鋁單板幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、 鋁單板幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書 .設(shè)計(jì)依據(jù): 建筑幕墻 GB/T 21086-2007 玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 JGJ 102-2003 金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范 JGJ 133-2001 玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) JGJ/T 139-2001 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) GB 50068-2001 民用建筑設(shè)計(jì)通則GB 50352-2005 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB 50016-2006 高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB 50045-95（2005年版） 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50057-94（2000年版） 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) GB 50068-2001 中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖GB18306-

2、2000 建筑制圖標(biāo)準(zhǔn) GB/T 50104-2001 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB 50009-2001(2006年版) 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50011-2010 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50010-2002 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50017-2003 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 GB 50018-2002 建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測(cè)方法 GB/T 18250-2000 建筑幕墻抗震性能振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)方法 GB/T 18575-2001 高耐候結(jié)構(gòu)鋼 GB/T 4171-2000 焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼 GB/T 4172-2000 不銹鋼和耐熱鋼牌號(hào)及化學(xué)成分 GB/T 20878-2007 鋁合金建

3、筑型材第1部分： 基材 GB/T 5237.1-2004 鋁合金建筑型材第2部分： 陽(yáng)極氧化、著色型材 GB/T 5237.2-2004 一般工業(yè)用鋁及鋁合金板、帶材 第1部分 一般要求 GB/T 3880.1-2006 一般工業(yè)用鋁及鋁合金板、帶材 第2部分 力學(xué)性能 GB/T 3880.2-2006 一般工業(yè)用鋁及鋁合金板、帶材 第1部分 尺寸偏差 GB/T 3880.3-2006 緊固件機(jī)械性能 螺栓、螺釘和螺柱 GB 3098.1-2000 緊固件機(jī)械性能 螺母 粗牙螺紋 GB 3098.2-2000 緊固件機(jī)械性能 螺母 細(xì)牙螺紋 GB 3098.4-2000 緊固件機(jī)械性能 自攻螺

4、釘 GB 3098.5-2000 緊固件機(jī)械性能 不銹鋼螺栓、螺釘、螺柱 GB 3098.6-2000 緊固件機(jī)械性能 不銹鋼 螺母 GB 3098.15-2000 螺紋緊固件應(yīng)力截面積和承載面積 GB/T 16823.1-1997 鋁板幕墻 板基 YS/T429.1-2000 鋁板幕墻 氟碳噴漆鋁單板 YS/T429.2-2000 鋁塑復(fù)合板 GB/T 17748-1999 鋁塑復(fù)合板用鋁帶YS/T432-2000 建筑用鋁型材、鋁板氟碳涂層 JG 133-2000 混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程JGJ145-2004 混凝土用膨脹型、擴(kuò)孔型錨栓JG160-2004 混凝土接縫用密封膠 JC/T

5、881-2001 建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè) (第二版) BKCADPM集成系統(tǒng)(BKCADPM2007版).基本計(jì)算公式: (1).場(chǎng)地類別劃分: 地面粗糙度可分為A、B、C、D四類： -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)。 本工程為：山東，按C類地區(qū)計(jì)算風(fēng)荷載。(2).風(fēng)荷載計(jì)算: 幕墻屬于薄壁外圍護(hù)構(gòu)件，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001(2006年版)規(guī)定采用，垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按下述公式計(jì)算：1 當(dāng)計(jì)算主要承重結(jié)

6、構(gòu)時(shí)Wk=zszW0 （GB50009 7.1.1-1）2 當(dāng)計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí) Wk=gzs1zW0 （GB50009 7.1.1-2）式中： 其中: Wk-垂直作用在幕墻表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)； gz-高度Z處的陣風(fēng)系數(shù),按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001第7.5.1條取定。 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)。經(jīng)化簡(jiǎn)，得： A類場(chǎng)地: gz=0.92×1+35-0.072×(Z/10)-0.12 B類場(chǎng)地: gz=0.89×1+(Z/10)-0.16 C類場(chǎng)地: gz=0.85&#

7、215;1+350.108×(Z/10)-0.22 D類場(chǎng)地: gz=0.80×1+350.252×(Z/10)-0.30 z-風(fēng)壓高度變化系數(shù),按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001第7.2.1條取定。 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 B類場(chǎng)地: z=1.000×(Z/10)0.32 C類場(chǎng)地: z=0.616×(Z/10)0.44 D類場(chǎng)地: z=0.318×(Z/10)0.60 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001(2006年版)第7.3.3條 驗(yàn)算圍護(hù)構(gòu)

