實(shí)驗(yàn)中學(xué)校舍維修改造工程-纖維水泥板幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

實(shí)驗(yàn)中學(xué)校舍維修改造工程

纖維水泥板幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)目錄TOC\f\h\z\t"標(biāo)題2,1,標(biāo)題3,2"1計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料 纖維水泥板幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料幕墻設(shè)計(jì)規(guī)范：《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50429-2007《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003《人造板材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ336-2016《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/T216-2007《建筑幕墻工程技術(shù)規(guī)范》DGJ08-56-2012建筑設(shè)計(jì)規(guī)范：《地震震級(jí)的規(guī)定》GB17740-2017《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306-2015《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017-2017《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010《高處作業(yè)吊籃》GB/T19155-2017《工程抗震術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T97-2011《工程網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)規(guī)程》JGJ/T121-2015《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(jì)規(guī)范》GB50367-2013《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010(2015年版)《混凝土用機(jī)械錨栓》JG/T160-2017《建筑材料放射性核素限量》GB6566-2010《建筑防火封堵應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T51410-2020《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》GB50661-2011《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223-2008《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(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2018《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010(2016年版)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014(2018年版)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-2010《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018-2002《民用建筑設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50352-2019《擦窗機(jī)》GB/T19154-2017《鋼結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》GB50755-2012《建筑幕墻術(shù)語(yǔ)》GB/T34327-2017鋁材規(guī)范：《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》JG175-2011《鋁合金建筑型材第1部分基材》GB/T5237.1-2017《鋁合金建筑型材第2部分陽(yáng)極氧化、著色型材》GB/T5237.2-2017《鋁合金建筑型材第3部分電泳涂漆型材》GB/T5237.3-2017《鋁合金建筑型材第4部分噴粉型材》GB/T5237.4-2017《鋁合金建筑型材第5部分噴漆型材》GB/T5237.5-2017《鋁合金建筑型材第6部分隔熱型材》GB/T5237.6-2017《鋁及鋁合金彩色涂層板、帶材》YS/T431-2009《鋁型材截面幾何參數(shù)算法及計(jì)算機(jī)程序要求》YS/T437-2018《變形鋁及鋁合金牌號(hào)表示方法》GB/T16474-2011金屬板及石材規(guī)范：《干掛飾面石材及其金屬掛件》JC830-2005《建筑裝飾用微晶玻璃》JC/T872-2019《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/T994-2019《鋁幕墻板第1部分：板基》YS/T429.1-2014《鋁幕墻板第2部分：有機(jī)聚合物噴涂鋁單板》YS/T429.2-2012《建筑幕墻用鋁塑復(fù)合板》GB/T17748-2016《建筑幕墻用陶板》JG/T324-2011《建筑裝飾用石材蜂窩復(fù)合板》JG/T328-2011《建筑幕墻用氟碳鋁單板制品》JG/T331-2011《纖維增強(qiáng)水泥外墻裝飾掛板》JC/T2085-2011《建筑用泡沫鋁板》JG/T359-2012《金屬裝飾保溫板》JG/T360-2012《外墻保溫用錨栓》JG/T366-2012《聚碳酸酯（PC）中空板》JG/T116-2012《聚碳酸酯（PC）實(shí)心板》JG/T347-2012《鋁塑復(fù)合板用鋁帶》YS/T432-2000《天然板石》GB/T18600-2009《天然大理石荒料》JC/T202-2011《天然大理石建筑板材》GB/T19766-2016《天然花崗石荒料》JC/T204-2011《天然花崗石建筑板材》GB/T18601-2009《天然石材統(tǒng)一編號(hào)》GB/T17670-2008《天然石材術(shù)語(yǔ)》GB/T13890-2008玻璃規(guī)范：《鍍膜玻璃第1部分：陽(yáng)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《建筑用安全玻璃第1部分：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《不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶》GB/T3280-2015《不銹鋼熱軋鋼板和鋼帶》GB/T4237-2015《不銹鋼小直徑無(wú)縫鋼管》GB/T3090-2000《彩色涂層鋼板及鋼帶》GB/T12754-2019《熱強(qiáng)鋼焊條》GB/T5118-2012《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591-2018《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/T096-2015《合金結(jié)構(gòu)鋼》GB/T3077-2015《冷拔異形鋼管》GB/T3094-2012《非合金鋼及細(xì)晶粒鋼焊條》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)鋼熱軋鋼板和鋼帶》GB/T3274-2017《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T699-2015《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》GB51249-2017《建筑鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)程》JGJ/T251-2011《鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂裝技術(shù)規(guī