板装饰饰工程技术术规范》CCECS1101:98《建筑装饰用微微晶玻璃》JC//T8722-200005.玻璃规范:《建筑玻璃应用用技术规程程》JJGJ1113-20003《普通平板玻璃璃》GGB48771-19995《浮法玻璃》GBB116114-19999《钢化玻璃》GBB/T99963-11998《幕墙用钢化玻玻璃与半钢钢化玻璃》GB//T178841-11999《建筑用安全玻玻璃防火玻璃璃》GGB157763.11-20001《中空玻璃》GBB/T111944--20022《夹层玻璃》GBB99622-19999《镀膜玻璃第第一部分阳光控制制镀膜玻璃璃》GB//T189915.11-20002《镀膜玻璃第第二部分低辐射镀镀膜玻璃》GGB/T1189155.2-22002《热反射玻璃》JC6693-11998《热弯玻璃》JCC/T9115-200036.钢材规范:《不锈钢棒》GBB/T12220-11992《不锈钢冷加工工钢棒》GGB/T44226--19844《不锈钢冷扎钢钢板》GB//T32880-19992《不锈钢热扎钢钢板》GB//T42337-19992《不锈钢热扎钢钢带》GB//T50990《冷拔异形钢管管》GGB/T33094--20000《碳素结构钢》GB//T7000-19888《优质碳素结构构钢》GB//T6999-19999《合金结构钢》GB//T30777-19999《不锈钢和耐热热钢冷扎带带钢》GB//T42339-19991《高耐候结构钢钢》GGB/T44171--20000《焊接结构用耐耐候钢》GGB/T44172--20000《低合金高强度度结构钢》GB//T15991-19994《碳素结构和低低合金结构构钢热轧薄薄钢板及钢钢带》GB//T9122-19889《碳素结构和低低合金结构构钢热轧厚厚钢板及钢钢带》GB//T32774-19988《结构用无缝钢钢管》JBJJ102《金属覆盖层钢钢铁制品热热镀锌层技技术要求》GB//T139912-119927.胶类及密封材料料规范:《混凝土接缝用用密封胶》JC//T8811-20001《硅酮建筑密封封胶》GB//146883-20003《建筑用硅酮结结构密封胶胶》GGB167776-22003《聚硫建筑密封封胶》JC4483-11992《中空玻璃用弹弹性密封剂剂》JJC4866-20001《幕墙玻璃接缝缝用密封胶胶》JJC/T8882-22001《石材幕墙接缝缝用密封胶胶》JJC/T8883-22001《中空玻璃用丁丁基热熔密密封胶》JJC/T9914-22003《彩色钢板用建建筑密封胶胶》JJC/T8884-22001《工业用橡胶板板》GGB/T55574--19944《绝热用岩棉、矿矿棉及其制制品》GGB/T1118355-98《建筑用防霉密密封胶》JJC/T8885-22001《建筑表面用有有机硅防水水剂》JC//T9022-20002《聚氨酯建筑密密封胶》JJC/T4482-220038.门窗及五金件规规范:《铝合金门》GBB/T84478-22003《铝合金窗》GBB/T84479-22003《建筑外窗抗风风压性能分分级及检测测方法》GGB/T77106--20022《建筑外窗气密密性能分级级及检测方方法》GB//T71007-20002《建筑外窗水密密性能分级级及检测方方法》GB//T71008-20002《建筑外窗空气气隔声性能能分级及检检测方法》GB//T84885-20002《铝合金门窗工工程设计、施施工及验收收规范》DBJJ15-330-20002《建筑外窗采光光性能分级级及检测方方法》GB//T119976-22002《地弹簧》GGB/T99296--19888《平开铝合金窗窗执手》GGB/T99298--19888《铝合金窗不锈锈钢滑撑》GB//T93000-19988《铝合金门插销销》GGB/T99297--19888《铝合金窗撑挡挡》GGB/T99299--19888《铝合金门窗拉拉手》GB//T93001-19988《铝合金窗锁》GB//T93002-19988《铝合金门锁》GB//T93003-19988《闭门器》GGB/T99305--19888《推拉铝合金门门窗用滑轮轮》GGB/T99304--19888《紧固件螺栓栓和螺钉》GBB/T52277《十字槽盘头螺螺钉》GB//T8188-20000《紧固件机械性性能螺栓、螺螺钉和螺柱柱》GGB30998.1--20000《紧固件机械性性能螺母粗牙螺纹纹》GB33098..2-20000《紧固件机械性性能螺母细牙螺纹》GB30098.44-20000《紧固件机械性性能自攻螺钉钉》GGB30998.5--20000《紧固件机械性性能不锈钢螺螺栓、螺钉钉、螺柱》GB33098..6-20000《紧固件机械性性能不锈钢螺螺母》GB33098..15-22000《螺纹紧固件应应力截面积积和承载面面积》GB//T168823.11-199979.《建筑结构静力力计算手册册》((第二版)10.土建图纸纸:二、基本参数1.幕墙所在地区::济南地地区;2.地面粗糙度分类类等级:幕墙属属于外围护护构件,按按《建筑结结构荷载规规范》(GB500009--20011)A类::指近海海海面和海岛岛、海岸、湖湖岸及沙漠漠地区;B类::指田野、乡乡村、丛林林、丘陵以以及房屋比比较稀疏的的乡镇和城城市郊区;;C类::指有密集集建筑群的的城市市区区;D类::指有密集集建筑群且且房屋较高高的城市市市区;依照上面分类标标准,本工工程按B类地区考考虑。3.