8、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。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 本工程屬于B類地區(qū),故z=

9、(Z/10)0.32 W0-基本風(fēng)壓,按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001附表D.4給出的50年一遇的風(fēng)壓采用，但不得小于0.3kN/m2，山東地區(qū)取為0.650kN/m2(3).地震作用計(jì)算: qEAk=E×max×GAK 其中: qEAk-水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 E-動(dòng)力放大系數(shù),按 5.0 取定 max-水平地震影響系數(shù)最大值，按相應(yīng)抗震設(shè)防烈度和設(shè)計(jì)基本地震加速度取定: max選擇可按JGJ102-2003中的表5.3.4進(jìn)行。表5.3.4 水平地震影響系數(shù)最大值max抗震設(shè)防烈度6度7度8度max0.040.08(0.12)0.16(0.24)注:7、8度時(shí)括號(hào)

10、內(nèi)數(shù)值分別用于設(shè)計(jì)基本地震速度為0.15g和0.30g的地區(qū)。 設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g，抗震設(shè)防烈度6度： max=0.04 設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g，抗震設(shè)防烈度7度： max=0.08 設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.15g，抗震設(shè)防烈度7度： max=0.12 設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.20g，抗震設(shè)防烈度8度： max=0.16 設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.30g，抗震設(shè)防烈度8度： max=0.24 設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.40g，抗震設(shè)防烈度9度： max=0.32 山東設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.20g，抗震設(shè)防烈度為8度，故取max=0.16 GAK-幕墻構(gòu)件的自重(N/m2)(4

11、).作用效應(yīng)組合:一般規(guī)定，幕墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)按下列規(guī)定驗(yàn)算承載力和撓度： a.無(wú)地震作用效應(yīng)組合時(shí)，承載力應(yīng)符合下式要求： 0S R b.有地震作用效應(yīng)組合時(shí)，承載力應(yīng)符合下式要求： SE R/RE式中 S-荷載效應(yīng)按基本組合的設(shè)計(jì)值； SE-地震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)按基本組合的設(shè)計(jì)值； R-構(gòu)件抗力設(shè)計(jì)值； 0-結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù)，應(yīng)取不小于1.0； RE-結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)，應(yīng)取1.0； c.撓度應(yīng)符合下式要求： df df,lim df-構(gòu)件在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值或永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下產(chǎn)生的撓度值； df,lim-構(gòu)件撓度限值； d.雙向受彎的桿件，兩個(gè)方向的撓度應(yīng)分別符合dfdf,li

12、m的規(guī)定。幕墻構(gòu)件承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，其作用效應(yīng)的組合應(yīng)符合下列規(guī)定： 1 有地震作用效應(yīng)組合時(shí)，應(yīng)按下式進(jìn)行： S=GSGK+wwSWK+EESEK 2 無(wú)地震作用效應(yīng)組合時(shí)，應(yīng)按下式進(jìn)行： S=GSGK+wwSWK S-作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值； SGk-永久荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； SWk-風(fēng)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； SEk-地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； G-永久荷載分項(xiàng)系數(shù)； W-風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)； E-地震作用分項(xiàng)系數(shù)； W-風(fēng)荷載的組合值系數(shù)； E-地震作用的組合值系數(shù)； 進(jìn)行幕墻構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)時(shí)，作用分項(xiàng)系數(shù)，按下列規(guī)定取值： 一般情況下，永久荷載、風(fēng)荷載和地震作用的分項(xiàng)系數(shù)G、W、E應(yīng)分別取1.2、1.

