新城會(huì)所幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除世貿(mào)象山大目灣新城會(huì)所幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書設(shè)計(jì)： 校對(duì)： 審核： 批準(zhǔn)： 天津市南洋裝飾工程公司二一二年十月目錄石材幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書11 基本參數(shù)11.1 幕墻所在地區(qū)11.2 地面粗糙度分類等級(jí)11.3 抗震設(shè)防12 幕墻承受荷載計(jì)算12.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算方法12.2 計(jì)算支撐結(jié)構(gòu)時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值32.3 計(jì)算面板材料時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值32.4 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值32.5 作用效應(yīng)組合43 幕墻立柱計(jì)算43.1 立柱型材選材計(jì)算53.2 確定材料的截面參數(shù)63.3 選用立柱型材的截面特性73.4 立柱的抗彎強(qiáng)度計(jì)算73.5 立柱的撓度計(jì)算83.6 立柱的抗剪計(jì)算84 幕墻橫梁計(jì)算94.1 橫梁型材選材計(jì)算104.2 確定材料的截面參數(shù)114.3 選用橫梁型材的截面特性124.4 幕墻橫梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算134.5 橫梁的撓度計(jì)算134.6 橫梁的抗剪計(jì)算145 短槽式(托板)連接石材的選用與校核155.1 石材板塊荷載計(jì)算155.2 石材的抗彎設(shè)計(jì)155.3 短槽托板在石材中產(chǎn)生的剪應(yīng)力校核165.4 短槽托板剪應(yīng)力校核166 連接件計(jì)算176.1 橫梁與角碼間連接176.2 角碼與立柱連接186.3 立柱與主結(jié)構(gòu)連接197 幕墻埋件計(jì)算(土建預(yù)埋)217.1 荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算217.2 埋件計(jì)算227.3 錨板總面積校核237.4 錨筋長(zhǎng)度計(jì)算238 幕墻轉(zhuǎn)接件強(qiáng)度計(jì)算248.1 受力分析248.2 轉(zhuǎn)接件的強(qiáng)度計(jì)算249 幕墻焊縫計(jì)算249.1 受力分析249.2 焊縫特性參數(shù)計(jì)算259.3 焊縫校核計(jì)算2510 石材幕墻幕墻膠類及伸縮縫計(jì)算2610.1 立柱連接伸縮縫計(jì)算2610.2 耐候膠膠縫計(jì)算26明框幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書11 基本參數(shù)2611.1 幕墻所在地區(qū)2611.2 地面粗糙度分類等級(jí)2711.3 抗震設(shè)防2712 幕墻承受荷載計(jì)算2712.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算方法2712.2 計(jì)算支撐結(jié)構(gòu)時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值2912.3 計(jì)算面板材料時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值2912.4 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值2912.5 作用效應(yīng)組合2913 幕墻立柱計(jì)算3013.1 立柱型材選材計(jì)算3013.2 確定材料的截面參數(shù)3213.3 選用立柱型材的截面特性3313.4 立柱的抗彎強(qiáng)度計(jì)算3313.5 立柱的撓度計(jì)算3413.6 立柱的抗剪計(jì)算3414 幕墻橫梁計(jì)算3514.1 橫梁型材選材計(jì)算3514.2 確定材料的截面參數(shù)3714.3 選用橫梁型材的截面特性3814.4 幕墻橫梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算3814.5 橫梁的撓度計(jì)算3914.6 橫梁的抗剪計(jì)算3915 玻璃板塊的選用與校核4015.1 玻璃板塊荷載計(jì)算：4115.2 玻璃的強(qiáng)度計(jì)算：4215.3 玻璃最大撓度校核：4316 連接件計(jì)算4416.1 橫梁與角碼間連接4416.2 角碼與立柱連接4516.3 立柱與主結(jié)構(gòu)連接4617 幕墻埋件計(jì)算(土建預(yù)埋)4817.1 荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算4817.2 埋件計(jì)算4917.3 錨板總面積校核5017.4 錨筋長(zhǎng)度計(jì)算5018 幕墻轉(zhuǎn)接件強(qiáng)度計(jì)算5118.1 受力分析5118.2 轉(zhuǎn)接件的強(qiáng)度計(jì)算5119 幕墻焊縫計(jì)算5119.1 受力分析5119.2 焊縫特性參數(shù)計(jì)算5219.3 焊縫校核計(jì)算5220 明框玻璃幕墻伸縮及緊固計(jì)算5320.1 立柱連接伸縮縫計(jì)算5320.2 玻璃鑲嵌槽緊固螺釘抗拉強(qiáng)度計(jì)算5320.3 玻璃邊緣到邊框槽底間隙計(jì)算54此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流石材幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書1 基本參數(shù)1.1 幕墻所在地區(qū) 象山縣石浦地區(qū)；1.2 地面粗糙度分類等級(jí) 幕墻屬于外圍護(hù)構(gòu)件，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012) A類：指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)； B類：指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)； C類：指有密集建筑群的城市市區(qū)； D類：指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)；依照上面分類標(biāo)準(zhǔn)，本工程按A類地形考慮。