幕墙计算大全

第一章玻璃面板计算

第一节中空夹胶玻璃面板计算（屋面）

采光顶的玻璃面板的配置为8mm+12A+6nlm+1.52PVB+6mm钢化中

空夹胶玻璃，面板的最大尺寸为1925mm义2000mm。计算标高为24米。

局部风压体型系数4取0.8。

1.玻璃荷载计算

1.1风荷载标准值为

Wk=Bgz•usi-Pz•W。

=1.879X.8X.905X.45

=.612KN/m2

风荷载体体形系数按照屋面取为0.80

根据《建筑幕墙》GB/T21086-2007附录B第B.2.1.1.1的规定，风

荷载不小与1.5Kpa.

取Wk=l.5KN/m2

1.2玻璃自重标准值为：

qko=y：g・tX1.2

=25.6X20X1.2/1000

=0.62KN/m2

1.3活荷载标准值为：Lk=0.5KN/m2

1.4雪荷载

根据《建筑结构荷载规范》第6节：

SkUr,So

=2X0.4

=0.8KN/m2

因雪荷载大于活荷载，且雪荷载与活荷载不同时组合，因此荷载组合

时不考虑活荷载。

1.5校核玻璃挠度荷载工况：

玻璃面板的等效厚度：

33313

td=0.95（ti+t2+t3）=9.3mm

工况1：

222

1.0Wk-1.0qky=1.5KN/m-0.62KN/m=0.88KN/m（方向竖直向

±）

工况2：

222

1.0qky+l.0sk=0.62KN/m+0.8KN/m=l.42KN/m（方向竖直向

下）

1.3校核玻璃强度荷载工况：

采用8mm+12A+6mm+l.14PVB+6mm的钢化夹胶玻璃，根据《玻璃

幕墙工程技术规范》第6.1.4条规定，中空玻璃的外层玻璃分配的风

荷载是内层玻璃的1.1倍，夹胶玻璃的外片及夹胶玻璃的内片分配的

风荷载一样，只需计算外片玻璃即可。

工况3：

对于外片玻璃分配的风荷载为：

3332

Wk。=1.4WkX1.1Xt17（tl+t2+t3）=1.4X1.5KN/mX1.1X

87（83+63+63）=1.28KN/m2（方向竖直向上）

对于外片玻璃的自重荷载为：

2

qk0=1.Oqk=25.6X8X1.2/1000=0.25KN/m（方向竖直向下）

外片玻璃的荷载：

222

Wk。+qk0=l.28KN/m-0.25KN/m=l.03KN/m（方向竖直向上）

工况4：

对于外片玻璃的自重荷载为：

2

qk0=1.0qk=25.6X8X1.2/1000=0.25KN/m（方向竖直向下）

对于外片玻璃的雪荷载为：

2333

sk0=skXl.IXt//Ct^+V）=1.1X0.8KN/mX87（8+6+6）=0.48

KN/m?（方向竖直向下）

外片玻璃的荷载：

22

1.2qk0+1.4sk。=1.2X0.25KN/m+1.4X0.48KN/m=0.972KN/m?（方

向竖直向下）

2.玻璃挠度计算

玻璃简化为四边简支面板，利用有限元软件ANSYS计算玻璃板

块，建立玻璃板块的有限元模型如下：

此处的玻璃变形如果采用小变形理论计算，则挠度大于玻璃的厚

度，所以此处的玻璃挠度计算采用大变形理论。玻璃的挠度计算采用

工况1荷载组合，施加荷载后的玻璃模型图如下图所示：

LISTSURFACELOADSONALLSELECTEDAREAS

AREALKEYLOADLABELVALUE(S)

11PRES0.1420E-02

0.0000

经过计算玻璃的变形图如下图所示。

从图中可以看出玻璃的挠度为13.18mm。《玻璃幕墙工程技术规

范》要求玻璃的挠曲位移限值为玻璃短边长度的1/60。此玻璃面板

短边长度为1925nlm。umax=13.18mm<1925/60=32.08mm,因此玻璃

挠度满足规范要求。

（不该是四角变形最大）

3.玻璃强度计算

玻璃简化为四边支撑面板，利用有限元软件ANSYS计算玻璃板

块，建立玻璃板块的有限元模型如下：

玻璃的强度计算采用工况3荷载组合，施加荷载后的玻璃模型图如下

图所不：

LISTSURFACELOADSONALLSELECTEDAREAS

AREALKEYLOADLABELVALUE(S)

