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文档简介
全隐框玻璃幕墙设计计算书名目TOC\o“1-2“\h\z\u\l“_TOC_250062“一、计算引用的标准、标准及资料 1\l“_TOC_250061“幕墙设计标准: 1\l“_TOC_250060“建筑设计标准: 1\l“_TOC_250059“铝材标准: 2\l“_TOC_250058“金属板及石材标准: 2\l“_TOC_250057“玻璃标准: 2\l“_TOC_250056“钢材标准: 3\l“_TOC_250055“胶类及密封材料标准: 3\l“_TOC_250054“门窗及五金件标准: 3\l“_TOC_250053“《建筑构造静力计算手册》 (其次版) 4\l“_TOC_250052“土建图纸: 4\l“_TOC_250051“二、根本参数 4\l“_TOC_250050“幕墙所在地区: 4\l“_TOC_250049“地区粗糙度分类等级: 4\l“_TOC_250048“抗震烈度: 4\l“_TOC_250047“三、幕墙承受荷载计算 4\l“_TOC_250046“风荷载标准值计算: 4\l“_TOC_250045“垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值: 5\l“_TOC_250044“作用效应组合: 5\l“_TOC_250043“四、幕墙立柱计算 6\l“_TOC_250042“立柱型材选材计算: 6\l“_TOC_250041“确定材料的截面参数: 8\l“_TOC_250040“选用立柱型材的截面特性: 8\l“_TOC_250039“立柱的抗弯强度计算: 8\l“_TOC_250038“立柱的挠度计算: 9\l“_TOC_250037“立柱的抗剪计算: 9\l“_TOC_250036“五、幕墙横梁计算 10\l“_TOC_250035“横梁型材选材计算: 11\l“_TOC_250034“确定材料的截面参数: 12\l“_TOC_250033“选用横梁型材的截面特性: 13\l“_TOC_250032“幕墙横梁的抗弯强度计算: 14\l“_TOC_250031“横梁的挠度计算: 14\l“_TOC_250030“横梁的抗剪计算:(三角荷载作用下) 14\l“_TOC_250029“六、幕墙玻璃的选用与校核 15\l“_TOC_250028“1玻璃板块荷载计算: 16\l“_TOC_250027“玻璃的强度计算: 17\l“_TOC_250026“玻璃最大挠度校核: 18\l“_TOC_250025“七、连接件计算 19\l“_TOC_250024“横梁与角码间连接: 19\l“_TOC_250023“角码与立柱连接: 20\l“_TOC_250022“立柱与主构造连接 22\l“_TOC_250021“八、幕墙埋件计算(土建预埋) 23\l“_TOC_250020“荷载标准值计算: 24\l“_TOC_250019“埋件计算: 24\l“_TOC_250018“锚板总面积校核: 25\l“_TOC_250017“锚筋长度计算: 25\l“_TOC_250016“九、幕墙焊缝计算 26\l“_TOC_250015“受力分析: 26\l“_TOC_250014“焊缝特性参数计算: 26\l“_TOC_250013“焊缝校核计算: 27\l“_TOC_250012“十、隐框玻璃幕墙胶类及伸缩缝计算 27\l“_TOC_250011“抗震设计下构造硅酮密封胶的宽度计算: 27\l“_TOC_250010“构造硅酮密封胶粘接厚度的计算: 28\l“_TOC_250009“构造胶设计总结: 28\l“_TOC_250008“立柱连接伸缩缝计算: 28\l“_TOC_250007“耐侯胶胶缝计算: 29\l“_TOC_250006“十一、幕墙板块压板计算 29\l“_TOC_250005“压板的弯矩设计值计算: 29\l“_TOC_250004“压板的应力计算: 30\l“_TOC_250003“螺栓抗拉强度验算: 30\l“_TOC_250002“十二、幕墙保温与结露计算 30\l“_TOC_250001“幕墙的保温设计: 30\l“_TOC_250000“室内外表结露计算: 31YY国际华城·全隐框玻璃幕墙设计计算书YY国际华城·全隐框玻璃幕墙设计计算书常州XX铝业10全隐框玻璃幕墙设计计算书一、计算引用的标准、标准及资料幕墙设计标准:《建筑幕墙》 JG3035-1996《玻璃幕墙工程技术标准》 JGJ102-2023《金属与石材幕墙工程技术标准》 JGJ133-2023《点支式玻璃幕墙工程技术规程》 CECS127-2023《全玻璃幕墙工程技术规程》 DBJ/CT014-2023《玻璃幕墙光学性能》 GB/T18091-2023《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《建筑幕墙保温性能测试方法》 GB8484《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》
