05 隱框玻璃幕墻

1、第五部分、隱框玻璃幕墻結(jié)構(gòu)計算（轉(zhuǎn)角）第一章、荷載計算一、基本參數(shù)計算高度：95.3 m計算位置：副樓北立面隱框玻璃幕墻幕墻最大分格：BH=1.2500.95 mB：玻璃寬度H：玻璃高度設(shè)計地震烈度：7度地面粗糙度類別：C類作用荷載 石材面板 支撐龍骨 連接件 預埋件 主體結(jié)構(gòu)。二、荷載計算1、水平風荷載標準值計算gz：陣風系數(shù)，取gz=1.62按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001（2006年版）表7.5.1 S：風荷載體型系數(shù)，取S=-1.97Z：風壓高度變化系數(shù)，取Z=1.64按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001（2006年版）表7.2.1 W0：作用在幕墻上的風荷載基本值 0

2、.75 KN/m2按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001（2006年版）附表D.4（按50年一遇）WK：作用在幕墻上的風荷載標準值 WK=gzSZW0=1.62（-1.97）1.640.75=-3.925 KN/m2（表示負風壓）2、水平風荷載設(shè)計值計算rW：風荷載分項系數(shù)，取rW=1.4按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第5.4.2條W：作用在幕墻上的風荷載設(shè)計值 W=rWWK=1.43.925=5.495 KN/m23、幕墻構(gòu)件重量荷載玻璃采用6(low-e)+12A+6鋼化中空玻璃GAK：幕墻構(gòu)件自重標準值，取0.45 KN/m2GA：幕墻構(gòu)件自重設(shè)計值GA=1.2GAK=

3、1.20.45=0.54 KN/m24、地震作用qEK：垂直于幕墻平面的水平地震作用標準值 (KN/m2)qE：垂直于幕墻平面的水平地震作用設(shè)計值 (KN/m2)E：動力放大系數(shù)，可取5.0max：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.08 GAK：幕墻構(gòu)件(包括玻璃和龍骨)的重量標準值，取0.45 KN/m2qEK=5.00.080.45=0.18 KN/m2qE=EqEK =1.30.18=0.234 KN/m25、風荷載和水平地震作用組合計算W：風荷載的組合值系數(shù)，取W=1.0按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第5.4.3條E：地震作用的組合值系數(shù)，取E=0.5按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范J

4、GJ102-2003第5.4.3條qK：風荷載和水平地震作用組合標準值qK=WWK+EqEK=1.03.925+0.50.18=4.015 KN/m2q：風荷載和水平地震作用組合設(shè)計值q=WW+EqE=1.05.495+0.50.234=5.612 KN/m2第二章、玻璃面板計算一、計算說明玻璃面板選用6(low-e)+12A+6鋼化中空玻璃，玻璃面板的最大分格尺寸為，a=950 mm，b=1250 mm。該玻璃幕墻的玻璃屬于框支承體系，面板四邊固定，可將其簡化為四邊簡支的面板計算模型。二、外片玻璃面板強度校核校核依據(jù)：fg按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第6.1.2條1、計算說明

5、根據(jù)玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第6.1.4條和第6.1.5條的規(guī)定，鋼化中空玻璃的內(nèi)外片玻璃承受的荷載分別為、。玻璃內(nèi)外片均為鋼化，所以根據(jù)以上的公式，可以看出在相同的條件下，內(nèi)外片的玻璃承受的荷載不同，所以需要分別驗算內(nèi)外片的玻璃是否滿足強度條件要求。2、外片玻璃承受的水平風荷載t1、t2、：鋼化中空玻璃內(nèi)外片玻璃的厚度，取t1=6 mmWK1：外片玻璃承受的水平風荷載標準值=2.159 KN/m2W1：外片玻璃承受的水平風荷載設(shè)計值=3.022 KN/m23、外片玻璃承受的水平地震荷載t1、t2、鋼化中空玻璃內(nèi)外片玻璃的厚度，取t1=6mmGAK：鋼化玻璃面板自重面荷載標準

6、值GAK=610-325.6=0.154 KN/m2max：水平地震影響系數(shù)最大值，取max=0.08按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第5.3.4條E：動力放大系數(shù)，取E=5.0按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第5.3.4條qEK1：作用在鋼化玻璃上的地震荷載標準值qEK1=maxEGGK=0.085.00.154=0.062 KN/m2rE：地震作用分項系數(shù)，取rE=1.3按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第5.4.2條qE1：作用在外片玻璃上的地震荷載設(shè)計值 qE1=rEqEK1=1.30.062=0.081 KN/m24、外片玻璃風荷載和水平地震作用組合

