GB50429幕墻計算實例(計算書)

word文檔可自由復制編輯GB50429實例南京凱潤金城(01棟)

顯橫隱豎玻璃幕墻設計計算書設計：校對：審核：中南建設集團幕墻設計研究院二〇〇九年二月十八日

目錄TOC\f\h\z\t"標題2,1,標題3,2"1計算引用的規(guī)范、標準及資料 11.1幕墻設計規(guī)范： 11.2建筑設計規(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： 31.6鋼材規(guī)范： 31.7膠類及密封材料規(guī)范： 41.8門窗及五金件規(guī)范： 41.9相關物理性能等級測試方法： 51.10《建筑結構靜力計算手冊》(第二版) 61.11土建圖紙： 62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風荷載標準值的計算方法： 63.2計算支撐結構時的風荷載標準值： 73.3計算面板材料時的風荷載標準值： 83.4垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值： 83.5作用效應組合： 84幕墻立柱計算 94.1立柱型材選材計算： 94.2確定材料的截面參數(shù)： 114.3選用立柱型材的截面特性： 124.4立柱的抗彎強度計算： 124.5立柱的撓度計算： 134.6立柱的抗剪計算： 135幕墻橫梁計算 145.1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：(梯形荷載作用下) 186玻璃板塊的選用與校核 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： 247.2角碼與立柱連接： 257.3立柱與主結構連接： 268幕墻埋件計算(后錨固結構) 278.1荷載標準值計算： 288.2錨栓群中承受拉力最大錨栓的拉力計算： 298.3群錨受剪內(nèi)力計算： 298.4錨栓或植筋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錨栓或植筋鋼材受剪破壞承載力計算： 328.7混凝土楔形體受剪破壞承載力計算： 338.8混凝土剪撬破壞承載能力計算： 348.9拉剪復合受力承載力計算： 359幕墻焊縫計算 359.1受力分析： 359.2焊縫特性參數(shù)計算： 359.3焊縫校核計算： 3610顯橫隱豎玻璃幕墻膠類及伸縮縫計算 3610.1抗震設計下結構硅酮密封膠的寬度計算： 3710.2結構硅酮密封膠粘接厚度的計算： 3710.3結構膠設計總結： 3810.4立柱連接伸縮縫計算： 3810.5玻璃鑲嵌槽緊固螺釘抗拉強度計算： 3810.6耐侯膠膠縫計算： 3911附錄常用材料的力學及其它物理性能 錯誤！未定義書簽。顯橫隱豎玻璃幕墻設計計算書計算引用的規(guī)范、標準及資料幕墻設計規(guī)范：《鋁合金結構設計規(guī)范》GB50429-2007《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》JGJ102-2003《點支式玻璃幕墻工程技術規(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《建筑玻璃應用技術規(guī)程》JGJ113-2003《建筑瓷板裝飾工程技術規(guī)范》CECS101：98《建筑幕墻》GB/T21086-2007《金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范》JGJ133-2001建筑設計規(guī)范：《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》GB50019-2003《地震震級的規(guī)定》GB/T17740-1999《鋼結構防火涂料》GB14907-2002《鋼結構設計規(guī)范》GB50017-2003《高層民用建筑鋼結構技術規(guī)范》JGJ99-98《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》JGJ3-2002《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB50045-95(2005年版)《高處作業(yè)吊藍》GB19155-2003《工程抗震術語標準》JGJ/T97-95《工程網(wǎng)絡計劃技術規(guī)程》JGJ/T121-99《公共建筑節(jié)能設計標準》GB50189-2005《混凝土結構后錨固技術規(guī)程》JGJ145-2004《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010-2002《混凝土用膨脹型、擴孔型建筑錨栓》JG160-2004《既有居住建筑節(jié)能改造技術規(guī)程》JGJ129-2004《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《建筑防火封堵應用技術規(guī)程》CECS154：2003《建筑鋼結構焊接技術規(guī)程》JGJ81-2002《建筑隔聲評價標準》GB/T50121-2005《建筑工程抗震設防分類標準》GB50223-2004《建筑工程預應力施工規(guī)程》CECS180：2005《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009-2001(2006年版、局部修訂)