铝单板幕墙设计计算书

铝单板幕墙设计计算书Ⅰ.设计根据:《建筑幕墙》GB/T21086-《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-《玻璃幕墙工程质量检查原则》JGJ/T139-《建筑构造可靠度设计统一原则》GB50068-《民用建筑设计通则》GB50352-《建筑设计防火规范》GB50016-《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（）《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（）《建筑构造可靠度设计统一原则》GB50068-《中国地震动参数区划图》GB18306-《建筑制图原则》GB/T50104-《建筑构造荷载规范》GB50009-()《建筑抗震设计规范》GB50011-《混凝土构造设计规范》GB50010-《钢构造设计规范》GB50017-《冷弯薄壁型钢构造技术规范》GB50018-《建筑幕墙平面内变形性能检测办法》GB/T18250-《建筑幕墙抗震性能振动台实验办法》GB/T18575-《高耐候构造钢》GB/T4171-《焊接构造用耐候钢》GB/T4172-《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》GB/T20878-《铝合金建筑型材第1部分：基材》GB/T《铝合金建筑型材第2部分：阳极氧化、着色型材》GB/T《普通工业用铝及铝合金板、带材第1部分普通规定》GB/T《普通工业用铝及铝合金板、带材第2部分力学性能》GB/T《普通工业用铝及铝合金板、带材第1部分尺寸偏差》GB/T《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》GB《紧固件机械性能螺母细牙螺纹》GB《紧固件机械性能自攻螺钉》GB《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》GB《紧固件机械性能不锈钢螺母》GB《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》GB/T《铝板幕墙板基》YS/《铝板幕墙氟碳喷漆铝单板》YS/《铝塑复合板》GB/T17748-1999《铝塑复合板用铝带》YS/T432-《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》JG133-《混凝土构造后锚固技术规程》JGJ145-《混凝土用膨胀型、扩孔型锚栓》JG160-《混凝土接缝用密封胶》JC/T881-《建筑构造静力计算手册(第二版)》《BKCADPM集成系统(BKCADPM)》Ⅱ.基本计算公式:(1).场地类别划分:地面粗糙度可分为A、B、C、D四类：--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都市郊区；--C类指有密集建筑群的都市市区；--D类指有密集建筑群且房屋较高的都市市区。本工程为：山东，按C类地区计算风荷载。(2).风荷载计算:幕墙属于薄壁外围护构件，根据《建筑构造荷载规范》GB50009-()规定采用，垂直于建筑物表面上的风荷载原则值，应按下述公式计算：当计算重要承重构造时Wk=βzμsμzW0（GB50009）当计算围护构造时Wk=βgzμs1μzW0（GB50009）式中：其中:Wk---垂直作用在幕墙表面上的风荷载原则值(kN/m2)；βgz---高度Z处的阵风系数,按《建筑构造荷载规范》GB50009-第条取定。根据不同场地类型,按下列公式计算:βgz=K(1+2μf)其中K为地区粗糙度调节系数，μf为脉动系数。经化简，得：A类场地:βgz=×[1+×(Z/10)]B类场地:βgz=×[1+(Z/10)]C类场地:βgz=×[1+×(Z/10)]D类场地:βgz=×[1+×(Z/10)]μz---风压高度变化系数,按《建筑构造荷载规范》GB50009-第条取定。