7、計算W：風荷載的組合值系數(shù)，取W=1.0按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第5.4.3條E：地震作用的組合值系數(shù)，取E=0.5按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第5.4.3條qK1：外片玻璃風荷載和水平地震作用組合標準值qK1=WWK1+EqEK1=1.02.159+0.50.062=2.190 KN/m2q1：外片玻璃風荷載和水平地震作用組合設(shè)計值q1=WW1+EqE1=1.03.022+0.50.081=3.063 KN/m25、外片玻璃的強度折減系數(shù)：參數(shù)t：外片玻璃厚度，取t=6 mm=19.12：折減系數(shù)，取=0.9235由=19.12，查玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JG

8、J102-2003表6.1.2-2得6、外片玻璃強度校核m：彎矩系數(shù)，取m=0.0672由=0.76，查玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003表6.1.2-1得：外片玻璃產(chǎn)生的最大應(yīng)力=28.6 N/mm2fg=84.0N/mm2外片玻璃面板強度符合規(guī)范要求。三、內(nèi)片玻璃面板強度校核校核依據(jù)：fg按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第6.1.2條1、計算說明根據(jù)玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第6.1.4條和第6.1.5條的規(guī)定，鋼化中空玻璃的內(nèi)外片玻璃承受的荷載分別為、。玻璃內(nèi)外片均為鋼化，所以根據(jù)以上的公式，可以看出在相同的條件下，內(nèi)外片的玻璃承受的荷載不同，所以需要

9、分別驗算內(nèi)外片的玻璃是否滿足強度條件要求。2、內(nèi)片玻璃承受的水平風荷載t1、t2、：鋼化中空玻璃內(nèi)片玻璃的厚度，取t2=6mmWK2：內(nèi)片玻璃承受的水平風荷載標準值=1.963 KN/m2W：內(nèi)片玻璃承受的水平風荷載設(shè)計值=2.748 KN/m23、內(nèi)片玻璃承受的水平地震荷載t1、t2、鋼化中空玻璃內(nèi)片玻璃的厚度，取t2=6mmGAK：鋼化玻璃面板自重面荷載標準值GAK=610-325.6=0.154 KN/m2max：水平地震影響系數(shù)最大值，取max=0.08按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第5.3.4條E：動力放大系數(shù)，取E=5.0按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第

10、5.3.4條qEK2：作用在鋼化玻璃上的地震荷載標準值qEK2=maxEGGK=0.085.00.154=0.062 KN/m2rE：地震作用分項系數(shù)，取rE=1.3按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第5.4.2條qE2：作用在內(nèi)片玻璃上的地震荷載設(shè)計值 qE2=rEqEK2=1.30.062=0.081 KN/m24、內(nèi)片玻璃風荷載和水平地震作用組合計算W：風荷載的組合值系數(shù)，取W=1.0按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第5.4.3條E：地震作用的組合值系數(shù)，取E=0.5按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第5.4.3條qK2：內(nèi)片玻璃風荷載和水平地震作用組合標

11、準值qK2=WWK2+EqEK2=1.01.936+0.50.02=1.946 KN/m2q2：內(nèi)片玻璃風荷載和水平地震作用組合設(shè)計值q2=WW2+EqE2=1.02.748+0.50.081=2.789 KN/m25、內(nèi)片玻璃的強度折減系數(shù)：參數(shù)t：內(nèi)片玻璃厚度，取t=6mm=17.0：折減系數(shù)，取=0.932由=17.0，查玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003表6.1.2-2得6、內(nèi)片玻璃強度校核m：彎矩系數(shù)，取m=0.0672由=0.76，查玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003表6.1.2-1得：內(nèi)片玻璃產(chǎn)生的最大應(yīng)力=26.3 N/mm2fg=84.0 N/mm2內(nèi)片玻璃面

12、板強度符合規(guī)范要求。四、玻璃面板撓度校核校核依據(jù)：df=df,lim=按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第6.1.4條1、計算說明根據(jù)玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第5.4.4條的規(guī)定，玻璃幕墻的玻璃面板的撓度，可不考慮組合效應(yīng)，所以我們只需驗算玻璃面板在風荷載作用下的撓度即可。2、玻璃剛度計算t：鋼化中空玻璃的兩片玻璃的等效厚度按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第6.1.5條t=0.95=0.95=7.18 mmD：玻璃剛度D=2.3106 Nmm3、玻璃的撓度折減系數(shù)：參數(shù)t：玻璃厚度，取t=7.18 mm=16.7：折減系數(shù)，取=0.9332由=6.65，