《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》GB50068-2001《建筑抗震設防分類標準》GB50223-2004《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2001（2008年版）《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2006《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-94(2000年版)《冷彎薄壁型鋼結構設計規(guī)范》GB50018-2002《民用建筑隔聲設計規(guī)范》GBJ118-88《民用建筑熱工設計規(guī)范》GB50176-93《民用建筑設計通則》GB50352-2005《膜結構技術規(guī)程》CECS158：2004《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》JGJ134-2001《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》JGJ75-2003《預應力筋用錨具、夾具和連接器應用技術規(guī)程》JGJ85-2002鋁材規(guī)范：《變形鋁及鋁合金化學成份》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、帶材》GB/T3880.1～3-2006《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/T459-2003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《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《建筑幕墻用鋁塑復合板》GB/T17748-2008《鋁塑復合板用鋁帶》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《天然石材術語》GB/T13890-2008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/T9962-1999《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《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/T18701-2002鋼材規(guī)范：《建筑結構用冷彎矩形鋼管》JG/T178-2005《不銹鋼棒》GB/T1220-2007《不銹鋼和耐熱鋼冷軋鋼帶》GB/T4239-1991《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/T4237-2007《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《低合金高強度結構鋼》GB/T1591-2008《建筑幕墻用鋼索壓管接頭》JG/T201-2007《耐候結構鋼》GB/T4171-2008《高碳鉻不銹鋼絲》YB/T096—1997《焊接結構用耐候鋼》GB/T4172-2000《合金結構鋼》GB/T3077-1999《結構用無縫鋼管》JBJ102《金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術要求》GB/T13912-2002《冷拔異形鋼管》GB/T3094-2000《碳鋼焊條》GB/T5117-1999《碳素結構鋼》GB/T700-2006《碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋薄鋼板及鋼帶》GB/T912-1989《碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋厚鋼板及鋼帶》GB/T3274-2007《優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼》GB/T699-1999《預應力筋用錨具、夾具和連接器》GB/T14370-2000膠類及密封材料規(guī)范：《丙烯酸酯建筑密封膠》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/T881-2001《建筑窗用彈性密封膠》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《建筑用硅酮結構密封膠》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《緊固件機械性能螺母、粗牙螺紋》GB/T3098.2-2000《緊固件機械性能螺母、細牙螺紋》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《緊固件術語盲鉚釘》GB/T3099-2004《鋁合金窗》GB/T8479-2003《鋁合金門窗》GB/T8478-2008《螺紋緊固件應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/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《建筑門窗五金件傳動機構用執(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》