抗震烈度:按照国国家规范《建建筑抗震设设计规范》(GB5500111-20001)、《中国国地震动参参数区划图图》(GB1183066-20000)规定,济济南地区地地震基本烈烈度为6度,地震震动峰值加加速度为00.05gg,水平地地震影响系系数最大值值为:αmax=00.04。三、幕墙承受荷荷载计算1.风荷载标准值计计算:幕墙属于外围护护构件,按按建筑结构构荷载规范范(GB5500099-20001)计算:wk==βgzμzμsw0……7.11.1-22[GB5500099-20001]上式中:wk::作用在幕幕墙上的风风荷载标准准值(MPaa);Z:计计算点标高高:74mm;βgzz:瞬时风风压的阵风风系数;根据不不同场地类类型,按以下公公式计算:βgzz=K(11+2μf)其中KK为地面粗粗糙度调整整系数,μf为脉动系系数A类场场地:βgz=0..92×((1+2μf)其中:μf=0.3387×((Z/100)-0..12B类场场地:βgz=0..89×((1+2μf)其中:μf=0.55(Z/110)-00.16C类场场地:βgz=0..85×((1+2μf)其中:μf=0.7734(ZZ/10))-0.222D类场场地:βgz=0..80×((1+2μf)其中:μf=1.22248((Z/100)-0..3对于B类地区,74mm高度处瞬瞬时风压的的阵风系数数:βgzz=0.889×(11+2×((0.5((Z/100)-0..16)))=1.55361μz::风压高度度变化系数数;根据不不同场地类类型,按以下公公式计算:A类场场地:μz=1.3379×((Z/100)0.224当Z>3000m时,取Z=3000m,当Z<5m时,取Z=5m;B类场场地:μz=(Z//10)00.32当Z>3500m时,取Z=3500m,当Z<10mm时,取Z=10mm;C类场场地:μz=0.6616×((Z/100)0.444当Z>4000m时,取Z=4000m,当Z<15mm时,取Z=15mm;D类场场地:μz=0.3318×((Z/100)0.660当Z>4500m时,取Z=4500m,当Z<30mm时,取Z=30mm;对于B类地区,74mm高度处风风压高度变变化系数::μz==1.0000×(ZZ/10))0.322=1.88974μs::风荷载体体型系数,根根据计算点点体型位置置取1.2;w0::基本风压压值(MPaa),根据现现行<<建筑结构构荷载规范范>>GBB500009-20001附表D.4(全国基本本风压分布布图)中数值采采用,按重重现期50年,济南南地区取0.000045MMPa;wk==βgzμzμsw0==1.53361×11.89774×1..2×0..000445==0.00015744MPa2.垂直于幕墙平面面的分布水水平地震作作用标准值值:qEAAk=βEαmaxGk/A……5.33.4[JJGJ1002-20003]qEAAk:垂直直于幕墙平平面的分布布水平地震震作用标准准值(MPaa);βE::动力放大大系数,取5.0;αmaax:水平平地震影响响系数最大大值,取0.04;Gk::幕墙构件件的重力荷荷载标准值值(N);A:幕幕墙构件的的面积(mm2);3.作用效应组合::荷载和作用效应应按下式进进行组合::S=γγGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……5.44.1[JJGJ1002-20003]上式中:S:作作用效应组组合的设计计值;SGkk:重力荷荷载作为永永久荷载产产生的效应应标准值;;Swkk、SEk:分别别为风荷载载,地震作作用作为可可变荷载产产生的效应应标准值;;γG、γw、γE:各效应应的分项系系数;ψw、ψE:分别为为风荷载,地地震作用效效应的组合合系数。上面的γG、γγw、γE为分项系系数,按55.4.22、5.4..3、5.4..4[JGGJ1022-20003]规定如下下:进行幕墙构件强强度、连接接件和预埋埋件承载力力计算时::重力荷荷载:γG:1.2;风荷荷载:γw:1.4;地震作作用:γE:1.3;进行挠度计算时时;重力荷荷载:γG:1.0;风荷荷载:γw:1.0;地震作作用:可不不做组合考考虑;上式中,风荷载载的组合系系数ψw为1.0;地震作用用的组合系系数ψE为0.5;四、幕墙立柱计计算基本参数:1:计计算点标高高:74mm;2:力力学模型::四点三跨跨连续梁;;3:立立柱跨度::L=36000mm;;4:立立柱左分格格宽:11185mmm;立柱右右分格宽::11855mm;5:立立柱计算间间距(指立柱左左右分格平平均宽度):B=11885mm;;6:板板块配置::铝塑复合合板;7:立立柱材质::Q235;8:安安装方式::偏心受拉拉;本处幕墙立柱按按四点三跨跨连续梁力力学模型进进行设计计计算,受力力模型如下下:1.