玻璃幕墻計算書鋼立柱

1、榆林市人民檢察院技偵大樓隱框玻璃幕墻（鋼立柱）設(shè)計計算書設(shè)計： 校對： 審核： 批準(zhǔn)： 西安長安大學(xué)工程設(shè)計研究院有限公司二一三年八月目錄1 計算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料11.1 幕墻設(shè)計規(guī)范：11.2 建筑設(shè)計規(guī)范：11.3 鋁材規(guī)范：21.4 金屬板及石材規(guī)范：21.5 玻璃規(guī)范：21.6 鋼材規(guī)范：31.7 膠類及密封材料規(guī)范：31.8 門窗及五金件規(guī)范：41.9 相關(guān)物理性能等級測試方法：51.10 建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊(第二版)51.11 土建圖紙：52 基本參數(shù)62.1 幕墻所在地區(qū)：62.2 地面粗糙度分類等級：62.3 抗震烈度：63 幕墻承受荷載計算63.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計算

2、方法：63.2 計算支撐結(jié)構(gòu)時的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：73.3 計算面板材料時的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：73.4 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：83.5 作用效應(yīng)組合：84 幕墻立柱計算84.1 立柱型材選材計算：94.2 確定材料的截面參數(shù)：104.3 選用立柱型材的截面特性：114.4 立柱的抗彎強度計算：124.5 立柱的撓度計算：124.6 立柱的抗剪計算：135 幕墻橫梁計算135.1 橫梁型材選材計算：145.2 確定材料的截面參數(shù)：165.3 選用橫梁型材的截面特性：175.4 幕墻橫梁的抗彎強度計算：175.5 橫梁的撓度計算：185.6 橫梁的抗剪計算：(三角荷載作用下)186 玻璃

3、板塊的選用與校核196.1 玻璃板塊荷載計算：206.2 玻璃的強度計算：216.3 玻璃最大撓度校核：227 連接件計算237.1 橫梁與角碼間連結(jié)：247.2 角碼與立柱連接：247.3 立柱與主結(jié)構(gòu)連接：268 幕墻埋件計算(后錨固結(jié)構(gòu))278.1 荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算：288.2 錨栓群中承受拉力最大錨栓的拉力計算：288.3 群錨受剪內(nèi)力計算：298.4 錨栓鋼材破壞時的受拉承載力計算：308.5 混凝土錐體受拉破壞承載力計算：308.6 混凝土劈裂破壞承載力計算：328.7 錨栓鋼材受剪破壞承載力計算：338.8 混凝土楔形體受剪破壞承載力計算：348.9 混凝土剪撬破壞承載能力計算：3

4、58.10 拉剪復(fù)合受力承載力計算：369 幕墻焊縫計算369.1 受力分析：369.2 焊縫特性參數(shù)計算：379.3 焊縫校核計算：3710 隱框玻璃幕墻膠類及伸縮縫計算3810.1 抗震設(shè)計下結(jié)構(gòu)硅酮密封膠的寬度計算：3810.2 結(jié)構(gòu)硅酮密封膠粘接厚度的計算：3810.3 結(jié)構(gòu)膠設(shè)計總結(jié)：3910.4 立柱連接伸縮縫計算：3910.5 耐侯膠膠縫計算：4011 幕墻板塊壓板計算4011.1 壓板的彎矩設(shè)計值計算：4011.2 壓板的應(yīng)力計算：4111.3 螺栓抗拉強度驗算：4112 附錄 常用材料的力學(xué)及其它物理性能42榆林市人民檢察院技偵大樓·全隱框玻璃幕墻設(shè)計計算書 西安長

5、安大學(xué)工程設(shè)計研究院有限公司全隱框玻璃幕墻設(shè)計計算書1 計算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料1.1 幕墻設(shè)計規(guī)范：鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB50429-2007玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 JGJ102-2003點支式玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)程 CECS127-2001點支式玻璃幕墻支承裝置 JG138-2001吊掛式玻璃幕墻支承裝置 JG139-2001建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 JGJ113-2003建筑瓷板裝飾工程技術(shù)規(guī)范 CECS101：98建筑幕墻 GB/T21086-2007金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范 JGJ133-2001小單元建筑幕墻 JG/T216-20081.2 建筑設(shè)計規(guī)范：地震震級的規(guī)定 GB/T17