11PRES0.10300E-02

0.0000

计算得到外层玻璃的最大应力为：omax=11.477N/mm'（详细

的应力分布云图见下图）

NODAL3OLOTIONAN

玻璃采用钢化玻璃，厚度为8mm,其强度设计值为fg=84N/mm2,

根据。max=ll.477N/mm2<fg=84N/mm2,满足规范要求。

第二节中空夹胶玻璃的计算（内层中空）

幕墙采用6mm的钢化玻璃+L52PVB+6mm的钢化玻+12A+

8mm的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=1.5m,玻璃分格宽度B=2mo局部风压体型系数―

取2.0（建筑结构荷载规范7.3.3）。

1.玻璃强度计算

风荷载标准值为

Wk=Bgz・4•Pz・W。（玻璃幕墙工程技术规范5.3.2）

=1.921X2X.836X.45（一定要注意查地区）（建筑结构荷载规

范GB50009）计算书-简洁版（按excel取注意地区地面粗糙度）

=1.445KN/m2（高度变化系数与阵风系数条文说明中有说如何取）

水平分布地震作用标准值为

3

qEk=B°・a.・Y®•t-10-（玻璃幕墙工程技术规范5.3.4）

=5X.16X25.6X20X10-3

=.41KN/m2（水平地震影响系数最大值）

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：

Wkl2=l.lXWkX（t「+t23）/（t『+t/+t33）=.727KN/m2（玻璃幕墙工程技

术规范6.1.5-1）（只有中空的外层玻璃才有1.1倍系数）

qKkl2=Be・a皿・丫玻・（t1+t2）•10”=.246KN/m?（玻璃幕墙工程技

术上规范6.1.5-2)

作用在单片玻璃上的荷载按下式计算：

3332

Wk3=Wkxt3/(t；+t2+t3)=.784KN/m

2

qEk3=Be•amax•丫坡，t3，10'=.164KN/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：

332

Wki=Wkl2Xt1/(t『+t2)=.364KN/m

3=

QEkl=QEkl2Xt//(t;+tz).123KN/m~

作用在第二片玻璃上的荷载按下式计算：

332

Wk2=Wkl2Xt2/(t「+t2)=.364KN/m

QEk2=QEkl2Xtz/(t/+tz')=.123KN/ID?

①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

。咏=6・n•垢•Wk•a2/t2(玻璃幕墙工程技术规范6.1.2-1)

式中：。砒一风荷载作用下的应力标准值，(N/mnO；

a——矩形玻璃板材短边边长，(mm)；

t——玻璃的厚度，(mm)；

中一一弯曲系数，按a/b的值查表(玻璃幕墙工程技术规范

P39表6.1.2-2)(按EXCEL)

n——折减系数，按。查表(玻璃幕墙工程技术规范P39表

6.1.2-2)(线性插值，自己算)

1

91=(Wki+O.5•qEki)•a/(E•t/)

=(.364+0.5X.123)X103X15007(0.72X105X64)

=23.08

查表取h=.9077

14

。2=(Wk2+0.5•qEk2),a/(E•t2)

=(.364+0.5X.123)X103X15007(0.72X105X64)

=23.08

查表取ri2=.9077

4

93=(Wk3+0.5•qEk3)•a7(E•t3)

=(.784+0.5X.164)X103X15007(0.72X105X84)

=14.87

查表取ru=.9405

则。咏i=6•ni•巾i•Wu,a7tr

=6X.9077X,0683X.364X10-3X15002/62

=8.46N/mm2

22

。”*2=6•n2•小i•Wk2•a/12

=6X.9077X.0683X.364X10-3X1500762

=8.46N/mm2

2

。“*3=6•n3•巾i•Wk3•a713

=6X.9405X.0683X.784X10-3X15002/82

=10.62N/mm2

②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

2

。Ek=6•n•1•qEk,a/V

2

式中：。Ek一地震作用下的应力标准值，(N/mm)；

n——取风荷载作用下应力计算时的值

2

则。Eki=6•H1•3I•qEki•a7ti

=6X.9077X,0683X.123X10-3X15002/62

=2.86N/mm2

22

。Ek2=6•H2•ei•qEk2,a/12

=6X.9077X,0683X.123X10-3X15002/62

=2.86N/mm2

22

。Ek3=6,H3•力I•qEk3•a/t3

=6X.9405X.0683X.164X10-3X1500782

=2.22N/mm2

③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

。=弧•Yw•。wk+巾e•ye♦。Ek（玻璃幕墙工程技术规范5.4.1）

则。1=中、，•Y..*。咏1+巾e•Ye,。Eki

=1.0X1.4X8.46+0.5X1.3X2.86

2

=13.7N/mm<fa=84N/mm'