1.3 抗震設(shè)防 按建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)，建筑工程應(yīng)分為以下四個(gè)抗震設(shè)防類別： 1.特殊設(shè)防類：指使用上有特殊設(shè)施，涉及國(guó)家公共安全的重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害等特別重大災(zāi)害后果，需要進(jìn)行特殊設(shè)防的建筑，簡(jiǎn)稱甲類； 2.重點(diǎn)設(shè)防類：指地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的生命線相關(guān)建筑，以及地震時(shí)可能導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害后果，需要提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的建筑，簡(jiǎn)稱乙類； 3.標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類：指大量的除1、2、4款以外按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)防的建筑，簡(jiǎn)稱丙類； 4.適度設(shè)防類：指使用上人員稀少且震損不致產(chǎn)生次生災(zāi)害，允許在一定條件下適度降低要求的建筑，簡(jiǎn)稱丁類； 在圍護(hù)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)計(jì)算中： 1.特殊設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求加強(qiáng)其抗震措施，同時(shí)，應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評(píng)價(jià)的結(jié)果且高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求確定其地震作用； 2.重點(diǎn)設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的要求加強(qiáng)其抗震措施，同時(shí)，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用； 3.標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用； 4.適度設(shè)防類，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用； 根據(jù)國(guó)家規(guī)范建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2010，象山縣石浦地區(qū)地震基本烈度為：6度，地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，由于本工程是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，因此實(shí)際抗震計(jì)算中的水平地震影響系數(shù)最大值應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度選取，也就是?。簃ax=0.04；2 幕墻承受荷載計(jì)算2.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算方法 幕墻屬于外圍護(hù)構(gòu)件，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012年版)計(jì)算： wk=gzzs1w0 7.1.1-2GB50009-2012年版上式中： wk：作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； Z：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：20.35m； gz：瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)； 根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按以下公式計(jì)算(高度不足5m按5m計(jì)算)： gz=K(1+2f) 其中K為地面粗糙度調(diào)整系數(shù)，f為脈動(dòng)系數(shù) A類場(chǎng)地： gz=0.92(1+2f) 其中：f=0.387(Z/10)-0.12 B類場(chǎng)地： gz=0.89(1+2f) 其中：f=0.5(Z/10)-0.16 C類場(chǎng)地： gz=0.85(1+2f) 其中：f=0.734(Z/10)-0.22 D類場(chǎng)地： gz=0.80(1+2f) 其中：f=1.2248(Z/10)-0.3對(duì)于A類地形，20.35m高度處瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)： gz=0.92(1+2(0.387(Z/10)-0.12)=1.5739 z：風(fēng)壓高度變化系數(shù)； 根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按以下公式計(jì)算： A類場(chǎng)地： z=1.379(Z/10)0.24 當(dāng)Z300m時(shí)，取Z=300m，當(dāng)Z350m時(shí)，取Z=350m，當(dāng)Z400m時(shí)，取Z=400m，當(dāng)Z450m時(shí)，取Z=450m，當(dāng)Z30m時(shí)，取Z=30m；對(duì)于A類地形，20.35m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)： z=1.379(Z/10)0.24=1.6354 s1：局部風(fēng)壓體型系數(shù)； 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2012年版)第7.3.3條：驗(yàn)算圍護(hù)構(gòu)件及其連接的強(qiáng)度時(shí)，可按下列規(guī)定采用局部風(fēng)壓體型系數(shù)s1： 一、外表面 1. 