13、查玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003表6.1.2-2得4、玻璃撓度校核：撓度系數(shù)，取=0.00651由=0.76，查玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003表6.1.3得df：玻璃產(chǎn)生的最大撓度df=8.4 mmdf=8.4 mmdf,lim=15.8 mm玻璃面板撓度符合規(guī)范要求。五、結(jié)構(gòu)膠強度計算1、基本參數(shù)膠的短期強度允許值 f1=0.2 N/mm2膠的長期強度允許值 f2=0.01 N/mm2風荷載設(shè)計值 W=5.495 KN/m2水平風荷載和地震作用組合設(shè)計值 q=5.612 KN/m2幕墻玻璃的重力荷載設(shè)計值 qG=0.185 KN/m2玻璃的短邊長度 a=950 mm玻

14、璃的長邊長度 b=1250 mm2、結(jié)構(gòu)膠在風荷載與地震作用組合下的粘結(jié)寬度CS1=13.33 mm3、硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的粘結(jié)厚度tsts：結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)厚度 （mm）us：幕墻玻璃的相對于鋁合金框的位移 （mm）：結(jié)構(gòu)硅酮密封膠在地震作用下的變位承受能力，取0.25(廠家提供)：最大彈性層間位移角限值，取1/550hg：玻璃分格高度，取950 mmUs=hg=1/550950=1.727 mmts=3.08 mm結(jié)構(gòu)膠實際寬度16 mm，厚度8 mm。綜上，結(jié)構(gòu)膠設(shè)計滿足要求，可以正常使用。第三章、半隱框玻璃幕墻立柱計算一、計算說明根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)特點，每根幕墻立柱簡支在主體結(jié)構(gòu)上,立柱高度H=3.

15、0 m，最大橫向計算分格寬度B=1.25 m。二、力學模型采用簡支梁力學模型，荷載按均布線荷載計算。水平方向和豎直方向均承受矩形荷載。計算簡圖如下圖：三、荷載作用值1、立柱所受的風荷載計算gz：陣風系數(shù)，取gz=1.61按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2003表7.5.1 S：風荷載體型系數(shù)，A=BH=1.253.00=3.75 m2取S=-1.59+(-0.2)=-1.79按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2003第7.3.3條該體形系數(shù)分別為一個垂直于幕墻方向向外的荷載值和一個垂直于幕墻方向相里的荷載值，計算時，我們選擇最不利的一種荷載進行組合，所以我們在計算時，選-1.79作為我們的計

16、算風荷載體形系數(shù)。Z：風壓高度變化系數(shù)，取Z=1.66按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2003表7.2.1 W0：作用在幕墻上的風荷載基本值 0.75 KN/m2按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2003附表D.4（按50年一遇）WK：作用在幕墻上的風荷載標準值 WK=gzSZW0=1.61（-1.79）1.660.75=-3.588 KN/m2（表示負風壓）2、水平風荷載設(shè)計值計算rW：風荷載分項系數(shù)，取rW=1.4按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第5.4.2條W：作用在幕墻上的風荷載設(shè)計值 W=rWWK=1.43.588=5.023 KN/m23、風荷載和水平地震作用組合標準

17、值計算W：風荷載的組合值系數(shù)，取W=1.0按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第5.4.3條E：地震作用的組合值系數(shù)，取E=0.5按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第5.4.3條qK=WWK+EqEK=1.03.588+0.50.18=3.678 KN/m24、風荷載和水平地震作用組合設(shè)計值計算q=WW+EqE=1.05.023+0.50.234=5.140 KN/m21、立柱承受的豎直方向面荷載 標準值 GGK=0.45 KN/m2設(shè)計值 GG=0.54 KN/m22、立柱承受的水平方向面荷載（按龍骨從屬面積計算）標準值 qK=3.678 KN/m2設(shè)計值 q=5.140

18、KN/m23、立柱承受的水平線荷載標準值 q線k=qKB=3.6781.25=4.598 KN/m設(shè)計值 q線=qB=5.1401.25=6.425 KN/m4、立柱所受的彎矩M=1/8q線H2=0.1256.42532=7.228 KNm5、受力最不利處立柱承受的偏心拉力設(shè)計值(立柱中心處)N= GG BH= 0.541.253.0=2.025 KN四、立柱截面參數(shù)立柱截面積 A0=1345.8529mm2X軸慣性矩 IX=5358709.3704mm4X軸抵抗矩 WX=53300.7391mm3Y軸抵抗矩 Wy=25816.0094mm3塑性發(fā)展系數(shù) =1.05五、立柱強度校核校核依據(jù)fa

