太原東社和義井售樓處幕墻設(shè)計計算書

太原東社和義井售樓處幕墻工程設(shè)計計算書設(shè)計：校對：審核：批準(zhǔn)：五礦瑞和（上海）建設(shè)有限公司二〇一五年八月

目錄TOC\o"1-3"\f\h\z一、計算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料 一、計算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料計算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料幕墻設(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《建筑玻璃點支承裝置》JG/T138-2010《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》JGJ113-2009《建筑幕墻》GB/T21086-2007《建筑幕墻工程技術(shù)規(guī)范》DGJ08-56-2012建筑設(shè)計規(guī)范：《地震震級的規(guī)定》GB/T17740-1999《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》JGJ3-2010《高處作業(yè)吊藍》GB19155-2003《工程抗震術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T97-2011《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》JGJ145-2013《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB50367-2013《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010《混凝土用膨脹型、擴孔型建筑錨栓》JG160-2004《建筑防火封堵應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》CECS154：2003《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》GB50009-2012《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》GB50011-2010《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2006《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-2010《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018-2002玻璃規(guī)范：《鍍膜玻璃第1部分：陽光控制鍍膜玻璃》GB/T18915.1-2013《鍍膜玻璃第2部分：低輻射鍍膜玻璃》GB/T18915.2-2013《防彈玻璃》GB17840-1999《平板玻璃》GB11614-2009《建筑用安全玻璃第3部分：夾層玻璃》GB15763.3-2009《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》GB15763.1-2009《半鋼化玻璃》GB/T17841-2008《熱彎玻璃》JC/T915-2003《壓花玻璃》JC/T511-2002《中空玻璃》GB/T11944-2012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/T4226-2009《不銹鋼冷軋鋼板及鋼帶》GB/T3280-2007《不銹鋼熱軋鋼板及鋼帶》GB/T4237-2007《不銹鋼絲》GB/T4240-2009《建筑用不銹鋼絞線》JG/T200-2007《不銹鋼小直徑無縫鋼管》GB/T3090-2000《彩色涂層鋼板和鋼帶》GB/T12754-2006《低合金鋼焊條》GB/T5118-2012《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/T096—1997《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/T3094-2012《碳鋼焊條》GB/T5117-2012《碳素結(jié)構(gòu)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《工業(yè)用橡膠板》GB/T5574-2008《混凝土建筑接縫用密封膠》JC/T881-2001《建筑窗用彈性密封劑》JC485-2007《建筑密封材料試驗方法》GB/T13477.1～20-2002《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《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/T529-2008《橡膠袖珍硬度計壓入硬度試驗方法》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/T914-2003相關(guān)物理性能等級測試方法：《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《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(2011版)《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《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50210-2001《金屬材料室溫拉伸試驗方法》GB/T228-2002《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》(第二版)基本參數(shù)幕墻所在地區(qū)太原地區(qū)；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》(GB50009-2012)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類地形考慮?？拐鹪O(shè)防按《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》，建筑工程應(yīng)分為以下四個抗震設(shè)防類別：1.特殊設(shè)防類：指使用上有特殊設(shè)施，涉及國家公共安全的重大建筑工程和地震時可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害等特別重大災(zāi)害后果，需要進行特殊設(shè)防的建筑，簡稱甲類；2.重點設(shè)防類：指地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的生命線相關(guān)建筑，以及地震時可能導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害后果，需要提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的建筑，簡稱乙類；3.標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類：指大量的除1、2、4款以外按標(biāo)準(zhǔn)要求進行設(shè)防的建筑，簡稱丙類；4.