JG189-2006相關物理性能等級測試方法：《玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗標準》JGJ/T139-2001《玻璃幕墻光學性能》GB/T18091-2000《采暖居住建筑節(jié)能檢驗標準》JGJ132-2001《彩色涂層鋼板和鋼帶試驗方法》GB/T13448-2006《鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205-2001《混凝土結構工程施工質(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《建筑外窗保溫性能分級及檢測方法》GB/T8484-2008《建筑外窗采光性能分級及檢測方法》GB/T11976-2002《建筑外門窗氣密、水密、抗風壓性能分級及檢測方法》GB/T7106-2008《建筑外窗空氣隔聲性能分級及檢測方法》GB/T8485-2008《建筑外窗氣密性能分級及檢測方法》GB/T7107-2002《建筑外窗水密性能分級及檢測方法》GB/T7108-2002《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/T228-2002《建筑結構靜力計算手冊》(第二版)土建圖紙：基本參數(shù)幕墻所在地區(qū)：南京地區(qū)；地面粗糙度分類等級：幕墻屬于外圍護構件，按《建筑結構荷載規(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)；依照上面分類標準，本工程按C類地形考慮?？拐鹆叶龋焊鶕?jù)國家規(guī)范《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011-2001)，南京地區(qū)地震基本烈度為7度，地震動峰值加速度為0.1g，水平地震影響系數(shù)最大值為：αmax=0.08。本工程抗震設防標準：抗震設防類別重點設防類按8度采取抗震措施水平地震影響系數(shù)最大值為：αmax=0.08。幕墻承受荷載計算風荷載標準值的計算方法：幕墻屬于外圍護構件，按建筑結構荷載規(guī)范(GB50009-20012006年版)計算：wk=βgzμzμs1w0……7.1.1-2[GB50009-20012006年版]上式中：wk：作用在幕墻上的風荷載標準值(MPa)；Z：計算點標高：99.85m；βgz：瞬時風壓的陣風系數(shù)；根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算：βgz=K(1+2μf)其中K為地面粗糙度調(diào)整系數(shù)，μf為脈動系數(shù)A類場地：βgz=0.92×(1+2μf)其中：μf=0.387×(Z/10)-0.12B類場地：βgz=0.89×(1+2μf)其中：μf=0.5(Z/10)-0.16C類場地：βgz=0.85×(1+2μf)其中：μf=0.734(Z/10)-0.22D類場地：βgz=0.80×(1+2μf)其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3對于C類地形，99.85m高度處瞬時風壓的陣風系數(shù)：βgz=0.85×(1+2×(0.734(Z/10)-0.22))=1.6021μz：風壓高度變化系數(shù)；根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算：A類場地：μz=1.379×(Z/10)0.24當Z>300m時，取Z=300m，當Z<5m時，取Z=5m；B類場地：μz=(Z/10)0.32當Z>350m時，取Z=350m，當Z<10m時，取Z=10m；C類場地：μz=0.616×(Z/10)0.44當Z>400m時，取Z=400m，當Z<15m時，取Z=15m；D類場地：μz=0.318×(Z/10)0.60當Z>450m時，取Z=450m，當Z<30m時，取Z=30m；對于C類地形，99.85m高度處風壓高度變化系數(shù)：μz=0.616×(Z/10)0.44=1.6955μs1：局部風壓體型系數(shù)；按《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3條：驗算圍護構件及其連接的強度時，可按下列規(guī)定采用局部風壓體型系數(shù)μs1：一、外表面1.正壓區(qū)按表7.3.1采用；2.負壓區(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，按表面風壓的正負情況取-0.2或0.2。由于大部分幕墻都有開啟，按[5.3.2]JGJ102-2003條文說明，幕墻結構一般的體型系數(shù)取1.2(大面區(qū)域)、2.0(轉角區(qū)域)。