立柱型材选材计计算:(1)风荷载作作用的线荷荷载集度(按矩形分分布):qwkk:风荷载载线分布最最大荷载集集度标准值值(N/mmm);wk::风荷载标标准值(MPaa);B:幕幕墙立柱计计算间距(mm);qwkk=wkB==0.00015744×11885==1.8665N/mmmqw::风荷载线线分布最大大荷载集度度设计值(N/mmm);qw==1.4qqwk==1.4××1.8665==2.6111N/mmm(2)水平地震震作用线荷荷载集度(按矩形分分布):qEAAk:垂直直于幕墙平平面的分布布水平地震震作用标准准值(MPaa);βE::动力放大大系数,取5.0;αmaax:水平平地震影响响系数最大大值,取0.04;Gk::幕墙构件件的重力荷荷载标准值值(N),(含面板和和框架);A:幕幕墙平面面面积(mm2);qEAAk=βEαmaxGk/A……5.33.4[JJGJ1002-20003]=5×00.04××0.00004=0.0000088MPaqEkk:水平地地震作用线线荷载集度度标准值(N/mmm);B:幕幕墙立柱计计算间距(mm);qEkk=qEAkkB==0.000008××11855==0.0995N/mmmqE::水平地震震作用线荷荷载集度设设计值(N/mmm);qE==1.3qqEk==1.3××0.0995==0.1224N/mmm(3)幕墙受荷荷载集度组组合:用于强度计算时时,采用Sw+0.55SE设计值组组合:……5.44.1[JJGJ1002-20003]q=qqw+0.55qE=22.6111+0.55×0.1124=22.6733N/mmm用于挠度计算时时,采用Sw标准值:……5.44.1[JJGJ1002-20003]qk==qwk=11.8655N/mmm(4)立柱在组组合荷载作作用下的弯弯矩设计值值:Mx::弯矩组合合设计值(N·mmm);Mw::风荷载作作用下立柱柱产生的弯弯矩设计值值(N·mmm);ME::地震作用用下立柱产产生的弯矩矩设计值(N·mmm);L:立立柱跨度(mm);采用Sw+0.5SE组组合:Mw==0.1qqwL2ME==0.1qqEL2Mx==Mw+0.55ME=00.1qLL2=00.1×22.6733×360002=334642208N··mm2.确定材料的截面面参数:(1)立柱抵抗抗矩预选值值计算:Wnxx:立柱净净截面抵抗抗矩预选值值(mm3);Mx::弯矩组合合设计值(N·mmm);γ:塑塑性发展系系数:取1.05; fs::型材抗弯弯强度设计计值(MPaa),对Q235取215MMPa;Wnxx=Mx/γfs==34644208//1.055/2155==153445.3229mm33(2)立柱惯性性矩预选值值计算:qk::风荷载线线荷载集度度标准值(N/mmm);E:型型材的弹性性模量(MPaa),对Q235取2060000MPPa;Ixmmin:材材料需满足足的绕X轴最小惯惯性矩(mm4);L:计计算跨度(mm);df,,lim::按规范要要求,立柱柱的挠度限限值(mm);df,,lim==0.0007qkL4/EIxmminL/2250=33600//250==14.44mm取:df,,lim==14.44mmIxmmin=00.0077qkL4/Edf,,lim=0.0007×11.8655×360004/2066000//14.44=7399191..845mmm43.选用立柱型材的的截面特性性:按上一一项计算结结果选用型型材号:90×550×4钢管型材的的抗弯强度度设计值::fs=2155MPa型材的的抗剪强度度设计值::τs=1255MPa型材弹弹性模量::E=20060000MPa绕X轴轴惯性矩::Ix=11077700mmm4绕Y轴轴惯性矩::Iy=4310000mmm4绕X轴轴净截面抵抵抗矩:Wnx1=246115mm33绕X轴轴净截面抵抵抗矩:Wnx2=246115mm33型材净净截面面积积:An=10566mm2型材线线密度:γg=0.00828996N/mmm型材截截面垂直于于X轴腹板的的截面总宽宽度:t=8mmm型材受受力面对中中性轴的面面积矩:Sx=153223mm33塑性发发展系数::γ=1.0054.立柱的抗弯强度度计算:(1)立柱轴向向拉力设计计值:Nk::立柱轴向向拉力标准准值(N);qGAAk:幕墙墙单位面积积的自重标标准值(MPaa);A:立立柱单元的的面积(mm2);B:幕幕墙立柱计计算间距(mm);L:立立柱跨度(mm);Nk==qGAkkA==qGAkkBL==0.00004×11185××36000==17066.4NN:立立柱轴向拉拉力设计值值(N);N=11.2Nkk=11.2×11706..4=22047..68N(2)抗弯强度度校核:按连续梁(受拉拉)立柱强度度公式,应满足::N/AAn+Mx/γWnx≤fs……6.33.7[JJGJ1002-20003]上式中:N:立立柱轴力设设计值(N);Mx::立柱弯矩矩设计值(N·mmm);An::立柱净截截面面积(mm2);Wnxx:在弯矩矩作用方向向的净截面面抵抗矩(mm3);γ:塑塑性发展系系数,取1.05;fs::型材的抗抗弯强度设设计值,取取215MMPa;则:N/AAn+Mx/γWnx=20047.668/10056+334642208/11.05//246115=1355.9733MPa≤215MMPa立柱抗弯强度满满足要求。5.立柱的挠度计算算:因为惯惯性矩预选选是根据挠挠度限值计计算的,所所以只要选选择的立柱柱惯性矩大大于预选值值,挠度就就满足要求求:实际选选用的型材材惯性矩为为:Ix=11077700mmm4预选值值为:Ixminn=7391191.8845mmm4实际挠挠度计算值值为:df==0.0007qkL4/EIx==0.0007×1..865××360004/2066000//11077700==9.6009mm而dff,limm=14.44mm所以,立柱挠度度满足规范范要求。6.