140系列全隱框玻璃幕墻設(shè)計(jì)強(qiáng)度計(jì)算書資料

1、140系列全隱框玻璃幕墻設(shè)計(jì)強(qiáng)度計(jì)算書基本參數(shù)：儀征地區(qū)幕墻總標(biāo)咼=21.8m校核處設(shè)計(jì)層高：3.6m分格 B x H = 1.25mx 1.550m抗震6度設(shè)防一、幕墻承受荷載計(jì)算：1. 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：本幕墻設(shè)計(jì)按50年一遇風(fēng)壓計(jì)算Wk :作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m2）Wo：儀征50年一遇十分鐘平均最大風(fēng)壓：0.40 KN/m2根據(jù)現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范附表 D.4（全國(guó)基本風(fēng)壓和雪壓）中數(shù)值采用B gz :瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)：取 2.0（GB50009-2001表7.5.1）宙：風(fēng)荷載體型系數(shù)：1.5區(qū):21.8m高處風(fēng)壓高度變化系數(shù)：0.86Wk = B gz x x 送 x

2、 wo=2.0x 1.5X 0.86X 0.40=1.032 KN/m22. 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值：W :風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值：KN/m2rw :風(fēng)荷載作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)：1.4按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003（5.4.2條規(guī)定采用W=rw x WK=1.4 x 1.032=1.45KN/m23. 玻璃幕墻構(gòu)件重量荷載:GAK :玻璃幕墻構(gòu)件（包括玻璃和鋁框）的平均自重：400N/m2GK:玻璃幕墻構(gòu)件（包括玻璃和鋁框）的重量：H :玻璃幕墻分格高：1.550mB :玻璃幕墻分格寬：1.225mGK=400 X B X H/1000=400 X 1.225X 1.550/1000=0.76KN4.

3、 地震作用：（1）垂直于玻璃幕墻平面的分布地震作用：qEAK :垂直于玻璃幕墻平面的分布水平地震作用KN/m2（3 E:動(dòng)力放大系數(shù)：可取5.0按5. 2. 4條規(guī)定采用a max:水平地震影響系數(shù)最大值：0.04（6度設(shè)防）按5. 2. 4條規(guī)定采用Gk :玻璃幕墻構(gòu)件的重量：0.76KNB :玻璃幕墻分格寬：1.225mH:玻璃幕墻分格高：1.550mqEAk= 3 EX a maxX GK/B/H=5X 0.04X 0.76/1.225/1.550=0.080KN/m2（2）平行于玻璃幕墻平面的集中水平地震作用：PEAK :平行于玻璃幕墻平面的集中水平地震作用（kN）3 E:動(dòng)力放大系數(shù)

4、：可取5.0按5. 2. 4條規(guī)定采用GK :玻璃幕墻構(gòu)件的重量：0.76kNPEAK= 3 EX a maxX GK=5X 0.04X 0.76 =0.152KN二、玻璃的選用與校核：本工程選用玻璃種類為：鍍膜鋼化玻璃1. 玻璃面積：B :玻璃幕墻分格寬：1.225mH :玻璃幕墻分格高：1.550mA :玻璃板塊面積：A = B X H=1.225X 1.550=1.90m22. 玻璃厚度選取：W:風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值：1.45kN/ m2A :玻璃板塊面積：1.90m2K3 :玻璃種類調(diào)整系數(shù)：3.00 試算：C= WX A X 10/3/K3=1.45X 1.90X 10/3/3.00=3.0

5、6T = 2X SQRT(1+C)-2=2X SQRT(1+3.06)-2=2.03mm玻璃選取厚度為：6mm3. 玻璃板塊自重：GAk :玻璃板塊平均自重(不包括鋁框)：t:玻璃板塊厚度：6mm25.6 玻璃的體積密度，單位是kN/ m3521采用GAk = 25.6 x t/1000=25.6X 6/1000=0.154 kN/ m24. 垂直于玻璃平面的分布地震作用：a max:水平地震影響系數(shù)最大值：0.04qEAk :垂直于玻璃平面的分布地震作用(kN/ m2)qEAk = 5x a maxx GAk=5X 0.04X 0.154=0.031 kN/ m2rE:地震作用分項(xiàng)系數(shù)：1.