另注：上述的局部體型系數(shù)μs1(1)是適用于圍護構件的從屬面積A小于或等于1m2的情況，當圍護構件的從屬面積A大于或等于10m2時，局部風壓體型系數(shù)μs1(10)可乘以折減系數(shù)0.8，當構件的從屬面積小于10m2而大于1m2μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logAw0：基本風壓值(MPa)，根據(jù)現(xiàn)行<<建筑結構荷載規(guī)范>>GB50009-2001附表D.4(全國基本風壓分布圖)中數(shù)值采用，但不小于0.3KN/m2，按重現(xiàn)期50年，南京地區(qū)取0.0004MPa；計算支撐結構時的風荷載標準值：計算支撐結構時的構件從屬面積：A=2.4×3.5=8.4mLogA=0.924μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA=0.815μs1=0.815+0.2=1.015wk=βgzμzμs1w0=1.6021×1.6955×1.015×0.0004=0.001103MPa計算面板材料時的風荷載標準值：計算面板材料時的構件從屬面積：A=2.4×0.6=1.44mLogA=0.158μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA=0.968μs1=0.968+0.2=1.168wk=βgzμzμs1w0=1.6021×1.6955×1.168×0.0004=0.001269MPa垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值：qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值(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0.08；Gk：幕墻構件的重力荷載標準值(N)；A：幕墻構件的面積(mm2)；作用效應組合：荷載和作用效應按下式進行組合：S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……5.4.1[JGJ102-2003]上式中：S：作用效應組合的設計值；SGk：重力荷載作為永久荷載產(chǎn)生的效應標準值；Swk、SEk：分別為風荷載，地震作用作為可變荷載產(chǎn)生的效應標準值；γG、γw、γE：各效應的分項系數(shù)；ψw、ψE：分別為風荷載，地震作用效應的組合系數(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：進行幕墻構件強度、連接件和預埋件承載力計算時：重力荷載：γG：1.2；風荷載：γw：1.4；地震作用：γE：1.3；進行撓度計算時；重力荷載：γG：1.0；風荷載：γw：1.0；地震作用：可不做組合考慮；上式中，風荷載的組合系數(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：計算點標高：99.85m；2：力學模型：雙跨梁；3：立柱跨度：L=3500mm，短跨長L1=430mm，長跨長L2=3070mm；4：立柱左分格寬：2400mm；立柱右分格寬：2400mm；5：立柱計算間距：B=2400mm；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模型進行設計計算，受力模型如下：立柱型材選材計算：(1)風荷載作用的線荷載集度(按矩形分布)：qwk：風荷載線分布最大荷載集度標準值(N/mm)；wk：風荷載標準值(MPa)；B：幕墻立柱計算間距(mm)；qwk=wkB=0.001103×2400=2.647N/mmqw：風荷載線分布最大荷載集度設計值(N/mm)；qw=1.4qwk=1.4×2.647=3.706N/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準值(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0.08；Gk：幕墻構件的重力荷載標準值(N)，(含面板和框架)；A：幕墻平面面積(mm2)；qEAk=βEαmaxG/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5×0.08×0.0005=0.0002MPaqEk：水平地震作用線荷載集度標準值(N/mm)；B：幕墻立柱計算間距(mm)；qEk=qEAkB=0.0002×2400=0.48N/mmqE：水平地震作用線荷載集度設計值(N/mm)；qE=1.3qEk=1.3×0.48=0.624N/mm(3)幕墻受荷載集度組合：用于強度計算時，采用Sw+0.5SE設計值組合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=3.706+0.5×0.624=4.018N/mm用于撓度計算時，采用Sw標準值：……5.4.1[JGJ102-2003]qk=qwk=2.647N/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=-4.018×(4303+30703)/8/3500=-4163501.825N·mmR1=qL1/2-M1/L1+qL2/2-M1/L2=4.018×430/2-(-4163501.825/430)+4.018×3070/2-(-4163501.825/3070)=18070.252N確定材料的截面參數(shù)：(1)截面的型材慣性矩要求：k2=0k1=4M1/(qL22)=4×4163501.825/(4.018×30702)=0.44查《建筑結構靜力計算手冊》第二版表3-9附注說明：x0=A/4+2R1/3cos(θ+240)其中：A=2+k1-k2=2.44R=((A/4)2-k1/2)3/2=0.059θ=1/3arccos((A3-12k1A-8(1-2k1-k2x0=A/4+2R1/3cos(θ+240)=2.44/4+2×0.0591/3cos(26.537+240)=0.563λ=x0(1-2k1+3k1x0-2x02-k1x02+x03)=0.151代入df,lim=λqkL24/24EIxmin上式中：df,lim：按規(guī)范要求，立柱的撓度限值(mm)；qk：風荷載線荷載集度標準值(N/mm)；L2：長跨長度(mm)；E：型材的彈性模量(MPa)，對6063-T5取70000MPa；Ixmin：材料需滿足的繞X軸最小慣性矩(mm4)；L2/180=3070/180=17.056按[5.1.1.2]《建筑幕墻》GB/T21086-2007的規(guī)定，對于構件式玻璃幕墻或單元幕墻（其它形式幕墻或外維護結構無絕對撓度限制）：當跨距≤4500mm時，絕對撓度不應該大于20mm；當跨距＞4500mm時，絕對撓度不應該大于30mm；對本例?。