根据不同场地类型,按下列公式计算:A类场地:μz=×(Z/10)B类场地:μz=×(Z/10)C类场地:μz=×(Z/10)D类场地:μz=×(Z/10)按《建筑构造荷载规范》GB50009-()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μs1：外表面1.正压区按表采用；2.负压区—对墙面，取—对墙角边，取内表面对封闭式建筑物，按表面风压的正负状况取或。注：上述的局部体型系数μs1（1）是合用于围护构件的附属面积A不大于或等于1m2的状况，当围护构件的附属面积A不不大于或等于10m2时，局部风压体型系数μs1（10）可乘以折减系数，当构件的附属面积不大于10m2而不不大于1m2时，局部风压体型系数μs1（A）可按面积的对数线性插值，即μs1（A）=μs1（1）+[μs1（10）-μs1（1）]logA本工程属于B类地区,故μz=(Z/10)W0---基本风压,按《建筑构造荷载规范》GB50009-附表给出的50年一遇的风压采用，但不得不大于m2，山东地区取为m2(3).地震作用计算:qEAk=βE×αmax×GAK其中:qEAk---水平地震作用原则值βE---动力放大系数,按取定αmax---水平地震影响系数最大值，按对应抗震设防烈度和设计基本地震加速度取定:αmax选择可按JGJ102-中的表进行。表水平地震影响系数最大值αmax抗震设防烈度6度7度8度αmax注:7、8度时括号内数值分别用于设计基本地震速度为和的地区。设计基本地震加速度为，抗震设防烈度6度：αmax=设计基本地震加速度为，抗震设防烈度7度：αmax=设计基本地震加速度为，抗震设防烈度7度：αmax=设计基本地震加速度为，抗震设防烈度8度：αmax=设计基本地震加速度为，抗震设防烈度8度：αmax=设计基本地震加速度为，抗震设防烈度9度：αmax=山东设计基本地震加速度为，抗震设防烈度为8度，故取αmax=GAK---幕墙构件的自重(N/m2)(4).作用效应组合:普通规定，幕墙构造构件应按下列规定验算承载力和挠度：a.无地震作用效应组合时，承载力应符合下式规定：γ0S≤Rb.有地震作用效应组合时，承载力应符合下式规定：SE≤R/γRE式中S---荷载效应按基本组合的设计值；SE---地震作用效应和其它荷载效应按基本组合的设计值；R---构件抗力设计值；γ0----构造构件重要性系数，应取不不大于；γRE----构造构件承载力抗震调节系数，应取；c.挠度应符合下式规定：df≤df,limdf---构件在风荷载原则值或永久荷载原则值作用下产生的挠度值；df,lim---构件挠度限值；d.双向受弯的杆件，两个方向的挠度应分别符合df≤df,lim的规定。幕墙构件承载力极限状态设计时，其作用效应的组合应符合下列规定：1有地震作用效应组合时，应按下式进行：S=γGSGK+γwψwSWK+γEψESEK2无地震作用效应组合时，应按下式进行：S=γGSGK+ψwγwSWKS---作用效应组合的设计值；SGk---永久荷载效应原则值；SWk---风荷载效应原则值；SEk---地震作用效应原则值；γG---永久荷载分项系数；γW---风荷载分项系数；γE---地震作用分项系数；ψW---风荷载的组合值系数；ψE---地震作用的组合值系数；进行幕墙构件的承载力设计时，作用分项系数，按下列规定取值：①普通状况下，永久荷载、风荷载和地震作用的分项系数γG、γW、γE应分别取、和；②当永久荷载的效应起控制作用时，其分项系数γG应取；此时，参加组合的可变荷载效应仅限于竖向荷载效应；③当永久荷载的效应对构件利时，其分项系数γG的取值不应不不大于。可变作用的组合系数应按下列规定采用：①普通状况下，风荷载的组合系数ψW应取，地震作用于的组合系数ψE应取。②对水平倒挂玻璃及框架，可不考虑地震作用效应的组合，风荷载的组合系数ψW应取（永久荷载的效应不起控制作用时）或(永久荷载的效应起控制作用时)。幕墙构件的挠度验算时，风荷载分项系数γW和永久荷载分项系数均应取，且可不考虑作用效应的组合。Ⅲ.材料力学性能:材料力学性能，重要参考JGJ102-《玻璃幕墙工程技术规范》。(1).铝合金型材的强度设计值应按表的规定采用。