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……7.1.1-2[GB50009-2023]k gz z s0上式中:w(MPa);kZ:计算点标高:100m;β :瞬时风压的阵风系数;gz依据不同场地类型,按以下公式计算:β =K(1+2μ)gz f
为脉动系数f
=0.92×(1+2μgz=0.89×(1+2μgz=0.85×(1+2μgz=0.80×(1+2μgz
) f) f) f) f
=0.387×(Z/10)-0.12f=0.5(Z/10)-0.16f=0.734(Z/10)-0.22f=1.2248(Z/10)-0.3f对于C类地区,100m高度处瞬时风压的阵风系数:β =0.85×(1+2×(0.734(Z/10)-0.22))=1.602gzμ:风压高度变化系数;z依据不同场地类型,按以下公式计算:
=1.379×(Z/10)0.24zZ>300mZ=300m,Z<5mZ=5m;
=(Z/10)0.32zZ>350mZ=350m,Z<10mZ=10m;
=0.616×(Z/10)0.44zZ>400mZ=400m,Z<15mZ=15m;
=0.318×(Z/10)0.60zZ>450mZ=450m,Z<30mZ=30m;对于C类地区,100m高度处风压高度变化系数:μ=0.616×(Z/10)0.44=1.697zμ1.2;sw(MPa),依据现行<<建筑构造荷载标准>>GB50009-2023附表0D.4(500.00045MPa;w=β μμwk gz z s0=1.602×1.697×1.2×0.00045=0.001468MPa垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值:q=βα G/A ……5.3.4[JGJ102-2023]EAk E maxkq:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa);EAkβ5.0;Eα 0.16;maxG(N);kA:幕墙构件的面积(mm2);作用效应组合:荷载和作用效应按下式进展组合:S=γ
S+ψγ
S+ψγ
……5.4.1[JGJ102-2023]GGk上式中:
w wwk
E EEkS:作用效应组合的设计值;S:重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值;GkS、S:分别为风荷载,地震作用作为可变荷载产生的效应标准值;wk Ekγ 、γ
:各效应的分项系数;G w Eψ、ψw
:分别为风荷载,地震作用效应的组合系数。E下:
、γ G w
、5.4.4[JGJ102-2023]规定如E进展幕墙构件强度、连接件和预埋件承载力计算时:γ
:1.2;G:1.4;w:1.3;E进展位移及挠度计算时;γ
:1.0;G:1.0;w:1.0;E
1.0;w四、幕墙立柱计算
0.5;E根本参数:1:计算点标高:100m;2:力学模型:单跨简支梁;3:立柱跨度:L=3000mm;4:立柱左分格宽:1100mm;立柱右分格宽:1100mm;5:立柱计算间距〔指立柱左右分格平均宽度:B=1100mm;6:6+6mm;7:立柱材质:6063-T5;8:安装方式:偏心受拉;本处幕墙立柱按单跨简支梁力学模型进展设计计算,受力模型如下:立柱型材选材计算:风荷载作用的线荷载集度(按矩形分布):q:风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm);wkw(MPa);kB:幕墙立柱计算间距(mm);q=wBwk k=0.001468×1100=1.615N/mmq(N/mm);wq=1.4qw wk=1.4×1.615=2.261N/mm水平地震作用线荷载集度(按矩形分布):q:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa);EAkβ5.0;Eα 0.16;maxG(N),(含面板和框架);kA:幕墙构件的面积(mm2);q=βα G/A ……5.3.4[JGJ102-2023]EAk E maxk=5.0×0.16×0.0005=0.0004MPaq:水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm);EkB:幕墙立柱计算间距(mm);q=qBEk EAk=0.0004×1100=0.44N/mmq(N/mm);Eq=1.3qE Ek=1.3×0.44=0.572N/mm幕墙受荷载集度组合:
设计值组合:……5.4.1[JGJ102-2023]w Eq=q+0.5qw E=2.261+0.5×0.572=2.547N/mm
标准值组合:……5.4.1[JGJ102-2023]