6、740-1999鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB14907-2002鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB50017-2003高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 JGJ3-2002高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范 GB50045-95(2005年版)高處作業(yè)吊藍(lán) GB19155-2003工程抗震術(shù)語標(biāo)準(zhǔn) JGJ/T97-95工程網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)規(guī)程 JGJ/T121-99混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程 JGJ145-2004混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB50010-2002混凝土用膨脹型、擴孔型建筑錨栓 JG160-2004建筑表面用有機硅防水劑 JC/T902-2002建筑材料放射性核素限量 GB6566-2001建筑防火封堵應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 CECS15

7、4：2003建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程 JGJ81-2002建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn) GB50223-2008建筑工程預(yù)應(yīng)力施工規(guī)程 CECS180：2005建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50009-2001(2006年版、局部修訂)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) GB50068-2001建筑抗震設(shè)計規(guī)范 GB50011-2001(2008年版)建筑設(shè)計防火規(guī)范 GB50016-2006建筑物防雷設(shè)計規(guī)范 GB50057-94(2000年版)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB50018-2002民用建筑設(shè)計通則 GB50352-2005預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JGJ85-20021.3 鋁材規(guī)范：

8、變形鋁及鋁合金化學(xué)成份 GB/T3190-2008建筑用隔熱鋁合金型材-穿條式 JG/T175-2005建筑用鋁型材、鋁板氟碳涂層 JG/T133-2000鋁合金建筑型材第1部分基材 GB5237.1-2008鋁合金建筑型材第2部分陽極氧化、著色型材 GB5237.2-2008鋁合金建筑型材第3部分電泳涂漆型材 GB5237.3-2008鋁合金建筑型材第4部分粉末噴涂型材 GB5237.4-2008鋁合金建筑型材第5部分氟碳漆噴涂型材 GB5237.5-2008鋁合金建筑型材第6部分隔熱型材 GB5237.6-2004鋁及鋁合金彩色涂層板、帶材 YS/T431-2000一般工業(yè)用鋁及鋁合金板、

9、帶材 GB/T3880.13-2006鋁型材截面幾何參數(shù)算法及計算機程序要求 YS/T437-2000有色電泳涂漆鋁合金建筑型材 YS/T459-20031.4 金屬板及石材規(guī)范：干掛飾面石材及其金屬掛件 JC830.1、2-2005建筑裝飾用微晶玻璃 JC/T872-2000建筑幕墻用瓷板 JG/T217-2007建筑裝飾用搪瓷鋼板 JG/T234-2008微晶玻璃陶瓷復(fù)合磚 JC/T994-2006超薄天然石材復(fù)合板 JC/T1049-2007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建筑幕墻用鋁塑復(fù)合板 GB/T17748-2008

10、鋁塑復(fù)合板用鋁帶 YS/T432-2000天然板石 GB/T18600-2001天然大理石荒料 JC/T202-2001天然大理石建筑板材 GB/T19766-2005天然花崗石荒料 JC/T204-2001天然花崗石建筑板材 GB/T18601-2001天然石材統(tǒng)一編號 GB/T17670-2008 天然飾面石材術(shù)語 GB/T13890-20081.5 玻璃規(guī)范：鍍膜玻璃 第1部分：陽光控制鍍膜玻璃 GB/T18915.1-2002鍍膜玻璃 第2部分：低輻射鍍膜玻璃 GB/T18915.2-2002防彈玻璃 GB17840-1999浮法玻璃 GB11614-1999夾層玻璃 GB/T9962

11、-1999建筑用安全玻璃 第2部分：鋼化玻璃 GB15763.2-2005建筑用安全玻璃 防火玻璃 GB15763.1-2001幕墻用鋼化玻璃與半鋼化玻璃 GB17841-2008普通平板玻璃 GB4871-1995熱彎玻璃 JC/T915-2003壓花玻璃 JC/T511-2002中空玻璃 GB/T11944-2002著色玻璃 GB/T18701-20021.6 鋼材規(guī)范：建筑結(jié)構(gòu)用冷彎矩形鋼管 JG/T178-2005不銹鋼棒 GB/T1220-2007不銹鋼冷加工鋼棒 GB/T4226-1984不銹鋼冷軋鋼板及鋼帶 GB/T3280-2007不銹鋼熱軋鋼板及鋼帶 GB/T4237-200