13、4和1.3； 當(dāng)永久荷載的效應(yīng)起控制作用時(shí)，其分項(xiàng)系數(shù)G應(yīng)取1.35；此時(shí)，參與組合的可變荷載效應(yīng)僅限于豎向荷載效應(yīng)； 當(dāng)永久荷載的效應(yīng)對(duì)構(gòu)件利時(shí)，其分項(xiàng)系數(shù)G的取值不應(yīng)大于1.0。 可變作用的組合系數(shù)應(yīng)按下列規(guī)定采用： 一般情況下，風(fēng)荷載的組合系數(shù)W應(yīng)取1.0，地震作用于的組合系數(shù)E應(yīng)取0.5。 對(duì)水平倒掛玻璃及框架，可不考慮地震作用效應(yīng)的組合，風(fēng)荷載的組合系數(shù)W應(yīng)取1.0（永久荷載的效應(yīng)不起控制作用時(shí)）或0.6(永久荷載的效應(yīng)起控制作用時(shí))。幕墻構(gòu)件的撓度驗(yàn)算時(shí)，風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)W和永久荷載分項(xiàng)系數(shù)均應(yīng)取1.0，且可不考慮作用效應(yīng)的組合。.材料力學(xué)性能: 材料力學(xué)性能，主要參考JGJ 102

14、-2003 玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范。(1).鋁合金型材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按表5.2.2的規(guī)定采用。表5.2.2 鋁合金型材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fa（N/mm2）鋁合金牌號(hào)狀 態(tài)壁厚（mm）強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fa抗拉、抗壓抗剪局部承壓6061T4不區(qū)分85.5 49.6 133.0 T6不區(qū)分190.5 110.5 199.0 6063T5不區(qū)分85.5 49.6 120.0 T6不區(qū)分140.0 81.2 161.0 6063AT510124.4 72.2 150.0 10116.6 67.6 141.5 T610147.7 85.7 172.0 10140.0 81.2 163.0 (2).單層鋁板的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)

15、按表5.2.2b的規(guī)定采用。 表5.2.2b 單層鋁板強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2)牌號(hào)合金狀態(tài)0.2抗拉強(qiáng)度f(wàn) tl抗剪強(qiáng)度f(wàn)l1060H14、H24、H446551291050H14、H24 、H44755834H4812093541100H14、H24、H449574433003H16、H2614511365H14、H24、H44115895230040604727H4214010963 H14、H2417013276 3005H42957443H14、H24、H4413510561H46160124723105H25130101585005H14、H24、H441158952H4290704

16、050520655129H4213010158H441751367957540806236H4214010963H14、H24、H4416012472H16、H26、H4619014885(3).熱軋鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003的規(guī)定采用，也可按表5.2.3a采用。表5.2.3a 熱軋鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fs（N/mm2）鋼材牌號(hào)厚度或直徑d（mm）抗拉、抗壓、抗彎抗剪端面承壓Q235d1621512532516d4020512040d60200115Q345d1631018040016d3529517035d50265155注：表中厚度是指計(jì)算點(diǎn)的鋼材厚

17、度；對(duì)軸心受力桿件是指截面中較厚鋼板的厚度.(4).冷成型薄壁型鋼的鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50018-2002的規(guī)定，可按表5.2.3b采用。 表5.2.3 b 冷成型薄壁型鋼的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼材牌號(hào)抗拉、抗壓、抗彎 f ts抗剪 f vs端面承壓（磨平頂緊） f csQ235205120310Q345300175400(5).不銹鋼型材和棒材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可按表5.2.3c采用。表5.2.3c 不銹鋼型材和棒材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值牌號(hào)0.2抗拉強(qiáng)度f(wàn) ts1抗剪強(qiáng)度 f vs1端面承壓強(qiáng)度 f cs106Cr19Ni10S3040820517810424606Cr19Ni10N

18、S30458275239139330022Cr19Ni10S3040317515288210022Cr19Ni10NS3045324521312429406Cr17Ni12Mo2S3160820517810424606Cr17Ni12Mo2NS31658275239139330022Cr17Ni12Mo2S3160317515288210022Cr17Ni12Mo2NS31653245213124294(6).玻璃幕墻材料的彈性模量可按表5.2.8的規(guī)定采用。表5.2.8 材料的彈性模量 E（N/mm2）材 料E玻 璃0.72105鋁合金0.70105鋼、不銹鋼2.06105消除應(yīng)力的高強(qiáng)鋼絲

19、2.05105不銹鋼絞線1.201051.50105高強(qiáng)鋼絞線1.95105鋼絲繩0.801051.00105 注：鋼絞線彈性模量可按實(shí)測(cè)值采用。(7).玻璃幕墻材料的泊松比可按表5.2.9的規(guī)定采用。表5.2.9 材料的泊松比材 料材 料玻璃0.20鋼、不銹鋼0.30鋁合金0.33高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線0.30(8).玻璃幕墻材料的線膨脹系數(shù)可按表5.2.10的規(guī)定采用。表5.2.10 材料的線膨脹系數(shù)(1/)材料材料 玻璃0.80×10-51.00×10-5不銹鋼板1.80×10-5鋼材1.20×10-5混凝土1.00×10-5鋁材2.35