w E+0.5qk wk Ek=1.615+0.5×0.44=1.835N/mmM(N·mm);xM(N·mm);wM(N·mm);EL:立柱跨度(mm);S+0.5Sw EM=qL2/8wM=qL2/8E EM=M+0.5Mw E=qL2/8=2.547×30002/8=2865375N·mm确定材料的截面参数:立柱抵抗矩预选值计算:W:立柱净截面抵抗矩预选值(mm3);nxM:弯矩组合设计值(N·mm);xγ1.05;f(MPa),6063-T585.5MPa;aW=M/γfnx x a=2865375/1.05/85.5=31917.293mm3立柱惯性矩预选值计算:q(N/mm);kE:型材的弹性模量(MPa),6063-T570000MPa;I X(mm4);xminL:计算跨度(mm);d:按标准要求,立柱的挠度限值(mm);f,limd=5qL4/384EIf,lim k xminL/180=3000/180=16.667mm取:d=16.667mmf,limI =5qL4/384Edxmin k f,lim=5×1.835×30004/384/70000/16.667=1658839.591mm4选用立柱型材的截面特性:型材的抗弯强度设计值:f=85.5MPaa型材的抗剪强度设计值:η
=49.6MPaa型材弹性模量:E=70000MPaXI=1532970mm4xYI=598440mm4yXW=29510mm3nx1XW=31843mm3nx2型材净截面面积:A=1111.5mm2n
=0.031122N/mmg型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度:t=6mm型材受力面对中性轴的静矩:S=18846mm3x塑性进展系数:γ=1.05立柱的抗弯强度计算:立柱轴向拉力设计值:N(N);kq:幕墙单位面积的自重标准值(N);GAkA:立柱单元的面积(mm2);(mm);L:立柱跨度(mm);N=qAk GAk=qBLGAk=0.0005×1100×3000=1650N(N);N=1.2Nk=1.2×1650=1980N抗弯强度校核:按单跨简支梁(受拉)立柱抗弯强度公式,应满足:N/A+M/γW≤f
……6.3.7[JGJ102-2023]n x上式中:
nx aN:立柱轴力设计值(N);M(N·mm);xA(mm2);nW:在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3);nxγ1.05;f85.5MPa;a则:N/A+M/γW=1980/1111.5+2865375/1.05/29510n x
=94.256MPa>85.5MPa立柱抗弯强度不满足要求。立柱的挠度计算:选值,挠度就满足要求:实际选用的型材惯性矩为:I=1532970mm4x预选值为:I=1658839.591mm4xmin所以,立柱挠度不满足标准要求。立柱的抗剪计算:校核依据:η max
=49.6MPa(立柱的抗剪强度设计值)aV:风荷载作用下剪力标准值(N):wkV=wBL/2wk k=0.001468×1100×3000/2=2422.2NV(N):wV=1.4Vw wk=1.4×2422.2=3391.08NV:地震作用下剪力标准值(N):EkV=q
BL/2Ek EAk=0.0004×1100×3000/2=660NV(N):EV=1.3VE Ek=1.3×660=858NV:立柱所受剪力设计值组合:V+0.5Vw EV=V+0.5Vw E=3391.08+0.5×858=3820.08N立柱剪应力校核:η :立柱最大剪应力(N);maxV:立柱所受剪力(N);S(mm3);xI(mm4);xt:X(mm);η =VS/Itmax x x=3820.08×18846/1532970/6=7.827MPa7.827MPa≤49.6MPa立柱抗剪强度满足要求!五、幕墙横梁计算根本参数:1:计算点标高:100m;2:横梁跨度:B=1100mm;3:横梁上分格高:1380mm;横梁下分格高:1380mm;4:横梁间距〔指横梁上下分格平均高度:H=1380mm;5:力学模型:三角荷载简支梁;6:板块配置:中空玻璃6+6mm;7:横梁材质:6063-T5;模型如下:横梁型材选材计算:横梁在风荷载作用下的线荷载集度(按三角形分布):q:风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm);wkw(MPa);kB:横梁跨度(mm);q=wBwk k=0.001468×1100=1.615N/mmq(N/mm);wq=1.4qw wk=1.4×1.615=2.261N/mm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):q:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(MPa);EAkβ5.0;Eα 0.16;maxG(N),(主要指面板组件);kA:幕墙平面面积(mm2);q=βα G/A ……5.3.4[JGJ102-2023]EAk E maxk=5.0×0.16×0.0004=0.00032MPaq:横梁受水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm);EkB:横梁跨度(mm);q=qBEk EAk=0.00032×1100=0.352N/mmq(N/mm);Eq=1.3qE Ek=1.3×0.352=0.458N/mm