表铝合金型材的强度设计值fa（N/mm2）铝合金牌号状态壁厚（mm）强度设计值fa抗拉、抗压抗剪局部承压6061T4不分辨T6不分辨6063T5不分辨T6不分辨6063AT5≦10〉10T6≦10〉10(2).单层铝板的强度设计值应按表的规定采用。表单层铝板强度设计值(N/mm2)牌号合金状态σ抗拉强度ftαl抗剪强度fναl1060H14、H24、H446551291050H14、H24、H44755834H4812093541100H14、H24、H449574433003H16、H2614511365H14、H24、H44115895230040604727H4214010963H14、H24170132763005H42957443H14、H24、H4413510561H46160124723105H25130101585005H14、H24、H441158952H4290704050520655129H4213010158H441751367957540806236H4214010963H14、H24、H4416012472H16、H26、H4619014885(3).热轧钢材的强度设计值应按现行国标《钢构造设计规范》GB50017-的规定采用，也可按表采用。表热轧钢材的强度设计值fs（N/mm2）钢材牌号厚度或直径d（mm）抗拉、抗压、抗弯抗剪端面承压Q235d≤1621512532516＜d≤4020512040＜d≤60200115Q345d≤1631018040016＜d≤3529517035＜d≤50265155注：表中厚度是指计算点的钢材厚度；对轴心受力杆件是指截面中较厚钢板的厚度.(4).冷成型薄壁型钢的钢材的强度设计值应按现行国标《钢构造设计规范》GB50018-的规定，可按表采用。表b冷成型薄壁型钢的强度设计值钢材牌号抗拉、抗压、抗弯fts抗剪fvs端面承压（磨平顶紧）fcsQ235205120310Q345300175400(5).不锈钢型材和棒材的强度设计值可按表采用。表不锈钢型材和棒材的强度设计值牌号σ抗拉强度fts1抗剪强度fvs1端面承压强度fcs106Cr19Ni10S3040820517810424606Cr19Ni10NS30458275239139330022Cr19Ni10S3040317515288210022Cr19Ni10NS3045324521312429406Cr17Ni12Mo2S3160820517810424606Cr17Ni12Mo2NS31658275239139330022Cr17Ni12Mo2S3160317515288210022Cr17Ni12Mo2NS31653245213124294(6).玻璃幕墙材料的弹性模量可按表的规定采用。表材料的弹性模量E（N/mm2）材料E玻璃ｘ105铝合金ｘ105钢、不锈钢ｘ105消除应力的高强钢丝ｘ105不锈钢绞线ｘ105～ｘ105高强钢绞线ｘ105钢丝绳ｘ105～ｘ105注：钢绞线弹性模量可按实测值采用。(7).玻璃幕墙材料的泊松比可按表的规定采用。表材料的泊松比υ材料υ材料υ玻璃钢、不锈钢铝合金高强钢丝、钢绞线(8).玻璃幕墙材料的线膨胀系数可按表的规定采用。表材料的线膨胀系数α(1/℃)材料α材料α玻璃×10-5～×10-5不锈钢板×10-5钢材×10-5混凝土×10-5铝材×10-5砌砖体×10-5(9).玻璃幕墙材料的重力密度原则值可按表的规定采用。表材料的重力密度γg（kN/m3)材料γg材料γg普通玻璃、夹层玻璃、钢化玻璃、半钢化玻璃矿棉~玻璃棉~钢材岩棉~铝合金一、风荷载计算标高为处风荷载计算W0:基本风压W0=kN/m2βgz:高处阵风系数(按B类区计算)βgz=×[1+(Z/10)]=μz:高处风压高度变化系数(按B类区计算):(GB50009-)()μz=(Z/10)=10)=μsl:局部风压体型系数(墙面区)板块（第1处）×=该处附属面积为：μsl(A)=μsl(1)+[μsl(10)-μsl(1)]×log(A)=-{+[×=μsl=+=该处局部风压体型系数μsl=风荷载原则值:Wk=βgz×μz×μsl×W0(GB50009-)（）=×××=kN/m2风荷载设计值:W:风荷载设计值(kN/m2)γw:风荷载作用效应的分项系数：按《建筑构造荷载规范》