。2=^w•Y»-*。wk2+2e•Ye*。Ek2

=1.0X1.4X8.46+0.5X1.3X2.86

22

=13.7N/mm<fa=84N/mm

。3=中w•Yw•。Wk3+"e•Ye*。Ek3

=1.0X1.4X10.62+0.5X1.3X2.22

=16.31N/mmMfa=84N/mm2（玻璃幕墙工程技术规范5.2.1）

所以玻璃强度满足要求。

2.玻璃挠度计算

风荷载标准值为

2

Wk=1.445KN/m(玻璃幕墙工程技术规范5.4.4)分项系数取1.0,

不考虑作用效应组合。

玻璃跨中最大挠度为

u=n•ip2•Wk,a'/D

式中：u一玻璃跨中最大挠度mm

则一跨中最大挠度系数，由a/b查表(玻璃幕墙工程技术

规范6.1.3)

a一玻璃短边长(mm)

b一玻璃长边长(mm)

玻璃板的弯曲刚度

D=Et3/(12(1-v2))(玻璃幕墙工程技术规范6.1.3-1)

=0.72X10sX9.33/(12X(1-0.22))

=5027231.3N•mm

式中：v一泊松比，取v=0.2

E一玻璃弹性模量，取0.72X10,N/mm2

t—玻璃等效厚度(mm)(注意是等效厚度)

t=0.95X(tRtj+t；)(玻璃幕墙工程技术规范

6.1.5-4)

9=Wk・a”/Et4

=1.445X10-3X1500'/(0.72X105X9.31)

=13.6

查表取n=.9456

则玻璃的挠度

U=n-ih・Wk・a4/D（玻璃幕墙工程技术规范6.1.3-2）

=.9456X.0066X1.445X103X15001/5027231.3

=9.1mm

u/a=l/165<l/60（玻璃幕墙工程技术规范6.1.3-3）

所以玻璃挠度满足要求。

第三节中空夹胶玻璃的计算(外层中空)

幕墙采用8mm的钢化玻璃+12A+6mm的钢化玻璃1.52PVB+

6mm的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=1.5m,玻璃分格宽度B=2m。局部风压体型系数―

取2.0。

1.玻璃强度计算

风荷载标准值为

Wk=PgZ,Usi•Pz•W。

=1.921X2X.836X.45

=1.445KN/m2

水平分布地震作用标准值为

qEk=Be-Cl皿•丫玻•t•10

=5X.16X25.6X20X10-3

=.41KN/m2

先按中空玻璃计算，荷载按下式分配

作用在单片玻璃上的荷载按下式计算：

3332

Wkl=l.ixwkxt17(t1+t2+t3)=.862KN/m

2

qEki=Be•amax•Y玻•11•1O3=.164KN/m

作用在夹层玻璃上的荷载按下式计算：

333332

Wk23=WkX(t2+t3)/(t.+t2+t3)=.661KN/m

2

qEk23=Be•a皿•Y玻•(tz+t3)•103=.246KN/m

按夹层玻璃计算，荷载按下式分配

作用在第二片玻璃上的荷载按下式计算：

3332

Wk2=Wk23Xt2/(t2+t3)=.331KN/m

2

QER2=qEk23义tz，/=.123KN/m

作用在第三片玻璃上的荷载按下式计算：

3332

Wk3=Wk23xt3/(t2+t3)=.331KN/m

3=

qEk3=qEk23义ts，/(t?'+ta).123KN/m~

①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

2

。»k=6•n•1•Wk•a7t

式中：。咏一风荷载作用下的应力标准值，(N/mm2)；

a——矩形玻璃板材短边边长，(mm)；

t——玻璃的厚度，(mm)；

中——弯曲系数，按a/b的值查表

n——折减系数，按。查表

1

91=(Wki+0.5•qEki),a/(E•tj)

=(.862+0.5X.164)X103X15007(0.72X105X84)

=16.2

查表取L=.9352

14

92=(Wk2+0.5•qEk2)•a/(E・t2)

=(.331+0.5X.123)X103X15007(0.72X105X61)

=21.29

查表取。2=.9148

4

93=(Wk3+0.5•qEk3),a7(E•t3)

=(.331+0.5X.123)X103X15007(0.72X105X6,)

=21.29

查表取＞13=.9148

贝。咏i=6•Hi•山i•Wki•a2/ti2

=6X.9352X,0683X.862X10-3X1500782

=11.61N/mm2

2

。“*2=6•n2•巾i•Wk2•a712

=6X.9148X.0683X.331XW3X15002/62

=7.76N/mm2

。“*3=6•H3•垢•Wk3•a7t3?