设计值组合:……5.4.1[JGJ102-2023]w Eq=q+0.5qw E=2.261+0.5×0.458=2.49N/mm
标准值组合:……5.4.1[JGJ102-2023]
w E+0.5qk wk Ek=1.615+0.5×0.352=1.791N/mm横梁在风荷载及地震组合作用下的弯矩值(按三角形分布):M(N·mm);yM(N·mm);wM(N·mm);EB:横梁跨度(mm);M=qB2/12wM=qB2/12E ES+0.5Sw EM=M+0.5My w E=qB2/12=2.49×11002/12=251075N·mm横梁在自重荷载作用下的弯矩值(按矩形分布):G(N);kH:横梁间距(mm);G=0.0004×Hk=0.0004×1380=0.552N/mm(N);G=1.2Gk=1.2×0.552=0.662N/mmM(N·mm);xB:横梁跨度(mm);M=GB2/8x=0.662×11002/8=100127.5N·mm确定材料的截面参数:横梁抵抗矩预选:WX(mm3);nxWY(mm3);nyM(N·mm);xM(N·mm);yγ1.05;f(MPa),6063-T585.5;a按下面公式计算:W=M/γfnx x a=100127.5/1.05/85.5=1115.316mm3W=M/γfny y a=251075/1.05/85.5=2796.714mm3横梁惯性矩预选:d:按标准要求,横梁的挠度限值(mm);f,limB:横梁跨度(mm);B/180=1100/180=6.111mm取:d=6.111mmf,limq(N/mm);kE:型材的弹性模量(MPa),6063-T570000MPa;I Y(mm4);yminB:横梁跨度(mm);d=qB4/120EI ……(受风荷载与地震作用的挠度计算)f,lim k yminI =qB4/120Edymin k f,lim=1.791×11004/120/70000/6.111=51082.807mm4I X(mm4);xminG:横梁自重线荷载设计值(N);d=5GB4/384EI ……(自重作用下产生的挠度计算)f,lim xminI =5GB4/384Edxmin
f,lim=5×0.662×11004/384/70000/6.111=29502.389mm4选用横梁型材的截面特性:选用型材号:40/6085.5MPa49.6MPa型材弹性模量:E=70000MPaXI=115810mm4xYI=123650mm4yXW=4100mm3nx1XW=3662mm3nx2YW
=5763mm3ny1YW=6639mm3ny2型材净截面面积:A=449.3mm2n
=0.01258N/mmg横梁与立柱连接时角片与横梁连接处横梁壁厚:t=3mm横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度:t=5mmx横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度:t=3mmy型材受力面对中性轴的静矩(绕X轴):S=2994mm3x型材受力面对中性轴的静矩(绕Y轴):S=3546mm3y塑性进展系数:γ=1.05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:M/γW+M/γW≤f
……6.2.4[JGJ102-2023]nx y上式中:
ny aMX(N·mm);xMY(N·mm);yWX(mm3);nxW:横梁绕Y(mm3);nyγ1.05;f85.5MPa。aS+S+0.5S组合,则:G w E
=100127.5/1.05/3662+251075/1.05/5763x nx
ny=67.532MPa≤85.5MPa横梁抗弯强度满足要求。横梁的挠度计算:选值,挠度就满足要求:实际选用的型材惯性矩为:I=115810mm4xI=123650mm4y预选值为:I =29502.389mm4xminI =51082.807mm4ymin所以,横梁挠度满足标准要求。横梁的抗剪计算:(三角荷载作用下)校核依据:η max
=49.6MPa(型材的抗剪强度设计值)aV:风荷载作用下剪力标准值(N):wkV=q
B/4wk wk=1.615×1100/4=444.125NV(N):wV=1.4Vwk(3)V
=1.4×444.125=621.775N:地震作用下剪力标准值(N):EkV=q
B/4Ek Ek=0.352×1100/4=96.8NV(N):EV=1.3VE Ek=1.3×96.8=125.84NV(N);xV(N):xV+0.5Vw EV=V+0.5Vw E=621.775+0.5×125.84=684.695NV(N):yV=1.2×0.0004×BH/2y=1.2×0.0004×1100×1380/2=364.32N横梁剪应力校核:η :横梁水平方向剪应力(N);xV(N);xS(mm3YyI(mm4);ytY(mm);yη =VS/It
……6.2.5[JGJ102-2023]xy yy=684.695×3546/123650/3=6.545MPa6.545MPa≤49.6MPaη :横梁垂直方向剪应力(N);yV(N);yS(mm3XxI(mm4);xtX(mm);xη =VS/It