12、7不銹鋼絲 GB/T4240-93建筑用不銹鋼絞線 JG/T200-2007不銹鋼小直徑無縫鋼管 GB/T3090-2000擦窗機 GB19154-2003彩色涂層鋼板和鋼帶 GB/T12754-2006低合金鋼焊條 GB/T5118-1995低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼 GB/T1591-2008建筑幕墻用鋼索壓管接頭 JG/T201-2007耐候結(jié)構(gòu)鋼 GB/T4171-2008高碳鉻不銹鋼絲 YB/T0961997合金結(jié)構(gòu)鋼 GB/T3077-1999金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術(shù)要求 GB/T13912-2002冷拔異形鋼管 GB/T3094-2000碳鋼焊條 GB/T5117-1999碳素結(jié)構(gòu)

13、鋼 GB/T700-2006碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼板及鋼帶GB/T912-2008碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板及鋼帶GB/T3274-2007優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB/T699-1999預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器 GB/T14370-20001.7 膠類及密封材料規(guī)范：丙烯酸酯建筑密封膏 JC484-2006幕墻玻璃接縫用密封膠 JC/T882-2001彩色涂層鋼板用建筑密封膠 JC/T884-2001丁基橡膠防水密封膠粘帶 JC/T942-2004干掛石材幕墻用環(huán)氧膠粘劑 JC887-2001工業(yè)用橡膠板 GB/T5574-1994混凝土建筑接縫用密封膠 JC/T881-200

14、1建筑窗用彈性密封劑 JC485-2007建筑密封材料試驗方法 GB/T13477.120-2002建筑用防霉密封膠 JC/T885-2001建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠 GB16776-2005建筑用巖棉、礦渣棉絕熱制品 GB/T19686-2005建筑用硬質(zhì)塑料隔熱條 JG/T174-2005建筑裝飾用天然石材防護劑 JC/T973-2005聚氨酯建筑密封膠 JC/T482-2003聚硫建筑密封膠 JC/T483-2006絕熱用巖棉、礦棉及其制品 GB/T11835-2007硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強度的測定 GB/T529-1999石材用建筑密封膠 JC/T883-2001橡膠袖珍硬度計壓入硬度

15、試驗方法 GB/T531-1999修補用天然橡膠膠粘劑 HG/T3318-2002中空玻璃用彈性密封膠 JC/T486-2001中空玻璃用丁基熱熔密封膠 JC/T914-20031.8 門窗及五金件規(guī)范：封閉型沉頭抽芯鉚釘 GB/T12616-2004封閉型平圓頭抽芯鉚釘 GB/T12615-2004緊固件螺栓和螺釘 GB/T5277-1985緊固件公差螺栓、螺釘、螺柱和螺母 GB/T3103.1-2002緊固件機械性能不銹鋼螺母 GB/T3098.15-2000緊固件機械性能不銹鋼螺栓、螺釘、螺柱 GB/T3098.6-2000緊固件機械性能抽芯鉚釘 GB/T3098.19-2004緊固件機

16、械性能螺母、粗牙螺紋 GB/T3098.2-2000緊固件機械性能螺母、細(xì)牙螺紋 GB/T3098.4-2000緊固件機械性能螺栓、螺釘和螺柱 GB/T3098.1-2000緊固件機械性能自攻螺釘 GB/T3098.5-2000緊固件術(shù)語盲鉚釘 GB/T3099-2004鋁合金門窗 GB/T8478-2008螺紋緊固件應(yīng)力截面積和承載面積 GB/T16823.1-1997十字槽盤頭螺釘 GB/T818-2000地彈簧 QB/T2697-2005鋁合金門插鎖 QB/T3885-1999 平開鋁合金窗把手 QB/T3886-1999 鋁合金撐擋 QB/T3887-1999 鋁合金窗不銹鋼滑撐 QB

17、/T3888-1999 鋁合金門窗拉手 QB/T3889-1999 鋁合金窗鎖 QB/T3900-1999 鋁合金門鎖 QB/T3901-1999 推拉鋁合金門用滑輪 QB/T3902-1999 閉合器 QB/T3893-1999 外裝門鎖 QB/T2473-2000彈子插芯門鎖 GB/T2474-2000葉片門鎖 QB/T2475-2000球型門鎖 QB/T2476-2000銅合金鑄件 GB/T13819-1992鋅合壓鑄件 GB/T13821-1992鋁合金壓鑄件 GB/T15114-1994鑄件尺寸公差與機械加工余量 QB/T6414-1999建筑門窗五金件 插銷 JG214-2007建