正壓區(qū) 按表7.3.1采用； 2. 負(fù)壓區(qū) -對(duì)墻面， 取-1.0 -對(duì)墻角邊， 取-1.8 二、內(nèi)表面 對(duì)封閉式建筑物，按表面風(fēng)壓的正負(fù)情況取-0.2或0.2。 本計(jì)算點(diǎn)為大面位置。 按JGJ102-2003第5.3.2條文說明：風(fēng)荷載在建筑物表面分布是不均勻的，在檐口附近、邊角部位較大。根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果和國(guó)外的有關(guān)資料，在上述區(qū)域風(fēng)吸力系數(shù)可取-1.8，其余墻面可考慮-1.0，由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)有開啟的可能，所以還應(yīng)考慮室內(nèi)壓-0.2。對(duì)無開啟的結(jié)構(gòu)，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范條文說明第7.3.3條指出“對(duì)封閉建筑物，考慮到建筑物內(nèi)實(shí)際存在的個(gè)別洞口和縫隙，以及機(jī)械通風(fēng)等因素，室內(nèi)可能存在正負(fù)不同的氣壓，參照國(guó)外規(guī)范，大多取(0.2-0.25)的壓力系數(shù)，現(xiàn)取0.2”。即不論有無開啟扇，均要考慮內(nèi)表面的局部體型系數(shù)。 另注：上述的局部體型系數(shù)s1(1)是適用于圍護(hù)構(gòu)件的從屬面積A小于或等于1m2的情況，當(dāng)圍護(hù)構(gòu)件的從屬面積A大于或等于10m2時(shí)，局部風(fēng)壓體型系數(shù)s1(10)可乘以折減系數(shù)0.8，當(dāng)構(gòu)件的從屬面積小于10m2而大于1m2時(shí)，局部風(fēng)壓體型系數(shù)s1(A)可按面積的對(duì)數(shù)線性插值，即： s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA 在上式中： 當(dāng)A10m2時(shí)，取A=10m2； 當(dāng)A1m2時(shí)，取A=1m2； s1(10)=0.8s1(1) w0：基本風(fēng)壓值(MPa)，根據(jù)現(xiàn)行GB50009-2012附表D.4(全國(guó)基本風(fēng)壓分布圖)中數(shù)值采用，但不小于0.3KN/m2，按重現(xiàn)期50年，象山縣石浦地區(qū)取0.0012MPa；2.2 計(jì)算支撐結(jié)構(gòu)時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 計(jì)算支撐結(jié)構(gòu)時(shí)的構(gòu)件從屬面積： A=0.95.5=4.95m2 LogA=0.695 s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA =0.861 s1=0.861+0.2 =1.061 wk=gzzs1w0 =1.57391.63541.0610.0012 =0.003277MPa 2.3 計(jì)算面板材料時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 計(jì)算面板材料時(shí)的構(gòu)件從屬面積： A=0.90.5=0.45m2 LogA=0 s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA =1 s1=1+0.2 =1.2 wk=gzzs1w0 =1.57391.63541.20.0012 =0.003706MPa 2.4 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； E：動(dòng)力放大系數(shù),取5.0； max：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.04； Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)； A：幕墻構(gòu)件的面積(mm2)；2.5 作用效應(yīng)組合荷載和作用效應(yīng)按下式進(jìn)行組合： S=GSGk+wwSwk+EESEk 5.4.1JGJ102-2003上式中： S：作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值； SGk：重力荷載作為永久荷載產(chǎn)生的效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； Swk、SEk：分別為風(fēng)荷載，地震作用作為可變荷載產(chǎn)生的效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； G、w、E：各效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)； w、E：分別為風(fēng)荷載，地震作用效應(yīng)的組合系數(shù)。