=6X.9148X.0683X.331X10-3X15002/62

=7.76N/mm2

②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

22

。Ek=6•n•i|5i•qEk•a/1

式中：。Ek一地震作用下的应力标准值，(N/mm2)；

n——取风荷载作用下应力计算时的值

22

则。Eki=6•n1•小i•qEki•a/ti

=6X.9352X,0683X.164X10-3X15002/82

=2.21N/mm2

2

。Ek2=6•n2•巾i•qEk2,a712

=6X.9148X.0683X.123X10-3X15002/62

=2.88N/mm2

。Ek3=6•H3•中］•qEk3•a7t3?

=6X.9148X.0683X.123X10-3X15002/62

=2.88N/mm2

③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

。=巾"•Yw♦。wk+巾e•Ye,。Ek

则。1=中、『•丫w•。wkl+2e•Ye,OEki

=1.0X1,4X11.61+0.5X1.3X2.21

22

=17.69N/mm<fa=84N/mm

。2=ww•Yw•。Wk2+"e•Ye*。Ek2

=1.0X1.4X7.76+0.5X1,3X2.88

22

=12.74N/mm<fa=84N/mm

。3=中w•Yw•Owk3+中e•Ye,。Ek3

=1.0X1.4X7.76+0.5X1.3X2.88

22

=12.74N/mm<fa=84N/mm

所以玻璃强度满足要求。

2.玻璃挠度计算

风荷载标准值为

Wk=1.445KN/m2

玻璃跨中最大挠度为

u=n•22•Wk•a"/D

式中：u一玻璃跨中最大挠度mm

则一跨中最大挠度系数，由a/b查表

a一玻璃短边长(mm)

b一玻璃长边长(mm)

玻璃板的弯曲刚度

D=Et3/(12(1-v2))

=0.7271()5x9.33/(12X(1-0.22))

=5027231.3N•mm

式中：V一泊松比，取v=0.2

E—玻璃弹性模量，取0.72义IO,N/mm2

t一玻璃等效厚度(mm)

3331/3

t=0.95X(t,+t2+t3)

e=Wk•a"/Et4

=1.445X10-3X1500'/(0.72X105X9.31)

=13.6

查表取n=.9456

则玻璃的挠度

u=n•42•Wk•a'/D

=.9456X.0066X1.445X103X15001/5027231.3

=9.1mm

u/a=l/165<l/60

所以玻璃挠度满足要求。

第二章玻璃幕墙横框计算

第一节玻璃幕墙横框设计计算（1.5+1.5+1.6集中力）

危险标高20米，幕墙采用6mm+1.52PVB+6mm+12A+8mm的钢

化玻璃的中空夹胶玻璃，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=l.61米，

承担重力方向分格高乩=1.5米，上下分格平均高乩=1.5米。局部

风压体型系数豆取1.2。

所选用横框型材的截面特性如下：

L——对z轴方向的惯性矩=92.06cm'

I,——对y轴方向的惯性矩=53.33cm'

Wx——对z轴方向的抵抗矩=16.89cm3

Wy——对y轴方向的抵抗矩=14.79cn?

1.荷载计算

a,横框受重力作用时

横框所承受的点荷载标准值为：

Gk=YaXtX^XBXl.1/1000/2（应该是1.2）

=25.6X20X1.5X1.61X1.1/1000/2

=.68KN

横框所承受的重力点荷载设计值

G=l.2XGk

=.89KN

b,横框受风荷载和地震作用时：

Wk=Bgz•usi,uz•W。

=1.572X1.2X1.838X.45

=1.56KN/m2

qEy=Be，。侬・土义丫玻*1.2

=5X.16X20X25.6X1,2

=.492KN/m2

式中：qEy——作用于幕墙平面外水平分布地震作用(KN/m2)；

G——幕墙分格构件的重量(KN)；

A——幕墙分格面积(m-

a喇——水平地震影响系数最大值，取.16；

3---动力放大系数，取5。

荷载组合值为

qyk=WkX乩(按三角行活体型分配)