20、15;10-5砌磚體0.50×10-5(9).玻璃幕墻材料的重力密度標(biāo)準(zhǔn)值可按表5.3.1的規(guī)定采用。表5.3.1 材料的重力密度g（kN/m3)材料g材料g普通玻璃、夾層玻璃、鋼化玻璃、半鋼化玻璃25.6礦棉1.21.5玻璃棉0.51.0鋼材78.5巖棉0.52.5鋁合金28.0一、風(fēng)荷載計(jì)算 標(biāo)高為11.7m處風(fēng)荷載計(jì)算 W0:基本風(fēng)壓 W0=0.65 kN/m2 gz: 11.7m高處陣風(fēng)系數(shù)(按B類區(qū)計(jì)算) gz=0.89×1+(Z/10)-0.16=1.759 z: 11.7m高處風(fēng)壓高度變化系數(shù)(按B類區(qū)計(jì)算): (GB50009-2001)(2006年版) z

21、=(Z/10)0.32 =(11.7/10)0.32=1.050 sl:局部風(fēng)壓體型系數(shù)(墻面區(qū)) 板塊（第1處） 1000.00mm×2100.00mm=2.10m2 該處從屬面積為：2.10m2 sl (A)=sl (1)+sl (10)-sl (1)×log(A) =-1.0+0.8×1.0-1.0×0.322 =-0.936 sl=-0.936+(-0.2)=-1.136 該處局部風(fēng)壓體型系數(shù)sl=1.136 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值: Wk=gz×z×sl×W0 (GB50009-2001)（2006年版） =1.759

22、15;1.050×1.136×0.650 =1.363 kN/m2 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值: W: 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(kN/m2) w: 風(fēng)荷載作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)：1.4 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001 3.2.5 規(guī)定采用 W=w×Wk=1.4×1.363=1.908kN/m2二、D 板強(qiáng)度校核: 校核依據(jù)：=M/W=6×m×q×L2×/t2fa=80.000N/mm2 Lx: 寬度: 0.333m Ly: 高度: 0.700m L: D板短邊邊長(zhǎng)度: 0.333m t: 金屬板厚度: 2.5mm m1: 跨中彎矩

23、系數(shù), 按短邊與長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)比(0.333/0.700=0.476) 查表得: 0.081 mx: 固端彎矩系數(shù), 按短邊與長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)比(0.333/0.700=0.476) 查表得: 0.118 my: 固端彎矩系數(shù), 按短邊與長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)比(0.333/0.700=0.476) 查表得: 0.079 Wk: 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值: 1.363kN/m2 垂直于平面的分布水平地震作用: qEAk: 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用 (kN/m2) qEAk=5×max×GAK =5×0.160×67.500/1000 =0.054kN/m2 荷載設(shè)計(jì)值為： q=1

24、.4×Wk+1.3×0.5×qEAk =1.943kN/m2 =(Wk+0.5×qEAk)×L4×109/Et4 =6.27 : 折減系數(shù)，按=6.27 查表得:0.99 板所受最大彎矩應(yīng)力值為: =6×m1×q×L2×103×/t2 =16.711N/mm2 16.711N/mm280.000N/mm2 強(qiáng)度可以滿足要求 板撓度校核: 校核依據(jù): /L1/100 f1: 撓度系數(shù), 按短邊與長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)比(0.333/0.700=0.476) 查表得: 0.005 L: 短邊邊長(zhǎng): 0

25、.333m t: 板厚度: 2.5mm E: 彈性模量: 70000.000N/mm2 v: 泊松比: 0.330 D: 板彎曲剛度: D=E×t3/12/(1-v2)/100000 =1.023 板撓度: U=104×f1×Wk×L4×/D =0.767mm 板撓度與邊長(zhǎng)比值: Du=U/L/1000 =0.002 0.0021/100 板撓度可以滿足要求 三、E板強(qiáng)度校核: 校核依據(jù)：=M/W=6×m×q×L2×/t2fa=80.000N/mm2 Lx: E板寬度: 0.333m Ly: E板高度:

26、0.700m L: E板短邊長(zhǎng):0.333m t: 金屬板厚度: 2.5mm Wk: 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值: 1.363kN/m2 垂直于平面的分布水平地震作用: qEAk: 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用 (kN/m2) qEAk=5×max×GAK =5×0.160×67.500/1000 =0.054kN/m2 荷載設(shè)計(jì)值為： q=1.4×Wk+1.3×0.5×qEAk =1.943kN/m2 m1: 跨中彎矩系數(shù), 按短邊與長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)比(0.333/0.700=0.476) 查表得: 0.073 mx: 固端彎矩系數(shù), 按

27、短邊與長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)比(0.333/0.700=0.476) 查表得: 0.084 my: 固端彎矩系數(shù), 按短邊與長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)比(0.333/0.700=0.476) 查表得: 0.057 =(Wk+0.5×qEAk)×L4×109/Et4 =6.27 : 折減系數(shù)，按=6.27 查表得:0.99 E板所受的最大彎矩應(yīng)力值為: =6×m1×q×L2×103×/t2 =14.986N/mm2 14.986N/mm280.000N/mm2 強(qiáng)度可以滿足要求 E板撓度校核: 校核依據(jù): /L1/100 f1: 撓度系數(shù), 按

28、短邊與長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)比(0.333/0.700=0.476) 查表得: 0.003 Lx: E板寬度: 0.333m Ly: E板高度: 0.700m L: E板短邊長(zhǎng): 0.333m t: 板厚度: 2.5mm E: 彈性模量: 70000.000N/mm2 v: 泊松比: 0.330 D: 板彎曲剛度: D=E×t3/12/(1-v2)/100000 =1.023 板撓度: U=104×f1×WK×L4×/D =0.420mm 板撓度與邊長(zhǎng)比值: Du=U/L/1000 =0.001 0.0011/100 E板撓度可以滿足要求 四、F 板強(qiáng)度校

29、核: 校核依據(jù)：=M/W=6×m×q×L2×/t2fa=80.000N/mm2 Lx: 寬度: 0.333m Ly: 高度: 0.700m L: 短邊長(zhǎng): 0.333m t: 金屬板厚度: 2.5mm m1: 跨中彎矩系數(shù), 按短邊與長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)比(0.333/0.700=0.476) 查表得: 0.072 mx: 固端彎矩系數(shù), 按短邊與長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)比(0.333/0.700=0.476) 查表得: 0.083 my: 固端彎矩系數(shù), 按短邊與長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)比(0.333/0.700=0.476) 查表得: 0.057 Wk: 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值: 1.363kN/

30、m2 垂直于平面的分布水平地震作用: qEAk: 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用 (kN/m2) qEAk=5×max×GAK =5×0.160×67.500/1000 =0.054kN/m2 荷載設(shè)計(jì)值為： q=1.4×Wk+1.3×0.5×qEAk =1.943kN/m2 =(Wk+0.5×qEAk)×L4×109/Et4 =6.27 : 折減系數(shù)，按=6.27 查表得:0.99 板所受的最大截面彎矩應(yīng)力值為: =6×m1×q×L2×103×

31、;/t2 =14.721N/mm2 14.721N/mm280.000N/mm2 強(qiáng)度可以滿足要求 板撓度校核: 校核依據(jù): /L1/100 f1: 撓度系數(shù), 按短邊與長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)比(0.333/0.700=0.476) 查表得: 0.003 Lx: 短邊邊長(zhǎng): 0.333m t: 板厚度: 2.5mm E: 彈性模量: 70000.000N/mm2 v: 泊松比: 0.330 D: 板彎曲剛度: D=E×t3/12/(1-v2)/100000 =1.023 板撓度: U=104×f1×Wk×L4×/D =0.412mm 板撓度與邊長(zhǎng)比值: D

32、u=U/L/1000 =0.001 0.0011/100 板撓度可以滿足要求 五、支座處強(qiáng)度校核: 1.支座處校核依據(jù)：根據(jù)一根肋兩側(cè)相鄰兩板格的支承情況，先求肋兩側(cè)的固端彎矩系數(shù)，平均后為此處彎矩系數(shù)： m支=(m支(i)+m支(j)/2 校核依據(jù)：=M/W=6×m支×q×L2×/t2fa=80.000N/mm22.支座強(qiáng)度校核： D,E之間： 肋側(cè)D板格固端彎矩系數(shù)=0.118 肋側(cè)E板格固端彎矩系數(shù)=0.084 支座彎矩系數(shù):m=(mdx+mex)/2 =0.101KN·m =6×m支×q×L2×1