上面的G、w、E為分項(xiàng)系數(shù)，按5.4.2、5.4.3、5.4.4JGJ102-2003規(guī)定如下：進(jìn)行幕墻構(gòu)件強(qiáng)度、連接件和預(yù)埋件承載力計(jì)算時(shí)： 重力荷載：G：1.2； 風(fēng) 荷 載：w：1.4； 地震作用：E：1.3；進(jìn)行撓度計(jì)算時(shí)； 重力荷載：G：1.0； 風(fēng) 荷 載：w：1.0； 地震作用：可不做組合考慮；上式中，風(fēng)荷載的組合系數(shù)w為1.0； 地震作用的組合系數(shù)E為0.5；3 幕墻立柱計(jì)算基本參數(shù)： 1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：20.35m； 2：力學(xué)模型：雙跨梁； 3：立柱跨度：L=5500mm，短跨長(zhǎng)L1=350mm，長(zhǎng)跨長(zhǎng)L2=5150mm； 4：立柱左分格寬：900mm；立柱右分格寬：900mm； 5：立柱計(jì)算間距：B=900mm； 6：板塊配置：石材； 7：立柱材質(zhì)：Q235； 8：安裝方式：偏心受拉；本處幕墻立柱按雙跨梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，受力模型如下：3.1 立柱型材選材計(jì)算(1)風(fēng)荷載作用的線荷載集度(按矩形分布)： qwk：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)； wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； B：幕墻立柱計(jì)算間距(mm)； qwk=wkB =0.003277900 =2.949N/mm qw：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm)； qw=1.4qwk =1.42.949 =4.129N/mm(2)水平地震作用線荷載集度(按矩形分布)： qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； E：動(dòng)力放大系數(shù)，取5.0； max：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.04； Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)，(含面板和框架)； A：幕墻平面面積(mm2)； qEAk=EmaxG/A 5.3.4JGJ102-2003 =50.040.0011 =0.00022MPa qEk：水平地震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)； B：幕墻立柱計(jì)算間距(mm)； qEk=qEAkB =0.00022900 =0.198N/mm qE：水平地震作用線荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm)； qE=1.3qEk =1.30.198 =0.257N/mm(3)幕墻受荷載集度組合：用于強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，采用Sw+0.5SE設(shè)計(jì)值組合： 5.4.1JGJ102-2003 q=qw+0.5qE =4.129+0.50.257 =4.257N/mm用于撓度計(jì)算時(shí)，采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值： 5.4.1JGJ102-2003 qk=qwk =2.949N/mm(4)求支座反力R1及最大彎矩： 由雙跨梁彎矩圖可知，兩支點(diǎn)0，2處彎矩為零，中支點(diǎn)彎矩最大為M1，而在均布荷載作用下，最大撓度在長(zhǎng)跨內(nèi)出現(xiàn)。 M1：中支座彎矩(Nmm)； R1：中支座反力(N)； M1=-q(L13+L23)/8L =-4.257(3503+51503)/8/5500 =-13219315.312Nmm R1=qL1/2-M1/L1+qL2/2-M1/L2 =4.257350/2-(-13219315.312/350)+4.2575150/2-(-13219315.312/5150) =52043.08N3.2 確定材料的截面參數(shù)(1)截面的型材慣性矩要求： k2=0 k1=4M1/(qL22) =413219315.312/(4.25751502) =0.468查建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)第二版表3-9附注說明： x0=A/4+2R1/3cos(+240)其中： A=2+k1-k2=2.468 R=(A/4)2-k1/2)3/2=0.056 =1/3arccos(A3-12k1A-8(1-2k1-k2)/64R)=26.479 x0=A/4+2R1/3cos(+240) =2.468/4+20.0561/3cos(26.479+240) =0.57 =x0(1-2k1+3k1x0-2x02-k1x02+x03) =0.1411代入df,lim=qkL24/24EIxmin上式中： df,lim：按規(guī)范要求，立柱的撓度限值(mm)； qk：風(fēng)荷載線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)； L2：長(zhǎng)跨長(zhǎng)度(mm)； E：型材的彈性模量(MPa)，對(duì)Q235取206000MPa； Ixmin：材料需滿足的繞X軸最小慣性矩(mm4)； L2/250=5150/250=20.6 按5.1.1.2建筑幕墻GB/T21086-2007的規(guī)定，對(duì)于構(gòu)件式玻璃幕墻或單元幕墻（其它形式幕墻或外圍護(hù)結(jié)構(gòu)無絕對(duì)撓度限制）： 當(dāng)跨距4500mm時(shí)，絕對(duì)撓度不應(yīng)該大于20mm； 當(dāng)跨距4500mm時(shí)，絕對(duì)撓度不應(yīng)該大于30mm；對(duì)本例?。?df,lim=20.6mm代入上式： Ixmin=qkL24/24Edf,lim =0.14112.94951504/24/206000/20.6 =2873988.46mm4(2)截面的型材抵抗矩要求： Wnx：立柱凈截面抵抗矩預(yù)選值(mm3)； Mx：彎矩組合設(shè)計(jì)值即M1(Nmm)； ：塑性發(fā)展系數(shù)： 