=1.56X1.5

=2.34KN/m

qy=(1.0X1.4XWk+0.5X1.3XqEy)义H(玻璃幕墙工程技术规范

5.4.3)

=(1X1.4X1.56+0.5X1.3X.492)XI.5

=3.756KN/m

2.刚度计算

横框的许用挠度为[fx]=B/180=1610/180=8.9mm(玻璃幕墙工

程技术规范6.2.7)

横框的许用挠度为[fy]=B/500=1610/500=3.22mm且小于3mm

(建筑幕墙5.1.9)

则按简支梁计算，横框所需的最大挠度为

222

fvmax=FxkXaXBX(3-4X(a/B))/24XEXIx(静力学手册90页起)

=.742X0.2X1.612X(3-4X(0.271.612))X107(24X70000X

53.33)

=1.262mmWFy=3mm

244

Fxmax=(25-10XH7B+H7B)XqykXB/1920E•Ix

=(25-10X1.571.612+1.571.614)X2.34X1,6rlX108/

(1920X70000X92.06)

=2.17mmWfx=8.9mm

式中：B——玻璃分格宽度m；

E——弹性模量N/mm2

口一一重力作用下的集中力标准值KN

a——受力点到横框端距离m

3.强度计算

横框最大弯矩按下式计算

=

MyGXa

=.89X0.2

=.178KN・m

22

Mx=qyX(3XB-H)/24(静力学手册)

=3.756X(3X1.61-1.52)/24

=.865KN・m

横框的抗弯承载力应满足下式要求

Mx/yWx+My/YW0a(玻璃幕墙工程技术规范6.2.4)

则MJyWs+My/yW,.(适用于矩形截面，对于非对称矩形或开口式型

材可按斜弯曲或弯曲原理计算)

=10X865/(1.05X16.89)+103X.178/(1.05X14.79)

2

=60.237N/mm^fa=150N/mm?(玻璃====-幕墙工程技术规范

5.2.2)

所以横框刚度和强度满足要求。

第一节玻璃幕墙横框设计计算（2+1.5+1.6非集中力）

危险标高20米，幕墙采用6mm的钢化玻璃+1.52PVB+6mm的钢

化玻+12A+8nlm的钢化玻璃的中空夹胶玻璃，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=l.61米，承担重力方向分格高乩=2米，上下分格平

均高昂=1.75米。局部风压体型系数4取L2。

所选用横框型材的截面特性如下：

L——对x轴方向的惯性矩=92.06cm1

Iy——对y轴方向的惯性矩=53.33cm'

Wx——对x轴方向的抵抗矩=16.89cm3

Wy——对y轴方向的抵抗矩=14.79cm3

1.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•t•HiX1.2

=25.6X20X2X1.2/1000

=1.229KN/m

式中：Y®——玻璃的密度，取25.6KN/m3

t——玻璃的总厚度m；

H,——自重方向分格高度m；

横框所承受的重力线荷载设计值为:

qx=l.2Xqxk=l.475KN/m

b,横框受风荷载和地震作用时•：

Wk=Bgz•usi,uz•W。

=1.572X1.2X1.838X.45

=1.56KN/m2

qEy=Be，。侬・土义丫玻X1.2

=5X.16X20X25.6X1,2

=.491KN/m2

式中：qEy——作用于幕墙平面外水平分布地震作用(KN/m2)；

A——幕墙分格面积(m%

a则——水平地震影响系数最大值，取.16；

Be---动力放大系数，取5O

荷载组合值为

上、下分格Y方向荷载标准值：

qyki=WkX(H/2)

=1.56X.491X(1.5/2)

=1.17KN/m

Qyk2-WkX(B/2)

=1.56X.491X(1.61/2)

=1.256KN/m

上、下分格Y方向荷载设计值：

qy,=(1.OX1.4XWk+0.5X1.3XqEy)X(H/2)

=(1X1.4X1.56+0.5X1.3X.491)X(1.5/2)

=1.877KN/m

qy2=(1.0X1.4XWk+0.5X1.3XqEy)X(B/2)

=(1X1.4X1.56+0.5X1.3X.491)X(1.61/2)