篸f,lim=17.056mm代入上式：Ixmin=λqkL24/24Edf,lim=0.151×2.647×30704/24/70000/17.056=1239075.932mm4(2)截面的型材抵抗矩要求：Wnx：立柱凈截面抵抗矩預選值(mm3)；Mx：彎矩組合設計值即M1(N·mm)；γ：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《鋁合金結構設計規(guī)范》GB50429-2007，取1.00； fa：型材抗彎強度設計值(MPa)，對6063-T5取90；Wnx=Mx/γfa=4163501.825/1.00/90=46261.131mm3選用立柱型材的截面特性：按上一項計算結果選用型材號：xc002型材的抗彎強度設計值：90MPa型材的抗剪強度設計值：τa=55MPa型材彈性模量：E=70000MPa繞X軸慣性矩：Ix=3936490mm4繞Y軸慣性矩：Iy=1142150mm4繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=51186mm3繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx2=53855mm3型材凈截面面積：An=1319.25mm2型材線密度：γg=0.03562N/mm型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度：t=6mm型材受力面對中性軸的面積矩：Sx=32221mm3塑性發(fā)展系數(shù)：γ=1.00立柱的抗彎強度計算：(1)立柱軸向拉力設計值：Nk：立柱軸向拉力標準值(N)；qGAk：幕墻單位面積的自重標準值(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=0.0005×2400×3500=4200NN：立柱軸向拉力設計值(N)；N=1.2Nk=1.2×4200=5040N(2)抗彎強度校核：按雙跨梁(受拉)立柱強度公式，應滿足：N/Aen+Mx/γxWenx≤f……6.3.7[JGJ102-2003]8.1.1GB50429-2007上式中：N：立柱軸力設計值(N)；Mx：立柱彎矩設計值(N·mm)；Aen：立柱凈截面面積(mm2)；Wenx：在彎矩作用方向的凈截面抵抗矩(mm3)；γx：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《鋁合金結構設計規(guī)范》GB50429-2007，取1.00；fa：型材的抗彎強度設計值，取90MPa；則：N/Aen+Mx/γxWenx=5040/1319.25+4163501.825/1.00/51186=85.161MPa≤90MPa立柱抗彎強度滿足要求。立柱的撓度計算：因為慣性矩預選是根據(jù)撓度限值計算的，所以只要選擇的立柱慣性矩大于預選值，撓度就滿足要求：實際選用的型材慣性矩為：Ix=3936490mm4預選值為：Ixmin=1239075.932mm4實際撓度計算值為：df=λqkL24/24EIx=0.151×2.647×30704/24/70000/3936490=5.369mm而df,lim=17.056mm所以，立柱撓度滿足規(guī)范要求。立柱的抗剪計算：校核依據(jù)：τmax≤τa=55MPa(立柱的抗剪強度設計值)(1)求中支座剪力設計值：采用Vw+0.5VE組合Vw1左=-(qL1/2-M1/L1)=-(4.018×430/2-(-4163501.825/430))=-10546.432NVw1右=qL2/2-M1/L2=4.018×3070/2-(-4163501.825/3070)=7523.82N取V=10546.432N(2)立柱剪應力：τmax：立柱最大剪應力(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)；τ=VmaxS/Ixtw=10546.432×32221/3936490/66.1.2GB50429-2007=14.387MPa14.387MPa≤55MPa立柱抗剪強度滿足要求!有效截面計算翼板1（均勻受壓加勁板件），強硬化加勁板件k=8.2/（1+1.05）=4（式5.2.1-1ψ=1）k0=4k/=k/k0=4/4=1f0.2=110N/mm2ε=（240/110）1/2=1.477（表5.2.1-1）構件寬厚比b0/t=（70-6）/3=21.3＜有效最大寬厚比=17（240/110）1/2×（ηk/）1/2=17×1.477×（1×1）1/2=17×1.477×1.0=25.1翼板2（均勻受壓加勁板件），強硬化加勁肋板件k=8.2/（1+1.05）=4（式5.2.1-1ψ=1）k0=4k/=k/k0=4/4=1f0.2=110N/mm2ε=（240/110）1/2=1.477（表5.2.1-1）I=[h3（b2+4bb1+b12）]/[36（b+b1）]=[23×（202+4×20×15+152）]/[36×（20+15）]=11.59C=[11.59/（3/12）]1/3=3.6按（式5.2.6-3）η=1+2.5[（c/t-1）1/2/（b/t）]=1+2.5[（3.6/2.5-1）1/2/（64/3）]=1+2.5×構件寬厚比b0/t=（70-6）/2.5=21.3＜有效最大寬厚比=17（240/110）1/2×（ηk/）1/2=17×1.477×（1.075×1）1/2=17×1.477×1.037=26.04板件截面全部有效，即不要進行板件的有效厚度計算。