19、=150 N/mm2按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第6.3.10條=137.1 N/mm2fa=150 N/mm2立柱強度滿足設(shè)計要求。六、立柱撓度校核由水平風荷載下引起的撓度線荷載標準值W線K=WKB =3.5881.25=4.485 KN/m水平風荷載下立柱的撓度u=12.6 mmu=12.6 mmH/180=3000/180=16.7 mm20 mm立柱撓度滿足設(shè)計要求。根據(jù)以上計算，立柱的各個構(gòu)件均符合規(guī)范要求，滿足設(shè)計要求，達到使用功能，可以正常使用。第四章、隱框玻璃幕墻橫梁計算一、計算說明橫梁選用（6063-T5）鋁型材，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)特點，每根幕墻橫梁簡支在立柱上，雙

20、向受力，屬于雙彎構(gòu)件，須對橫梁進行強度和撓度校核，橫梁的計算長度B=1250 mm。該橫梁承受豎直方向荷載高度h=950 mm，。承受水平方向梯形荷載，荷載高度h1=475 mm，承受水平方向梯形荷載，荷載高度h2=325 mm，橫梁受力形式及計算簡圖如下。二、荷載計算1、橫梁承受的豎直方向面荷載 標準值 GGK=0.45 KN/m2設(shè)計值 GG=0.54 KN/m22、橫梁承受的水平方向面荷載標準值 qK=3.678 KN/m2設(shè)計值 q=5.140 KN/m23、橫梁承受的豎向方向作用力 P1 =0.540.951.25/2=0.32 KN4、橫梁承受的水平方向線荷載標準值 qK線1=qK

21、h1=3.6780.475=1.747KN/m qK線2=qKh1=3.6780.325=1.195 KN/m設(shè)計值 q線1=qh1=5.1400.475=2.442 KN/mq線2=qh1=5.1400.325=1.671 KN/m5、橫梁承受的豎直方向最大彎矩和剪力=0.320.3125=0.10 KNm =0.32 KN6、橫梁承受的水平方向最大彎矩和剪力=+=+=0.678 KNm+=1.719 KN三、橫梁截面參數(shù)橫梁截面積 A=713.5075 mm2 中性軸慣性矩 IX=237756.5898 mm4X軸抵抗矩 WX=5899.8687 mm3Y軸抵抗矩 WY=12838.265

22、1 mm3中性軸慣性矩 IY=505522.8301 mm4塑性發(fā)展系數(shù) =1.05四、橫梁抗彎強度校核校核依據(jù)：fa按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第6.2.4條=65.4 N/mm2fa=90 N/mm2橫梁抗彎強度符合規(guī)范要求。五、橫梁抗剪強度校核校核依據(jù)：fav按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第6.2.5條1、豎直方向剪應(yīng)力t：橫梁壁厚，取t=3 mmX：橫梁承受的豎直荷載產(chǎn)生的剪應(yīng)力X=2.4 N/mm2fav=55 N/mm22、水平方向剪應(yīng)力t：橫梁壁厚，取t=3 mmY：橫梁承受的水平荷載產(chǎn)生的剪應(yīng)力Y=9.9 N/mm2fav=55 N/mm23、橫梁

23、承受的最大剪應(yīng)力Vmax=10.2 N/mm2fav=55 N/mm2橫梁抗剪強度滿足設(shè)計要求。六、橫梁撓度校核校核依據(jù)：dfdf,lim=按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003第6.2.7條1、豎直方向的撓度計算F1 =0.540.951.25/2=0.32 KN=1.1 mmdf,lim=6.9 mm 且不大于3mm2、水平方向線荷載計算風荷載標準值WK=3.588 KN/m2水平方向線荷載標準值WK線1=WKh1=3.5880.475=1.704 KN/mWK線2=WKh2=3.5880.325=1.166 KN/m3、水平方向的撓度計算df，Y：水平方向梯形荷載產(chǎn)生的撓度y =2