=2.015KN/m

2.刚度计算

横框的许用挠度为[fx]=B/180=1610/180=8.9mm

横框的许用挠度为[fy]=B/500=1610/500=3.2mm且小于3mm

则按简支梁计算，横框所需的最大挠度为

1

fymax=5XqxkXB/384E,ly

=5X1,229X1.614X108/(384X70000X53.33)

=2.88mmWFy=3mm

224411

Fxmax=[(25-10XH/B+H/B)XqyklXB/1920E・lx]+[qyk2XB/

120E•lx]

=[(25-10X1.571.612+1.571.61,1)X1.17X1.614X108/

(1920X70000X92.06)]+[1.256X1.61,X108/(120X70000X

92,06)]

=2.176mmWfx=8.9mm

式中：B——玻璃分格宽度m；

E——弹性模量N/mm2

3.强度计算

横框最大弯矩按下式计算

2

My=qxXB/8

=1.475X1.612/8

=.478KN♦m

22

Mx=[qylX(3XB-H)/24]+[qy2XB/12]

=[1.877X(3XI.61-1.52)/24][+2.015X1.612/12]

=.867KN♦m

横框的抗弯承载力应满足下式要求

Mx/yWx+My/yWf

则Mx/yWx+M,./yWy

=103X.867/(1.05X16.89)+103X.478/(1.05X14.79)

22

=79.668N/mm^fa=140N/mm

所以横框刚度和强度满足要求。

第二节玻璃幕墙横框设计计算（3+3+1.6非集中力）

危险标高20米，幕墙采用6mm的钢化玻璃+1.52PVB+6mm的钢

化玻+12A+8nlm的钢化玻璃的中空夹胶玻璃，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=L6米，承担重力方向分格高乩=3米，上下分格平

均高昂=3米。局部风压体型系数4取1.2。

所选用横框型材的截面特性如下：

L——对x轴方向的惯性矩=92.06cm1

Iy——对y轴方向的惯性矩=53.33cm'

Wx——对x轴方向的抵抗矩=16.89cm3

Wy——对y轴方向的抵抗矩=14.79cm3

1.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•t•H|X1.1

=25.6X20X3X1.1/1000

=1.69KN/m

式中：一玻璃的密度，取25.6KN/m3

t一玻璃的总厚度m；

H.—一自重方向分格局度m；

横框所承受的重力线荷载设计值为:

=

qx1.2XqXk=2.028KN/m

b,横框受风荷载和地震作用时•：

Wk=Bgz•usi,uz•W。

=1.921X1.2X.836X.45

=.867KN/m2

计算中取Wk=lKN/m2

qEy=3e,amax,tXYMX1.1(应该是1.2)

=5X.16X20X25.6X1,1

=.45KN/m2

式中：q%——作用于幕墙平面外水平分布地震作用(KN/m2)；

G——幕墙分格构件的重量(KN)；

A——幕墙分格面积(m2)；

a皿——水平地震影响系数最大值，取.16；

3---动力放大系数，取5。

荷载组合值为

qyk=WkXB

=1X1.6

=L6KN/m

qy=(1.0X1.4XWk+0.5X1.3XqEy)XB

=(1X1.4X1+0.5X1.3X.45)XI.6

=2.708KN/m

2.刚度计算

横框的许用挠度为[fx]=B/180=1600/180=8.9mm

横框的许用挠度为[fy]=B/500=1600/500=3.2mm且不应大于

3mm

则按简支梁计算，横框所需的最大挠度为

1

fymax=5XqxkXB/384E,Iy

=5X1.69X1.64X108/(384X70000X53.33)

=3.863mm>Fy=3mm

Fxmax=qykXB'/120E,lx

=1.6X1.6'X108/(120X70000X92.06)

=1.356mmWfx=8.9mm

式中：B——玻璃分格宽度m；

E——弹性模量N/mm2

3.强度计算

横框最大弯矩按下式计算

2

My=qxXB/8

=2.028X1.62/8

=.649KN♦m

2

Mx=qyXB/12

=2.708X1.62/12

=.578KN・m

横框的抗弯承载力应满足下式要求

Mx/YWx+My/yW0a

则Mx/yWx+My/yWy

=103X.578/(1.05X16.89)+103X.649/(1.05X14.79)

22

=74.383N/mm^fa=140N/mm

所以横框刚度和强度不满足要求。

第三节钢铝结合横框设计计算

玻璃幕墙采用6mm+12A+6mm钢化中空玻璃，危险标高为80米横

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=2.05米，承担重力方向分格高H,

=1.57米，上下分格平均高乩=1.315米。局部风压体型系数4取

2.0o

所选用横框型材的截面特性如下：

.60一

截面面税A=6b3,6964(曾^)人2)