對(duì)于冷彎薄壁型鋼龍骨，按冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB 50018-2002，取1.00；對(duì)于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05； 對(duì)于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50429-2007，取1.00； fs ：型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)，對(duì)Q235取215； Wnx=Mx/fs =13219315.312/1.05/215 =58557.321mm33.3 選用立柱型材的截面特性 按上一項(xiàng)計(jì)算結(jié)果選用型材號(hào)：鋼管120806 型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：215MPa 型材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：s=125MPa 型材彈性模量：E=206000MPa 繞X軸慣性矩：Ix=4381600mm4 繞Y軸慣性矩：Iy=2290100mm4 繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=73030mm3 繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx2=73030mm3 型材凈截面面積：An=2256mm2 型材線密度：g=0.177096N/mm 型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度：t=12mm 型材受力面對(duì)中性軸的面積矩：Sx=44860mm3 塑性發(fā)展系數(shù)：=1.053.4 立柱的抗彎強(qiáng)度計(jì)算(1)立柱軸向拉力設(shè)計(jì)值： Nk：立柱軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值(N)； qGAk：幕墻單位面積的自重標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； A：立柱單元的面積(mm2)； B：幕墻立柱計(jì)算間距(mm)； L：立柱跨度(mm)； Nk=qGAkA =qGAkBL =0.00119005500 =5445N N：立柱軸向拉力設(shè)計(jì)值(N)； N=1.2Nk =1.25445 =6534N(2)抗彎強(qiáng)度校核：按雙跨梁(受拉)立柱強(qiáng)度公式，應(yīng)滿足： N/An+Mx/Wnxfs 6.3.7JGJ102-2003上式中： N：立柱軸力設(shè)計(jì)值(N)； Mx：立柱彎矩設(shè)計(jì)值(Nmm)； An：立柱凈截面面積(mm2)； Wnx：在彎矩作用方向的凈截面抵抗矩(mm3)； ：塑性發(fā)展系數(shù)： 對(duì)于冷彎薄壁型鋼龍骨，按冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB 50018-2002，取1.00；對(duì)于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05； 對(duì)于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50429-2007，取1.00； fs：型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取215MPa；則： N/An+Mx/Wnx=6534/2256+13219315.312/1.05/73030 =175.289MPa215MPa立柱抗彎強(qiáng)度滿足要求。3.5 立柱的撓度計(jì)算 因?yàn)閼T性矩預(yù)選是根據(jù)撓度限值計(jì)算的，所以只要選擇的立柱慣性矩大于預(yù)選值，撓度就滿足要求： 實(shí)際選用的型材慣性矩為：Ix=4381600mm4 預(yù)選值為：Ixmin=2873988.46mm4 實(shí)際撓度計(jì)算值為： df=qkL24/24EIx =0.14112.94951504/24/206000/4381600 =13.512mm 而df,lim=20.6mm所以，立柱撓度滿足規(guī)范要求。3.6 立柱的抗剪計(jì)算校核依據(jù)： maxs=125MPa (立柱的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值)(1)求中支座剪力設(shè)計(jì)值：采用Vw+0.5VE組合 Vw1左=-(qL1/2-M1/L1) =-(4.257350/2-(-13219315.312/350) =-38514.447N Vw1右=qL2/2-M1/L2 =4.2575150/2-(-13219315.312/5150) =13528.632N取V=38514.447N(2)立柱剪應(yīng)力： max：立柱最大剪應(yīng)力(MPa)； V：立柱所受剪力(N)； Sx：立柱型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(mm3)； Ix：立柱型材截面慣性矩(mm4)； t：型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度(mm)； max=VSx/Ixt =38514.44744860/4381600/12 =32.86MPa 32.86MPa125MPa立柱抗剪強(qiáng)度滿足要求!4 幕墻橫梁計(jì)算基本參數(shù)： 1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：20.35m； 2：橫梁跨度：B=900mm； 3：橫梁上分格高：600mm；橫梁下分格高：600mm； 4：橫梁計(jì)算間距：H=600mm； 5：力學(xué)模型：梯形荷載簡(jiǎn)支梁； 6：板塊配置：石材； 