……6.2.5[JGJ102-2023]yx xx=364.32×2994/115810/5=1.884MPa1.884MPa≤49.6MPa横梁抗剪强度能满足!六、幕墙玻璃的选用与校核根本参数:1:计算点标高:100m;2:玻璃板尺寸:宽×高=B×H=1100mm×1380mm;6mm,6mm;模型简图为:1玻璃板块荷载计算:外片玻璃荷载计算:t:外片玻璃厚度(mm);1t:内片玻璃厚度(mm);2w(MPa);kG:外片玻璃单位面积自重标准值(仅指玻璃)(MPa);Ak1q
:外片玻璃地震作用标准值(MPa);EAk1γ :外片玻璃的体积密度(N/mm3);g1w:安排到外片上的风荷载作用标准值(MPa);k1q:安排到外片玻璃上的荷载组合标准值(MPa);k1q(MPa);1G=γ tAk1 g11=0.0000256×6=0.000154MPaq =βα GEAk1
E
Ak1=5×0.16×0.000154=0.000123MPaw=1.1wt3/(t3+t3)k1 k1 1 2=1.1×0.001468×63/(63+63)=0.000807MPaq=w+0.5qk1 k1 EAk1=0.000807+0.5×0.000123=0.000868MPaq=1.4w+0.5×1.3qk1 EAk1=1.4×0.000807+0.5×1.3×0.000123=0.00121MPa内片玻璃荷载计算:t:外片玻璃厚度(mm);1t(mm);2w(MPa);kG:内片玻璃单位面积自重标准值(仅指玻璃)(MPa)Ak2q
:内片玻璃地震作用标准值(MPa)EAk2γ :内片玻璃的体积密度(N/mm3);g2w:安排到内片上的风荷载作用标准值(MPa);k2q:安排到内片玻璃上的荷载组合标准值(MPa);k2q(MPa);2G=γ tAk2 g22=0.0000256×6=0.000154MPaq =βα GEAk2
E
Ak2=5×0.16×0.000154=0.000123MPaw=wt3/(t3+t3)k2 k2 1 2=0.001468×63/(63+63)=0.000734MPaq=w+0.5qk2 k2 EAk2=0.000734+0.5×0.000123=0.000796MPaq=1.4w+0.5×1.3qk2 EAk2=1.4×0.000734+0.5×1.3×0.000123=0.001108MPa玻璃板块整体荷载组合计算:S+0.5S设计值组合:……5.4.1[JGJ102-2023]wq=1.4w+0.5×1.3(q
E+q )k EAk1 EAk2=1.4×0.001468+0.5×1.3×(0.000123+0.000123)=0.002215MPaS+0.5S标准值组合:……5.4.1[JGJ102-2023]
w E+q )k k EAk1 EAk2=0.001468+0.5×(0.000123+0.000123)=0.001591MPa玻璃的强度计算:校核依据:ζ≤[fg外片校核:θ:外片玻璃的计算参数;1η:外片玻璃的折减系数;1q:作用在外片玻璃上的荷载组合标准值(MPa);k1a:分格短边长度(mm);(MPa);t(mm);1θ=qa4/Et4 ……6.1.2-3[JGJ102-2023]1 k1 1=0.000868×11004/72023/64=13.619
1
=0.946;1ζ:外片玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值(MPa);1q(MPa);1a:玻璃短边边长(mm);b:玻璃长边边长(mm);1m:外片玻璃弯矩系数,按边长比a/b查表6.1.2-1[JGJ102-2023]1m=0.0631;1ζ=6mqa2η/t2 ……6.1.2[JGJ102-2023]1 11 1 1=6×0.0631×0.00121×11002×0.946/62=14.566MPa14.566MPa≤f=84MPa(钢化玻璃)g外片玻璃的强度满足要求!内片校核:θ:内片玻璃的计算参数;2η:内片玻璃的折减系数;2q:作用在内片玻璃上的荷载组合设计值(MPa);k2a:分格短边长度(mm);(MPa);t(mm);2θ=qa4/Et4 ……6.1.2-3[JGJ102-2023]2 k2 2=0.000796×11004/72023/64=12.49
2
=0.952ζ:内片玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值(MPa);2q(MPa);2a:玻璃短边边长(mm);b:玻璃长边边长(mm);2m:内片玻璃弯矩系数,按边长比a/b查表6.1.2-1[JGJ102-2023]2m=0.0631;2ζ=6mqa2η/t2 ……6.1.2[JGJ102-2023]2 22 2 2=6×0.0631×0.001108×11002×0.95/62=13.395MPa13.395MPa≤f=28MPa(浮法玻璃)g内片玻璃的强度满足要求!玻璃最大挠度校核:校核依据:d=ημqa4/D≤d