立柱的抗剪计算算:校核依据:τmaax≤τs=1255MPa(立柱的抗抗剪强度设设计值)(1)Vwk:风风荷载作用用下剪力标标准值(N):Vwkk=wkBL×00.6==0.00015744×11885×36600×00.6==40288.81NN(2)Vw:风荷荷载作用下下剪力设计计值(N):Vw==1.4VVwk==1.4××40288.81==56400.3344N(3)VEk:地地震作用下下剪力标准准值(N):VEkk=qEAkkBL×00.6==0.000008××11855×36000×0..6==204..768NN(4)VE:地震震作用下剪剪力设计值值(N):VE==1.3VVEk==1.3××204..768==266..198NN(5)V:立柱柱所受剪力力设计值组组合:采用VVw+0.55VE组合:V=VVw+0.55VE=55640..334++0.5××266..198=55773..433NN(6)立柱剪应应力校核::τmaax:立柱柱最大剪应应力(MPaa);V:立立柱所受剪剪力(N);Sx::立柱型材材受力面对对中性轴的的面积矩(mm3);Ix::立柱型材材截面惯性性矩(mm4);t:型型材截面垂垂直于X轴腹板的的截面总宽宽度(mm);τmaax=VSSx/Ixt=57773.4333×155323//11077700//8=9.9983MPPa9.9983MPPa≤125MMPa立柱抗剪强度满满足要求!五、幕墙横梁计计算基本参数:1:计计算点标高高:74mm;2:横横梁跨度::B=11885mm;;3:横横梁上分格格高:21100mmm;横梁下下分格高::21000mm;4:横横梁计算间间距(指横梁上上下分格平平均高度):H=21000mm;;5:力力学模型::三角荷载载简支梁;;6:板板块配置::铝塑复合合板;7:横横梁材质::Q235;因为B≤H,所以本处幕墙墙横梁按三三角形荷载载简支梁力力学模型进进行设计计计算,受力力模型如下下:1.横梁型材选材计计算:(1)横梁在风风荷载作用用下的线荷荷载集度(按三角形形分布):qwkk:风荷载载线分布最最大荷载集集度标准值值(N/mmm);wk::风荷载标标准值(MPaa);B:横横梁跨度(mm);qwkk=wkB==0.00015744×11885==1.8665N/mmmqw::风荷载线线分布最大大荷载集度度设计值(N/mmm);qw==1.4qqwk==1.4××1.8665==2.6111N/mmm(2)垂直于幕幕墙平面的的分布水平平地震作用用的线荷载载集度(按三角形形分布):qEAAk:垂直直于幕墙平平面的分布布水平地震震作用(MPaa);βE::动力放大大系数,取5.0;αmaax:水平平地震影响响系数最大大值,取0.04;Gk::幕墙构件件的重力荷荷载标准值值(N),(主要指面面板组件);A:幕幕墙平面面面积(mm2);qEAAk=βEαmaxGk/A……5.33.4[JJGJ1002-20003]=5.00×0.004×0..00033=0.0000066MPaqEkk:横梁受受水平地震震作用线荷荷载集度标标准值(N/mmm);B:横横梁跨度(mm);qEkk=qEAkkB==0.000006××11855==0.0771N/mmmqE::横梁受水水平地震作作用线荷载载集度设计计值(N/mmm);qE==1.3qqEk==1.3××0.0771==0.0992N/mmm(3)幕墙横梁梁受荷载集集度组合::用于强度计算时时,采用Sw+0.55SE设计值组组合:……5.44.1[JJGJ1002-20003]q=qqw+0.55qE=22.6111+0.55×0.0092=22.6577N/mmm用于挠度计算时时,采用Sw标准值:……5.44.1[JJGJ1002-20003]qk==qwk==1.8665N/mmm(4)横梁在风风荷载及地地震组合作作用下的弯弯矩值(按三角形形分布):My::横梁受风风荷载及地地震作用弯弯矩组合设设计值(N·mmm);Mw::风荷载作作用下横梁梁产生的弯弯矩(N·mmm);ME::地震作用用下横梁产产生的弯矩矩(N·mmm);B:横横梁跨度(mm);Mw==qwB2/12ME==qEB2/12采用Sw+0.5SE组组合:My==Mw+0.55ME=qqB2/12=22.6577×118852/12=33109118.8119N·mmm(5)横梁在自自重荷载作作用下的弯弯矩值(按矩形分分布):Gk::横梁自重重线荷载标标准值(N/mmm);H:横横梁计算间间距(mm);Gk==0.00003×HH==0.00003×22100==0.633N/mmmG:横横梁自重线线荷载设计计值(N/mmm);G=11.2Gkk=11.2×00.63=00.7566N/mmmMx::横梁在自自重荷载作作用下的弯弯矩设计值值(N·mmm);B:横横梁跨度(mm);Mx==GB2/8==0.7556×111852/8==1326699.2263N··mm2.