7：橫梁材質(zhì)：Q235；因?yàn)锽H，所以本處幕墻橫梁按梯形荷載簡(jiǎn)支梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，受力模型如下：4.1 橫梁型材選材計(jì)算(1)橫梁在風(fēng)荷載作用下的線荷載集度(按梯形分布)： qwk：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)； wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； H：幕墻橫梁計(jì)算間距(mm)； qwk=wkH =0.003277500 =1.638N/mm qw：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm)； qw=1.4qwk =1.41.638 =2.293N/mm(2)垂直于幕墻平面的分布水平地震作用的線荷載集度(按梯形分布)： qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用(MPa)； E：動(dòng)力放大系數(shù)，取5.0； max：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.04； Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)，(主要指面板組件)； A：幕墻平面面積(mm2)； qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =5.00.040.001 =0.0002MPa qEk：橫梁受水平地震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)； H：幕墻橫梁計(jì)算間距(mm)； qEk=qEAkH =0.0002600 =0.12N/mm qE：橫梁受水平地震作用線荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm)； qE=1.3qEk =1.30.12 =0.156N/mm(3)幕墻橫梁受荷載集度組合：用于強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，采用Sw+0.5SE組合設(shè)計(jì)值： 5.4.1JGJ102-2003 q=qw+0.5qE =2.293+0.50.156 =2.371N/mm用于撓度計(jì)算時(shí)，采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值： 5.4.1JGJ102-2003 qk=qwk =1.638N/mm(4)橫梁在風(fēng)荷載及地震組合作用下的彎矩值(按梯形分布)： My：橫梁受風(fēng)荷載及地震作用彎矩組合設(shè)計(jì)值(Nmm)； Mw：風(fēng)荷載作用下橫梁產(chǎn)生的彎矩(Nmm)； ME：地震作用下橫梁產(chǎn)生的彎矩(Nmm)； B：橫梁跨度(mm)； H：幕墻橫梁計(jì)算間距(mm)；采用Sw+0.5SE組合： 5.4.1JGJ102-2003 Mw=qwB2(3-(H/B)2)/24 ME=qEB2(3-(H/B)2)/24 My=Mw+0.5ME =qB2(3-(H/B)2)/24 =2.3589002(3-(600/900)2)/24 =214185Nmm(5)橫梁在自重荷載作用下的彎矩值(按矩形分布)： Gk：橫梁自重線荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)； H1：橫梁自重荷載作用高度(mm)，對(duì)掛式結(jié)構(gòu)取橫梁下分格高，對(duì)非掛式結(jié)構(gòu)取橫梁上分格高； Gk=0.001H1 =0.001600 =0.6N/mm G：橫梁自重線荷載設(shè)計(jì)值(N/mm)； G=1.2Gk =1.20.6 =0.72N/mm Mx：橫梁在自重荷載作用下的彎矩設(shè)計(jì)值(Nmm)； B：橫梁跨度(mm)； Mx=GB2/8 =0.729002/8 =60750Nmm4.2 確定材料的截面參數(shù)(1)橫梁抵抗矩預(yù)選： Wnx：繞X方向橫梁凈截面抵抗矩預(yù)選值(mm3)； Wny：繞Y方向橫梁凈截面抵抗矩預(yù)選值(mm3)； Mx：橫梁在自重荷載作用下的彎矩(Nmm)； My：風(fēng)荷載及地震作用彎矩組合值(Nmm)； x，y：塑性發(fā)展系數(shù)： 對(duì)于冷彎薄壁型鋼龍骨，按冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB 50018-2002，取1.00；對(duì)于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05； 對(duì)于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50429-2007，均取1.00； fs：型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)，對(duì)Q235取215；按下面公式計(jì)算： Wnx=Mx/xfs =60750/1.05/215 =269.103mm3 Wny=My/yfs =214185/1.05/215 =948.771mm3(2)橫梁慣性矩預(yù)選： df1,lim：按規(guī)范要求，橫梁在水平力標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度限值(mm)； df2,lim：按規(guī)范要求，橫梁在自重力標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度限值(mm)； B：橫梁跨度(mm)； 按相關(guān)規(guī)范，鋼材橫梁的相對(duì)撓度不應(yīng)大于L/250，鋁材橫梁的相對(duì)撓度不應(yīng)大于L/180； 建筑幕墻GB/T21086-2007還有如下規(guī)定： 按5.1.1.2，對(duì)于構(gòu)件式玻璃幕墻或單元幕墻（其它形式幕墻或外圍護(hù)結(jié)構(gòu)無絕對(duì)撓度限制）： 當(dāng)跨距4500mm時(shí)，絕對(duì)撓度不應(yīng)該大于20mm； 