……6.1.3-2[JGJ102-2023]f k f,lim上面公式中:d(mm);fη:玻璃挠度的折减系数;6.1.3[JGJ102-2023]得μ=0.00606;q(MPa)ka:玻璃板块短边尺寸(mm);(N·mm);d1/60,18.333mm;f,lim其中:D=Et3/(12(1-υ2)) ……6.1.3-1[JGJ102-2023]e上式中:(MPa);t(mm);eυ0.2;t=0.95×(t3+t3)1/3 ……6.1.5-3[JGJ102-2023]e 1 2=0.95×(63+63)1/3=7.182mme
2))=72023×7.1823/(12×(1-0.22))=2315347.704N·mmθ:玻璃板块的计算参数;θ=qa4/Et4
……6.1.2-3[JGJ102-2023]k e=0.001591×11004/72023/7.1824=12.16按参数θ6.1.2-2[JGJ102-2023],η=0.951d=ημqa4/Df k=0.951×0.00606×0.001591×11004/2315347.704=5.798mm5.798mm≤d=18.333mm(中空玻璃)f,lim玻璃挠度能满足要求!七、连接件计算根本参数:1:计算点标高:100m;2:立柱计算间距〔指立柱左右分格平均宽度:B=1100;13:横梁计算分格尺寸:宽×高=B×H=1100mm×1380mm;4:幕墙立柱跨度:L=3000mm;5:板块配置:中空玻璃;6:龙骨材质:立柱为:6063-T5;横梁为:6063-T5;7:立柱与主体连接钢角码壁厚:6mm;8:立柱与主体连接螺栓公称直径:12mm;9:立柱与横梁连接处铝角码厚度:5mm;10:横梁与角码连接螺栓公称直径:6mm;11:立柱与角码连接螺栓公称直径:6mm;12:立柱连接形式:单跨简支;由于B≤H,所以本处幕墙横梁按三角形荷载模型进展设计计算:横梁与角码间连接:风荷载作用下横梁剪力设计值(按三角形分布):V=1.4wB2/4w k=1.4×0.001468×11002/4=621.698N地震作用下横梁剪力标准值(按三角形分布):V=βαEk E
G/A×B2/4maxk=5.0×0.16×0.0004×11002/4=96.8NV=1.3VE Ek=1.3×96.8=125.84NN1S+0.5Sw EN=V+0.5V1 w E=621.698+0.5×125.84=684.618N连接螺栓计算:Nb:螺栓受剪承载力气设计值(N);v1n1;v1d:螺栓公称直径:6mm;fb:螺栓连接的抗剪强度设计值,对奥氏体不锈钢〔C50〕175MPa;v1Nb=nπd2f
b/4 ……7.2.1-1[GB50017-2023]v1 v1 v1=1×3.14×62×175/4=4945.5NN :螺栓个数:num1N =N/Nbnum1 1 v1=684.618/4945.5=0.138个 实际取2个连接部位横梁型材壁抗承压力气计算:N:连接部位幕墙横梁型材壁抗承压力气设计值(N);c1N :横梁与角码连接螺栓数量:2num1d:螺栓公称直径:6mm;t3mm;1f6063-T5120MPa;c1N=N dtf
……7.2.1-3[GB50017-2023]c1 num1 1c1=2×6×3×120=4320N4320N≥684.618N强度可以满足!角码与立柱连接:自重荷载计算:G(N/m);kH:受荷单元平均分格高(mm);G=0.0004×Hk=0.0004×1380=0.552N/mm(N/m);G=1.2Gk=1.2×0.552=0.662N/mmN(N):2B:横梁宽度(mm);N=GB/22=0.662×1100/2=364.1N连接处组合荷载N:S+S+0.5SG w EN=(N2+N2)0.51 2=(684.6182+364.12)0.5=775.416N连接处螺栓强度计算:Nb:螺栓受剪承载力气设计值(N);v2n1;v2d:螺栓公称直径:6mm;fb:螺栓连接的抗剪强度设计值,对奥氏体不锈钢〔C50〕175MPa;v2Nb=nπd2f
b/4 ……7.2.1-1[GB50017-2023]v2 v2 v2=1×3.14×62×175/4=4945.5NN :螺栓个数:num2N =N/Nbnum2
v2=775.416/4945.5=0.157个 实际取2个连接部位立柱型材壁抗承压力气计算:N:连接部位幕墙立柱型材壁抗承压力气设计值(N);c2N :连接处螺栓个数;num2d:螺栓公称直径:6mm;t3mm;2f6063-T5120MPa;c2N=N dtf
……7.2.1[GB50017-2023]c2 num2 2c2=2×6×3×120=4320N4320N≥775.416N强度可以满足!连接部位铝角码壁抗承压力气计算:N:连接部位铝角码壁抗承压力气设计值(N);c3N :连接处螺栓个数;num2d:螺栓公称直径:6mm;t5mm;3f6063-T5120MPa;c3N=N dtf
……7.2.1[GB50017-2023]c3 num2 3c3=2×6×5×120=7200N7200N≥775.416N强度可以满足!立柱与主构造连接连接处风荷载设计值计算:N:连接处风荷载标准值(N):wkB(mm);1L:立柱跨度(mm);N=wBLwk k1=0.001468×1100×3000=4844.4NN(N):wN=1.4Nw wk=1.4×4844.4=6782.16N连接处地震作用设计值:N:连接处地震作用标准值(N):EkB(mm);1L:立柱跨度(mm);N=βαEk E