33、03×/t2 =20.671N/mm2 20.671N/mm280.000N/mm2 強(qiáng)度可以滿足要求 E,F之間： 肋側(cè)E板格固端彎矩系數(shù)=0.057 肋側(cè)F板格固端彎矩系數(shù)=0.057 支座彎矩系數(shù):m=(mfy+mey)/2 =0.057KN·m =6×m支×q×L2×103×/t2 =11.685N/mm2 11.685N/mm280.000N/mm2 強(qiáng)度可以滿足要求六、固定片（壓板）計(jì)算: Wfg_x: 計(jì)算單元總寬為1000.0mm Hfg_y: 計(jì)算單元總高為2100.0mm Hyb1: 壓板上部分高為300

34、.0mm Hyb2: 壓板下部分高為300.0mm Wyb: 壓板長(zhǎng)為20.0mm Hyb: 壓板寬為35.0mm Byb: 壓板厚為8.0mm Dyb: 壓板孔直徑為5.0mm Wk: 作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為1.363(kN/m2) qEAk: 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用為0.054(kN/m2)(不包括立柱與橫梁傳來(lái)的地震作用) A: 每個(gè)壓板承受作用面積(m2) A=(Wfg_x/1000/2)×(Hyb1+Hyb2)/1000/2 =(1.0000/2)×(0.3000+0.3000)/2 =0.1500 (m2) Pwk: 每個(gè)壓板承受風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(K

35、N) Pwk=Wk×A=1.363×0.1500=0.204(KN) Pw: 每個(gè)壓板承受風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(KN) Pw=1.4×Pwk=1.4×0.204=0.286(KN) Mw: 每個(gè)壓板承受風(fēng)荷載產(chǎn)生的最大彎矩(KN.m) Mw=1.5×Pw×(Wyb/2)=1.5×0.286×(0.0200/2)=0.004 (KN.m) Pek: 每個(gè)壓板承受地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(KN) Pek=qEAK×A=0.054×0.1500=0.008(KN) Pe: 每個(gè)壓板承受地震作用設(shè)計(jì)值(KN) Pe=1.

36、3×Pek=1.3×0.008=0.011(KN) Me: 每個(gè)壓板承受地震作用產(chǎn)生的最大彎矩(KN.m) Me=1.5×Pe×(Wyb/2)=1.5×0.011×(0.0200/2)=0.000 (KN.m) 采用Sw+0.5Se組合 M: 每個(gè)壓板承受的最大彎矩(KN.m) M=Mw+0.5×Me=0.004+0.5×0.000=0.004(KN.m) W: 壓板截面抵抗矩(mm3) W=(Hyh-Dyb)×Byb2)/6 =(35.0-5.0)×8.02)/6 =320.0 (mm3) I

37、: 壓板截面慣性矩(mm4) I=(Hyh-Dyb)×Byb3)/12 =(35.0-5.0)×8.03)/12 =1280.0 (mm4) =106×M/W=106×0.004/320.0=13.7 (N/mm2) =13.7(N/mm2) 84.2(N/mm2)強(qiáng)度滿足要求 U: 壓板變形(mm) U=1.5×1000×2×(Pwk+0.5×Pek)×Wyb3/(48×E×I) =1.5×1000×(0.204+0.5×0.008)×20.0

38、3/(24×0.7×105×1280.0) =0.001mm Du: 壓板相對(duì)變形(mm) Du=U/L=U/(Wyb/2)=0.001/10.0=0.0001 Du=0.00011/180 符合要求 Nvbh: 壓板螺栓(受拉)承載能力計(jì)算(N): D: 壓板螺栓有效直徑為4.250(mm) Nvbh=(×D2×170)/4=(3.1416×4.2502×170)/4 =2411.7 (N) Nvbh=2411.72×(Pw+0.5×Pe)=583.0(N)滿足要求 七、幕墻立柱計(jì)算: 幕墻立柱按雙跨梁