當(dāng)跨距4500mm時(shí)，絕對(duì)撓度不應(yīng)該大于30mm； 按5.1.9，b，自重標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙炔粦?yīng)超過其跨度的1/500，并且不應(yīng)大于3mm； B/250=900/250=3.6mm B/500=900/500=1.8mm對(duì)本例取： df1,lim=3.6mm df2,lim=1.8mm qk：風(fēng)荷載作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)； E：型材的彈性模量(MPa)，對(duì)Q235取206000MPa； Iymin：繞Y軸最小慣性矩(mm4)； B：橫梁跨度(mm)； df1,lim=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240EIymin (受風(fēng)荷載與地震作用的撓度計(jì)算) Iymin=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240Edf1,lim =1.6389004(25/8-5(500/2/900)2+2(500/2/900)4)/240/206000/3.6 =16611.549mm4 Gk：橫梁自重線荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)； Ixmin：繞X軸最小慣性矩(mm4)； df2,lim=5GkB4/384EIxmin (自重作用下產(chǎn)生的撓度計(jì)算) Ixmin=5GkB4/384Edf2,lim =50.59004/384/206000/1.8 =11519.645mm44.3 選用橫梁型材的截面特性 按照上面的預(yù)選結(jié)果選取型材： 選用型材號(hào)：角鋼L55 型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：215MPa 型材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：125MPa 型材彈性模量：E=206000MPa 繞X軸慣性矩：Ix=112100mm4 繞Y軸慣性矩：Iy=112100mm4 繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=7900mm3 繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx2=3130mm3 繞Y軸凈截面抵抗矩：Wny1=7900mm3 繞Y軸凈截面抵抗矩：Wny2=3130mm3 型材凈截面面積：An=480.3mm2 型材線密度：g=0.037704N/mm 橫梁與立柱連接時(shí)角片與橫梁連接處橫梁壁厚：t=5mm 橫梁截面垂直于X軸腹板的截面總寬度：tx=5mm 橫梁截面垂直于Y軸腹板的截面總寬度：ty=5mm 型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(繞X軸)：Sx=3179mm3 型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(繞Y軸)：Sy=3179mm3 塑性發(fā)展系數(shù)：x=y=1.054.4 幕墻橫梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算按橫梁強(qiáng)度計(jì)算公式，應(yīng)滿足： Mx/xWnx+My/yWnyfs 6.2.4JGJ102-2003上式中： Mx：橫梁繞X軸方向(幕墻平面內(nèi)方向)的彎矩設(shè)計(jì)值(Nmm)； My：橫梁繞Y軸方向(垂直于幕墻平面方向)的彎矩設(shè)計(jì)值(Nmm)； Wnx：橫梁繞X軸方向(幕墻平面內(nèi)方向)的凈截面抵抗矩(mm3)； Wny：橫梁繞Y軸方向(垂直于幕墻平面方向)的凈截面抵抗矩(mm3)； x、y： 對(duì)于冷彎薄壁型鋼龍骨，按冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB 50018-2002，取1.00；對(duì)于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05； 對(duì)于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50429-2007，均取1.00； fs：型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取215MPa。采用SG+Sw+0.5SE組合，則： Mx/xWnx+My/yWny=60750/1.05/3130+214185/1.05/3130 =83.656MPa215MPa橫梁抗彎強(qiáng)度滿足要求。4.5 橫梁的撓度計(jì)算 因?yàn)閼T性矩預(yù)選是根據(jù)撓度限值計(jì)算的，所以只要選擇的橫梁慣性矩大于預(yù)選值，撓度就滿足要求： 實(shí)際選用的型材慣性矩為： Ix=112100mm4 Iy=112100mm4 預(yù)選值為： Ixmin=11519.645mm4 Iymin=16611.549mm4 橫梁撓度的實(shí)際計(jì)算值如下： df1=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240EIy =1.6389004(25/8-5(500/2/900)2+2(500/2/900)4)/240/206000/112100 =0.533mm df2=5GkB4/384EIx =50.59004/384/206000/112100 =0.185mm df1,lim=3.6mm df2,lim=1.8mm所以，橫梁撓度滿足規(guī)范要求。