玻璃幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、大屯里綜合樓工程明框玻璃幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)設(shè)計(jì)： 校對(duì)： 審核： 批準(zhǔn)： 中國(guó)建筑技術(shù)集團(tuán)有限公司2005年7月22日大屯里綜合樓明框玻璃幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū) 中國(guó)建筑技術(shù)集團(tuán)有限公司明框玻璃幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)一、計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料1.幕墻設(shè)計(jì)規(guī)范：建筑幕墻 jg3035-1996玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 jgj102-2003金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范 jgj133-2001點(diǎn)支式玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)程 cecs127-2001全玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)程 dbj/ct014-2001玻璃幕墻光學(xué)性能 gb/t18091-2000建筑幕墻物理性能分級(jí) gb/t15225-94建筑幕墻空氣滲透性能測(cè)試方法 gb

2、/t15226-94建筑幕墻風(fēng)壓變形性能測(cè)試方法 gb/t15227-94建筑幕墻雨水滲透性能測(cè)試方法 gb/t15228-94建筑幕墻保溫性能測(cè)試方法 gb8484建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測(cè)方法 gb/t18250-2000建筑幕墻抗震性能振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)方法 gb/t18575-2001點(diǎn)支式玻璃幕墻支承裝置 jg138-2001吊掛式玻璃幕墻支承裝置 jg139-20012.建筑設(shè)計(jì)規(guī)范：建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 gb50009-2001鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 gb50017-2003冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 gb50018-2002高層民用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 jgj99-98建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 gbj16-200

3、1高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 gb50045-2001建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 gb50057-2000工程抗震術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn) jgj/t97-95中國(guó)地震烈度表 gb/t17742-1999建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 gb50011-2001建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn) gb50223-1995中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖 gb18306-2000采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范 gbj19-87高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 jgj3-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 gb50010-2002民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范 gb50176-93民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范 gbj118-88建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) gb50068-2001建筑裝飾工程施工質(zhì)量

4、驗(yàn)收規(guī)范 gb50210-2001建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程 gb/t8162鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 gb14907-2002碳鋼焊條 gb/t5117-1995低合金鋼焊條 gb/t5118-1995鋁型材截面幾何參數(shù)算法及計(jì)算機(jī)程序要求 ys/t437-20003.鋁材規(guī)范：鋁幕墻板 板基 ys/t429.1-2000鋁幕墻板 氟碳噴漆鋁單板 ys/t429.2-2000鋁及鋁合金彩色涂層板、帶材 ys/t431-2000鋁塑復(fù)合板用鋁帶 ys/t432-2000鋁合金建筑型材 gb/t5237-2000建筑鋁型材 基材 gb/t5237.1-2000建筑鋁型材 陽(yáng)極氧化、著色型材 gb/t5237.2-

5、2000建筑鋁型材 電泳涂漆型材 gb/t5237.3-2000建筑鋁型材 粉末噴涂型材 gb/t5237.4-2000建筑鋁型材 氟碳漆噴涂型材 gb/t5237.5-2000變形鋁及鋁合金化學(xué)成份 gb/t3190-1996鋁及鋁合金陽(yáng)極氧化-陽(yáng)極氧化膜的總規(guī)范 gb8013-1987鋁及鋁合金軋制板材 gb/t3880-1997建筑用鋁型材、鋁板氟碳涂層 jc133-20004.金屬板及石材規(guī)范：天然花崗石荒料 jc/t204-2001天然大理石荒料 jc/t202-2001天然板石 gb/t18600-2001天然花崗石建筑板材 gb/t18601-2001天然大理石建筑板材 jc/t