6、3qEA :垂直于玻璃平面的分布地震作用設(shè)計(jì)值kN/ m2qEA= rEX qEAk=1.3X 0.031=0.0403 kN/ m25. 玻璃的強(qiáng)度計(jì)算：校核依據(jù)：(T fg = 84.00q：玻璃所受組合荷載：a：玻璃短邊邊長(zhǎng)：1.225mb:玻璃長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)：1.550mt：玻璃厚度：6.0mm 1：玻璃板面跨中彎曲系數(shù)，按邊長(zhǎng)比 a/b查出(b為長(zhǎng)邊邊長(zhǎng))表 5. 4. 1 得：0.074(T W玻璃所受應(yīng)力：采用SW+0.6SE組合: q = W+0.6 x qEA=1.45+0.6X 0.0403=1.474kN/ m2(T w= 6x ix qx a2x 1000/t22 2=6X

7、0.074X 1.474X 1.2252x 1000/622=27.28N/mm227.28N/mm2 fg = 84.00 N/mm2玻璃的強(qiáng)度滿足！6. 玻璃最大面積校核：Azd:玻璃的允許最大面積(m2)Wk :風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：1.03kN/ m2t :玻璃厚度：6.0mma 1：玻璃種類調(diào)整系數(shù)：3.00A:計(jì)算校核處玻璃板塊面積：1.90m2Azd = 0.3X a 1 x (t+t2/4)/Wk(6.2.7-1)=0.3x 3x (6+62/4)/1.032=13.50 mA = 1.90m2 w Azd= 13.50 m2可以滿足使用要求！三、幕墻桿件計(jì)算：幕墻立柱按簡(jiǎn)支梁力學(xué)模型

8、進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算：1. 選料：(1)風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值的線密度：qw :風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值的線密度 rw:風(fēng)荷載作用效應(yīng)的分項(xiàng)數(shù)：1.4Wk :風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：1.03KN/ m2B:幕墻分格寬：1.225mqw=1.4 x Wk x B=1.4 x 1.03X 1.225=1.77KN/m(2)立柱彎矩：Mw :風(fēng)荷載作用下立柱彎矩：(kN.m) qw:風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值的線密度：1.77KN/m Hsjcg :立柱計(jì)算跨度：3.60m2Mw=qw x Hsjcg /8= 1.77 x 3.602/8=2.86KN.mqEA :地震作用設(shè)計(jì)值：qEAK :地震作用：0.08KN/ m2Y E:幕墻地震作用分項(xiàng)系數(shù)：

9、1.3qEA =1.3x qEAK=1.3x 0.082=0.104kN/ m2qE:地震作用設(shè)計(jì)值的線密度：qE= qEA x B=0.104 x 1.225=0.127KN.mME:地震作用下立柱彎矩(KN.m):2ME=qE x Hsjcg2/8=0.127 x 3.62/8=0.21KN.mM :幕墻立柱在風(fēng)荷載和地震作用下產(chǎn)生彎矩 (KN.m)采用SW+0.6SE組合M=Mw+0.6 X ME=2.86+0.6X 0.21=2.98KN.mW :立柱抗彎矩預(yù)選值W=M X 103/1.05/84.2=2.98X 103/1.05/84.2=33.75cm3qwk :風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值線密度

10、qwk=Wk X B=1.03X 1.225=1.26KN/mqEK :地震作用標(biāo)準(zhǔn)值線密度qEk=qEAK XB=0.08 X 1.225=0.098kN/m(4) 11 , I2:立柱慣性矩預(yù)選值(cm4)11=900 X (qwk+0.6 X qEk) X Hsjcg3/384/0.7=900 X (1.26+0.6X 0.098) X 3.63/384/0.7 =206.02cm412=5000 X (qwk+0.6 X qEk) X Hsjcg4/384/0.7/20 =5000X (1.26+0.6X 0.098) X 3.64/384/0.7/20 =206.02 cm42. 選