18、筑門窗五金件 傳動機構(gòu)用執(zhí)手 JG124-2007建筑門窗五金件 旋壓執(zhí)手 JG213-2007建筑門窗五金件 合頁（鉸鏈） JG125-2007建筑門窗五金件 傳動鎖閉器 JG126-2007建筑門窗五金件 滑撐 JG127-2007建筑門窗五金件 滑輪 JG129-2007建筑門窗五金件 多點鎖閉器 JG215-2007建筑門窗五金件 撐擋 JG128-2007建筑門窗五金件 通用要求 JG212-2007建筑門窗五金件 單點鎖閉器 JG130-2007建筑門窗內(nèi)平開下懸五金系統(tǒng) JG168-2004鋼塑共擠門窗 JG207-2007電動采光排煙窗 JG189-20061.9 相關(guān)物理性能

19、等級測試方法：玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn) JGJ/T139-2001玻璃幕墻光學(xué)性能 GB/T18091-2000采暖居住建筑節(jié)能檢驗標(biāo)準(zhǔn) JGJ132-2001彩色涂層鋼板和鋼帶試驗方法 GB/T13448-2006鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范 GB50205-2001混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范 GB50204-2002建筑防水材料老化試驗方法 GB/T18244-2000建筑幕墻氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測方法 GB/T15227-2007建筑幕墻抗震性能振動臺試驗方法 GB/T18575-2001建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測方法 GB/T18250-2000建筑外門窗保溫性能分級及檢測方法

20、GB/T8484-2008建筑外窗采光性能分級及檢測方法 GB/T11976-2002建筑門窗空氣隔聲性能分級及檢測方法 GB/T8485-2008建筑外門窗氣密、水密、抗風(fēng)壓性能分級及檢測方法GB/T7106-2008建筑裝飾裝修工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范 GB50210-2001金屬材料室溫拉伸試驗方法 GB/T228-20021.10 建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊(第二版)1.11 土建圖紙：2 基本參數(shù)2.1 幕墻所在地區(qū)： 榆林地區(qū)；2.2 地面粗糙度分類等級： 幕墻屬于外圍護構(gòu)件，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、

21、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類地形考慮。2.3 抗震烈度： 根據(jù)國家規(guī)范建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB50011-2001 2008版)，榆林地區(qū)地震基本烈度為6度，水平地震影響系數(shù)最大值為：max=0。3 幕墻承受荷載計算3.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計算方法： 幕墻屬于外圍護構(gòu)件，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001 2006年版)計算： wk=gzzs1w0 7.1.1-2GB50009-2001 2006年版上式中： wk：作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； Z：計算點

22、標(biāo)高：42m； gz：瞬時風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)； 根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算(高度不足5m按5m計算)： gz=K(1+2f) 其中K為地面粗糙度調(diào)整系數(shù)，f為脈動系數(shù) A類場地： gz=0.92×(1+2f) 其中：f=0.387×(Z/10)-0.12 B類場地： gz=0.89×(1+2f) 其中：f=0.5(Z/10)-0.16 C類場地： gz=0.85×(1+2f) 其中：f=0.734(Z/10)-0.22 D類場地： gz=0.80×(1+2f) 其中：f=1.2248(Z/10)-0.3對于C類地形，42m高度處瞬時風(fēng)壓的陣風(fēng)

23、系數(shù)： gz=0.85×(1+2×(0.734(Z/10)-0.22)=1.76 z：風(fēng)壓高度變化系數(shù)； 根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算： A類場地： z=1.379×(Z/10)0.24 當(dāng)Z>300m時，取Z=300m，當(dāng)Z<5m時，取Z=5m； B類場地： z=(Z/10)0.32 當(dāng)Z>350m時，取Z=350m，當(dāng)Z<10m時，取Z=10m； C類場地： z=0.616×(Z/10)0.44 當(dāng)Z>400m時，取Z=400m，當(dāng)Z<15m時，取Z=15m； D類場地： z=0.318×(Z/10)

24、0.60 當(dāng)Z>450m時，取Z=450m，當(dāng)Z<30m時，取Z=30m；對于C類地形，42m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)： z=0.616×(Z/10)0.44=1.1583 s1：局部風(fēng)壓體型系數(shù)； 按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001(2006年版)第7.3.3條：驗算圍護構(gòu)件及其連接的強度時，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) 對墻面， 取-1.0 對墻角邊， 取-1.8 二、內(nèi)表面 對封閉式建筑物，按表面風(fēng)壓的正負(fù)情況取-0.2或0.2。 本計算點為大面位置。 由于大部分幕墻都有開啟，按5.3.2