G/A×BLmaxk 1=5×0.16×0.0005×1100×3000=1320NN(N):EN=1.3NE Ek=1.3×1320=1716N连接处水平剪切总力:N:连接处水平总力(N):1S+0.5Sw EN=N+0.5N1 w E=6782.16+0.5×1716=7640.16N连接处重力总力:N:连接处自重总值标准值(N):GkB(mm);1L:立柱跨度(mm);N=0.0005×BLGk 1=0.0005×1100×3000=1650NN(N):GN=1.2NG Gk=1.2×1650=1980N连接处总剪力:(N):N=(N2+N2)0.51 G=(7640.162+19802)0.5=7892.556N螺栓承载力计算:Nb:螺栓受剪承载力气设计值(N);v3n2;v3d:螺栓公称直径:12mm;fb:螺栓连接的抗剪强度设计值,对奥氏体不锈钢〔C50〕175MPa;v3Nb=nπd2f
b/4 ……7.2.1-1[GB50017-2023]v3 v3 v3=2×3.14×122×175/4=39564NN :螺栓个数:num3N =N/Nbnum3 v3=7892.556/39564=0.199个 (7)立柱型材壁抗承压力气计算:N:立柱型材壁抗承压力气(N):c4N :连接处螺栓个数;num3d:螺栓公称直径:12mm;t3mm;2f6063-T5120MPa;c4N=2×N dtf
……7.2.1-3[GB50017-2023]c4 num3 2c4=2×2×12×3×120=17280N17280N≥7892.556N强度可以满足要求!(8)钢角码型材壁抗承压力气计算:N:钢角码型材壁抗承压力气(N):c5N :连接处螺栓个数;num3d:12mm;t6mm;4fQ235305MPa;c5N=2×N dtf
……7.2.1-3[GB50017-2023]c5 num3 4c5=2×2×12×6×305=87840N87840N≥7892.556N强度可以满足要求!八、幕墙埋件计算(土建预埋)根本参数:1:计算点标高:100m;2:立柱跨度:L=3000mm;3:立柱计算间距〔指立柱左右分格平均宽度:B=1100mm;4:立柱力学模型:单跨简支;5:埋件位置:侧埋;6:板块配置:中空玻璃;7:混凝土强度等级:C25;荷载标准值计算:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用:q=βαEk E
G/Amaxk=5.0×0.16×0.0005=0.0004MPa幕墙受水平荷载设计值组合:承受S+0.5S组合: ……5.4.1[JGJ102-2023]w Eq=1.4w+0.5×1.3qk Ek=1.4×0.001468+0.5×1.3×0.0004=0.002315MPaG=0.0005×BLk=0.0005×1100×3000=1650NV:剪力(N);N:轴向拉力(N);e(mm);0V=1.2Gk=1.2×1650=1980NN=qBL=0.002315×1100×3000=7639.5NM=eV0=100×1980=198000N·mm埋件计算:校核依据,同时满足以下两个条件:a:A≥V/aaf+N/0.8af+M/1.3aafz C.0.1-1[JGJ102-2023]S rvy by rbyb:A≥N/0.8af+M/0.4aafz C.0.1-2[JGJ102-2023]S其中:
by rbyA(mm2);SV:剪力设计值(N);a1.0,0.9,0.85;ra0.7;vf(MPa),按[GB50010]300MPa;yN:法向拉力设计值(N);abM:弯矩设计值(N·mm);沿剪力作用方向最外层锚筋中心线之间的距离(mm);另外:(mm);(mm);f(MPa),按[GB50010]选取;ca=(4.0-0.08d)×(f/f)0.5 C.0.1-5[JGJ102-2023]v c y=(4.0-0.08×12)×(11.9/210)0.5=0.724 a>0.7,0.7va=0.6+0.25t/d C.0.1-6[JGJ102-2023]b=0.6+0.25×8/12=0.767A=nπd2/4S=4×3.14×122/4=452.16mm2V/aaf+N/0.8af+M/1.3aafzrvy by rby=1980/1/0.7/210+7639.5/0.8/0.767/210+198000/1.3/1/0.767/210/110=81.353mm2≤A=452.16mm2SN/0.8af+M/0.4aafzby rby=7639.5/0.8/0.767/210+198000/0.4/1/0.767/210/110=87.225mm2≤A=452.16mm2S所以,预埋件锚筋总截面积可以满足承载力要求。锚板总面积校核:A:锚板总面积(mm2);f(MPa),按[GB50010]选取;c0.5fA=0.5×11.9×60000c=357000NN=7639.5N≤0.5fAc埋板面积满足要求。