6、79-2001干掛石材幕墻用環(huán)氧膠粘劑 jc/t887-2001天然飾面石材術(shù)語(yǔ) gb/t13890-92建筑材料放射性核素限量 gb6566-2001干掛天然花崗巖，建筑板材及其不銹鋼配件 jc830-1998鋁塑復(fù)合板 gb/t17748-1999建筑瓷板裝飾工程技術(shù)規(guī)范 cecs101：98建筑裝飾用微晶玻璃 jc/t872-20005.玻璃規(guī)范：建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 jgj113-2003普通平板玻璃 gb4871-1995浮法玻璃 gb116141999鋼化玻璃 gb/t9963-1998幕墻用鋼化玻璃與半鋼化玻璃 gb/t17841-1999建筑用安全玻璃 防火玻璃 gb15763

7、.1-2001中空玻璃 gb/t11944-2002夾層玻璃 gb9962-1999鍍膜玻璃 第一部分 陽(yáng)光控制鍍膜玻璃 gb/t18915.1-2002鍍膜玻璃 第二部分 低輻射鍍膜玻璃 gb/t18915.2-2002熱反射玻璃 jc693-1998熱彎玻璃 jc/t915-20036.鋼材規(guī)范：不銹鋼棒 gb/t1220-1992不銹鋼冷加工鋼棒 gb/t4226不銹鋼冷扎鋼板 gb/t3280不銹鋼熱扎鋼板 gb/t4237-92不銹鋼熱扎鋼帶 gb/t5090冷拔異形鋼管 gb/t3094-2000碳素結(jié)構(gòu)鋼 gb/t700-1988優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 gb/t699合金結(jié)構(gòu)鋼 gb/t

8、3077不銹鋼和耐熱鋼冷扎帶鋼 gb/t4239高耐候結(jié)構(gòu)鋼 gb/t4171-2000焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼 gb/t4172-2000低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 gb/t1591-1994碳素結(jié)構(gòu)和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼板及鋼帶 gb/t912碳素結(jié)構(gòu)和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板及鋼帶 gb/t3274結(jié)構(gòu)用無(wú)縫鋼管 jbj102金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術(shù)要求 gb/t13912-19927.膠類及密封材料規(guī)范：混凝土接縫用密封膠 jc/t881-2001硅酮建筑密封膠 gb/14683-2003建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠 gb16776-2003聚硫建筑密封膠 jc483-1992中空玻璃用彈性密封劑 jc4

9、86- 2001幕墻玻璃接縫用密封膠 jc/t882-2001石材幕墻接縫用密封膠 jc/t883-2001中空玻璃用丁基熱熔密封膠 jc/t914-2003彩色鋼板用建筑密封膠 jc/t884-2001工業(yè)用橡膠板 gb/t5574-1994絕熱用巖棉、礦棉及其制品 gb/t11835-98建筑用防霉密封膠 jc/t885-2001建筑表面用有機(jī)硅防水劑 jc/t902-2002聚氨酯建筑密封膠 jc/t482-20038.門窗及五金件規(guī)范：鋁合金門 gb/t8478鋁合金窗 gb/t8479-2003建筑外窗抗風(fēng)壓性能分級(jí)及檢測(cè)方法 gb/t7106-2002建筑外窗氣密性能分級(jí)及檢測(cè)方法

10、 gb/t7107-2002建筑外窗水密性能分級(jí)及檢測(cè)方法 gb/t7108-2002建筑外窗空氣隔聲性能分級(jí)及檢測(cè)方法 gb/t8485-2002鋁合金門窗工程設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)范 dbj15-30-2002建筑外窗采光性能分級(jí)及檢測(cè)方法 gb/t11976-2002地彈簧 gb/t9296平開(kāi)鋁合金窗執(zhí)手 gb/t9298鋁合金窗不銹鋼滑撐 gb/t9300鋁合金門插銷 gb/t9297鋁合金窗撐擋 gb/t9299鋁合金門窗拉手 gb/t9301鋁合金窗鎖 gb/t9302鋁合金門鎖 gb/t9303閉門器 gb/t9305推拉鋁合金門窗用滑輪 gb/t9304緊固件 螺栓和螺釘 gb/