GB50009-规定采用W=γw×Wk=×=m2二、D板强度校核:校核根据：σ=M/W=6×m×q×L2×η/t2≤fa=mm2Lx:宽度:Ly:高度:L:D板短边边长度:t:金属板厚度:m1:跨中弯矩系数,按短边与长边的边长比=查表得:mx:固端弯矩系数,按短边与长边的边长比=查表得:my:固端弯矩系数,按短边与长边的边长比=查表得:Wk:风荷载原则值:m2垂直于平面的分布水平地震作用:qEAk:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(kN/m2)qEAk=5×αmax×GAK=5××1000=m2荷载设计值为：q=×Wk+××qEAk=m2θ=(Wk+×qEAk)×L4×109/Et4=η:折减系数，按θ=查表得:板所受最大弯矩应力值为:σ=6×m1×q×L2×103×η/t2=mm2mm2≤mm2强度能够满足规定板挠度校核:校核根据:ｆ/L≤1/100f1:挠度系数,按短边与长边的边长比=查表得:L:短边边长:t:板厚度:E:弹性模量:mm2v:泊松比:D:板弯曲刚度:D=E×t3/12/(1-v2)/100000=板挠度:U=104×f1×Wk×L4×η/D=板挠度与边长比值:Du=U/L/1000=≤1/100板挠度能够满足规定三、E板强度校核:校核根据：σ=M/W=6×m×q×L2×η/t2≤fa=mm2Lx:E板宽度:Ly:E板高度:L:E板短边长:t:金属板厚度:Wk:风荷载原则值:m2垂直于平面的分布水平地震作用:qEAk:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(kN/m2)qEAk=5×αmax×GAK=5××1000=m2荷载设计值为：q=×Wk+××qEAk=m2m1:跨中弯矩系数,按短边与长边的边长比=查表得:mx:固端弯矩系数,按短边与长边的边长比=查表得:my:固端弯矩系数,按短边与长边的边长比=查表得:θ=(Wk+×qEAk)×L4×109/Et4=η:折减系数，按θ=查表得:E板所受的最大弯矩应力值为:σ=6×m1×q×L2×103×η/t2=mm2mm2≤mm2强度能够满足规定E板挠度校核:校核根据:ｆ/L≤1/100f1:挠度系数,按短边与长边的边长比=查表得:Lx:E板宽度:Ly:E板高度:L:E板短边长:t:板厚度:E:弹性模量:mm2v:泊松比:D:板弯曲刚度:D=E×t3/12/(1-v2)/100000=板挠度:U=104×f1×WK×L4×η/D=板挠度与边长比值:Du=U/L/1000=≤1/100E板挠度能够满足规定四、F板强度校核:校核根据：σ=M/W=6×m×q×L2×η/t2≤fa=mm2Lx:宽度:Ly:高度:L:短边长:t:金属板厚度:m1:跨中弯矩系数,按短边与长边的边长比=查表得:mx:固端弯矩系数,按短边与长边的边长比=查表得:my:固端弯矩系数,按短边与长边的边长比=查表得:Wk:风荷载原则值:m2垂直于平面的分布水平地震作用:qEAk:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(kN/m2)qEAk=5×αmax×GAK=5××1000=m2荷载设计值为：q=×Wk+××qEAk=m2θ=(Wk+×qEAk)×L4×109/Et4=η:折减系数，按θ=查表得:板所受的最大截面弯矩应力值为:σ=6×m1×q×L2×103×η/t2=mm2mm2≤mm2强度能够满足规定板挠度校核:校核根据:ｆ/L≤1/100f1:挠度系数,按短边与长边的边长比=查表得:Lx:短边边长:t:板厚度:E:弹性模量:mm2v:泊松比:D:板弯曲刚度:D=E×t3/12/(1-v2)/100000=板挠度:U=104×f1×Wk×L4×η/D=板挠度与边长比值:Du=U/L/1000=≤1/100板挠度能够满足规定五、支座处强度校核:1.支座处校核根据：根据一根肋两侧相邻两板格的支承状况，先求肋两侧的固端弯矩系数，平均后为此处弯矩系数：m支=(m支(i)+m支(j))/2校核根据：σ=M/W=6×m支×q×L2×η/t2≤fa=mm22.