39、力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算：1. 荷載計(jì)算:(1)風(fēng)荷載均布線荷載設(shè)計(jì)值(矩形分布)計(jì)算 qw: 風(fēng)荷載均布線荷載設(shè)計(jì)值(kN/m) W: 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值: 1.760kN/m2 B: 幕墻分格寬: 1.000m qw=W×B =1.760×1.000 =1.760 kN/m(2)地震荷載計(jì)算 qEA: 地震作用設(shè)計(jì)值(KN/m2): GAk: 幕墻構(gòu)件(包括面板和框)的平均自重: 68N/m2 垂直于幕墻平面的均布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值: qEAk: 垂直于幕墻平面的均布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 (kN/m2) qEAk=5×max×GAk =5×0.160&

40、#215;68.000/1000 =0.054 kN/m2 E: 幕墻地震作用分項(xiàng)系數(shù): 1.3 qEA=1.3×qEAk =1.3×0.054 =0.071 kN/m2 qE：水平地震作用均布線作用設(shè)計(jì)值(矩形分布) qE=qEA×B =0.071×1.000 =0.071 kN/m(3)立柱彎矩: Mw: 風(fēng)荷載作用下立柱彎矩(kN.m) qw: 風(fēng)荷載均布線荷載設(shè)計(jì)值: 1.760(kN/m) Hsjcg: 立柱計(jì)算跨度: 5.800m Mw=qw×(L13+L23)/8/(L1+L2) =(3.3003+2.5003)/8/(3.300

41、+2.500)×1.760 =1.956 kN·m ME: 地震作用下立柱彎矩(kN·m): ME=qE×(L13+L23)/8/(L1+L2) =(3.3003+2.5003)/8/(3.300+2.500)×0.071 =0.079kN·m M: 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+0.5SE組合 M=Mw+0.5×ME =1.956+0.5×0.079 =1.995kN·m2. 選用立柱型材的截面特性: 立柱型材號(hào): 熱鍍鋅方鋼管60X60X5 選用的立柱材料牌號(hào):

42、Q235 d<=16 型材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: 抗拉、抗壓215.000N/mm2 抗剪125.0N/mm2 型材彈性模量: E=2.10×105N/mm2 X軸慣性矩: Ix=45.798cm4 Y軸慣性矩: Iy=45.836cm4 立柱型材在彎矩作用方向凈截面抵抗矩: Wn=15.264cm3 立柱型材凈截面積: An=8.830cm2 立柱型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度: LT_x=8.000mm 立柱型材計(jì)算剪應(yīng)力處以上(或下)截面對(duì)中和軸的面積矩: Ss=9.670cm3 塑性發(fā)展系數(shù): =1.053. 幕墻立柱的強(qiáng)度計(jì)算: 校核依據(jù): N/An+M/(×Wn

43、)a=215.0N/mm2(拉彎構(gòu)件) B: 幕墻分格寬: 1.000m GAk: 幕墻自重: 68N/m2 幕墻自重線荷載: Gk=68×B/1000 =68×1.000/1000 =0.068kN/m Nk: 立柱受力: Nk=Gk×L =0.068×5.800 =0.394kN N: 立柱受力設(shè)計(jì)值: rG: 結(jié)構(gòu)自重分項(xiàng)系數(shù): 1.2 N=1.2×Nk =1.2×0.394 =0.473kN : 立柱計(jì)算強(qiáng)度(N/mm2)(立柱為拉彎構(gòu)件) N: 立柱受力設(shè)計(jì)值: 0.473kN An: 立柱型材凈截面面積: 8.830cm2

44、 M: 立柱彎矩: 1.995kN·m Wn: 立柱在彎矩作用方向凈截面抵抗矩: 15.264cm3 : 塑性發(fā)展系數(shù): 1.05 =N×10/An+M×103/(1.05×Wn) =0.473×10/8.830+1.995×103/(1.05×15.264) =125.003N/mm2 125.003N/mm2 < a=215.0N/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): dfL/250 df: 立柱最大撓度 Du: 立柱最大撓度與其所在支承跨度(支點(diǎn)間的距離)比值: Lt1: 立柱最大撓度