11、用立柱型材的截面特性：選用系列：140選用型材號(hào)：1401鋁型材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：84.200N/mm2鋁型材彈性模量：E=7X 106N/cm2X 軸慣性矩：lx=341.63cm4 丫軸慣性矩：ly=91.53cm4X軸抵抗矩：Wx仁52.46cm3X 軸抵抗矩：Wx2=45.63cm3 型材截面積：A=12.97cm2 型材計(jì)算校核處壁厚：t=3.00mm 型材截面面積矩：Ss=30.52 cni塑性發(fā)展系數(shù)：丫 =1.053. 幕墻立柱的強(qiáng)度計(jì)算：校核依據(jù)：N/A+m/ 丫 * fa=84.200N/m m2 (拉彎構(gòu)件)(5. 5. 3)B:幕墻分格寬：1.225mGAK :幕墻自重：40

12、0N/m2幕墻自重線荷載：GK=400 X B/1000=400 X 1.225/1000=0.49kN/mNk :立柱受力：NK=GK X Hsjcg=0.49 X 3.6=1.76kNN :立柱受力設(shè)計(jì)值：rG:結(jié)構(gòu)自重分項(xiàng)系數(shù)：1.2N=1.2X Nk= 1.2X 1.76=2.12kNa :立柱計(jì)算強(qiáng)度(N/ mm2)(立柱為接彎構(gòu)件)N :立柱受力設(shè)計(jì)值：2.12KNA :立柱型材截面積：12.97cm2M :立柱彎矩：3.58KN.mWx2 :立柱截面抗彎矩：45.63cm3丫 ：塑性發(fā)展系數(shù)：1.05a =NX 10/A+M X 103/1.05/ Wx23=2.12X 10/1

13、2.97+2.98X 103/1.05/45.632=63.83N/mm263.83N/mm2 fa=84.200 N/mm2立柱強(qiáng)度可以滿足！4. 幕墻立柱的剛度計(jì)算：校核依據(jù)：Umaxw U=20mm且 UmaxC L/180 (5.5.5)u:立柱撓度u=5 X (qwk+0.6qEk) X Hsjcg4 X 1000/384/0.7/Ix=5X (1.26+0.6X 0.098) X 3.64X 1000/384/0.7/341.63=12.06mm 20mmDu :立柱撓度與立柱計(jì)算跨度比值：Hsjcg :立柱計(jì)算跨度：3.6mDu=U/Hsjcg/1000=12.06/3.6/10

14、00=0.003351/180撓度可以滿足要求！5. 立柱抗剪計(jì)算：2校核依據(jù)：丫 maxw 丫 =48.900N/mm(1) Qwk :風(fēng)荷載作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(kn)Qwk=Wk x Hsjcgx B/2=1.03X 3.6X 1.225/2=2.27KN(2) Qw:風(fēng)荷載作用下剪力設(shè)計(jì)值(KN)Qw=1.4 x Qwk= 1.4x 2.27=3.18kN(3) QEK:地震作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(KN)QEK=qEAK x Hsjcg x B/2=0.08x 3.6 x 1.225/2=0.18KN(4) QE:地震作用下剪力設(shè)計(jì)值(KN)QE=1.3x QEK= 1.3x 0.18=0.23

15、KN(5) Q:立柱所受剪力：采用QW+0.6QE組合Q=Qw+0.6 x QE=3.18+0.6x 0.23=3.32KN(6) 立柱剪應(yīng)力：T :立柱剪應(yīng)力：Ss：立柱型材截面面積矩：30.52cm3lx :立柱型材截面慣性矩：341.63cm4t :立柱壁厚：3.000mmt =QK SsX 100/lx/t=3.32 X 30.52 X 100/341.63/3.0002=9.88N/mm2 29.88N/mm 48.900 N/mm立柱抗剪強(qiáng)度可以滿足！6. 選用橫梁型材的截面特性：選用系列：140選用型材號(hào)：1101鋁型材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：84.200N/mm2鋁型材彈性模量：E=7 X