適度設(shè)防類：指使用上人員稀少且震損不致產(chǎn)生次生災(zāi)害，允許在一定條件下適度降低要求的建筑，簡稱丁類；在圍護結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計計算中：1.特殊設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求加強其抗震措施，同時，應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評價的結(jié)果且高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求確定其地震作用；2.重點設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的要求加強其抗震措施，同時，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用；3.標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用；4.適度設(shè)防類，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用；根據(jù)國家規(guī)范《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010，太原地區(qū)地震基本烈度為：8度，地震動峰值加速度為0.2g，由于本工程是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，因此實際抗震計算中的水平地震影響系數(shù)最大值應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度選取，也就是?。害羗ax=0.16；

二、全玻璃幕墻系統(tǒng)計算土建圖紙：幕墻承受荷載計算風(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》(GB50009-2012)計算：wk=βgzμs1μzw0……8.1.1-2[GB50009-2012]上式中：wk：作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；z：計算點標(biāo)高：12.45m；βgz：高度z處的陣風(fēng)系數(shù)；根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算：βgz=1+2gI10(z/10)-α……條文說明部分8.6.1[GB50009-2012]其中A、B、C、D四類地貌類別截斷高度分別為：5m、10m、15m、30m；A、B、C、D四類地貌類別梯度高度分別為：300m、350m、450m、550m；也就是：對A類場地：當(dāng)z>300m時，取z=300m，當(dāng)z<5m時，取z=5m；對B類場地：當(dāng)z>350m時，取z=350m，當(dāng)z<10m時，取z=10m；對C類場地：當(dāng)z>450m時，取z=450m，當(dāng)z<15m時，取z=15m；對D類場地：當(dāng)z>550m時，取z=550m，當(dāng)z<30m時，取z=30m；g：峰值因子，取2.5；I10：10m高名義湍流度，對應(yīng)A、B、C、D地面粗糙度，可分別取0.12、0.14、0.23和0.39；α：地面粗糙度指數(shù)，對應(yīng)A、B、C、D地面粗糙度，可分別取0.12、0.15、0.22和0.30；對于C類地形，12.45m高度處的陣風(fēng)系數(shù)為：βgz=1+2×2.5×0.23×(15/10)-0.22=2.0519μz：風(fēng)壓高度變化系數(shù)；根據(jù)不同場地類型,按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》條文說明部分8.2.1提供的公式計算：A類場地：μzA=1.284×(z/10)0.24B類場地：μzB=1.000×(z/10)0.30C類場地：μzC=0.544×(z/10)0.44D類場地：μzD=0.262×(z/10)0.60公式中的截斷高度和梯度高度與計算陣風(fēng)系數(shù)時相同，也就是：對A類場地：當(dāng)z>300m時，取z=300m，當(dāng)z<5m時，取z=5m；對B類場地：當(dāng)z>350m時，取z=350m，當(dāng)z<10m時，取z=10m；對C類場地：當(dāng)z>450m時，取z=450m，當(dāng)z<15m時，取z=15m；對D類場地：當(dāng)z>550m時，取z=550m，當(dāng)z<30m時，取z=30m；對于C類地形，12.45m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)：μz=0.544×(15/10)0.44=0.6502μs1：局部風(fēng)壓體型系數(shù)；按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012第8.3.3條：計算圍護結(jié)構(gòu)及其連接的風(fēng)荷載時，可按下列規(guī)定采用局部體型系數(shù)μs1：1封閉矩形平面房屋的墻面及屋面可按表8.3.3-1的規(guī)定采用；2檐口、雨篷、遮陽板、邊棱處的裝飾條等突出構(gòu)件，取-2.0；3其它房屋和構(gòu)筑物可按本規(guī)范第8.3.1條規(guī)定體型系數(shù)的1.25倍取值。本計算點為墻面轉(zhuǎn)角位置，按如上說明，查表得：μs1(1)=1.4按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012第8.3.5條：計算圍護結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載時，建筑物內(nèi)部壓力的局部體型系數(shù)可按下列規(guī)定采用：1封閉式建筑物，按其外表面風(fēng)壓的正負情況取-0.2或0.2；2僅一面墻有主導(dǎo)洞口的建筑物：—當(dāng)開洞率大于0.02且小于或等于0.10時，取0.4μs1；—當(dāng)開洞率大于0.10且小于或等于0.30時，取0.6μs1；—當(dāng)開洞率大于0.30時，取0.8μs1；3其它情況，應(yīng)按開放式建筑物的μs1取值；注：1：主導(dǎo)洞口的開洞率是指單個主導(dǎo)洞口與該墻面全部面積之比；2：μs1應(yīng)取主導(dǎo)洞口對應(yīng)位置的值；本計算中建筑物內(nèi)部壓力的局部體型系數(shù)為0.2(封閉式建筑內(nèi)表面)；因此，對直接承受風(fēng)壓的面板結(jié)構(gòu)來說，其局部風(fēng)壓體型系數(shù)為：μs1=1.4+0.2=1.6w0：基本風(fēng)壓值(MPa)，根據(jù)現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012附表E.5中數(shù)值采用，但不小于0.3KN/m2，按重現(xiàn)期50年，太原地區(qū)取0.0004MPa；計算面板材料時的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk=βgzμzμs1w0=2.0519×0.6502×1.6×0.0004=0.000854MPa因為wk<0.001MPa，所以按JGJ102-2003，取wk=0.001MPa。垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值qEk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]qEk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；βE：動力放大系數(shù),取5.0；αmax：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)；平行于幕墻平面的集中水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值PEk=βEαmaxGk……5.3.5[JGJ102-2003]PEk：平行于幕墻平面的集中水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(N)；βE：動力放大系數(shù),取5.0；αmax：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)；按照JGJ102規(guī)范5.4節(jié)條文說明部分的規(guī)定，對于豎向幕墻和與水平面夾角大于75度、小于90度的斜玻璃幕墻，可不考慮豎向地震作用效應(yīng)的計算和組合。作用效應(yīng)組合荷載和作用效應(yīng)按下式進行組合：S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……5.4.1[JGJ102-2003]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；γG、γw、γE：各效應(yīng)的分項系數(shù)；ψw、ψE：分別為風(fēng)荷載，地震作用效應(yīng)的組合系數(shù)。上面的γG、γw、γE為分項系數(shù)，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]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：γG：1.2；風(fēng)荷載：γw：1.4；地震作用：γE：1.3；進行撓度計算時；重力荷載：γG：1.0；風(fēng)荷載：γw：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)ψw為1.0；地震作用的組合系數(shù)ψE為0.5；全玻璃幕墻大面玻璃類型1的計算基本參數(shù)：1：計算點標(biāo)高：12.45m；2：分格尺寸：寬×高=B×H=3000mm×5500mm；3：玻璃配置：中空玻璃，外片鋼化玻璃15mm,內(nèi)片鋼化玻璃15mm,對邊簡支+四點支撐；模型簡圖為：玻璃板塊荷載計算(1)外片玻璃荷載計算：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)準(zhǔn)值(MPa)；γg1：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)計值(MPa)；GAk1=γg1t1=0.0000256×15=0.000384MPaqEAk1=βEαmaxGAk1=5×0.16×0.000384=0.000307MPawk1=1.1wkt13/(t13+t23)=1.1×0.001×153/(153+153)=0.00055MPaqk1=wk1+0.5qEAk1=0.00055+0.5×0.000307=0.000704MPaq1=1.4wk1+0.5×1.3qEAk1=1.4×0.00055+0.5×1.3×0.000307=0.00097MPa(2)內(nèi)片玻璃荷載計算：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)γg2：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)計值(MPa)；GAk2=γg2t2=0.0000256×15=0.000384MPaqEAk2=βEαmaxGAk2=5×0.16×0.000384=0.000307MPawk2=wkt23/(t13+t23)=0.001×153/(153+153)=0.0005MPaqk2=wk2+0.5qEAk2=0.0005+0.5×0.000307=0.000654MPaq2=1.4wk2+0.5×1.3qEAk2=1.4×0.0005+0.5×1.3×0.000307=0.0009MPa(3)玻璃板塊整體荷載組合計算：用于強度計算時，采用Sw+0.5SE設(shè)計值組合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=1.4wk+0.5×1.3(qEAk1+qEAk2)=1.4×0.001+0.5×1.3×(0.000307+0.000307)=0.001799MPa用于撓度計算時，采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值：……5.4.1[JGJ102-2003]wk=0.001MPa玻璃的強度計算校核依據(jù)：σ≤[fg]=72Mpa由于內(nèi)片和外片玻璃厚度相同，且外片玻璃受到的荷載大于內(nèi)片玻璃受到的荷載，因此只需校核外片玻璃的強度即可。q1=0.00097MPa采用ANSYS進行受力分析將上述信息輸入軟件得計算結(jié)果如下：受力模型如下：玻璃的應(yīng)力云圖如下圖所示：（單位：N,mm）玻璃最大應(yīng)力位于圖示MX點，最大應(yīng)力σmax=39.229N/mm2<[fg]=72Mpa,強度滿足要求。玻璃最大撓度校核校核依據(jù)：df=ημwka4/D≤df,lim……6.1.3-2[JGJ102-2003]上面公式中：df：玻璃板撓度計算值(mm)；η：玻璃撓度的折減系數(shù)；μ：玻璃撓度系數(shù)，取μ=0.013；wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)a：兩肋間玻璃面板跨度(mm)；D：玻璃的彎曲剛度(N·mm)；df,lim：許用撓度，取兩肋間玻璃面板跨度的1/60，為40mm；其中：D=Ete3/(12(1-υ2))……6.1.3-1[JGJ102-2003]上式中：E：玻璃的彈性模量(MPa)；te：玻璃的等效厚度(mm)；υ：玻璃材料泊松比，為0.2；te=0.95×(t13+t23)1/3……6.1.5-3[JGJ102-2003]=0.95×(153+153)1/3=17.954mmwk=0.001Mpa采用ANSYS進行受力分析將上述信息輸入軟件得計算結(jié)果如下：受力模型如下：玻璃整體變形云圖如下圖所示：（單位：N,mm）玻璃最大變形位于圖示MX點，最大變形df=12.024mm<dflim=40mm,撓度滿足要求。