确定材料的截面面参数:(1)横梁抵抗抗矩预选::Wnxx:绕X轴横梁净净截面抵抗抗矩预选值值(mm3);Wnyy:绕Y轴横梁净净截面抵抗抗矩预选值值(mm3);Mx::横梁在自自重荷载作作用下的弯弯矩设计值值(N·mmm);My::风荷载及及地震作用用弯矩组合合设计值(N·mmm);γ:塑塑性发展系系数:取1.05; fs::型材抗弯弯强度设计计值(MPaa),对Q235取215;按下面公式计算算:Wnxx=Mx/γfs==1326699.2263/11.05//215==587..815mmm3Wnyy=My/γfs==3109918.8819/11.05//215==13777.2711mm3(2)横梁惯性性矩预选::df,,lim::按规范要要求,横梁梁的挠度限限值(mm);B:横横梁跨度(mm);B/2250=11185//250==4.744mm取:df,,lim==4.744mmqk::风荷载作作用线荷载载集度标准准值(N/mmm);E:型型材的弹性性模量(MPaa),对Q235取2060000MPPa;Iymmin:绕Y轴最小惯惯性矩(mm4);B:横横梁跨度(mm);df,,lim==qkB4/1200EIymmin……(受风荷载载与地震作作用的挠度度计算)Iymmin=qqkB4/1200Edf,,lim=1.8865×1118544/1200/2066000//4.744=313385.2238mmm4Ixmmin:绕X轴最小惯惯性矩(mm4);Gk::横梁自重重线荷载标标准值(N/mmm);df,,lim==5GkB4/3844EIxmmin……(自重作用用下产生的的挠度计算算)Ixmmin=55GkB4/3844Edf,,lim=5×00.63××118554/3844/2066000//4.744=165565.66mm43.选用横梁型材的的截面特性性:按照上上面的预选选结果选取取型材:选用型型材号:L5角钢型材抗抗弯强度设设计值:215MMPa型材抗抗剪强度设设计值:125MMPa型材弹弹性模量::E=20060000MPa绕X轴轴惯性矩::Ix=1121100mmm4绕Y轴轴惯性矩::Iy=1121100mmm4绕X轴轴净截面抵抵抗矩:Wnx1=31311mm3绕X轴轴净截面抵抵抗矩:Wnx2=78944mm3绕Y轴轴净截面抵抵抗矩:::Wny1=78944mm3绕Y轴轴净截面抵抵抗矩:::Wny2=31311mm3型材净净截面面积积:An=480mmm2型材线线密度:γg=0.0037688N/mmm横梁与与立柱连接接时角片与与横梁连接接处横梁壁壁厚:t=5mmm横梁截截面垂直于于X轴腹板的的截面总宽宽度:tx=5mm横梁截截面垂直于于Y轴腹板的的截面总宽宽度:ty=5mm型材受受力面对中中性轴的面面积矩(绕X轴):Sx=150000mm33型材受受力面对中中性轴的面面积矩(绕Y轴):Sy=150000mm33塑性发发展系数::γ=1.0054.幕墙横梁的抗弯弯强度计算算:按横梁抗弯强度度计算公式式,应满足::Mx//γWnx+My/γWny≤fs……6.22.4[JJGJ1002-20003]上式中:Mx::横梁绕X轴方向(幕墙平面面内方向)的弯矩设设计值(N·mmm);My::横梁绕Y轴方向(垂直于幕幕墙平面方方向)的弯矩设设计值(N·mmm);Wnxx:横梁绕X轴方向(幕墙平面面内方向)的净截面面抵抗矩(mm3);Wnyy:横梁绕Y轴方向(垂直于幕幕墙平面方方向)的净截面面抵抗矩(mm3);γ:塑塑性发展系系数,取1.05;fs::型材的抗抗弯强度设设计值,取取215MMPa。采用SG+Sw+0.55SE组合,则:Mx//γWnx+My/γWny=13326999.2633/1.005/31131+33109118.8119/1..05/33131==134..939MMPa≤215MMPa横梁抗弯强度满满足要求。5.横梁的挠度计算算:因为惯惯性矩预选选是根据挠挠度限值计计算的,所所以只要选选择的横梁梁惯性矩大大于预选值值,挠度就就满足要求求:实际选选用的型材材惯性矩为为:Ix=1121100mmm4Iy=1121100mmm4预选值值为:Ixmmin=165665.6mmm4Iymmin=313885.2338mm44横梁挠挠度的实际际计算值如如下:df11=qkB4/1200EIy==1.8665×111854/1200/2066000//1121100==1.3227mmdf22=5GkB4/3844EIx==5×0..63×1118544/3844/2066000//1121100==0.7mmm而dff,limm=4.744mm所以,横梁挠度度满足规范范要求。6.横梁的抗剪计算算:(三角荷载载作用下)校核依据:τmaax≤τs=1255MPa(型材的抗抗剪强度设设计值)(1)Vwk:风风荷载作用用下剪力标标准值(N):Vwkk=qwkB/44==1.8665×11185/44==552..506NN(2)Vw:风荷荷载作用下下剪力设计计值(N):Vw==1.4VVwk=11.4×5552.5506=7773.5508N(3)VEk:地地震作用下下剪力标准准值(N):VEkk=qEkB/44==0.0771×11185/44==21.0034N(4)VE:地震震作用下剪剪力设计值值(N):VE==1.3VVEk==1.3××21.0034==27.3344N(5)Vx:水平平总剪力(N);Vx::横梁受水水平总剪力力(N):采用VVw+0.55VE组合:Vx==Vw+0.55VE==773..508++0.5××27.3344==787..18N(6)Vy:垂直直总剪力(N):Vy==1.2××0.00003×BBH/2==1.2××0.00003×11185××21000/2==447..93N(7)横梁剪应应力校核::τx::横梁水平平方向剪应应力(MPaa);Vx::横梁水平平总剪力(N);Sy::横梁型材材受力面对对中性轴的的面积矩(mm3)(绕Y轴);Iy::横梁型材材截面惯性性矩(mm4);ty::横梁截面面垂直于Y轴腹板的的截面总宽宽度(mm);τx==VxSy/Iyty……6.22.5[JJGJ1002-20003]==787..18×1150000/1122100//5==21.0066MPPa21..066MMPa≤125MMPaτy::横梁垂直直方向剪应应力(MPaa);Vy::横梁垂直直总剪力(N);Sx::横梁型材材受力面对对中性轴的的面积矩(mm3)(绕X轴);Ix::横梁型材材截面惯性性矩(mm4);tx::横梁截面面垂直于X轴腹板的的截面总宽宽度(mm);τy==VySx/Ixtx……6.22.5[JJGJ1002-20003]==447..93×1150000/1122100//5==11.9987MPPa11..987MMPa≤125MMPa横梁抗剪强度能能满足!