惯性矩；Ix=43,8252Ccm^4)

mIy=48.44Kcm/x4)

t®OWx=9.541(cm^3)

截面膜量Wy=13,7845(um人3)

OftA=534,7964474(mm^2)

眦lx=11.0746617(cmA4)

峨ly=11.0746617(cmA4)

mtWx=5.5373309(cmA3)

«i:Wy=5.5373309(cmA3)

钢框特性：

L（钢）——对x轴方向的惯性矩=11.07cm4

1

Iy（钢）——对y轴方向的惯性矩=11.07cm,

Wx（钢）——对X轴方向的抵抗矩=5.537cm3

W,（钢）——对y轴方向的抵抗矩=5.537cm3

Ao（钢）---截面面积=534.796mm2

铝框特性：

L（铝）——对x轴方向的惯性矩=43.82cm"

「（铝）——对y轴方向的惯性矩=48.44cm4

W、（铝）——对x轴方向的抵抗矩=9.54cm'

W,（铝）——对y轴方向的抵抗矩=13.78cm3

A。（铝）截面面积=655.7mm2

1.荷载计算

a,横框受重力作用时

横框所承受的点荷载标准值为：

Gk=YffiXtXHjXBXl.1/1000/2

=25.6X12X1.57X2.05X1.1/1000/2

=.544KN

横框所承受的重力点荷载设计值

G=l.2XGk

=.712

b,横框受风荷载和地震作用时一：

Wk=B屋•u31•uz-W。

=1.64X2X1.538X.45

=2.27KN/m2

qEy=3e,amax•G/A

=5X.16X.994/2.696

=.295KN/m2

式中：q%——作用于幕墙平面外水平分布地震作用(KN/m2)；

G——幕墙分格构件的重量(KN)；

A——幕墙分格面积面)；

amax——水平地震影响系数最大值，取.16；

Be---动力放大系数，取5O

具中G-HXBXtXy®X1.2

=1.315X2.05X12X25.6X1.2/1000

=.994KN

A=HXB=1.315X2.05

=2.696m2

荷载组合值为

qyk=WkXH2

=2.27X1.315

=2.985KN/m

qy=(l.0X1.4XWk+0.5X1.3XqEy)XH

=(1X1.4X2.27+0.5X1.3X.295)XI.315

=4.431KN/m

2.刚度计算

铝横框的许用挠度为[fx]=B/180=2050/180=11.4mm

钢横框的许用挠度为[fx]=B/250=2050/250=8.2mm

横框的许用挠度为[fy]=B/500=2050/500=4.1mm且小于3nlm

将荷载分别分配到钢框和铝框上：

FyK(钢)=FxkXEgX%/㈤XL+EgX%)

=593X206000X110700/(70000X484410+206000X110700)

=238.44N

FyK(铝)=FxkXEgXIgx/(EiXI*XIgx)

=593X70000X484410/(70000X484410+206000X110700)

=354.56N

Fxk(钢)=Q\kXEgXIgy/(ElXIly+EgXIgy)

=2.985X206000X110700/(70000X438200+206000X110700)

=1.273KN/m

Fxk(铝)=Q\kXEgXIgy/(ElXIly+EgXIgy)

=2.985X70000X438200/(70000X438200+206000X110700)

=1.712KN/m

则按简支梁计算，横框所需的最大挠度为

222

fy(钢)max=Fyk(^|)XaXBX(3-4X(a/B))/24XEgXIgy

=0.238X0.2X2.052X(3-4X(0.272.052))X107(24X206000X

11.07)

=1.082mmW[fy]=3mm

222

fy(铝)max=Fyk(^)XaXBX(3-4X(a/B))/24XE1XIly

=0.354X0.2X2.052X(3-4X(0.22/2.052))X107(24X70000X

48.4410)

=1.083mmW[fy]=3mm

2244

Fxk(^)max=(25-10XH/B+H7B)XFxk(钢)XB/1920EgXIgx

=(25-10X1.31572.052+l.31572.051)X1.273X2.05!X108

/(1920X206000X11.07)

=10.81mm大于fx=8.2mm

F(^)max=(25-10224XFXB1/1920

xkXH/B+H7B)xk(铝)EIXIIX

=(25-10X1.31572.052+l.31572.054)X1.712X2.05'X108

/(1920X70000X43.82)