全玻璃幕墻大面玻璃類型2的計算基本參數(shù)：1：計算點標(biāo)高：12.45m；2：分格尺寸：寬×高=B×H=3000mm×6100mm；3：玻璃配置：中空玻璃，外片鋼化玻璃15mm,內(nèi)片鋼化玻璃15mm,對邊簡支+兩點支撐；模型簡圖為：玻璃板塊荷載計算(1)外片玻璃荷載計算：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)準(zhǔn)值(MPa)；γg1：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)計值(MPa)；GAk1=γg1t1=0.0000256×15=0.000384MPaqEAk1=βEαmaxGAk1=5×0.16×0.000384=0.000307MPawk1=1.1wkt13/(t13+t23)=1.1×0.001×153/(153+153)=0.00055MPaqk1=wk1+0.5qEAk1=0.00055+0.5×0.000307=0.000704MPaq1=1.4wk1+0.5×1.3qEAk1=1.4×0.00055+0.5×1.3×0.000307=0.00097MPa(2)內(nèi)片玻璃荷載計算：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)γg2：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)計值(MPa)；GAk2=γg2t2=0.0000256×15=0.000384MPaqEAk2=βEαmaxGAk2=5×0.16×0.000384=0.000307MPawk2=wkt23/(t13+t23)=0.001×153/(153+153)=0.0005MPaqk2=wk2+0.5qEAk2=0.0005+0.5×0.000307=0.000654MPaq2=1.4wk2+0.5×1.3qEAk2=1.4×0.0005+0.5×1.3×0.000307=0.0009MPa(3)玻璃板塊整體荷載組合計算：用于強度計算時，采用Sw+0.5SE設(shè)計值組合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=1.4wk+0.5×1.3(qEAk1+qEAk2)=1.4×0.001+0.5×1.3×(0.000307+0.000307)=0.001799MPa用于撓度計算時，采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值：……5.4.1[JGJ102-2003]wk=0.001MPa玻璃的強度計算校核依據(jù)：σ≤[fg]=72Mpa由于內(nèi)片和外片玻璃厚度相同，且外片玻璃受到的荷載大于內(nèi)片玻璃受到的荷載，因此只需校核外片玻璃的強度即可。q1=0.00097MPa采用ANSYS進行受力分析將上述信息輸入軟件得計算結(jié)果如下：受力模型如下：玻璃的應(yīng)力云圖如下圖所示：（單位：N,mm）玻璃最大應(yīng)力位于圖示MX點，最大應(yīng)力σmax=36.759N/mm2<[fg]=72Mpa,強度滿足要求。玻璃最大撓度校核校核依據(jù)：df=ημwka4/D≤df,lim……6.1.3-2[JGJ102-2003]上面公式中：df：玻璃板撓度計算值(mm)；η：玻璃撓度的折減系數(shù)；μ：玻璃撓度系數(shù)，取μ=0.013；wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)a：兩肋間玻璃面板跨度(mm)；D：玻璃的彎曲剛度(N·mm)；df,lim：許用撓度，取兩肋間玻璃面板跨度的1/60，為40mm；其中：D=Ete3/(12(1-υ2))……6.1.3-1[JGJ102-2003]上式中：E：玻璃的彈性模量(MPa)；te：玻璃的等效厚度(mm)；υ：玻璃材料泊松比，為0.2；te=0.95×(t13+t23)1/3……6.1.5-3[JGJ102-2003]=0.95×(153+153)1/3=17.954mmwk=0.001Mpa采用ANSYS進行受力分析將上述信息輸入軟件得計算結(jié)果如下：受力模型如下：玻璃整體變形云圖如下圖所示：（單位：N,mm）玻璃最大變形位于圖示MX點，最大變形df=8.951mm<dflim=40mm,撓度滿足要求。全玻璃幕墻玻璃肋及結(jié)構(gòu)膠的校核肋截面高度的校核校核依據(jù)：hr≥(3qLh2/(4fgt))0.5上面公式中：hr：玻璃肋的截面高度(mm)；q：板塊水平荷載作用下組合設(shè)計值(MPa)；L：兩肋之間的玻璃面板跨度(mm)；h：玻璃肋上下支點間距，即計算跨度(mm)；t：玻璃肋截面厚度(mm)；fg：玻璃側(cè)面強度設(shè)計值(MPa)；對于雙夾層玻璃做為玻璃肋，厚度取三片厚度和：36mm；(3qLh2/(4fgt))0.5=(3×0.001799×3000×105002/(4×58.8×36))0.5=513.348mm實際選用的玻璃肋寬度為：513.348mm≥410.678mm能夠滿足要求。玻璃肋的撓度計算校核依據(jù)：df=≤df,lim上面公式中：df：在水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下肋撓度(mm)；df,lim：玻璃肋的撓度限值，取計算跨度的1/200，為52.5mm；wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；L：兩肋之間的玻璃面板跨度(mm)；h：玻璃肋上下支點間距，即計算跨度(mm)；E：玻璃的彈性模量(MPa)；t：玻璃肋截面厚度(mm)；hr：玻璃肋的截面高度(mm)；對于雙夾層玻璃做為玻璃肋，厚度取三片厚度和：36mm；5wkLh4/(32Ethr3)=5×0.001×3000×105004/(32×72000×36×5503)=13.21mm13.21mm≤52.5mm所以，能滿足要求。膠縫強度的校核:校核依據(jù)：.qL/t2≤f1上面公式中:q：水平作用設(shè)計值組合(MPa)；L：兩肋之間的玻璃面板跨度(mm)；t2：膠縫寬度，取玻璃肋截面厚度(mm)；f1：硅酮結(jié)構(gòu)膠在荷載作用下的強度設(shè)計值，取0.2MPa；qL/t2=0.001799×3000/36=0.134Mpa0.134Mpa<0.2Mpa所以，膠縫強度滿足要求。結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)厚度計算us：在風(fēng)荷載作用下玻璃與玻璃肋之間的相對位移量(mm)；θ：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下主體結(jié)構(gòu)層間位移角限值(rad)；(取值見表20[GB/T21086-2007])hg：玻璃面板高度(mm)；us=θhg……5.6.5-2[JGJ102-2003]=1/550×10500=19.091mmts：風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)厚度計算值(mm)；δ：風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)硅酮密封膠的變位承受能力：12.5%ts=us/(δ(2+δ))0.5……5.6.5[JGJ102-2003]=19.091/(0.125×(2+0.125))0.5=37.042mm由于大面玻璃在風(fēng)和地震荷載作用下，由結(jié)構(gòu)膠和爪件共同受力，因此按規(guī)范JGJ102-2003中7.4.2條要求，膠縫厚度值尚不應(yīng)小于6mm，而實際膠縫厚度取12mm是可以滿足要求的玻璃肋局部穩(wěn)定性驗算基本參數(shù)：1：計算點標(biāo)高：12.45m；2：分格寬度：B=3000mm；3：玻璃肋等效厚度：對單片玻璃則直接取其厚度t；對夾層玻璃，取t=(t13+t23)1/3本處為雙夾層玻璃肋，單片肋厚度為12mm，因此t=36mm；4：肋截面寬度：b=550mm；5：肋截面跨度：Lay=10500mm；6：肋截面連接形式：后置或齊縫；玻璃肋支撐的玻璃幕墻結(jié)構(gòu)由于自身材料為脆性，在實際工程設(shè)計施工中應(yīng)該特別予以注意，應(yīng)該考慮局部穩(wěn)定性以及側(cè)向整體穩(wěn)定性計算，由于國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中尚無具體算法，計算采用澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)AS1288-2006提供的算法。