支座强度校核：D,E之间：肋侧D板格固端弯矩系数=肋侧E板格固端弯矩系数=支座弯矩系数:m=(mdx+mex)/2=·mσ=6×m支×q×L2×103×η/t2=mm2mm2≤mm2强度能够满足规定E,F之间：肋侧E板格固端弯矩系数=肋侧F板格固端弯矩系数=支座弯矩系数:m=(mfy+mey)/2=·mσ=6×m支×q×L2×103×η/t2=mm2mm2≤mm2强度能够满足规定六、固定片（压板）计算:Wfg_x:计算单元总宽为Hfg_y:计算单元总高为Hyb1:压板上部分高为Hyb2:压板下部分高为Wyb:压板长为Hyb:压板宽为Byb:压板厚为Dyb:压板孔直径为Wk:作用在幕墙上的风荷载原则值为(kN/m2)qEAk:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用为(kN/m2)(不涉及立柱与横梁传来的地震作用)A:每个压板承受作用面积(m2)A=(Wfg_x/1000/2)×(Hyb1+Hyb2)/1000/2=2)×+/2=(m2)Pwk:每个压板承受风荷载原则值(KN)Pwk=Wk×A=×=(KN)Pw:每个压板承受风荷载设计值(KN)Pw=×Pwk=×=(KN)Mw:每个压板承受风荷载产生的最大弯矩Mw=×Pw×(Wyb/2)=××2)=Pek:每个压板承受地震作用原则值(KN)Pek=qEAK×A=×=(KN)Pe:每个压板承受地震作用设计值(KN)Pe=×Pek=×=(KN)Me:每个压板承受地震作用产生的最大弯矩Me=×Pe×(Wyb/2)=××2)=采用Sw+组合M:每个压板承受的最大弯矩M=Mw+×Me=+×=W:压板截面抵抗矩(mm3)W=((Hyh-Dyb)×Byb2)/6=(=(mm3)I:压板截面惯性矩(mm4)I=((Hyh-Dyb)×Byb3)/12=(=(mm4)σ=106×M/W=106×=(N/mm2)σ=(N/mm2)≤(N/mm2)强度满足规定U:压板变形(mm)U=×1000×2×(Pwk+×Pek)×Wyb3/(48×E×I)=×1000×+××(24××105×=Du:压板相对变形(mm)Du=U/L=U/(Wyb/2)==Du=≤1/180符合规定Nvbh:压板螺栓(受拉)承载能力计算(N):D:压板螺栓有效直径为(mm)Nvbh=(π×D2×170)/4=××170)/4=(N)Nvbh=≥2×(Pw+×Pe)=(N)满足规定七、幕墙立柱计算:幕墙立柱按双跨梁力学模型进行设计计算：1.荷载计算:(1)风荷载均布线荷载设计值(矩形分布)计算qw:风荷载均布线荷载设计值(kN/m)W:风荷载设计值:m2B:幕墙分格宽:qw=W×B=×=kN/m(2)地震荷载计算qEA:地震作用设计值(KN/m2):GAk:幕墙构件(涉及面板和框)的平均自重:68N/m2垂直于幕墙平面的均布水平地震作用原则值:qEAk:垂直于幕墙平面的均布水平地震作用原则值(kN/m2)qEAk=5×αmax×GAk=5××1000=kN/m2γE:幕墙地震作用分项系数:qEA=×qEAk=×=kN/m2qE：水平地震作用均布线作用设计值(矩形分布)qE=qEA×B=×=kN/m(3)立柱弯矩:Mw:风荷载作用下立柱弯矩qw:风荷载均布线荷载设计值:(kN/m)Hsjcg:立柱计算跨度:Mw=qw×(L13+L23)/8/(L1+L2)=+/8/+×=kN·mME:地震作用下立柱弯矩(kN·m):ME=qE×(L13+L23)/8/(L1+L2)=+/8/+×=·mM:幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kN·m)采用SW+组合M=Mw+×ME=+×=·m2.选用立柱型材的截面特性:立柱型材号:热镀锌方钢管60X60X5选用的立柱材料牌号:Q235d<=16型材强度设计值:抗拉、抗压mm2抗剪mm2型材弹性模量:E=×105N/mm2X轴惯性矩:Ix=Y轴惯性矩:Iy=立柱型材在弯矩作用方向净截面抵抗矩:Wn=立柱型材净截面积:An=立柱型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度:LT_x=立柱型材计算剪应力处以上(或下)截面对中和轴的面积矩:Ss=塑性发展系数:γ=3.