4.6 橫梁的抗剪計(jì)算校核依據(jù)： maxs=125MPa (型材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值)(1)Vwk：風(fēng)荷載作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(N)； Vwk=qwkB(1-H/2B)/2 =1.638900(1-500/2/900)/2 =532.35N(2)Vw：風(fēng)荷載作用下剪力設(shè)計(jì)值(N)； Vw=1.4Vwk =1.4532.35 =745.29N(3)VEk：地震作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(N)； VEk=qEkB(1-H/2B)/2 =0.1900(1-500/2/900)/2 =32.5N(4)VE：地震作用下剪力設(shè)計(jì)值(N)； VE=1.3VEk =1.332.5 =42.25N(5)Vx：水平總剪力(N)； 采用Vw+0.5VE組合 Vx=Vw+0.5VE =745.29+0.542.25 =766.415N(6)Vy：垂直總剪力(N)： Vy=1.20.001BH1/2 =1.20.001900500/2 =270N(7)橫梁剪應(yīng)力校核： x：橫梁水平方向剪應(yīng)力(MPa)； Vx：橫梁水平總剪力(N)； Sy：橫梁型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(mm3)(繞Y軸)； Iy：橫梁型材截面慣性矩(mm4)； ty：橫梁截面垂直于Y軸腹板的截面總寬度(mm)； x=VxSy/Iyty 6.2.5JGJ102-2003 =766.4153179/112100/5 =4.347MPa 4.347MPa125MPa y：橫梁垂直方向剪應(yīng)力(N)； Vy：橫梁垂直總剪力(N)； Sx：橫梁型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(mm3)(繞X軸)； Ix：橫梁型材截面慣性矩(mm4)； tx：橫梁截面垂直于X軸腹板的截面總寬度(mm)； y=VySx/Ixtx 6.2.5JGJ102-2003 =2703179/112100/5 =1.531MPa 1.531MPa125MPa橫梁抗剪強(qiáng)度能滿足!5 短槽式(托板)連接石材的選用與校核基本參數(shù)： 1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：20.35m； 2：板塊凈尺寸：ab=900mm500mm； 3：石材配置：托板式25mm，對(duì)邊連接；模型簡(jiǎn)圖為：5.1 石材板塊荷載計(jì)算(1)垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值： qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； E：動(dòng)力放大系數(shù)，取5.0； max：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.04； Gk：石材板塊的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)； A：幕墻平面面積(mm2)； qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =50.040.00075 =0.00015MPa(2)石材板塊荷載集度設(shè)計(jì)值組合：采用Sw+0.5SE設(shè)計(jì)值組合： 5.4.1JGJ102-2003 q=1.4wk+0.51.3qEAk =1.40.003706+0.51.30.00015 =0.005286MPa5.2 石材的抗彎設(shè)計(jì)(1)計(jì)算邊長(zhǎng)的確定： a：短槽連接邊邊長(zhǎng)：900mm； b：無槽邊邊長(zhǎng)：500mm； a1：短槽中心到面板邊側(cè)距離150mm； a0：計(jì)算短邊邊長(zhǎng)(mm)； b0：計(jì)算長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm)；因?yàn)椋篴-2a1=600b=500，所以： a0=500mm b0=600mm(2)石材強(qiáng)度校核： 校核依據(jù)：fsc=3.72MPa ：石材中產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力設(shè)計(jì)值(MPa)； fsc：石材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)； m：四點(diǎn)支撐石材最大彎矩系數(shù)，按短邊與長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)比0.833，查表得：0.1453； q：石材板塊水平荷載集度設(shè)計(jì)值組合(MPa)； b0：計(jì)算長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm)； t：石材厚度：25mm； 應(yīng)力設(shè)計(jì)值為： =6mqb02/t2 5.5.4JGJ133-2001 =60.14530.0052866002/252 =2.654MPa 2.654MPa3.72MPa強(qiáng)度能滿足要求。5.3 短槽托板在石材中產(chǎn)生的剪應(yīng)力校核 校核依據(jù)：1sc=1.86MPa 1：短槽托板在石材中產(chǎn)生的剪應(yīng)力設(shè)計(jì)值(MPa)； sc：石材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)； q：石材板塊水平荷載集度設(shè)計(jì)值組合(MPa)； a：短槽連接邊邊長(zhǎng)(mm)； b：無短槽邊邊長(zhǎng)(mm)； ：應(yīng)力調(diào)整系數(shù)，按表5.5.5JGJ133-2001，取1.25； n：一個(gè)連接邊上的短槽數(shù)量：2； t：石材厚度：25mm； c：短槽槽口寬度：6mm； s：?jiǎn)蝹€(gè)槽底總長(zhǎng)度：80mm； 1=qab/(n(t-c)s) 5.5.7-1JGJ133-2001 =0.0052869005001.25/(2(25-6)80) =0.978MPa 0.978MPa1.86MPa石材抗剪強(qiáng)度能滿足。5.4 短槽托板剪應(yīng)力校核 校核依據(jù)：2p=140MPa 2：短槽托板的剪應(yīng)力設(shè)計(jì)值(MPa)； p：短