=10.809mm小于fx=ll.4mm

式中：B——玻璃分格宽度m；

E——弹性模量N/mm2

限一一重力作用下的集中力标准值KN

a——受力点到横框端距离m

3.强度计算

横框最大弯矩按下式计算

My=GXa

=.712X0.2

=.142KN•m

2

Mx=qyX(3XB-H)/24

=4.431X(3X2.05-1.3152)/24

=2.008KN・m

将弯矩分配到钢框和铝框上：

My(钢)=MXEgXIgx/(EiXIlx+EgXIgx)

=0.142义206000X110700/(70000X484400+206000X110700)

=0.057KN・m

My(铝)=MXElXIlx/(E1XLx+EgX%)

=0.142X70000X484400/(70000X484400+206000X110700)

=0.085KN・m

Mx(钢)=MXEgXIgx/(EiXIlx+EgXIgx)

=2.008X206000X110700/(70000X438200+206000X110700)

=0.856KN・m

Mx(铝)=MXEiX■/(EiXLx+EgXIgx)

=2.008X70000X438200/(70000X438200+206000X110700)

=1.152KN•m

钢横框的抗弯承载力应满足下式要求

乩(钢)/yWx(钢)+My(钢)/yWy(钢)WK

则Mx/yWx+My/yWy

=103X0.856/(1.05X5.537)+103X0.057/(1.05X5.537)

2

=157N/mm?小于fa=215N/mm

铝横框的抗弯承载力应满足下式要求

乩（铝）/yWx（铝）+My（铝）/yWy（铝）WK

则Mx/yWx+My/yWy

=103X0.856/（1.05X9.541）+103X0.085/（1.05X13.78）

=91.32N/mm?小于fa=150N/mm'

所以横框刚度和强度满足要求。

第四节玻璃幕墙横框设计计算（带抗剪）

所选用横框型材的截面特性如下：

L——对x轴方向的惯性矩=610cn?

4

Iy——对y轴方向的惯性矩=96.4cm

3

Wx——对x轴方向的抵抗矩=62.8cm

Wy——对y轴方向的抵抗矩=32.Icn?

Sx——对x轴方向的面积距=42.83cm3

3

Sy——对y轴方向的面积距=17.81cm

1.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1

=25.6X12X1.5X1.1/1000

=.507KN/m

式中：丫坡——玻璃的密度，取25.6KN/m3

t——玻璃的总厚度m；

H.自重方向分格高度m；

横框所承受的重力线荷载设计值为：

qx=l.2Xqxk=.608KN/m

b,横框受风荷载和地震作用时一：

Wk=B龈•usi•uz-W。

=1.64X1.2X1.538X.45

=1.362KN/m2

QEyBe*。max*G/A

=5X.16X.71/2.1

=.27KN/m2

式中：qEy——作用于幕墙平面外水平分布地震作用(KN/m2)；

G——幕墙分格构件的重量(KN)；

A——幕墙分格面积面)；

amax——水平地震影响系数最大值，取.16；

Be---动力放大系数，取5。

其中G=HXBXtXY®X1.1

=1.4X1.5X12X25.6X1.1/1000

=.71KN

A=HXB=1.4X1,5

=2.Im2

荷载组合值为

上、下分格Y方向荷载标准值：

qyki=WkX(H/2)

=1.362X.27X(1.3/2)

=.885KN/m

Qyk2=WkX(B/2)

=1.362X.27X(1.5/2)

=1.022KN/m

上、下分格Y方向荷载设计值：

qyl=(l.0X1.4XWk+0.5X1.3XqEy)X(H/2)

=(1X1.4X1.362+0.5X1.3X.27)X(1.3/2)

=1.353KN/m

qy2=(1.0X1.4XWk+0.5X1.3XqEy)X(B/2)

=(1X1.4X1.362+0.5X1.3X.27)X(1.5/2)

=1.562KN/m

2.刚度计算

横框的许用挠度为[fx]=B/180=1500/180=8.3mm

横框的许用挠度为[fy]=B/500=1500/500=3mm

则按简支梁计算，横框所需的最大挠度为

1

fymax=5XqxkXB/384E,ly

=5X.507X1.55X108/(384X70000X96.4)

=.495mmWFy=3mm

224411

Fxmax=[(25-10XH/B+H/B)XqyklXB/1920E・lx]+[qyk2XB

120E•lx]

=[(25-10X1.371.52+l.371.51)X