11、t5277十字槽盤頭螺釘 gb/t818緊固件機(jī)械性能 螺栓、螺釘和螺柱 gb3098.1-2000緊固件機(jī)械性能 螺母 粗牙螺紋 gb3098.2-2000緊固件機(jī)械性能 螺母 細(xì)牙螺紋 gb3098.4-2000緊固件機(jī)械性能 自攻螺釘 gb3098.5-2000緊固件機(jī)械性能 不銹鋼螺栓、螺釘、螺柱 gb3098.6-2000緊固件機(jī)械性能 不銹鋼 螺母 gb3098.15-2000螺紋緊固件應(yīng)力截面積和承載面積 gb/t16823.1-19979.建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè) (第二版)10.土建圖紙：二、基本參數(shù)1.幕墻所在地區(qū)： 北京地區(qū)；2.地區(qū)粗糙度分類等級(jí)： 幕墻屬于薄壁外圍護(hù)構(gòu)件，

12、按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gb50009-2001) 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c類地區(qū)考慮。3.抗震烈度： 按照國(guó)家規(guī)范建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(gb50011-2001)、中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖(gb18306-2000)規(guī)定，北京地區(qū)地震基本烈度為8度，地震動(dòng)峰值加速度為0.2g，水平地震影響系數(shù)最大值為：max=0.16。三、幕墻承受荷載計(jì)算1.風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：幕墻屬于薄壁外圍護(hù)構(gòu)件，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gb50

13、009-2001)計(jì)算： wk=gzzsw0 7.1.1-2gb50009-2001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：33m； 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: gz=k(1+2f) 其中k為地區(qū)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=1.22

14、48(z/10)-0.3對(duì)于c類地區(qū)，33m高度處瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)： gz=0.85(1+2(0.734(z/10)-0.22)=1.81 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c類地區(qū)，33m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)： z=0.616(z/10)0.44=1.042 s：風(fēng)荷載體型系數(shù)，根據(jù)計(jì)算點(diǎn)體型位置取1.2； w0：基本風(fēng)壓值(mpa)，根據(jù)現(xiàn)行g(shù)b50009

15、-2001附表d.4(全國(guó)基本風(fēng)壓分布圖)中數(shù)值采用，按重現(xiàn)期50年，北京地區(qū)取0.00045mpa； wk=gzzsw0 =1.811.0421.20.00045 =0.001018mpa 2.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0.16； 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)；3.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.

16、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)行位移及撓度計(jì)算時(shí)； 重力荷載：g：1.0； 風(fēng) 荷 載：w：1.0； 地震作用：e：1.0；上式中，風(fēng)荷載的組合系數(shù)w

17、為1.0； 地震作用的組合系數(shù)e為0.5；四、幕墻立柱計(jì)算基本參數(shù)： 1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：33m； 2：力學(xué)模型：雙跨梁； 3：立柱跨度：l=3900mm，短跨長(zhǎng)l1=300mm，長(zhǎng)跨長(zhǎng)l2=3600mm； 4：立柱左分格寬：2100mm；立柱右分格寬：2100mm； 5：立柱計(jì)算間距（指立柱左右分格平均寬度）：b=2100mm； 6：板塊配置：中空玻璃6+6mm； 7：立柱材質(zhì)：6063-t5； 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：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)；

18、wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(mpa)； b：幕墻立柱計(jì)算間距(mm)； qwk=wkb =0.0010182100 =2.138n/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 =1.42.138 =2.993n/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0.16； 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 =50.160.0005

19、=0.0004mpa 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 =0.00042100 =0.84n/mm qe：水平地震作用線荷載集度設(shè)計(jì)值(n/mm)； qe=1.3qek =1.30.84 =1.092n/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 =2.993+0.51.092 =3.539n/mm用于撓度計(jì)算時(shí)，采用sw+0.5se標(biāo)準(zhǔn)值組合： 5.4.1jgj102-2003 qk=qwk+0.5qek =2.138+0.50.8

20、4 =2.558n/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 =-3.539(3003+36003)/8/3900 =-5295228.75nmm r1=ql1/2-m1/l1+ql2/2-m1/l2 =3.539300/2-(-5295228.75/300)+3.5393600/2-(-5295228.75/3600) =26022.709n2.確定材料的截面參數(shù)：(1)截面的型材慣性矩要求： k