16、 106N/cm2X軸慣性矩：Ix=46.8cm4Y 軸慣性矩：Iy=27.49cm4X軸抵抗矩：Wx仁13.37cm3X 軸抵抗矩：Wx2=13.37cm3Y軸抵抗矩：Wy仁11.0cm3丫軸抵抗矩：Wy2=11.0cm3型材截面積：A=6.84cm2型材計(jì)算校核處壁厚：t=3.000mm 型材截面面積矩：Ss=8.85m3塑性發(fā)展系數(shù)：丫 =1.057. 幕墻橫梁的強(qiáng)度計(jì)算：(5. 5. 2)校核依據(jù)：mx/ 丫 W+my/ 丫 WyC fa=84.200N/m m2(1)橫梁在自重作用下的彎矩(KN.m)H:幕墻分格高：1.550mGAK :橫梁自重：300N/ m2GK:橫梁自重荷載線

17、密度：GK=300 X H/1000=300 X 1.550/1000=0.465KN/mG:橫梁自重荷載設(shè)計(jì)值線密度(kN/m)G=1.2X GK= 1.2 X 0.465=0.558KN/mMx :橫梁在自重荷載作用下的彎矩(kN.m)2Mx=G X B2/82=0.558X 1.2252/8=0.105KN.m(2)橫梁在風(fēng)荷載作用下的彎矩(KN.m)風(fēng)荷載線密度：qwk=B X Wk=1.225X 1.03=1.26kN/m風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值的線密度：qw=1.4 X qwk=1.4X 1.26=1.77kN/mMyw :橫梁在風(fēng)荷載作用下的彎矩(kN.m)2Myw=qw X B /12=1

18、.77 X 1.2252/12=0.22KN.m(3) 地震作用下橫梁彎矩qEAK :橫梁平面外地震荷載：B E:動(dòng)力放大系數(shù)：5a max:地震影響系數(shù)最大值：0.040GK :幕墻構(gòu)件自重：300N/m2qEAk=5 x a maxx 300/1000=0.06K n/ m2qEx :橫梁地震荷載線密度：B:幕墻分格寬：1.225m qEx=qEAk x B=0.06 x 1.225=0.074KN/mqE:橫梁地震荷載設(shè)計(jì)值線密度： 丫 E:地震作用分項(xiàng)系數(shù)：1.3qE=1.3X qEx=1.3 x 0.074=0.096KN/mMyE :地震作用下橫梁彎矩：MyE=qE x B2/12

19、=0.096x 1.2252/12=0.012 KN.m(4) 橫梁強(qiáng)度：(T :橫梁計(jì)算強(qiáng)度(N/mm2)采用SG+SW+0.6SE組合WX1 : X 軸抵抗矩：13.37cm3WY2 : Y 軸抵抗矩：11.0 cm3Y:塑性發(fā)展系數(shù)：1.05(T =(MX/WX1+MYW/WY2+0CMyE/Wy2) X 102/1.05 =2.72N/mm22.72N/mm2 fa=84.200N/m m2橫梁正應(yīng)力強(qiáng)度可以滿足！8. 幕墻橫梁的抗剪強(qiáng)度計(jì)算：校核依據(jù)：丫 maxw 丫 =48.900N/m m2(1) Qwk :風(fēng)荷載作用下橫梁剪力標(biāo)準(zhǔn)值(Kn)Wk :風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：1.03KN/m

20、2B:幕墻分格寬：1.225m2Qwk=Wk X B2/42= 1.03X 1.2252/4=0.39KN(2) QW:風(fēng)荷載作用下橫梁剪力設(shè)計(jì)值(KN)QW=1.4 X QWK= 1.4X 0.39=0.54KN(3) qEK:地震作用下橫梁剪力標(biāo)準(zhǔn)值(KN) qEAK :幕墻平面外地震作用：0.06KN/m2 qEK二 qEAK X B2/4=0.06X 1.2252/4=0.023KN(4) qE:地震作用下橫梁剪力設(shè)計(jì)值(kn)Y E:地震作用分項(xiàng)系數(shù)：1.3qE=1.3X qEK=1.3X 0.023=0.029kN(5) Q:橫梁所受剪力：采用QW+0.6QE組合Q=Qw+0.6X