六、铝塑复合板板的选用与与校核基本参数:1:板板块分格尺尺寸:a×b==11855mm×21000mm;2:铝铝塑复合板板厚度:t=4mmm;模型简图为:1.铝塑复合板荷载载计算:(1)板块自重重(见表5.22.2[JJGJ1333-20001])):GAkk:板块单单位面积自自重(MPaa);GAkk=0.00000555MPaa(2)垂直于幕幕墙平面的的分布水平平地震作用用:qEAAk:垂直直于幕墙平平面的分布布水平地震震作用(MPaa);βE::动力放大大系数,取5.0;αmaax:水平平地震影响响系数最大大值,取0.04;GAkk:铝塑复复合板单位位面积自重重(MPaa);qEAAk=βEαmaxGAk……5.33.4[JJGJ1002-20003]=5.00×0.004×0..0000055=0.00000111MPaa(3)作用在板板块上的风风荷载及地地震作用荷荷载组合::用于强度计算时时,采用Sw+0.55SE设计值组组合:……5.44.1[JJGJ1002-20003]q=11.4wkk+0.55×1.33qEAkk=11.4×00.0011574++0.5××1.3××0.00000111=00.0022211MMPaSw+0.5SE标标准值组合合:qk==wk+0.55qEAkk==0.00015744+0.55×0.00000111==0.000158MMPa用于挠度计算时时,采用Sw标准值:……5.44.1[JJGJ1002-20003]wk==0.00015744MPa2.B板的强度度、挠度校校核Lx==700mmm,Ly=11855mm(1)强度校核核:校核依据:σ=66mqa22η/t2≤f……5.44.3[JJGJ1333-20001]上式中:σ:板板块在组合合荷载作用用下的板中中最大应力力设计值(MPaa);m:弯弯矩系数,按边长比a/b查表,得m=0..11633;q:作作用在幕墙墙上的荷载载组合设计计值(MPaa);a:板板分格的短短边边长(mm);b:板板分格的长长边边长(mm);η:板板块的折减减系数;t:板板的厚度(mm);f:铝铝塑复合板板抗弯强度度(MPaa);首先按下面公式式计算θ值:θ=qqka4/Et4……6.11.2-33[JGJJ102--20033]其中:θ:计计算参数;;qk::作用在板板块上的荷荷载组合标标准值(MPaa);a:分分格短边长长度(mm);E:铝铝塑复合板板的弹性模模量(MPaa);t:铝铝塑复合板板的厚度(mm);θ=qqka4/Et4==0.000158××70044/200000/444==74.0093按系数θ,查表表5.4..3[JGGJ1333-20001],η=0.7705;σ=66mqa22η/t2……5.44.3[JJGJ1333-20001]==6×0..11633×0.00022111×70002×0.7705/442==33.3311MPPa33.3311MPPa≤f=700MPa((铝塑复合合板)强度满足要求!!(2)挠度校核核:校核依据:df==ημwka4/D≤df,liim……6.11.3-22[JGJJ102--20033]上面公式中:df::铝塑复合合板挠度计计算值(mm);η:铝铝塑复合板板挠度的折折减系数,按θ=wka4/Et4查表,为0.705;μ:铝铝塑复合板板挠度系数数,按边长长比a/b查表,得μ=0.00048;wk::风荷载标标准值(MPa))a:短短边尺寸(mm);D:弯弯曲刚度(N·mmm);df,,lim::许用挠度度,取短边边长的1/60,为11..667mmm;其中:D=EEt3/(122(1-υ2))……6.11.3-11[JGJJ102--20033]上式中:E:铝铝塑复合板板的弹性模模量(MPaa);t:铝铝塑复合板板的厚度(mm);υ:铝铝塑复合板板材料泊松松比,为0.25;D=EEt3/(122(1-υ2))=2200000×43/(122×(1--0.2552))=11137777.7778N·mmmdf==ημwka4/D==0.7005×0..00488×0.00015774×70004/1133777..778==11mmm11mmm≤df,liim=11.6667mmm(铝塑复合合板)挠度满足要求!!3.C板的强度度、挠度校校核Lx==700mmm,Ly=11855mm(1)强度校核核:校核依据:σ=66mqa22η/t2≤f……5.44.3[JJGJ1333-20001]上式中:σ:板板块在组合合荷载作用用下的板中中最大应力力设计值(MPaa);m:弯弯矩系数,按边长比a/b查表,得m=0..08355;q:作作用在幕墙墙上的荷载载组合设计计值(MPaa);a:板板分格的短短边边长(mm);b:板板分格的长长边边长(