21、2=0 k1=4m1/(ql22) =45295228.75/(3.53936002) =0.462查建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)第二版表3-9附注說(shuō)明： x0=a/4+2r1/3cos(+240)其中： a=2+k1-k2=2.462 r=(a/4)2-k1/2)3/2=0.057 =1/3arccos(a3-12k1a-8(1-2k1-k2)/64r)=26.499 x0=a/4+2r1/3cos(+240) =2.462/4+20.0571/3cos(26.499+240) =0.568 =x0(1-2k1+3k1x0-2x02-k1x02+x03) =0.1432代入df,lim=qkl24/

22、24eixmin上式中： df,lim：按規(guī)范要求，立柱的撓度限值(mm)； qk：風(fēng)荷載與地震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值組合(n/mm)； l2：長(zhǎng)跨長(zhǎng)度(mm)； e：型材的彈性模量(mpa)，對(duì)6063-t5取70000mpa； ixmin：材料需滿足的繞x軸最小慣性矩(mm4)； l/180=3900/180=21.667?。?df,lim=21.667mm代入上式: ixmin=qkl24/24edf,lim =0.14322.55836004/24/70000/21.667 =1690228.795mm4(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

23、組合設(shè)計(jì)值即m1(nmm)； ：塑性發(fā)展系數(shù)：取1.05； fa ：型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(mpa)，對(duì)6063-t5取85.5； wnx=mx/fa =5295228.75/1.05/85.5 =58983.333mm33.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)：70/150 型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：85.5mpa 型材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：a=49.6mpa 型材彈性模量：e=70000mpa 繞x軸慣性矩：ix=6032500mm4 繞y軸慣性矩：iy=754060mm4 繞x軸凈截面抵抗矩：wnx1=153940mm3 繞x軸凈截面抵抗矩：wnx2=68126mm3 型材凈截面面積

24、：an=1724.8mm2 型材線密度：g=0.048294n/mm 型材截面垂直于x軸腹板的截面總寬度：t=7mm 型材受力面對(duì)中性軸的靜矩：sx=39600mm3 塑性發(fā)展系數(shù)：=1.054.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(n)； 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 =0.000521003900 =4095n n：立柱軸向拉力設(shè)計(jì)值(n)； n=1.2nk =1.24095 =4914n(2)抗彎強(qiáng)度校核：按雙跨梁(受

25、拉)立柱強(qiáng)度公式,應(yīng)滿足： n/an+mx/wnxfa 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)，取1.05； fa：型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取85.5mpa；則： n/an+mx/wnx=4914/1724.8+5295228.75/1.05/68126 =76.875mpa85.5mpa立柱抗彎強(qiáng)度滿足要求。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

26、慣性矩為：ix=6032500mm4 預(yù)選值為：ixmin=1690228.795mm4所以，立柱撓度滿足規(guī)范要求。6.立柱的抗剪計(jì)算：校核依據(jù)： maxa=49.6mpa (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) =-(3.539300/2-(-5295228.75/300) =-18181.612n vw1右=ql2/2-m1/l2 =3.5393600/2-(-5295228.75/3600) =7841.097n取v=18181.612n(2)立柱剪應(yīng)力： max：立柱最大剪應(yīng)力(n)； v：立柱所受剪力(n)；

27、 sx：立柱型材受力面對(duì)中性軸的靜矩(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 =18181.61239600/6032500/7 =17.05mpa 17.05mpa49.6mpa立柱抗剪強(qiáng)度滿足要求!五、幕墻橫梁計(jì)算基本參數(shù)： 1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：33m； 2：橫梁跨度：b=2100mm； 3：橫梁上分格高：1100mm；橫梁下分格高：1100mm； 4：橫梁間距（指橫梁上下分格平均高度）：h=1100mm； 5：力學(xué)模型：梯形荷載簡(jiǎn)支梁； 6：板塊配置：中空玻璃6+6mm； 7：橫梁材質(zhì)：6063-t5；因?yàn)閎

28、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：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：幕墻橫梁間距(mm)； qwk=wkh =0.0010181100 =1.12n/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 =1.41.12 =1.568n/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

29、平地震影響系數(shù)最大值，取0.16； 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 =5.00.160.0004 =0.00032mpa qek：橫梁受水平地震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(n/mm)； h：幕墻橫梁間距(mm)； qek=qeakh =0.000321100 =0.352n/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 =1.30.352 =0.458n/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.

