12Y第五章 構(gòu)件式玻璃幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

本文格式為Word版，下載可任意編輯——12Y第五章構(gòu)件式玻璃幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計第五章框支式玻璃幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計第一節(jié)構(gòu)件構(gòu)造設(shè)計

型材壁厚是構(gòu)件局部穩(wěn)定必需考慮的問題。鋁合金型材壁厚過薄會導致型材的局部屈曲失穩(wěn)（皺折失穩(wěn)），根據(jù)彈性理論，板在縱向均勻受壓下，屈曲的平衡微分方程為：

?W?W?W?W

D(──——+2────+──——)+N───=0（5-1）?X4?X2?Y2?Y4?X2式中：W——板的撓度；

N——板單位寬度上所受壓力；D——板的柱面剛度,D=Et/12(1-υ)。從上式可導出臨界應力為：

πEt

σer=K─────(──)2（5-2）

2

12(1-υ)b式中：E——彈性模量；t——壁厚；υ——泊松比；

K——穩(wěn)定系數(shù)；b——型材寬度。

當板四邊簡支，在縱向不均勻受壓時穩(wěn)定系數(shù)最小值Kmin近似為：24當0

墻面區(qū)體型系數(shù)μS=1.0+0.2=1.20(JGJ102-2023)墻角區(qū)體型系數(shù)μS=1.8+0.2=2.0(JGJ102-2023)

體型系數(shù)μS=1.5(JGJ102-96)

地震作用標準值qEK=ΒE×αmax×GAK=5×0.08×400=160N/m2(JGJ102-2023)分別按JGJ102-2023和JGJ102-96進行計算:一.按JGJ102-96進行計算:

風荷載標準值WK=βzμZμSW0×1.1=2.25×1.5×1.958×550×1.1=3998N/m

2

風荷載設(shè)計值W=1.4WK=1.4×3998=5597N/m風荷載線荷載qW=BW=1.2×5597/2=3358N/m

2

地震作用設(shè)計值qE=1.3qEK=1.3×160=208N/m地震作用線荷載qE線=BqE=1.2×208/2=125N/m

荷載（作用）組合值q=qW+0.6qE線=3358+0.6×125=3433N/m=3.433N/mm1.立柱A.選料:

彎矩M=qL2/8=3.433×36002/8=5561460N·mm最小截面抗爭矩W=M/(1.05×fa)=5561460/(1.05×85.5)=61933mm3

風荷載線荷載標準值qWK=BWK=1.2×3998/2=2399N/m=2.399N/mm

最小慣矩I=5qWKL3/384E(1/180)=5×2.399×36003/[384×0.7×105×（1/180）]=3747580mm4

最小慣矩I=5qWKL/384E(20)

=5×2.399×36004/（384×0.7×105×20）=3747580mm4

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選用180系列立柱：A=1300mmA0=1220mmt=5mm

IX=5493333mm4WX=68667mm3SS=37750mm3

橫梁：WX=24500mm3WY=21000mm3T=3mmIX=850000mm4IY=700000mm4SS=24000mm3B.強度驗算:

自重標準值GK=BGAK=1.2×400=480N/m重力標準值NK=GKL=480×3.6=1728N重力設(shè)計值N=1.2NK=1.2×1728/2=1037N采用300+3300=3600多跨鉸接連續(xù)梁(多跨靜定梁)

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第一跨跨中彎矩M1=qL1/8*[1-(a1/L1)]=3.433*3300/8*[1-(300/3300)]=4596248N·mm第一跨B支座反力R1B=qL1/2*[1-(a1/L1)2]=3.433*3300/2*[1-(300/3300)2]=5618N其次跨A支座支座彎矩M2A=-(P2a2+qa2/2)=-(5618*300+3.433*300/2)=-1839885N·mm第i跨跨中彎矩Mi=qL1/8*[1-(a1/L1)2]2-Piai[1-(1+ai/Li)2/2+ai/Li)]

=3.433*33002/8*[1-(300/3300)2]2-5618*300*[1-(1+300/3300)2/2+300/3300]=4673171-835736=3837435N·mm采用SG+Sw+0.6SE組合

截面設(shè)計最大正應力值σ=N/A0+M/(1.05W)

=1037/1220+4596248/(1.05×68667)=64.6N/mm2＜85.5N/mm2C.撓度驗算:采用SW+0.6SE

風荷載線荷載標準值qWK=BWK=3998×1.2/2=2399N/m=2.399N/mm風荷載線荷載標準值qWK=BWK=3998×1.2/2=2399N/m=2.399N/mm地震作用線荷載標準值qEK=BqEK=160×1.2/2=96N/m=0.096N/mm撓曲u=5×（qWK+0.6qEK）L4/384EI[1-2.4(a1/L1)2]

=5×（2.399+0.6×0.096）×36004/（384×0.7×105×5493333）[1-2.4×(300/3300)2]=13.97mm＜20mm

2

2

4

2

相對撓度u/L=13.97/3600=1/258＜1/180D.抗剪強度驗算采用SW+0.6SE組合

風荷載產(chǎn)生的剪力VW=WBL/2/2=5597×1.2×3.6/2/2=6045N地震作用產(chǎn)生的剪力VE=qEBL/2=208×1.2×3.6/2/2=225N剪力組合值V=VW+0.6VE=6045+0.6×225=6180N截面設(shè)計最大剪應力值τ=VSS/It=6180×37750/(5493333×5)=8.49N/mm2＜49.6N/mm2

2.橫梁驗算

A.抗彎強度驗算

單位面積自重標準值GAK=300N/m2自重線荷載標準值GK=HGAK=1.5×300=450N/m自重線荷載設(shè)計值G=1.2GK=1.2×450=540N/m=0.54N/mm繞X軸彎矩MX=GB2/8=0.54×12023/8=97200N·mm