幕墙立柱的强度计算:校核根据:N/An+M/(γ×Wn)≤ｆa=mm2(拉弯构件)B:幕墙分格宽:GAk:幕墙自重:68N/m2幕墙自重线荷载:Gk=68×B/1000=68×1000=mNk:立柱受力:Nk=Gk×L=×=N:立柱受力设计值:rG:构造自重分项系数:N=×Nk=×=σ:立柱计算强度(N/mm2)(立柱为拉弯构件)N:立柱受力设计值:An:立柱型材净截面面积:M:立柱弯矩:·mWn:立柱在弯矩作用方向净截面抵抗矩:γ:塑性发展系数:σ=N×10/An+M×103/×Wn)=×10/+×103/×=mm2mm2<ｆa=mm2立柱强度能够满足4.幕墙立柱的刚度计算:校核根据:df≤L/250df:立柱最大挠度Du:立柱最大挠度与其所在支承跨度(支点间的距离)比值:Lt1:立柱最大挠度所在位置支承跨度(支点间的距离)R0=[L12/2-(L13+L23)/8(L1+L2)]×qwk/L1=df=1000×[××qWk×L1]×L13/(24××Ix)=Du=U/(Lt1×1000)=×1000)=1/3141/314<1/250且U<=20(跨距不不大于4500mm时此值为30)挠度能够满足规定！5.立柱抗剪计算:校核根据:τmax≤[τ]=mm2(1)Qwk:风荷载作用下剪力原则值(kN)R0:双跨梁长跨端支座反力为:R0=[L12/2-(L13+L23)/8/(L1+L2)]×qwk/L1=Ra:双跨梁中间支座反力为:Ra=qwk×((L13+L23)/(8×L1×L2)+(L1+L2)/2)=Rb:双跨梁短跨端支座反力为:Rb=|qwk×(L1+L2)-R0-Ra|=Rc:中间支承处梁受到的最大剪力(KN)Rc=|qwk×L1-R0|=KNQwk=max(R0,Rb,Rc)=KN(2)Qw:风荷载作用下剪力设计值(kN)Qw=×Qwk=×=(3)QEk:地震作用下剪力原则值(kN)R0_e:双跨梁长跨端支座反力为:R0_e=[L12/2-(L13+L23)/8/(L1+L2)]×qek/L1=Ra_e:双跨梁中间支座反力为:Ra_e=qek×((L13+L23)/(8×L1×L2)+(L1+L2)/2)=Rb_e:双跨梁短跨端支座反力为:Rb_e=|qek×(L1+L2)-R0_e-Ra_e|=Rc:中间支承处梁受到的最大剪力(KN)Rc=|qek×L1-R0_e|=KNQEk=max(R0_e,Rb_e,Rc)=KN(4)QE:地震作用下剪力设计值(kN)QE=×QEk=×=(5)Q:立柱所受剪力:采用Qw+组合Q=Qw+×QE=+×=(6)立柱剪应力:τ:立柱剪应力:Ss:立柱型材计算剪应力处以上(或下)截面对中和轴的面积矩:立柱型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度:LT_x=Ix:立柱型材截面惯性矩:τ=Q×Ss×100/(Ix×LT_x)=××100/×=mm2τ=mm2<mm2立柱抗剪强度能够满足八、立柱与主构造连接Lct2:连接处热轧钢角码壁厚:Jy:连接处热轧钢角码承压强度:mm2D2:连接螺栓公称直径:D0:连接螺栓有效直径:选择的立柱与主体构造连接螺栓为:不锈钢螺栓A1,A2组50级L_L:连接螺栓抗拉强度:230N/mm2L_J:连接螺栓抗剪强度:175N/mm2采用SG+SW+组合N1wk:连接处风荷载总值(N):N1wk=Wk×B×Hsjcg×1000=×××1000=连接处风荷载设计值(N):N1w=×N1wk=×=N1Ek:连接处地震作用(N):N1Ek=qEAk×B×Hsjcg×1000=×××1000=N1E:连接处地震作用设计值(N):N1E=×N1Ek=×=N1:连接处水平总力(N):N1=N1w+×N1E=+×=N2:连接处自重总值设计值(N):N2k=68×B×Hsjcg=68××=N2:连接处自重总值设计值(N):N2=×N2k=×=N:连接处总合力(N):N=(N12+N22)=+=Nvb:螺栓的受剪承载能力:Nv:螺栓受剪面数目:2Nvb=2×π×D02×L_J/4=2×××175/4=立柱型材种类:Q235d<=16Ncbl:用一颗螺栓时，立柱型材壁抗承压能力(N):D2:连接螺栓直径:Nv:连接处立柱承压面数目:2t:立柱壁厚:XC_y:立柱局部承压强度:mm2Ncbl=D2×t×2×XC_y=××2×=Num1:立柱与建筑物主构造连接的螺栓个数:计算时应取螺栓受剪承载力和立柱型材承压承载力设计值中的较小者计算螺栓个数。