玻璃肋局部穩(wěn)定性計算計算依據(jù)為經(jīng)典板殼臨界應(yīng)力公式：σcr=βπ2Et2/(12(1-υ2)b2)……條文說明部分6.7[JGJ102-2003]上式中：σcr：玻璃肋在均布荷載作用下的穩(wěn)定臨界應(yīng)力(MPa)；β：彈性屈服系數(shù)，三邊簡支、一邊自由的情況下，取0.425；四邊簡支情況下，取4.0；受力邊固定情況下，取1.0；采用后置或騎縫方式連接的肋結(jié)構(gòu)，取0.425；E：玻璃的彈性模量，為72000MPa；t：玻璃肋等效厚度(mm)：υ：玻璃泊松比，為0.2；b：肋截面寬度(mm)；帶入已知參數(shù)，得：σcr=βπ2Et2/(12(1-υ2)b2)=0.425×3.142×72000×362/12/(1-0.22)/5502=112.204MPa而該結(jié)構(gòu)采用的玻璃肋的端面強度設(shè)計值查表5.2.1[JGJ102-2003]為：fg=58.8MPa；因為：σcr=112.204MPa>fg=58.8MPa所以玻璃肋的局部穩(wěn)定性滿足結(jié)構(gòu)要求！玻璃肋的整體穩(wěn)定性計算計算依據(jù)為澳大利亞規(guī)范AS1288-2006公式C4(1):MCR={(π/Lay)2×(EI)y[d2/12+y02]+(GJ)}/(2y0+yh)上式中：MCR：局部側(cè)向屈曲彎矩(N·mm)；Lay：玻璃肋的高度(mm)；(EI)y：玻璃肋饒弱軸方向抗彎剛度(N·mm2)，其中：E：玻璃的彈性模量，為72000MPa；I：玻璃肋弱軸慣性矩(mm4)；I=bt3/12=550×363/12=2138400mm4d：玻璃肋寬度，也就是上面計算中的參數(shù)b(mm)；y0：側(cè)向約束與中性軸距離(mm)；y0=d/2=275mm(GJ)：玻璃肋抗扭剛度(N·mm2)，其中：G：玻璃的剪切模量，為30000MPa；J：玻璃肋抗扭慣性矩(mm4)，按AS1288-2006計算得：J=dt3(1-0.63t/d)/3=550×363×(1-0.63×36/550)/3=8200880.64mm4yh：荷載作用點與中性軸距離(mm)；yh=d/2=275mm帶入已知參數(shù)，得：MCR=[(π/Lay)2×(EI)y(d2/12+y02)+(GJ)]/(2y0+yh)=[(3.14/10500)2×72000×2138400×(5502/12+2752)+30000×8200880.64]/(2×275+275)=299896718.2N·mm而玻璃肋跨中最大彎矩為：M=qBLay2/8其中：q：玻璃肋所受水平荷載的組合設(shè)計值，前面已經(jīng)求得；若采用雙肋結(jié)構(gòu)，則取半值，本處為0.001799MPa；B：分格寬度(mm)；M=1.7qBLay2/8=1.7×0.001799×3000×105002/8=126441590.6N·mm因為：MCR=299896718.2N·mm>M=126441590.6N·mm所以玻璃肋的整體穩(wěn)定性滿足結(jié)構(gòu)要求！玻璃吊夾及連接承載力計算基本參數(shù)：1：計算點標(biāo)高：12.45m；2：分格尺寸：寬×高=B×H=3000mm×6100mm；3：支撐點方式：兩點駁接+對邊支撐；4：玻璃吊夾參數(shù)：玻璃吊夾系列：DY32；允許荷重推薦值：Ng=12000N；材質(zhì)：316不銹鋼；5：螺栓參數(shù)：該產(chǎn)品不得承受水平荷載，只承受重力荷載。模型圖：玻璃板塊自重荷載玻璃板塊自重：G：每個玻璃板塊自重(N)；B：玻璃分格寬(mm)；H：玻璃分格高(mm)；t：玻璃板塊總厚度(mm)；γg：玻璃的體積密度(N/mm3)；G=1.2×γgBHt=1.2×0.0000256×3000×6100×30=16865.28N吊夾承載力計算每塊玻璃有兩副吊夾，則每個吊夾承受的重力Na=G/2=16865.28/2=8432.64N允許荷重推薦值：Ng=12000N由于Ng=12000N>Na=6746.11N所以吊夾承載力滿足要求！螺栓強度計算(1)自重荷載計算：吊夾螺栓固定在槽鋼上，槽鋼與鋼片1接，通過抗剪螺栓與鋼片2連接，鋼片2將力通過焊縫傳遞給鋼梁。G1：槽鋼自重（N）；L：槽鋼跨度(mm)；槽鋼重力68N/mG1=68×3=204N每個吊夾承受的重力Na=G/2=16865.28/2=8432.64N螺栓承受的總的剪力V=204/2+8432.64=8534.64N(2)連接處螺栓強度計算：Nv2b：螺栓受剪承載能力設(shè)計值(N)；nv2：剪切面數(shù)：取1；d：螺栓桿直徑：8mm；fv2b：螺栓連接的抗剪強度設(shè)計值，對奧氏體不銹鋼（A70）取245MPa；Nv2b=nv2πd2fv2b/4=1×3.14×82×245/4=12309N12309N≥8534.64N強度可以滿足!(4)連接部位立柱型材壁承壓能力計算：Nc2：連接部位幕墻立柱型材壁承壓能力設(shè)計值(N)；Nnum2：連接處螺栓個數(shù)；d：螺栓公稱直徑：8mm；t2：連接部位鋼片壁厚8mm；fc2：型材的承壓強度設(shè)計值，對Q235取305MPa；Nc2=Nnum2dt2fc2=1×8×8×305=19520N19520N≥8534.64N強度可以滿足!焊縫強度計算總的剪力V=204/2+8432.64=8534.64N(1)焊縫有效厚度：he：焊縫有效厚度(mm)；hf：焊角高度(mm)；he=0.7hf=0.7×4=2.8mm(2)焊縫截面特性A：焊縫總面積(mm2)；Lv：豎向焊縫長度(mm)；Lh：橫向焊縫長度(mm)；he：焊縫有效厚度(mm)；A=291.2mm2校核依據(jù)：((σf/βf)2+τf2)0.5≤ffw上式中：σf：按焊縫有效截面計算，垂直于焊縫長度方向的應(yīng)力(MPa)；βf：正面角焊縫的強度設(shè)計值增大系數(shù)，取1.22；τf：按焊縫有效截面計算，沿焊縫長度方向的剪應(yīng)力(MPa)；ffw：角焊縫的強度設(shè)計值(MPa)；((σf/βf)2+τf2)0.5=((N/1.22A+M/1.22W)2+(V/A)2)0.5=((0+0)2+(8534.64/291.2)2)0.5=29.309MPa29.309MPa≤ffw=160MPa，焊縫可以滿足要求。