21、 QE=0.54+0.6X 0.029=0.56KN(6) y :橫梁剪應(yīng)力Ss：橫梁型材截面面積矩：8.85cm3 Iy :橫梁型材截面慣性矩：27.49cm4t:橫梁壁厚：3.0mm丫 =QX SsX 100/ly/t=0.56X 8.85X 100/27.49/3.00=5.98N/mm25.98 N/mm2 557.4 N強(qiáng)度可以滿足?。?）豎向節(jié)點(diǎn)（角碼與立柱）橫梁自重：300N/mGK:橫梁自重線荷載：（N/m）GK=300 x H=300 x 1.550=465.00N/m橫梁自重線荷載設(shè)計(jì)值：（N/m）G=1.2x 465.00=558.00N/mN2 :自重荷載：(N)N2=

22、G X B/2=558.00X 1.225/2=341.78NN :連接處組合荷載：采用SG+SW+0.6SE組合N=sqrt(N12+N22)=sqrt(557.42+341.782)=653.84NNum2:螺栓個(gè)數(shù)：Num2二N/Nvbh=0.36個(gè) 取1個(gè)實(shí)際采用2個(gè)Ncbj:連接部位鋁角碼壁抗承壓能力計(jì)算:Lct1 :鋁角碼壁厚：4.00mmNcbj=D1 X Lct1 X 120X Num2=5.00X 4.00X 120X 2=4800N4800N 653.84N強(qiáng)度可以滿足！2. 立梃與主結(jié)構(gòu)連接Lct2 :連接處鋼角碼壁厚：8.00mmD2 :連接螺栓直徑：12.00mmD0

23、 :連接螺栓直徑：10.36mm采用SG+SW+0.6SE組合N1WK :連接處風(fēng)荷載總值：（N）N1WK=WK x B x Hsjcgx 1000 =1.03X 1.225X 3.6X 1000 =4542.3N連接處風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值：（N）N1W=1.4 X N1WK= 1.4X 4542.3=6359.22NN1EK :連接處地震作用：N1EK二qEAK x BX Hsjcg x 1000 =0.06X 1.225 X 3.6 X 1000=264.6NN1E :連接處地震作用設(shè)計(jì)值：（N）N1E=1.3 X N1EK= 1.3X 264.6=343.98NN1 :連接處水平總力：（N）N仁

24、 N1W+0.6N1E=6359.22+0.6X 343.98=6565.61NN2 :連接處自重總值設(shè)計(jì)值：N2K=400 X BX Hsjcg=400X 1.225 X 3.6= 1764.0 NN2 :連接處自重總值設(shè)計(jì)值：（N）N2=1.2 X N2K= 1.2X 1764.0=2116.8NN :連接處總合力：(N)N=sqrt(N12+N22)=sqrt(6565.612+2116.82)=6898.41NNvb :螺栓的承載能力：Nv :連接處剪切面數(shù)：22Nvb=2 X 3.14 X D0X 130/42=2X 3.14 X 10.36 X 130/4=21905.97NNum

25、l :立梃與建筑物主結(jié)構(gòu)連接的螺栓個(gè)數(shù):Numl二N/Nvb=6898.41/21905.97=0.31個(gè) 取1個(gè)實(shí)際采用2個(gè)Ncb1 :立梃型材壁抗承壓能力：D2 :連接螺栓直徑：12.00mmNv :連接處剪切面數(shù)：4t :立梃壁厚：3.00mmNcb1=D2 X 4X 120X t=12.00X 4X 120X 3.00= 17280.00N17280.00N 6898.41N強(qiáng)度可以滿足！Ncbg鋼角碼型材壁抗承壓能力：(N)Ncbg二D2 x 2X 267x Lct2=12.00 x 2x 267x 8x 2= 102528.00N102528.00N6898.41 N強(qiáng)度可以滿足！五、幕墻玻璃板塊結(jié)構(gòu)膠計(jì)算：本工程選用結(jié)構(gòu)膠類型為：DGM-60181. 按風(fēng)荷載和自重效應(yīng)，計(jì)算結(jié)構(gòu)硅酮密封膠的寬度:(1) 風(fēng)載荷作用下結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)寬度的計(jì)算：Csl:風(fēng)載荷作用下結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)寬度(mm)WK :風(fēng)載荷標(biāo)準(zhǔn)值：1.03KN/m2B:矩形分格短邊長(zhǎng)度：1.550mfl :結(jié)構(gòu)膠的短期強(qiáng)度允許值：0.20N/mm2按5. 6. 3條規(guī)定采用Csl=WK x a/2/0.20