mm);η:板板块的折减减系数;t:板板的厚度(mm);f:铝铝塑复合板板抗弯强度度(MPaa);首先按下面公式式计算θ值:θ=qqka4/Et4……6.11.2-33[JGJJ102--20033]其中:θ:计计算参数;;qk::作用在板板块上的荷荷载组合标标准值(MPaa);a:分分格短边长长度(mm);E:铝铝塑复合板板的弹性模模量(MPaa);t:铝铝塑复合板板的厚度(mm);θ=qqka4/Et4==0.000158××70044/200000/444==74.0093按系数θ,查表表5.4..3[JGGJ1333-20001],η=0.7705;σ=66mqa22η/t2……5.44.3[JJGJ1333-20001]==6×0..08355×0.00022111×70002×0.7705/442==23.9916MPPa23.9916MPPa≤f=700MPa((铝塑复合合板)强度满足要求!!(2)挠度校核核:校核依据:df==ημwka4/D≤df,liim……6.11.3-22[JGJJ102--20033]上面公式中:df::铝塑复合合板挠度计计算值(mm);η:铝铝塑复合板板挠度的折折减系数,按θ=wka4/Et4查表,为0.705;μ:铝铝塑复合板板挠度系数数,按边长长比a/b查表,得μ=0.00026;wk::风荷载标标准值(MPa))a:短短边尺寸(mm);D:弯弯曲刚度(N·mmm);df,,lim::许用挠度度,取短边边长的1/60,为11..667mmm;其中:D=EEt3/(122(1-υ2))……6.11.3-11[JGJJ102--20033]上式中:E:铝铝塑复合板板的弹性模模量(MPaa);t:铝铝塑复合板板的厚度(mm);υ:铝铝塑复合板板材料泊松松比,为0.25;D=EEt3/(122(1-υ2))=2200000×43/(122×(1--0.2552))=11137777.7778N·mmmdf==ημwka4/D==0.7005×0..00266×0.00015774×70004/1133777..778==6.0888mm6.0888mm≤≤df,liim=11.6667mmm(铝塑复合合板)挠度满足要求!!七、连接件计算算基本参数:1:计计算点标高高:74mm;2:立立柱计算间间距(指立柱左左右分格平平均宽度):B1=11855mm;3:横横梁计算分分格尺寸::宽×高=B×HH=11885mm××21000mm;4:幕幕墙立柱跨跨度:L=36000mm;;5:板板块配置::铝塑复合合板;6:龙龙骨材质::立柱为::Q235;横梁为为:Q235;7:立立柱与主体体连接钢角角码壁厚::6mm;8:立立柱与主体体连接螺栓栓公称直径径:12mmm;9:立立柱与横梁梁连接处钢钢角码厚度度:4mmm;10::横梁与角角码连接螺螺栓公称直直径:5mmm;11::立柱与角角码连接螺螺栓公称直直径:5mmm;12::立柱连接接形式:连连续梁;因为B≤H,所以本处幕墙墙横梁按三三角形荷载载模型进行行设计计算算:1.横梁与角码间连连接:(1)风荷载作作用下横梁梁剪力设计计值(按三角形形分布):Vw==1.4wwkB2/4==1.4××0.00015744×118852/4==773..588NN(2)地震作用用下横梁剪剪力标准值值(按三角形形分布):VEkk=βEαmaxGk/A×BB2/4==5.0××0.044×0.00003××118552/4==21.0063N(3)地震作用用下横梁剪剪力设计值值:VE==1.3VVEk=11.3×221.0663=227.3882N(4)连接部位位总剪力N1:采用Sw+0.5SE组组合:N1==Vw+0.55VE=7773.5588+00.5×227.3882=7787.2279N(5)连接螺栓栓计算:Nv11b:螺栓受受剪承载能能力设计值值(N);nv11:剪切面面数:取1;d:螺螺栓杆直径径:5mmm;fv11b:螺栓连连接的抗剪剪强度设计计值,对普普通碳钢(C级)取140MMPa;Nv11b=nv1πd2fv1b/4……7.22.1-11[GB5500177-20003]==1×3..14×552×1400/4==27477.5NNnuum1:螺螺栓个数::Nnuum1=NN1/Nv1b=7877.2799/27447.5=0.2287个实际取2个(6)连接部位位横梁型材材壁抗承压压能力计算算:Nc11:连接部部位幕墙横横梁型材壁壁抗承压能能力设计值值(N);Nnuum1:横横梁与角码码连接螺栓栓数量:2个;d:螺螺栓公称直直径:5mmm;t1::连接部位位横梁壁厚厚:5mmm;fc11:型材抗抗压强度设设计值,对对Q235取305MMPa;Nc11=Nnumm1dt1fc1……7.22.1-33[GB5500177-20003]==2×5××5×3005==152550N152550N≥787..279NN强度可以满足!!2.