30、1jgj102-2003 q=qw+0.5qe =1.568+0.50.458 =1.797n/mm用于撓度計(jì)算時(shí)，采用sw+0.5se組合標(biāo)準(zhǔn)值： 5.4.1jgj102-2003 qk=qwk+0.5qek =1.12+0.50.352 =1.296n/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：幕墻橫梁間距(mm)；采用sw+0.5se組合： 5.4.1jgj102-2003 mw=qwb2(3-

31、(h/b)2)/24 me=qeb2(3-(h/b)2)/24 my=mw+0.5me =qb2(3-(h/b)2)/24 =1.79721002(3-(1100/2100)2)/24 =899997.5nmm(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)； h：橫梁間距(mm)； gk=0.0004h =0.00041100 =0.44n/mm g：橫梁自重線荷載設(shè)計(jì)值(n)； g=1.2gk =1.20.44 =0.528n/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 =0.52821002/8

32、=291060nmm2.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)； ：塑性發(fā)展系數(shù)：取1.05； fa：型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(mpa)，對(duì)6063-t5取85.5；按下面公式計(jì)算： wnx=mx/fa =291060/1.05/85.5 =3242.105mm3 wny=my/fa =899997.5/1.05/85.5 =10025.035mm3(2)橫梁慣性矩預(yù)選： df,lim：按規(guī)范要求，橫梁的

33、撓度限值(mm)； b/180=2100/180=11.667mm取： df,lim=11.667mm qk：風(fēng)荷載與地震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值組合(n/mm)； e：型材的彈性模量(mpa)，對(duì)6063-t5取70000mpa； iymin：繞y軸最小慣性矩(mm4)； b：橫梁跨度(mm)； df,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)/240edf,lim =1.29621004(25/8-5(1100/2/2100)2+2(1100/2/2

34、100)4)/240/70000/11.667 =358956.618mm4 ixmin：繞x軸最小慣性矩(mm4)； df,lim=5gb4/384eixmin (自重作用下產(chǎn)生的撓度計(jì)算) ixmin=5gb4/384edf,lim =50.52821004/384/70000/11.667 =163716.572mm43.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)：70/70 型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：85.5mpa 型材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：49.6mpa 型材彈性模量：e=70000mpa 繞x軸慣性矩：ix=339170mm4 繞y軸慣性矩：iy=871960mm4 繞

35、x軸凈截面抵抗矩：wnx1=11670mm3 繞x軸凈截面抵抗矩：wnx2=8780mm3 繞y軸凈截面抵抗矩：wny1=16320mm3 繞y軸凈截面抵抗矩：wny2=17450mm3 型材凈截面面積：an=986mm2 型材線密度：g=0.027608n/mm 橫梁與立柱連接時(shí)角片與橫梁連接處橫梁壁厚：t=3mm 橫梁截面垂直于x軸腹板的截面總寬度：tx=6mm 橫梁截面垂直于y軸腹板的截面總寬度：ty=6mm 型材受力面對(duì)中性軸的靜矩(繞x軸)：sx=5310mm3 型材受力面對(duì)中性軸的靜矩(繞y軸)：sy=4200mm3 塑性發(fā)展系數(shù)：=1.054.幕墻橫梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算：按橫梁強(qiáng)度計(jì)

36、算公式,應(yīng)滿足： mx/wnx+my/wnyfa 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)； ：塑性發(fā)展系數(shù)，取1.05； fa：型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取85.5mpa。采用sg+sw+0.5se組合,則： mx/wnx+my/wny=291060/1.05/8780+899997.5/1.05/16320 =84.093mpa