螺栓的受剪承载能力Nvb=不不大于立柱型材承压承载力Ncbl=Num1=N/Ncbl==0个取2个根据选择的螺栓数目，计算螺栓的受剪承载能力Nvb=根据选择的螺栓数目，计算立柱型材承压承载能力Ncbl=Nvb=>Ncbl=>强度能够满足角码抗承压能力计算:角码材料牌号:Q235钢(C级螺栓)Lct2:角码壁厚:Jy:热轧钢角码承压强度:mm2Ncbg:钢角码型材壁抗承压能力(N):Ncbg=D2×2×Jy×Lct2×Num1=×2×305××=>强度能够满足九、幕墙后锚固连接设计计算幕墙与主体构造连接采用后锚固技术。本设计采用化学植筋作为后锚固连接件。本计算重要根据《混凝土构造后锚固技术规程》JGJ145-。后锚固连接设计，应根据被连接构造类型、锚固连接受力性质及锚栓类型的不同，对其破坏型态加以控制。本设计只考虑锚栓钢材抗剪复合破坏类型和混凝土破坏类型。并认为锚栓是群锚锚栓。本工程锚栓受拉力和剪力Vgsd:总剪力设计值:Vgsd=N2=Ngsd:总拉力设计值:Ngsd=N1=M:弯矩设计值(N·mm):e2:螺孔中心与锚板边沿距离:M=V×e2/1000=×1000=·m本设计的锚栓是在拉剪复合力的作用之下工作，因此拉剪复合受力下锚栓或植筋钢材破坏和混凝土破坏时的承载力，应按照下列公式计算：式中----群锚中受力最大锚栓的拉力设计值；----群锚受拉区总拉力设计值；----群锚中受力最大锚栓的剪力设计值；----群锚总剪力设计值；----锚栓受拉承载力设计值；----锚栓受拉承载力原则值；----锚栓受剪承载力设计值；----锚栓受剪承载力原则值；----混凝土锥体受拉破坏承载力设计值；----混凝土锥体受拉破坏承载力原则值；----混凝土楔形体受剪破坏承载力设计值；----混凝土楔形体受剪破坏承载力原则值；γRs,N----锚栓钢材受拉破坏，锚固承载力分项系数=；γRs,V----锚栓钢材受剪破坏，锚固承载力分项系数=；γRc,N----混凝土锥体受拉破坏，锚固承载力分项系数=；γRc,V----混凝土楔形体受剪破坏，锚固承载力分项系数=；γRcp----混凝土剪撬受剪破坏，锚固承载力分项系数=；γRsp----混凝土劈裂受拉破坏，锚固承载力分项系数=；锚栓的分布以下图所示：锚板：X=Y=锚栓设立：s11=s21=锚基边距：无边沿效应：c>10*hefA.锚栓钢材受拉破坏承载力h----混凝土基材厚度=；混凝土基材等级：强度等级C35；d----锚栓杆、螺杆外螺纹公称直径及钢筋直径=；do----钻孔直径=；df----锚板钻孔直径=；h1----钻孔深度=；hef----锚栓有效锚固深度=；Tinst----安装扭矩=；fstk----锚栓极限抗拉强度原则值=；As----锚栓应力截面面积=；n----群锚锚栓个数=4；幕墙后锚固连接设计中的锚栓是在轴心拉力与弯矩共同作用下工作，弹性分析时，受力最大锚栓的拉力设计值应按下列规定计算：当时当时式中----弯矩设计值（）；----群锚中受力最大锚栓的拉力设计值；----锚栓1及i至群锚形心轴的垂直距离（mm）；----锚栓1及i至受压一侧最外排锚栓的垂直距离（mm）；----轴力N作用点至受压一侧最外排锚栓的垂直距离（mm）。则Nhsd=；NRk,s=As×fstk=；NRd,s=NRk,s/γRs,N=；NRd,s>=Nhsd锚栓钢材受拉破坏承载力满足规定！B.锚栓钢材受剪破坏承载力本设计考虑纯剪无杠杆臂状态，锚栓受剪承载力原则值VRk,s按下式计算：则Vhsd=；VRk,s=×(π×d2/4)×fstk=；VRd,s=VRk,s/γRs,V=；则Vhsd=；VRd,s>=Vhsd锚栓钢材受剪破坏承载力满足规定！C.拉剪复合受力承载力拉剪复合受力下，混凝土破坏时的承载力，应按照下列公式计算：(Nhsd/NRd,s)2+(Vhsd/VRd,s)2=<1锚栓钢材能够满足规定！