锚筋长度计算:计算依据:l=1.1×α×(f/f)×d C.0.5[JGJ102-2023]a y t在上面的公式中:l〔mm;af(MPa),按[GB50010]选取,当混凝土强度高tC40C40f(MPa),按[GB50010]选取;yd:锚筋公称直径〔mm;0.14;l=1.1×α×(f/f)×da y t=1.1×0.16×(210/1.27)×12=349.228mmC.0.5315180mm;所以,可以满足标准要求!九、幕墙焊缝计算根本参数:1:焊缝形式:L2:其它参数同埋件局部;受力分析:V:剪力(N)N:轴向拉力(N)M:弯矩(N·mm)V=1980NN=7639.5NM=198000N·mm焊缝特性参数计算:焊缝有效厚度:h(mm);eh(mm);fh=0.717he f=0.717×6=4.302mm焊缝总面积A:焊缝总面积(mm2);L:竖向焊缝长度(mm);vL:横向焊缝长度(mm);hh:焊缝有效厚度(mm);eA=h((L-10)+(L-10))e v h=4.302×((100-10)+(50-10))=559.26mm2I:截面惯性矩(mm4);h:焊缝有效厚度(mm);eL:竖向焊缝长度(mm);vL:横向焊缝长度(mm);hW:截面抵抗距(mm3);d:三角焊缝中性轴位置(水平焊缝到中性轴距离)(mm);2+h(L-10))/((L-10)-h+(L-10)))v=32.831mm
e e h
h e vI=h(L-10)3/12+(L-10)h3/12+h(L-10)(d-h/2)2+h(L-10)((L-10)/2-d)2e v h e e h e e h v=449066.718mm4v=449066.718/((100-10)/2+32.831)=5769.767mm3焊缝校核计算:校核依据:((/βf
)2+ηf
2)0.5≤fw 7.1.3-3[GB50017-2023]f f上式中::按焊缝有效截面计算,垂直于焊缝长度方向的应力(MPa);fβ1.22;fη :按焊缝有效截面计算,沿焊缝长度方向的剪应力(MPa);ffw:角焊缝的强度设计值(MPa);f((/βf
)2+ηf
2)0.5f=((N/1.22A+M/1.22W)2+(V/A)2)0.5=((7639.5/1.22/559.26+198000/1.22/5769.767)2+(1980/559.26)2)0.5=39.484MPaf焊缝可以满足要求。十、隐框玻璃幕墙胶类及伸缩缝计算根本参数:1:计算点标高:100m;2:玻璃分格尺寸:宽×高=B×H=1100mm×1380mm;3:幕墙类型:全隐框玻璃幕墙4:年温温差:68.1℃;抗震设计下构造硅酮密封胶的宽度计算:水平力作用下构造胶粘结宽度:C:风荷载和地震作用下构造胶粘结宽度最小值(mm);s1w(MPa);kq:地震作用标准值(MPa),对于不等片合片的中空玻璃,取外片重量,其EAk它状况,取组成板块的玻璃总重量,按公式5.3.4[JGJ102-2023]计算;a:矩形分格短边长度(mm);f0.2MPa;1C=(1.4×w+0.5×1.3×q)×a/2f
……5.6.3-2[JGJ102-2023]s1 k EAk 1=(1.4×0.001468+0.5×1.3×0.000295)×1100/2/0.2=6.179mm自重效应(永久荷载)作用下胶缝宽度的计算:C:自重效应下构造胶粘结宽度最小值(mm);s2q(MPa);Ga:分格短边长(mm);b:分格长边长(mm);f0.01MPa;2C=qab/2(a+b)f ……5.6.3-3[JGJ102-2023]s2 G 2=0.0003072×1100×1380/2/(1100+1380)/0.01=9.402mm实际胶缝宽度取8mm.构造硅酮密封胶粘接厚度的计算:温度作用下构造胶粘结厚度:u:在年温差作用下玻璃与玻璃附框型材相对位移量(mm);s1b:玻璃板块最大边(mm);Δt:年温差:68.1℃a2.35×10-5;1a1×10-5;2u=bΔt(a-a)s1 1 2=1380×68.1×(2.35-1)×10-5=1.269mmt:温度作用下构造胶粘结厚度计算值(mm);s1δ:温度作用下构造硅酮密封胶的变位承受力气:10%1T=u
/(δ
(2+δ
))0.5s1 s1 1 1=1.269/(0.1×(2+0.1))0.5=2.769mm地震作用下构造胶粘结厚度:u:在地震作用下玻璃与玻璃附框型材相对位移量(mm);s2θ:主体构造层间位移角限值(rad);(4.1[JGJ102-2023])h(mm);gu=3×θh
……5.6.5-2[JGJ102-2023]s2 g=3×1/550×1380=7.527mmt:地震作用下构造胶粘结厚度计算值(mm);s2δ:地震作用下构造硅酮密封胶的变位承受力气:40%2T=u
/(δ
(2+δ
))0.5 ……5.6.5[JGJ102-2023]s2 s2 2 2=7.527/(0.4×(2+0.4))0.5=7.682mm实际胶缝厚度取6m
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