25、JGJ102-2003條文說明，幕墻結(jié)構(gòu)一般的體型系數(shù)取1.2(大面區(qū)域)、2.0(轉(zhuǎn)角區(qū)域)。 另注：上述的局部體型系數(shù)s1(1)是適用于圍護構(gòu)件的從屬面積A小于或等于1m2的情況，當(dāng)圍護構(gòu)件的從屬面積A大于或等于10m2時，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，局部風(fēng)壓體型系數(shù)s1(A)可按面積的對數(shù)線性插值，即： s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA 在上式中：當(dāng)A10m2時取A=10m2；當(dāng)A1m2時取A=1m2； w0：基本風(fēng)壓值(MPa)，根據(jù)現(xiàn)行<<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>>GB5000

26、9-2001附表D.4(全國基本風(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，榆林地區(qū)取0.0004MPa；3.2 計算支撐結(jié)構(gòu)時的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 計算支撐結(jié)構(gòu)時的構(gòu)件從屬面積： A=1.1×8=8.8m2 LogA=0.944 s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA =0.811 s1=0.811+0.2 =1.011 wk=gzzs1w0 =1.76×1.1583×1.011×0.0004 =0.000824MPa 因為wk<0.001MPa,所以按JGJ102-2003，取wk=0.001MPa.3.3

27、計算面板材料時的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 計算面板材料時的構(gòu)件從屬面積： A=1.1×1.7=1.87m2 LogA=0.272 s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA =0.946 s1=0.946+0.2 =1.146 wk=gzzs1w0 =1.76×1.1583×1.146×0.0004 =0.000934MPa 因為wk<0.001MPa,所以按JGJ102-2003，取wk=0.001MPa.3.4 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

28、分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)； E：動力放大系數(shù),取5.0； max：水平地震影響系數(shù)最大值，取0； 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)；3.5 作用效應(yīng)組合：荷載和作用效應(yīng)按下式進行組合： 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為分項系數(shù)，按5.4.2、5.4.3、5.4.4J

29、GJ102-2003規(guī)定如下：進行幕墻構(gòu)件強度、連接件和預(yù)埋件承載力計算時： 重力荷載：G：1.2； 風(fēng) 荷 載：w：1.4； 地震作用：E：1.3；進行撓度計算時； 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；4 幕墻立柱計算基本參數(shù)： 1：計算點標(biāo)高：42m； 2：力學(xué)模型：雙跨梁； 3：立柱跨度：L=8000mm，短跨長L1=1000mm，長跨長L2=7000mm； 4：立柱左分格寬：1100mm；立柱右分格寬：1100mm； 5：立柱計算間距：B=1100mm； 6：板塊配置：中空玻璃6

30、 +6 mm； 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)模型進行設(shè)計計算，受力模型如下：4.1 立柱型材選材計算：(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：幕墻立柱計算間距(mm)； qwk=wkB =0.001×1100 =1.1N/mm qw：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計值(N/mm)； qw=1.4qwk =1.4×1.1 =1.54N/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

31、)； E：動力放大系數(shù)，取5.0； max：水平地震影響系數(shù)最大值，取0； 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 =5×0×0.0005 =0MPa qEk：水平地震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)； B：幕墻立柱計算間距(mm)； qEk=qEAkB =0×1100 =0N/mm qE：水平地震作用線荷載集度設(shè)計值(N/mm)； qE=1.3qEk =1.3×0 =0N/mm(3)幕墻受荷載集度組合：用于強度計算時，采用Sw+0.5SE設(shè)計值組

32、合： 5.4.1JGJ102-2003 q=qw+0.5qE =1.54+0.5×0 =1.54N/mm用于撓度計算時，采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值： 5.4.1JGJ102-2003 qk=qwk =1.1N/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0，2處彎矩為零，中支點彎矩最大為M1，而在均布荷載作用下，最大撓度在長跨內(nèi)出現(xiàn)。 M1：中支座彎矩(N·mm)； R1：中支座反力(N)； M1=-q(L13+L23)/8L =-1.54×(10003+70003)/8/8000 =-8277500N·mm R1=qL1/2-M1/L1+qL2

33、/2-M1/L2 =1.54×1000/2-(-8277500/1000)+1.54×7000/2-(-8277500/7000) =15620N4.2 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) =4×8277500/(1.54×70002) =0.439查建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊第二版表3-9附注說明： x0=A/4+2R1/3cos(+240)其中： A=2+k1-k2=2.439 R=(A/4)2-k1/2)3/2=0.059 =1/3arccos(A3-12k1A-8(1-2k1-k2)/64R)=26.