頂部鋼架結(jié)構(gòu)計算風(fēng)荷載由上述計算可知：wk=wk-=0.001MPa自重荷載考慮其他附屬構(gòu)件自重，自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值取Gk=0.2kN/m2雪荷載雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Sk=μrS0Sk：雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)μr：屋面積雪分布系數(shù)，取1.0S0：基本雪壓(kN/m2)太原地區(qū)基本雪壓S0=0.35kN/m2Sk=μrS0=1.0×0.35=0.35kN/m2活荷載不上人屋面qk=0.0005MPa地震荷載qEAk1=βEαmaxGAk1=5×0.16×0.0002=0.00016MPa荷載組合結(jié)構(gòu)承載力計算運用SAP2000通用有限元軟件，建立模型進行計算：施加風(fēng)荷載施加重力荷載施加集中力荷載方管承受的玻璃及附屬構(gòu)件重力：G=204/2+8432.64=8534.64N施加活荷載施加地震荷載運行分析（7）撓度最大值（8）鋼結(jié)構(gòu)校核最大應(yīng)力比0.299<1，滿足要求玻璃肋與主結(jié)構(gòu)連接計算反力計算基本參數(shù)：1：計算點標(biāo)高：12.45m；2：分格尺寸：寬×高=B×H=3000mm×10500mm；3：玻璃肋的受荷面寬度：3000mm4：受荷形式：均布荷載；單跨簡支梁；作用在玻璃面的水平荷載：q=1.4wk+0.5×1.3(qEAk1+qEAk2)=1.4×0.001+0.5×1.3×(0.000307+0.000307)=0.001799Mpa支座水平反力：Rx=q×B×H/2=0.001799×3000×10500/2=28334.25N支座豎向反力：G=1.2×γgBHt=1.2×0.0000256×3000×5500×30=15206.4N螺栓強度計算頂部支座處螺栓受力分析：考慮施工偏差et=25mm頂支座處螺栓承受重力荷載，豎直方向反力到螺栓力臂e1=125mm；M1=G×e1=15206.4×125=1900800N.mm螺栓間距d=100mm由彎矩M1產(chǎn)生的剪力V1=M1/D=1900800/100=19008N頂支座處螺栓承受水平荷載，水平方向反力到螺栓的力臂e2=225mm；M2=Rx×e2=28334.25×225=6375206.25N.mm螺栓間距d=100mm由彎矩M2產(chǎn)生的剪力V2=M2/D=6375206.25/100=63752N所以，豎直方向，單個螺栓受到的剪力Vy=V1+V2+G/2=90363.2N所以，水平方向，單個螺栓受到的剪力Vx=Rx/2=28334.25/2=14167N單個螺栓受到的總剪力：V=(Vx2+Vy2)0.5=(141672+903632)0.5=91467N(1)連接處螺栓強度計算：Nv2b：螺栓受剪承載能力設(shè)計值(N)；nv2：剪切面數(shù)：取2；d：螺栓桿直徑：22mm；fv2b：螺栓連接的抗剪強度設(shè)計值，對奧氏體不銹鋼（A70）取245MPa；Nv2b=nv2πd2fv2b/4=2×3.14×222×245/4=186170.6N186170.6N>91467N強度可以滿足!(2)連接部位型材壁承壓能力計算：Nc2：連接部位幕墻立柱型材壁承壓能力設(shè)計值(N)；d：螺栓公稱直徑：22mm；t2：連接部位鋼片壁厚：14mm；fc2：型材的承壓強度設(shè)計值，對Q235取305MPa；Nc2=dt2fc2=22×14×305=93940N93940N≥91467N強度可以滿足!頂支座焊縫強度計算(1)焊縫受力分析：考慮施工偏差et=25mm豎直方向的反力到焊縫的力臂e1=125mm；豎直方向的反力對焊縫產(chǎn)生的彎矩：M1=G×e1=15206.4×125=1900800N.mm水平方向反力到焊縫的力臂e2=360mm水平方向的反力對焊縫產(chǎn)生的彎矩：M2=Rx×e2=28334.25×360=10200330N.mmMx=M1+M2=12101130N.mm(2)焊縫強度驗算：焊縫有效厚度：he：焊縫有效厚度(mm)；hf：焊角高度(mm)；he=0.7hf=0.7×10=7mm焊縫截面特性A：焊縫總面積(mm2)；Lv：豎向焊縫長度(mm)；Lh：橫向焊縫長度(mm)；he：焊縫有效厚度(mm)；A=5460mm2A1=7×230×2=3220mm2校核依據(jù)：((σf/βf)2+τf2)0.5≤ffw上式中：σf：按焊縫有效截面計算，垂直于焊縫長度方向的應(yīng)力(MPa)；βf：正面角焊縫的強度設(shè)計值增大系數(shù)，取1.22；τf：按焊縫有效截面計算，沿焊縫長度方向的剪應(yīng)力(MPa)；ffw：角焊縫的強度設(shè)計值(MPa)；((σf/βf)2+τf2)0.5=((N/1.22/A+Mx/1.22/W)2+(V/A)2)0.5=((15206.4/1.22/5460+12101130/1.22/173616)2+(28334.25/3220)2)0.5=60.063MPa60.063MPa≤ffw=160MPa，焊縫可以滿足要求。埋件計算1.荷載結(jié)構(gòu)計算的支座反力即為埋件荷載由結(jié)構(gòu)計算可知，埋件所承受的荷載為：彎矩設(shè)計值:M=15206.4×300+28334.25×75=6686989Nmm軸力設(shè)計值：N=15206.4N剪力設(shè)計值：V=28335.25N2.混凝土級別混凝土標(biāo)號C30《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002混凝土抗彎強度：fc=14.3N/mm^2混凝土抗拉強度:ft=1.43N/mm^23.錨筋錨筋hrb335錨筋強度:fy=300N/mm^2錨筋層數(shù)3層錨筋直徑：d＝10mm4.錨筋邊間距錨筋間距:b=125mm錨筋至錨板邊緣的距離75mm錨筋至構(gòu)件邊緣的距離:c=100mm最外層錨筋間距:z=250mm5.錨板錨板長400mm錨板寬400mm錨板厚15mm6.錨筋截面積計算鋼筋受剪承載力系數(shù)αv:αv=(4-0.08×d)×(fc/fy)^0.5=(4-0.08×10)×(14.3/300)^0.5=0.698錨板彎曲變形折減系數(shù)αb:αb=0.6+0.25×t/d=0.6+0.25×15/10=0.975錨筋截面積計算As1、As2:As1=(V/(αv×αr×fy)+N/(0.8×αb×fy)+M/(1.3×αb×αr×fy×z)=293.495As2=N/(0.8×αb×fy)+M/(0.4×αb×αr×fy×z)=319AS2>AS1需要的鋼筋截面積為：319mm2需要的鋼筋根數(shù)為：AS2/(πd^2/4)=4.061實際布置8根鋼筋。7.混凝土局部壓應(yīng)力檢驗法向壓力<0.5fc*A,滿足要求8.焊縫高度計算焊縫高度：hf>0.6d=6mmhf>6mm9.錨板厚度檢驗錨板厚度：t>0.6d=6mmt≥b/10=12.5mm埋板厚度滿足要求。10.錨筋至錨板邊緣的距離檢驗錨筋至錨板邊緣的距離:k>2d=20mmk>20mm錨筋至錨板邊緣的距離滿足要求。11.錨筋至構(gòu)件邊緣的距離檢驗錨筋至構(gòu)件邊緣的距離:c>6d=60mmc>70mm錨筋至構(gòu)件邊緣的距離滿足要求。12.錨筋間距檢驗錨筋間距:b<300mm錨筋間距:b>6d=60mmb>70mm錨筋間距滿足要求。13.錨固長度錨筋外形系數(shù)α=0.14抗震設(shè)計時基本錨固長度為：lab=1.1*α*fy*d/ft=322.3mm由于錨筋端部采用機械錨固措施，根據(jù)規(guī)范取錨固長度修正系數(shù)ξa=0.6錨固長度為：la=ξa*lab=194mm實際選用的錨筋長度為250mm