腹板強硬化加勁板件σmin=N/A0+M/(1.0W)=-5040/1319.25-4163501.825/51186=-85.17N/mm2σmax=N/A0+M/(1.0W)=-5040/1319.25+4163501.825/51186=-77.51N/mm2受彎構件ψ=σmin/σmax=-85.17/77.51=-1.10＜-1（k值按ψ=-1的值采用）按（式5.2.5-3）k=5.98×[1-（-1）]2=23.92k0=4k/=k/k0=23.92/4=5.98ε=（240/110）1/2=1.477（表5.2.1-1）η=1構件寬厚比b0/t=（150-6）/3=48＜有效最大寬厚比=17（240/110）1/2×（ηk/）1/2=17×1.477×（1×5.98）1/2=17×1.477×2.445=61.39，板件截面全部有效，即不要進行板件的有效厚度計算。幕墻橫梁計算基本參數(shù)：1：計算點標高：99.85m；2：橫梁跨度：B=2400mm；3：橫梁上分格高：600mm；橫梁下分格高：600mm；4：橫梁計算間距：H=600mm；5：力學模型：梯形荷載簡支梁；6：板塊配置：中空玻璃6+6mm；7：橫梁材質(zhì)：6063-T5；因為B>H，所以本處幕墻橫梁按梯形荷載簡支梁力學模型進行設計計算，受力模型如下：橫梁型材選材計算：(1)橫梁在風荷載作用下的線荷載集度(按梯形分布)：qwk：風荷載線分布最大荷載集度標準值(N/mm)；wk：風荷載標準值(MPa)；H：幕墻橫梁計算間距(mm)；qwk=wkH=0.001103×600=0.662N/mmqw：風荷載線分布最大荷載集度設計值(N/mm)；qw=1.4qwk=1.4×0.662=0.927N/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)；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0.08；Gk：幕墻構件的重力荷載標準值(N)，(主要指面板組件)；A：幕墻平面面積(mm2)；qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5.0×0.08×0.0004=0.00016MPaqEk：橫梁受水平地震作用線荷載集度標準值(N/mm)；H：幕墻橫梁計算間距(mm)；qEk=qEAkH=0.00016×600=0.096N/mmqE：橫梁受水平地震作用線荷載集度設計值(N/mm)；qE=1.3qEk=1.3×0.096=0.125N/mm(3)幕墻橫梁受荷載集度組合：用于強度計算時，采用Sw+0.5SE組合設計值：……5.4.1[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=0.927+0.5×0.125=0.99N/mm用于撓度計算時，采用Sw標準值：……5.4.1[JGJ102-2003]qk=qwk=0.662N/mm(4)橫梁在風荷載及地震組合作用下的彎矩值(按梯形分布)：My：橫梁受風荷載及地震作用彎矩組合設計值(N·mm)；Mw：風荷載作用下橫梁產(chǎn)生的彎矩(N·mm)；ME：地震作用下橫梁產(chǎn)生的彎矩(N·mm)；B：橫梁跨度(mm)；H：幕墻橫梁計算間距(mm)；采用Sw+0.5SE組合：……5.4.1[JGJ102-2003]Mw=qwB2(3-(H/B)2)/24ME=qEB2(3-(H/B)2)/24My=Mw+0.5ME=qB2(3-(H/B)2)/24=0.99×24002×(3-(600/2400)2)/24=697950N·mm(5)橫梁在自重荷載作用下的彎矩值(按矩形分布)：Gk：橫梁自重線荷載標準值(N/mm)；H：橫梁計算間距(mm)；Gk=0.0004×H=0.0004×600=0.24N/mmG：橫梁自重線荷載設計值(N/mm)；G=1.2Gk=1.2×0.24=0.288N/mmMx：橫梁在自重荷載作用下的彎矩設計值(N·mm)；B：橫梁跨度(mm)；Mx=GB2/8=0.288×24002/8=207360N·mm確定材料的截面參數(shù)：(1)橫梁抵抗矩預選：Wnx：繞X方向橫梁凈截面抵抗矩預選值(mm3)；Wny：繞Y方向橫梁凈截面抵抗矩預選值(mm3)；Mx：橫梁在自重荷載作用下的彎矩(N·mm)；My：風荷載及地震作用彎矩組合值(N·mm)；γx，γy：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《鋁合金結構設計規(guī)范》GB50429-2007，取1.00； fa：型材抗彎強度設計值(MPa)，對6063-T5取90；按下面公式計算：Wenx=Mx/γxf=207360/1.00/90=2304mm3Weny=My/γyf=697950/1.00/90=7755mm3(2)橫梁慣性矩預選：df1,lim：按規(guī)范要求，橫梁在水平力標準值作用下的撓度限值(mm)；df2,lim：按規(guī)范