34、537 x0=A/4+2R1/3cos(+240) =2.439/4+2×0.0591/3cos(26.537+240) =0.563 =x0(1-2k1+3k1x0-2x02-k1x02+x03) =0.1514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：長跨長度(mm)； E：型材的彈性模量(MPa)，對Q235取206000MPa； Ixmin：材料需滿足的繞X軸最小慣性矩(mm4)； L2/250=7000/250=28 按5.1.1.2建筑幕墻GB/T21086

35、-2007的規(guī)定，對于構(gòu)件式玻璃幕墻或單元幕墻（其它形式幕墻或外維護結(jié)構(gòu)無絕對撓度限制）： 當(dāng)跨距4500mm時，絕對撓度不應(yīng)該大于20mm； 當(dāng)跨距4500mm時，絕對撓度不應(yīng)該大于30mm；對本例?。?df,lim=28mm代入上式： Ixmin=qkL24/24Edf,lim =0.1514×1.1×70004/24/206000/28 =2888512.338mm4(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)計值即M1(N·mm)； ：塑性發(fā)展系數(shù)： 對于鋼材龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05；

36、 對于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50429-2007，取1.00； fs ：型材抗彎強度設(shè)計值(MPa)，對Q235取215； Wnx=Mx/fs =8277500/1.05/215 =36666.667mm34.3 選用立柱型材的截面特性： 按上一項計算結(jié)果選用型材號：80/160鋼管 型材的抗彎強度設(shè)計值：215MPa 型材的抗剪強度設(shè)計值：s=125MPa 型材彈性模量：E=206000MPa 繞X軸慣性矩：Ix=8936500mm4 繞Y軸慣性矩：Iy=2948700mm4 繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=111710mm3 繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx2=73720mm3

37、 型材凈截面面積：An=2736mm2 型材線密度：g=0.214776N/mm 型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度：t=12mm 型材受力面對中性軸的面積矩：Sx=69820mm3 塑性發(fā)展系數(shù)：=1.054.4 立柱的抗彎強度計算：(1)立柱軸向拉力設(shè)計值： 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：幕墻立柱計算間距(mm)； L：立柱跨度(mm)； Nk=qGAkA =qGAkBL =0.0005×1100×8000 =4400N N：立柱軸向拉力設(shè)計值(N)； N=1.2Nk =1.2

38、15;4400 =5280N(2)抗彎強度校核：按雙跨梁(受拉)立柱強度公式，應(yīng)滿足： N/An+Mx/Wnxfs 6.3.7JGJ102-2003上式中： N：立柱軸力設(shè)計值(N)； Mx：立柱彎矩設(shè)計值(N·mm)； 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)： 對于鋼材龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05； 對于鋁合金龍骨，按最新鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50429-2007，取1.00； fs：型材的抗彎強度設(shè)計值，取215MPa；則： N/An+Mx/Wnx=5280/2736+8277500/1.05/7

39、3720 =108.866MPa215MPa立柱抗彎強度滿足要求。4.5 立柱的撓度計算： 因為慣性矩預(yù)選是根據(jù)撓度限值計算的，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： 實際選用的型材慣性矩為：Ix=8936500mm4 預(yù)選值為：Ixmin=2888512.338mm4 實際撓度計算值為： df=qkL24/24EIx =0.1514×1.1×70004/24/206000/8936500 =9.05mm 而df,lim=28mm所以，立柱撓度滿足規(guī)范要求。4.6 立柱的抗剪計算：校核依據(jù)： maxs=125MPa (立柱的抗剪強度設(shè)計值)(1)求中支座剪力設(shè)

40、計值：采用Vw+0.5VE組合 Vw1左=-(qL1/2-M1/L1) =-(1.54×1000/2-(-8277500/1000) =-9047.5N Vw1右=qL2/2-M1/L2 =1.54×7000/2-(-8277500/7000) =6572.5N取V=9047.5N(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 =9047.5×69820/8936500/12 =5.891MPa 5.891MPa125MPa立柱抗剪強度滿足要求!5 幕墻橫梁計算基本參數(shù)： 1：計算點標(biāo)高：42m； 2：橫梁跨度：B=1100mm； 3：橫梁上分格高：1700mm；橫梁下分格高：1700mm； 4：橫梁計算間距：H=1700mm； 5：力學(xué)模型：三角荷載簡支梁； 6：板塊配置：中空玻璃6 +6 mm； 7：橫梁材質(zhì)：6063-T5；因為BH，所以本處幕墻橫梁按三角形荷載