風荷載最大集度值qW=1.2W=1.2×5597=6716N繞Y軸風荷載產(chǎn)生的彎矩MYW=qWB2/12=6716×1.22/12=805.92N·m=805920N·mm

2

地震作用標準值qEK=ΒE×αmax×GAK=5×0.08×300=120N/m地震作用設(shè)計值qE=1.3qEK=1.3×120=156N/m2

地震作用最大集度值qE=BqE=1.2×156=187N繞Y軸地震作用產(chǎn)生的彎矩MYE=qEB2/12=187×1.22/12=22.44N·m=22440N·mm

先進行SW+0.6SE組合

繞Y軸彎矩組合值MY=MYW+0.6MYE=805920+0.6×22440=819384N·mm采用SG+SW+0.6SE組合

截面設(shè)計最大正應力值σ=MX/(1.05WX)+MY/(1.05WY)=97200/（1.05×24500）+819384/(1.05×21000)=40.94N/mm2＜85.5N/mm2B.抗剪強度驗算

風荷載產(chǎn)生的剪力VW=WB×B/2×2/4=5597×1.2×1.2/4=2023N地震作用產(chǎn)生的剪力VE=qEB×B/2×2/4=156×1.2×1.2/4=56N采用SW+0.6SE組合

剪力組合值V=VW+.06VE=2023+0.6×56=2049N截面設(shè)計最大剪應力值τ=VSS/It=2049×24000/(700000×3)=23.42N/mm2＜49.6N/mm2C撓度驗算

繞X軸撓曲uX=5GKB4/384EI=5×0.45×12023/（384×0.7×105×850000）=0.20mm相對撓度uX/L=0.20/1200=1/6000＜1/180

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繞Y軸撓曲uY=WKB/(120EI)=4798×1.2/（120×7×10×0.0000007）=0.00169m=1.69mm相對撓度uY/L=1.69/1200=1/710＜1/180

3.連接驗算

A..橫梁與立柱采用A-70υ4螺栓(AS=8.78mm2)，鋁角碼6063T5T=3mma.橫向采用SW+0.6SE組合單剪連接nV=1

水平作用組合值N1=VW+0.6VE=2023+0.5×56=2049N

b

一個螺栓抗剪承載力設(shè)計值Nv=nVASfV=1×8.78×245=2151N

需螺栓個數(shù)n=N1/Nbv=2049/2151=0.95(個)采用1個截面抗承壓承載力設(shè)計值Nbc=dtfac=4×3×120=1440N＜2049N改用T=2069/（4×120）=4.3mm≈4.5mm截面抗承壓承載力設(shè)計值Nc=dtfac=4×4.5×120=2160N＞2043Nb.豎向單位自重標準值GAK=300N/m自重線荷載標準值GK=HGAK=1.5×300=450N/m自重線荷載設(shè)計值G=1.2GK=1.2×450=540N/m豎向作用設(shè)計值N2=GB/2=540×1.2/2=320N采用SG+SW+0.6SE組合

2

b

荷載（作用總值）N=(N1+N2)=√2049+324=2074N

b

截面設(shè)計抗承壓承載力值NC=dtfac=4×4.5×120=2160N>2074N

需螺栓個數(shù)n=N/NC=2074/2151=0.96（個）取1個B.立柱與主體結(jié)構(gòu)連接75×4角鐵L=80mme0=60mmA2-70υ14螺栓(AS=115mm2)焊腳寬5mm

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L=80mm預埋件T=8mm直錨筋d=10mm(A=78.5mm)fy=210N/mmfc=15N/mmZ=80mm風荷載設(shè)計值N1w=WBL=5597×1.2×3.6=24179N地震作用設(shè)計值N1E=qEBL=208×1.2×3.6=899N水平作用組合值N1=N1w+0.6N1E=24179+0.6×899=24718N豎向作用設(shè)計值N2=GABL=480×1.2×3.6=2074N

荷載(作用)總值N==(N1+N2)=√24718+2074=24805N雙剪連接nV=2

一個螺栓抗剪承載力設(shè)計值NV=nVAsfV=2×115×245=56350N

需螺栓個數(shù)n=N/NbV=24805/56350=0.44個取1個

b

鋁材截面抗承壓承載力設(shè)計值NC=dtfac=14×2×5×120=16800N24805N鋼材截面抗承壓承載力設(shè)計值NbC鋼=dtfac=14×2×4×305=34160N>24805NC.預埋件驗算(側(cè)埋e0=60mmL=80mm)剪力V=N2=2074N拉力N=N1=24718N

彎矩M=Ve0=2074×60=124440N·mm

錨筋受剪承載力系數(shù)αV=(4-0.08d)(fc/fy)1/2=(4-0.08×12)(15/210)1/2=0.81取0.7錨板彎曲變形折減系數(shù)αb=0.6+0.25(t/d)=0.6+(0.25×8/12)=0.77錨筋截面積AS1=V/αVαbfy+N/0.8αbfy+M/1.3αrαbfyZ=2074/（0.7×210）+24718/（0.8×0.77×210）+124440/（1.3×0.77×210×80）=212.59mm228N/mm改用12mm玻璃單位面積自重標準值GAK=1×t×GK=1×0.012×25600=307.2N/m2地震作用標準值qEK=βE×αmax×GAK=5×0.08×307.2=123N/m2地震作用設(shè)計值qE=1.3qEK=1.3×123=160N/m2荷載(作用)組合值q=W+qE=5597+0.6×160=5693N/m2

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折減計算系數(shù)