24、.08 mmdf，Y=2.08 mmdf,lim=6.9 mm橫梁剛度符合規(guī)范要求。根據(jù)以上計算，橫梁的各個構(gòu)件均符合規(guī)范要求，滿足設(shè)計要求，達到使用功能，可以正常使用。七、橫梁豎直方向扭轉(zhuǎn)屈曲校核1、桿件的扭轉(zhuǎn)屈曲校在荷載設(shè)計值作用下，根據(jù)計算得出桿件的最大扭矩為T=(0.540.951.25) 0.0755=0.05 KNm12.8 N/mm255 N/mm2桿件側(cè)向扭轉(zhuǎn)屈曲滿足設(shè)計要求第五章、幕墻連接計算一、橫梁與立柱的連接計算1、計算說明該半隱框幕墻所有的橫梁與立柱通過2個M6對穿螺栓連接，對穿螺栓承受來自水平方向的荷載和豎直方向上的荷載。此時我們需要對連接部位的螺栓的抗剪強度、立柱的

25、局部承壓能力和鋼角碼的局部承壓能力進行驗算。1、荷載計算作用在連接部位的水平方向剪力VY=5.1401.25（0.475+0.325）/2=2.570 KN作用在連接部位的水平方向剪力V2=0.540.951.25/2=0.32 KN橫梁端部所承受的最大剪力V=2.590 KN2、橫梁與立柱連接螺栓的校核M6螺栓公稱面積： A1=28.3 mm2有效面積： A2=20.1 mm2nV：剪切面，取nV=1NVb：每個螺栓的抗剪承載力：NVb=nVA1fV=128.3245=6933.5NV=2590/2=1295 NM6不銹鋼螺栓滿足設(shè)計要求。3、鋁合金角碼局部承壓能力NCb：鋁合金角碼局部承壓

26、能力NCb=dtfab=6.04120=2880 NV=2590/2=1295 N鋁合金角碼局部承壓能力滿足設(shè)計要求。二、鋁合金托片計算一、計算說明鋁合金托片（6063-T6）在工作中傳遞荷載，自身也受到荷載作用，如不能有效的承擔這些荷載，就會影響幕墻的正常使用，所以下面我們對鋁合金壓板進行驗算。二、鋁合金托片計算1、計算說明鋁合金托片承受玻璃面板傳來的豎向荷載根據(jù)其受力形式，取100 mm的計算長度，可將其看成一個在端部受集中力的懸臂梁，懸臂梁根部受力最不利，同時承受最大剪力和彎矩。力臂長L=23mm。由于壓板自重較輕，故不考慮自重影響。鋁合金壓板厚t=4mm。2、荷載計算（1）鋁合金托片承

27、受豎直方向集中力標準值 FK=（6+6）25.610-3 0.951.25/2=0.18 KN設(shè)計值 F=1.20.18 =0.216 KN（2）鋁合金托片受到的最大彎矩和剪力彎矩 M=FL=21623=4968 Nmm剪力 V=F=216 N 3、鋁合金托片截面參數(shù)4、鋁合金托片抗彎強度校核校核依據(jù)：fa=150 N/mm2=18.6 N/mm2fa=150.0 N/mm2鋁合金托片抗彎強度滿足設(shè)計要求。5、鋁合金托片抗剪強度校核校核依據(jù)：maxfav=85 N/mm2=0.54 N/mm285 N/mm2鋁合金托片抗剪強度滿足設(shè)計要求。6、鋁合金托片撓度校核校核依據(jù)：dfdf,lim=df

28、=0.02 mmdf,lim=0.26 mm鋁合金托片撓度滿足設(shè)計要求。第六章、幕墻預埋件計算一、立柱連接螺栓強度計算使用2個M12不銹鋼螺栓連接立柱與埋件支撐件，M12螺栓圖示與截面參數(shù)如下：公稱面積： A1=113.1 mm2有效面積： A2=84.3 mm2豎向荷載作用在每個螺栓上的剪力：V1 =1/2N=1/22.025=1.013 KN 水平荷載作用在每個螺栓上的剪力：V2 =（1/2qBH）/2=（1/25.141.253.0）/2=4.819 KN 每個螺栓承受的最大剪力V=4.924 KN作用在每個螺栓上的最大剪應(yīng)力：= =21.8 N/mm2245 N/mm2立柱承受的最大擠壓應(yīng)力：立柱的壁厚，取t=2.5 mm= =82.1 N/mm2161 N/mm2L125808鋼角碼連接件承受的最大擠壓應(yīng)力：鋼角碼的壁厚，取t=8 mm= =51.3 N/mm2305 N/mm2所以使用2個M12不銹鋼螺栓滿足設(shè)計要求。二、