D.后补锚栓拉拔实验拉拔力计算：计算公式：N拔=2β·(N/2+M/Z)/n其中：N拔:单个锚固件的拉拔实验值(N)；N：拉力设计值(N)；M：弯矩设计值(N·mm)；n：每排锚固件个数；Z：上下两排螺栓间距(mm)；β：承载力调节系数；N拔=2β·(N/2+M/Z)/n=2××2+100)/2=在做拉拔实验时，单个锚栓的实验值应不不大于N拔十、幕墙预埋件焊缝计算根据《钢构造设计规范》GB50017-公式、和计算hf:角焊缝焊脚尺寸L:角焊缝实际长度he:角焊缝的计算厚度==Lw:角焊缝的计算长度=L-2hf=fhf:Q235热轧钢板角焊缝的强度设计值:160N/mm2βf:角焊缝的强度设计值增大系数，取值为:σm:弯矩引发的应力σm=6×M/(2×he×lw2×βf)=mm2σn:法向力引发的应力σn=N/(2×he×Lw×βf)=mm2τ:剪应力τ=V/(2×Hf×Lw)=mm2σ:总应力σ=((σm+σn)2+τ2)=σ=mm2≤fhf=160N/mm2焊缝强度能够满足!十一、幕墙横梁计算幕墙横梁计算简图以下图所示：1.选用横梁型材的截面特性:选用型材号:等边角钢L50X50X4选用的横梁材料牌号:Q235d<=16横梁型材抗剪强度设计值:mm2横梁型材抗弯强度设计值:mm2横梁型材弹性模量:E=×105N/mm2Mx横梁绕截面X轴(平行于幕墙平面方向)的弯矩My横梁绕截面Y轴(垂直于幕墙平面方向)的弯矩Wnx横梁截面绕截面X轴(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩:Wnx=Wny横梁截面绕截面Y轴(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩:Wny=型材截面积:A=γ塑性发展系数，可取2.幕墙横梁的强度计算:校核根据:Mx/γWnx+My/γWny≤f=横梁上分格高:横梁下分格高:H----横梁受荷单元高(应为上下分格高之和的二分之一):l----横梁跨度,l=1000mm(1)横梁在自重作用下的弯矩(kN·m)GAk:横梁自重:68N/m2Gk:横梁自重荷载线分布均布荷载原则值(kN/m):横梁自重受荷按上单元高:Gk=68×H/1000=68×1000=mG:横梁自重荷载线分布均布荷载设计值(kN/m)G=×Gk=×=mMy:横梁在自重荷载作用下的弯矩(kN·m)My=G×B2/8=×8=·m(2)横梁在风荷载作用下的弯矩(kN·m)风荷载线分布最大集度原则值(三角形分布)qwk=Wk×B=×=m风荷载线分布最大集度设计值qw=×qwk=×=mMxw:横梁在风荷载作用下的弯矩(kN·m)Mxw=qw×B2/12=×12=·m(3)地震作用下横梁弯矩qEAk:横梁平面外地震作用:βE:动力放大系数:5αmax:地震影响系数最大值:GAk:幕墙构件自重:68N/m2qEAk=5×αmax×68/1000=5××68/1000=m2qex:水平地震作用最大集度原则值B:幕墙分格宽:水平地震作用最大集度原则值(三角形分布)qex=qEAk×B=×=mqE:水平地震作用最大集度设计值γE:地震作用分项系数:qE=×qex=×=mMxE:地震作用下横梁弯矩:MxE=qE×B2/12=×12=·m(4)横梁强度:σ:横梁计算强度(N/mm2):采用SG+SW+组合Wnx:横梁截面绕截面X轴的净截面抵抗矩:Wny:横梁截面绕截面Y轴的净截面抵抗矩:γ:塑性发展系数:σ=103×My/×Wny)+103×Mxw/×Wnx)+×103×MxE/×Wnx)=mm2mm2<ｆa=mm2横梁正应力强度能够满足3.幕墙横梁的抗剪强度计算:校核根据:τx=Vy×Sx/(Ix×tx)≤mm2校核根据:τy=Vx×Sy/(Iy×ty)≤mm2Vx----横梁竖直方向(X轴)的剪力设计值N；Vy----横梁水平方向(Y轴)的剪力设计值N；Sx----横梁截面计算剪应力处以上(或下)截面对中性轴(X轴)的面积矩=；Sy----横梁截面计算剪应力处左边(或右边)截面对中性轴(Y轴)的面积矩=；Ix----横梁绕截面X轴的毛截面惯性矩=；