三、鋁板幕墻系統(tǒng)計算土建圖紙：幕墻承受荷載計算風(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》(GB50009-2012)計算：wk=βgzμs1μzw0……8.1.1-2[GB50009-2012]上式中：wk：作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；z：計算點標(biāo)高：12.45m；βgz：高度z處的陣風(fēng)系數(shù)；根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算：βgz=1+2gI10(z/10)-α……條文說明部分8.6.1[GB50009-2012]其中A、B、C、D四類地貌類別截斷高度分別為：5m、10m、15m、30m；A、B、C、D四類地貌類別梯度高度分別為：300m、350m、450m、550m；也就是：對A類場地：當(dāng)z>300m時，取z=300m，當(dāng)z<5m時，取z=5m；對B類場地：當(dāng)z>350m時，取z=350m，當(dāng)z<10m時，取z=10m；對C類場地：當(dāng)z>450m時，取z=450m，當(dāng)z<15m時，取z=15m；對D類場地：當(dāng)z>550m時，取z=550m，當(dāng)z<30m時，取z=30m；g：峰值因子，取2.5；I10：10m高名義湍流度，對應(yīng)A、B、C、D地面粗糙度，可分別取0.12、0.14、0.23和0.39；α：地面粗糙度指數(shù)，對應(yīng)A、B、C、D地面粗糙度，可分別取0.12、0.15、0.22和0.30；對于C類地形，12.45m高度處的陣風(fēng)系數(shù)為：βgz=1+2×2.5×0.23×(15/10)-0.22=2.0519μz：風(fēng)壓高度變化系數(shù)；根據(jù)不同場地類型,按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》條文說明部分8.2.1提供的公式計算：A類場地：μzA=1.284×(z/10)0.24B類場地：μzB=1.000×(z/10)0.30C類場地：μzC=0.544×(z/10)0.44D類場地：μzD=0.262×(z/10)0.60公式中的截斷高度和梯度高度與計算陣風(fēng)系數(shù)時相同，也就是：對A類場地：當(dāng)z>300m時，取z=300m，當(dāng)z<5m時，取z=5m；對B類場地：當(dāng)z>350m時，取z=350m，當(dāng)z<10m時，取z=10m；對C類場地：當(dāng)z>450m時，取z=450m，當(dāng)z<15m時，取z=15m；對D類場地：當(dāng)z>550m時，取z=550m，當(dāng)z<30m時，取z=30m；對于C類地形，12.45m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)：μz=0.544×(15/10)0.44=0.6502μs1：局部風(fēng)壓體型系數(shù)；按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012第8.3.3條：計算圍護結(jié)構(gòu)及其連接的風(fēng)荷載時，可按下列規(guī)定采用局部體型系數(shù)μs1：1封閉矩形平面房屋的墻面及屋面可按表8.3.3-1的規(guī)定采用；2檐口、雨篷、遮陽板、邊棱處的裝飾條等突出構(gòu)件，取-2.0；3其它房屋和構(gòu)筑物可按本規(guī)范第8.3.1條規(guī)定體型系數(shù)的1.25倍取值。本計算點為墻面轉(zhuǎn)角位置，按如上說明，查表得：μs1(1)=1.4按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012第8.3.4條：計算非直接承受風(fēng)荷載的圍護構(gòu)件風(fēng)荷載時，局部體型系數(shù)可按構(gòu)件的從屬面積折減，折減系數(shù)按下列規(guī)定采用：1當(dāng)從屬面積不大于1m2時，折減系數(shù)取1.0；2當(dāng)從屬面積大于或等于25m2時，對墻面折減系數(shù)取0.8，對局部體型系數(shù)絕對值大于1.0的屋面區(qū)域折減系數(shù)取0.6，對其它屋面區(qū)域折減系數(shù)取1.0；3當(dāng)從屬面積大于1m2且小于25m2時，墻面和絕對值大于1.0的屋面局部體型系數(shù)可采用對數(shù)插值，即按下式計算局部體型系數(shù)：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(25)-μs1(1)]logA/1.4……8.3.4[GB50009-2012]其中：μs1(25)=0.8μs1(1)=0.8×1.4=1.12計算支撐結(jié)構(gòu)時的構(gòu)件從屬面積：A=1×5.7=5.7m2當(dāng)A>25時取a=25，當(dāng)A小于1時取A=1；LogA=0.756則：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(25)-μs1(1)]logA/1.4=1.4+[1.12-1.4]×0.756/1.4=1.249按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012第8.3.5條：計算圍護結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載時，建筑物內(nèi)部壓力的局部體型系數(shù)可按下列規(guī)定采用：1封閉式建筑物，按其外表面風(fēng)壓的正負情況取-0.2或0.2；2僅一面墻有主導(dǎo)洞口的建筑物：-當(dāng)開洞率大于0.02且小于或等于0.10時，取0.4μs1；-當(dāng)開洞率大于0.10且小于或等于0.30時，取0.6μs1；-當(dāng)開洞率大于0.30時，取0.8μs1；3其它情況，應(yīng)按開放式建筑物的μs1取值；注：1：主導(dǎo)洞口的開洞率是指單個主導(dǎo)洞口與該墻面全部面積之比；2：μs1應(yīng)取主導(dǎo)洞口對應(yīng)位置的值；本計算中建筑物內(nèi)部壓力的局部體型系數(shù)為0.2(封閉式建筑內(nèi)表面)；因此，計算非直接承受風(fēng)荷載的支撐結(jié)構(gòu)時的局部風(fēng)壓體型系數(shù)為：μs1=1.249+0.2=1.449而對直接承受風(fēng)壓的面板結(jié)構(gòu)來說，其局部風(fēng)壓體型系數(shù)為：μs1=1.4+0.2=1.6w0：基本風(fēng)壓值(MPa)，根據(jù)現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012附表E.5中數(shù)值采用，但不小于0.3KN/m2，按重現(xiàn)期50年，太原地區(qū)取0.0004MPa；計算支撐結(jié)構(gòu)時的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk=βgzμzμs1w0=2.0519×0.6502×1.449×0.0004=0.000773MPa因為wk<0.001MPa，所以按JGJ102-2003，取wk=0.001MPa。計算面板材料時的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk=βgzμzμs1w0=2.0519×0.6502×1.6×0.0004=0.000854MPa因為wk<0.001MPa，所以按JGJ102-2003，取wk=0.001MPa。垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值qEk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]qEk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；βE：動力放大系數(shù),取5.0；αmax：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)；平行于幕墻平面的集中水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值PEk=βEαmaxGk……5.3.5[JGJ102-2003]PEk：平行于幕墻平面的集中水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(N)；βE：動力放大系數(shù),取5.0；αmax：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)；按照JGJ102規(guī)范5.4節(jié)條文說明部分的規(guī)定，對于豎向幕墻和與水平面夾角大于75度、小于90度的斜玻璃幕墻，可不考慮豎向地震作用效應(yīng)的計算和組合。作用效應(yīng)組合荷載和作用效應(yīng)按下式進行組合：S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……5.4.1[JGJ102-2003]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；γG、γw、γE：各效應(yīng)的分項系數(shù)；ψw、ψE：分別為風(fēng)荷載，地震作用效應(yīng)的組合系數(shù)。上面的γG、γw、γE為分項系數(shù)，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]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：γG：1.2；風(fēng)荷載：γw：1.4；地震作用：γE：1.3；進行撓度計算時；重力荷載：γG：1.0；風(fēng)荷載：γw：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)ψw為1.0；地震作用的組合系數(shù)ψE為0.5；幕墻立柱計算基本參數(shù)：1：計算點標(biāo)高：12.45m；2：力學(xué)模型：簡支梁；3：立柱跨度：L=5700mm；4：立柱左分格寬：1000mm；立柱右分格寬：1000mm；5：立柱計算間距：B=1000mm；6：板塊配置：鋁單板；7：立柱材質(zhì)：Q235；8：安裝方式：偏心受拉；本處幕墻立柱按簡支梁力學(xué)模型進行設(shè)計計算，受力模型如下：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=0.001×1000=1N/mmqw：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=1.4N/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)；βE：動力放大系數(shù)，取5.0；αmax：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：幕墻構(gòu)件的面積(mm2)；qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5.0×0.16×0.0004=0.00032MPaqEk：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=0.00032×1000=0.32N/mmqE：水平地震作用線荷載集度設(shè)計值(N/mm)；qE=1.3qEk=1.3×0.32=0.416N/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)計值組合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=1.4+0.5×0.416=1.608N/mm用于撓度計算時，采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值：……5.4.1[JGJ102-2003]qk=qwk=1N/mm(4)立柱在組合荷載作用下的彎矩設(shè)計值：Mx：彎矩組合設(shè)計值(N·mm)；Mw：風(fēng)荷載作用下立柱產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值(N·mm)；ME：地震作用下立柱產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值(N·mm)；L：立柱跨度(mm)；采用Sw+0.5SE組合：Mw=qwL2/8ME=qEL2/8Mx=Mw+0.5ME=qL2/8=1.608×57002/8=6530490N·mm確定材料的截面參數(shù)(1)立柱抵抗矩預(yù)選值計算：Wnx：立柱凈截面抵抗矩預(yù)選值(mm3)；Mx：彎矩組合設(shè)計值(N·mm)；γ：塑性發(fā)展系數(shù)：對于冷彎薄壁型鋼龍骨，按《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018-2002，取1.00；對于熱軋型鋼龍骨，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》GB50429-2007，取1.00； fs：型材抗彎強度設(shè)計值(MPa)，對Q235取215MPa；Wnx=Mx/γfs=6530490/1.05/215=28927.973mm3(2)立柱慣性矩預(yù)選值計算：qk：風(fēng)荷載線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/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)；L：計算跨度(mm)；df,lim：按規(guī)范要求，立柱的撓度限值(mm)；df,lim=5qkL4/384EIxminL/250=5700/250=22.8mm按[5.1.1.2]《建筑幕墻》GB/T21086-2007的規(guī)定，對于構(gòu)件式玻璃幕墻或單元幕墻（其它形式幕墻或外圍護結(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?。篸f,lim=22.8mmIxmin=5qkL4/384Edf,lim=5×1×57004/384/206000/22.8=2926416.49mm4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：鋼管140×60×4型材的抗彎強度設(shè)計值：fs=215MPa型材的抗剪強度設(shè)計值：τs=125MPa型材彈性模量：E=206000MPa繞X軸慣性矩：Ix=3753500mm4繞Y軸慣性矩：Iy=973300mm4繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=53620mm3繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx2=53620mm3型材凈截面面積：An=1536mm2型材線密度：γg=0.120576N/mm型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度：t=8mm型材受力面對中性軸的面積矩：Sx=33740mm3塑性發(fā)展系數(shù)：γ=1.05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=0.0004×1000×5700=2280NN：立柱軸向拉力設(shè)計值(N)；N=1.2Nk