角码与立柱连接接:(1)自重荷载载计算:Gk::横梁自重重线荷载(N/mmm);H:受受荷单元平平均分格高高(mm);Gk==0.00003×HH==0.00003×22100==0.633N/mmmG:横横梁自重线线荷载设计计值(N/mmm);G=11.2Gkk=11.2×00.63=00.7566N/mmmN2::自重荷载载(N):B:横横梁宽度(mm);N2==GB/22==0.7556×11185/22==447..93N(2)连接处组组合荷载N:采用SGG+Sw+0.55SEN=((N12+N22)0.5=((787..27922+4477.9322)0.5=9905.7787N(3)连接处螺螺栓强度计计算:Nv22b:螺栓受受剪承载能能力设计值值(N);nv22:剪切面面数:取1;d:螺螺栓杆直径径:5mmm;fv22b:螺栓连连接的抗剪剪强度设计计值,对普普通碳钢(C级)取140MMPa;Nv22b=nv2πd2fv2b/4……7.22.1-11[GB5500177-20003]=1×33.14××52×1400/4=27447.5NNNnuum2:螺螺栓个数::Nnuum2=NN/Nv22b=9055.7877/27447.5=0.333个实际取2个(4)连接部位位立柱型材材壁抗承压压能力计算算:Nc22:连接部部位幕墙立立柱型材壁壁抗承压能能力设计值值(N);Nnuum2:连连接处螺栓栓个数;d:螺螺栓公称直直径:5mmm;t2::连接部位位立柱壁厚厚:4mmm;fc22:型材的的承压强度度设计值,对Q235取305MPa;Nc22=Nnumm2dt2fc2……7.22.1[GGB500017-22003]]==2×5××4×3005==122000N122000N≥905..787NN强度可以满足!!(5)连接部位位钢角码壁壁抗承压能能力计算::Nc33:连接部部位钢角码码壁抗承压压能力设计计值(N);Nnuum2:连连接处螺栓栓个数;d:螺螺栓公称直直径:5mmm;t3::角码壁厚厚:4mmm;fc33:型材的的承压强度度设计值,对Q235取305MPa;Nc33=Nnumm2dt3fc3……7.22.1[GGB500017-22003]]==2×5××4×3005==122000N122000N≥905..787NN强度可以满足!!3.立柱与主结构连连接:(1)连接处风风荷载设计计值计算::Nwkk:连接处处风荷载标标准值(N):B1::立柱计算算间距(mm);L:立立柱跨度(mm);Nwkk=wkB1L==0.00015744×11885×36600==67144.6844NNw::连接处风风荷载设计计值(N):Nw==1.4NNwk==1.4××67144.6844==94000.5588N(2)连接处地地震作用设设计值:NEkk:连接处处地震作用用标准值(N):B1::立柱计算算间距(mm);L:立立柱跨度(mm);NEkk=βEαmaxGk/A×BB1L==5×0..04×00.00004×11185×33600==341..28NNE::连接处地地震作用设设计值(N):NE==1.3NNEk==1.3××341..28==443..664NN(3)连接处水水平剪切总总力:N1::连接处水水平总力(N):采用Sw+0.5SE组组合:N1==Nw+0.55NE==94000.5588+0.55×4433.6644==96222.39NN(4)连接处重重力总力::NGkk:连接处处自重总值值标准值(N):B1::立柱计算算间距(mm);L:立立柱跨度(mm);NGkk=0.00004××B1L==0.00004×11185××36000==17066.4NNG::连接处自自重总值设设计值(N):NG==1.2NNGk==1.2××17066.4==20477.68NN(5)连接处总总剪力:N:连连接处总剪剪力(N):N=((N12+NG2)0.5=((96222.3922+20447.6882)0.5=99837..855NN(6)螺栓承载载力计算::Nv33b:螺栓受受剪承载能能力设计值值(N);nv33:剪切面面数:取2;d:螺螺栓杆直径径:12mmm;fv33b:螺栓连连接的抗剪剪强度设计计值,对普普通碳钢(C级)取140MMPa;Nv33b=nv3πd2fv3b/4……7.22.1-11[GB5500177-20003]==2×3..14×1122×1400/4==316551.2NNNnuum3:螺螺栓个数::Nnuum3=NN/Nv33b==98377.8555/316651.22==0.3111个实际取4个(7)立柱型材材壁抗承压压能力计算算:Nc44:立柱型型材壁抗承承压能力(N):Nnuum3:连连接处螺栓栓个数;d:螺螺栓公称直直径:122mm;t2::连接部位位立柱壁厚厚:4mmm;fc44:型材的的承压强度度设计值,对Q235取305MPa;Nc44=2×NNnum33dt2fc4……7.22.1-33[GB5500177-20003]==2×4××12×44×3055==1171120N1171120N≥98377.8555N强度可以满足要要求!(8)钢角码型型材壁抗承承压能力计计算:Nc55:钢角码码型材壁抗抗承压能力力(N):Nnuum3:连连接处螺栓栓个数;d:连连接螺栓公公称直径112mm;;t4::幕墙钢角角码壁厚::6mm;fc55:钢角码码的抗压强强度设计值值,对Q235取305MMPa;Nc55=2×NNnum33dt4fc5……7.22.1-33[GB5500177-20003]==2×4××12×66×3055==1756680N1756680N≥98377.8555N强度可以满足要要求!八、幕墙埋件计计算(后补锚栓)基本参数:1:计计算点标高高:74mm;2:立立柱跨度::L=36000mm;;3:立立柱计算间间距(指立柱左左右分格平平均宽度):B=11885mm;;
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