要求，橫梁在自重力標準值作用下的撓度限值(mm)；B：橫梁跨度(mm)；按相關規(guī)范，鋼材橫梁的相對撓度不應大于L/250，鋁材橫梁的相對撓度不應大于L/180；《建筑幕墻》GB/T21086-2007還有如下規(guī)定：按[5.1.1.2]，對于構件式玻璃幕墻或單元幕墻（其它形式幕墻或外維護結構無絕對撓度限制）：當跨距≤4500mm時，絕對撓度不應該大于20mm；當跨距＞4500mm時，絕對撓度不應該大于30mm；按[5.1.9，b]，自重標準值作用下?lián)隙炔粦^其跨度的1/500，并且不應大于3mm；B/180=2400/180=13.333mmB/500=2400/500=4.8mm對本例取：df1,lim=13.333mmdf2,lim=3mmqk：風荷載作用線荷載集度標準值(N/mm)；E：型材的彈性模量(MPa)，對6063-T5取70000MPa；Iymin：繞Y軸最小慣性矩(mm4)；B：橫梁跨度(mm)；df1,lim=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240EIymin……(受風荷載與地震作用的撓度計算)Iymin=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240Edf1,lim=0.662×24004(25/8-5(600/2/2400)2+2(600/2/2400)4)/240/70000/13.333=298806.49mm4Gk：橫梁自重線荷載標準值(N/mm)；Ixmin：繞X軸最小慣性矩(mm4)；df2,lim=5GkB4/384EIxmin……(自重作用下產(chǎn)生的撓度計算)Ixmin=5GkB4/384Edf2,lim=5×0.24×24004/384/70000/3=493714.286mm4 選用橫梁型材的截面特性：按照上面的預選結果選取型材：選用型材號：HL002型材抗彎強度設計值：90MPa型材抗剪強度設計值：55MPa型材彈性模量：E=70000MPa繞X軸慣性矩：Ix=358670mm4繞Y軸慣性矩：Iy=726100mm4繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=11808mm3繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx2=9052mm3繞Y軸凈截面抵抗矩：Wny1=17442mm3繞Y軸凈截面抵抗矩：Wny2=16741mm3型材凈截面面積：An=912.634mm2型材線密度：γg=0.024641N/mm橫梁與立柱連接時角片與橫梁連接處橫梁壁厚：t=2.5mm橫梁截面垂直于X軸腹板的截面總寬度：tx=5mm橫梁截面垂直于Y軸腹板的截面總寬度：ty=5mm型材受力面對中性軸的面積矩(繞X軸)：Sx=7464mm3型材受力面對中性軸的面積矩(繞Y軸)：Sy=11766mm3塑性發(fā)展系數(shù)：γx=γy=1.00幕墻橫梁的抗彎強度計算：按橫梁強度計算公式，應滿足：Mx/γxWenx+My/γyWeny≤fa……6.2.4[JGJ102-2003]6.1.1GB50429-2007上式中：Mx：橫梁繞X軸方向(幕墻平面內(nèi)方向)的彎矩設計值(N·mm)；My：橫梁繞Y軸方向(垂直于幕墻平面方向)的彎矩設計值(N·mm)； Wenx：橫梁繞X軸方向(幕墻平面內(nèi)方向)的凈截面抵抗矩(mm3)；Weny：橫梁繞Y軸方向(垂直于幕墻平面方向)的凈截面抵抗矩(mm3)；γx、γy：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《鋁合金結構設計規(guī)范》GB50429-2007，取1.00；fa：型材的抗彎強度設計值，取90MPa。采用SG+Sw+0.5SE組合，則：Mx/γxWenx+My/γyWeny=207360/1.00/9052+697950/1.00/16741=64.599MPa≤90MPa橫梁抗彎強度滿足要求。橫梁的撓度計算：因為慣性矩預選是根據(jù)撓度限值計算的，所以只要選擇的橫梁慣性矩大于預選值，撓度就滿足要求：實際選用的型材慣性矩為：Ix=358670mm4Iy=726100mm4預選值為：Ixmin=493714.286mm4Iymin=298806.49mm4橫梁撓度的實際計算值如下：df1=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240EIy=0.662×24004(25/8-5(600/2/2400)2+2(600/2/2400)4)/240/70000/726100=5.487mmdf2=5GkB4/384EIx=5×0.24×24004/384/70000/358670=4.13mmdf1,lim=13.333mm所以，橫梁撓度滿足規(guī)范要求。橫梁的抗剪計算：(梯形荷載作用下)校核依據(jù)：τ≤τ=55MPa(型材的抗剪強度設計值)(1)Vwk：風荷載作用下剪力標準值(N)；Vwk=qwkB(1-H/2B)/2=0.662×2400(1-600/2/2400)/2=695.1N(2)Vw：風荷載作用下剪力設計值(N)；Vw=1.4Vwk=1.4×695.1=973.14N(3)VEk：地震作用下剪力標準值(N)；VEk=qEkB(1-H/2B)/2=0.096×2400(1-600/2/2400)/2=100.8N(4)VE：地震作用下剪力設計值(N)；VE=1.3VEk=1.3×100.8=131.04N(5)Vx：水平總剪力(N)；