37、85.5mpa橫梁抗彎強(qiáng)度滿足要求。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=339170mm4 iy=871960mm4 預(yù)選值為： ixmin=163716.572mm4 iymin=358956.618mm4所以，橫梁撓度滿足規(guī)范要求。6.橫梁的抗剪計(jì)算：(梯形荷載作用下)校核依據(jù)： maxa=49.6mpa (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 =1.122100(1-1100/2/2100)/2 =868n(2)v

38、w：風(fēng)荷載作用下剪力設(shè)計(jì)值(n)； vw=1.4vwk =1.4868 =1215.2n(3)vek：地震作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(n)； vek=qekb(1-h/2b)/2 =0.3522100(1-1100/2/2100)/2 =272.8n(4)ve：地震作用下剪力設(shè)計(jì)值(n)； ve=1.3vek =1.3272.8 =354.64n(5)vx：水平總剪力(n)； 采用vw+0.5ve組合 vx=vw+0.5ve =1215.2+0.5354.64 =1392.52n(6)vy：垂直總剪力(n)： vy=1.20.0004bh/2 =1.20.000421001100/2 =554.4n(7

39、)橫梁剪應(yīng)力校核： x：橫梁水平方向剪應(yīng)力(n)； vx：橫梁水平總剪力(n)； sy：橫梁型材受力面對(duì)中性軸的靜矩(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 =1392.524200/871960/6 =1.118mpa 1.118mpa49.6mpa 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)中性軸的靜矩(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=v

40、ysx/ixtx 6.2.5jgj102-2003 =554.45310/339170/6 =1.447mpa 1.447mpa49.6mpa橫梁抗剪強(qiáng)度能滿足!六、幕墻玻璃的選用與校核基本參數(shù)： 1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：33m； 2：玻璃板尺寸：寬高=bh=2100mm1100mm； 3：玻璃配置：中空玻璃，外片鋼化玻璃6mm,內(nèi)片鋼化玻璃6mm；模型簡(jiǎn)圖為：1玻璃板塊荷載計(jì)算：(1)外片玻璃荷載計(jì)算： t1：外片玻璃厚度(mm)； t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)； wk：作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(mpa)； gak1：外片玻璃單位面積自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(mpa)； qeak1：外片玻璃地震作用標(biāo)

41、準(zhǔn)值(mpa)； g1：外片玻璃的體積密度(n/mm3)； wk1：分配到外片上的風(fēng)荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值(mpa)； qk1：分配到外片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(mpa)； q1：分配到外片玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(mpa)； gak1=g1t1 =0.00002566 =0.000154mpa qeak1=emaxgak1 =50.160.000154 =0.000123mpa wk1=1.1wkt13/(t13+t23) =1.10.00101863/(63+63) =0.00056mpa qk1=wk1+0.5qeak1 =0.00056+0.50.000123 =0.000622mpa q1=1

42、.4wk1+0.51.3qeak1 =1.40.00056+0.51.30.000123 =0.000864mpa(2)內(nèi)片玻璃荷載計(jì)算： t1：外片玻璃厚度(mm)； t2：內(nèi)片玻璃厚度(mm)； wk：作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(mpa)； gak2：內(nèi)片玻璃單位面積自重標(biāo)準(zhǔn)值(僅指玻璃)(mpa) qeak2：內(nèi)片玻璃地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(mpa) g2：內(nèi)片玻璃的體積密度(n/mm3)； wk2：分配到內(nèi)片上的風(fēng)荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值(mpa)； qk2：分配到內(nèi)片玻璃上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(mpa)； q2：分配到內(nèi)片玻璃上的荷載組合設(shè)計(jì)值(mpa)； gak2=g2t2 =0.00002566 =0.000154mpa qeak2=emaxgak2 =50.160.000154 =0.000123mpa wk2=wkt23/(t13+t23) =0.0010