45、所在位置支承跨度(支點(diǎn)間的距離) 3.300m R0=L12/2-(L13+L23)/8(L1+L2)×qwk/L1 =1.651KN df=1000×1.4355×R0-0.409×qWk×L1×L13/(24×2.1×Ix)=10.480mm Du=U/(Lt1×1000) =10.480/(3.300×1000) =1/314 1/314 < 1/250 且 U<=20(跨距大于4500mm時(shí)此值為30) 撓度可以滿足要求！ 5. 立柱抗剪計(jì)算: 校核依據(jù): max=125.0

46、N/mm2(1)Qwk: 風(fēng)荷載作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(kN) R0: 雙跨梁長(zhǎng)跨端支座反力為: R0=L12/2-(L13+L23)/8/(L1+L2)×qwk/L1 =1.651KN Ra: 雙跨梁中間支座反力為: Ra=qwk×(L13+L23)/(8×L1×L2)+(L1+L2)/2) =4.627KN Rb: 雙跨梁短跨端支座反力為: Rb=|qwk×(L1+L2)-R0-Ra| =1.013KN Rc: 中間支承處梁受到的最大剪力(KN) Rc=|qwk×L1-R0| =2.497 KN Qwk=max(R0,Rb,Rc) =2

47、.497 KN(2)Qw: 風(fēng)荷載作用下剪力設(shè)計(jì)值(kN) Qw=1.4×Qwk =1.4×2.497 =3.496kN(3)QEk: 地震作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(kN) R0_e: 雙跨梁長(zhǎng)跨端支座反力為: R0_e=L12/2-(L13+L23)/8/(L1+L2)×qek/L1 =0.071KN Ra_e: 雙跨梁中間支座反力為: 0.200KN Ra_e=qek×(L13+L23)/(8×L1×L2)+(L1+L2)/2) =0.200KN Rb_e: 雙跨梁短跨端支座反力為: -0.044KN Rb_e=|qek×(L1

48、+L2)-R0_e-Ra_e| =0.044KN Rc: 中間支承處梁受到的最大剪力(KN) Rc=|qek×L1-R0_e| =0.108 KN QEk=max(R0_e,Rb_e,Rc) =0.108 KN(4)QE: 地震作用下剪力設(shè)計(jì)值(kN) QE=1.3×QEk =1.3×0.108 =0.141kN(5)Q: 立柱所受剪力: 采用Qw+0.5QE組合 Q=Qw+0.5×QE =3.496+0.5×0.141 =3.567kN(6)立柱剪應(yīng)力: : 立柱剪應(yīng)力: Ss: 立柱型材計(jì)算剪應(yīng)力處以上(或下)截面對(duì)中和軸的面積矩: 9.6

49、70cm3 立柱型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度: LT_x=8.000mm Ix: 立柱型材截面慣性矩: 45.798cm4 =Q×Ss×100/(Ix×LT_x) =3.567×9.670×100/(45.798×8.000) =9.413N/mm2 =9.413N/mm2 < 125.0N/mm2 立柱抗剪強(qiáng)度可以滿足 八、立柱與主結(jié)構(gòu)連接 Lct2: 連接處熱軋鋼角碼壁厚: 6.0mm Jy: 連接處熱軋鋼角碼承壓強(qiáng)度: 305.0N/mm2 D2: 連接螺栓公稱直徑: 12.0mm D0: 連接螺栓有效直徑: 10.

50、4mm 選擇的立柱與主體結(jié)構(gòu)連接螺栓為:不銹鋼螺栓 A1,A2組 50級(jí) L_L:連接螺栓抗拉強(qiáng)度:230N/mm2 L_J:連接螺栓抗剪強(qiáng)度:175N/mm2 采用SG+SW+0.5SE組合 N1wk: 連接處風(fēng)荷載總值(N): N1wk=Wk×B×Hsjcg×1000 =1.257×1.000×5.800×1000 =7290.6N 連接處風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(N) : N1w=1.4×N1wk =1.4×7290.6 =10206.8N N1Ek: 連接處地震作用(N): N1Ek=qEAk×B×Hsjcg×1000 =0.054×1.000×5.800×1000 =315.5N N1E: 連接處地震作用設(shè)計(jì)值(N): N1E=1.3×N1Ek =1.3×315.5 =410.2N N1: 連接處水平總力(N): N1=N1w+0.5×N1E =10206.8+0.5×410.2 =10411.9N N2: 連接處自重總值設(shè)計(jì)值(N): N