)程》CECS343-2013《建筑用鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料》JG/T224-2007膠類及密封材料規(guī)范：《丙烯酸酯建筑密封膠》JC/T484-2006《幕墻玻璃接縫用密封膠》JC/T882-2001《金屬板用建筑密封膠》JC/T884-2016《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/T5574-2008《混凝土接縫用建筑密封膠》JC/T881-2017《建筑窗用彈性密封膠》JC/T485-2007《建筑用防霉密封膠》JC/T885-2016《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》GB16776-2005《建筑用巖棉絕熱制品》GB/T19686-2015《建筑鋁合金型材用聚酰胺隔熱條》JG/T174-2014《建筑裝飾用天然石材防護(hù)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、礦渣棉及其制品》GB/T11835-2016《硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測(cè)定》GB/T529-2008《石材用建筑密封膠》GB/T23261-2009《中空玻璃用彈性密封膠》GB/T29755-2013《中空玻璃用丁基熱熔密封膠》JC/T914-2014《建筑表面用有機(jī)硅防水劑》JC/T902-2002《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》GB14907-2018五金件規(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《緊固件螺栓和螺釘通孔》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(jī)械性能不銹鋼螺母》GB/T3098.15-2014《緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺栓、螺釘和螺柱》GB/T3098.6-2014《緊固件機(jī)械性能抽芯鉚釘》GB/T3098.19-2004《緊固件機(jī)械性能螺母、粗牙螺紋》GB/T3098.2-2015《緊固件機(jī)械性能螺栓、螺釘和螺柱》GB/T3098.1-2010《緊固件機(jī)械性能自攻螺釘》GB/T3098.5-2016《緊固件術(shù)語(yǔ)盲鉚釘》GB/T3099.2-2004《螺紋緊固件應(yīng)力截面積和承載面積》GB/T16823.1-1997《十字槽盤(pán)頭螺釘》GB/T818-2016《銅及銅合金鑄件》GB/T13819-2013《鋅合金壓鑄件》GB/T13821-2009《鋁合金壓鑄件》GB/T15114-2009《鑄件尺寸公差、幾何公差與機(jī)械加工余量》GB/T6414-2017《電動(dòng)采光排煙天窗》GB/T28637-2012相關(guān)物理性能等級(jí)測(cè)試方法：《玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T139-2020《玻璃幕墻光熱性能》GB/T18091-2015《彩色涂層鋼板及鋼帶試驗(yàn)方法》GB/T13448-2019《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205-2020《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2015《建筑防水材料老化試驗(yàn)方法》GB/T18244-2000《建筑幕墻氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測(cè)方法》GB/T15227-2019《建筑幕墻抗震性能振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)方法》GB/T18575-2017《建筑幕墻層間變形性能分級(jí)及檢測(cè)方法》GB/T18250-2015《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》GB50210-2018《金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法》GB/T228.1-2010《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》(第二版)土建圖紙：基本參數(shù)幕墻所在地區(qū)重慶地區(qū)；地面粗糙度分類等級(jí)幕墻屬于外圍護(hù)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)；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。抗震設(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(gè)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(guó)家公共安全的重大建筑工程和地震時(shí)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(jìn)行特殊設(shè)防的建筑，簡(jiǎn)稱甲類；2.重點(diǎn)設(shè)防類：指地震時(shí)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(shí)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(jiǎn)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(jìn)行設(shè)防的建筑，簡(jiǎn)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(jiǎn)稱丁類；在圍護(hù)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)計(jì)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(qiáng)其抗震措施，同時(shí)，應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評(píng)價(jià)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(diǎn)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(qiáng)其抗震措施，同時(shí)，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)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010(2016年版)及《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306-2015的要求，本工程所在地重慶地區(qū)地震基本烈度為：6度，地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，由于本工程是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，因此實(shí)際抗震計(jì)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axⅡ=0.04；本工程場(chǎng)地類型為：Ⅱ類場(chǎng)地，查表E.1[GB18306-2015]，場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度調(diào)整系數(shù)Fa=1；因此：αmax=Fa×αmaxⅡ=1×0.04=0.04幕墻承受荷載計(jì)算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算方法幕墻屬于外圍護(hù)構(gòu)件，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)計(jì)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(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：17.8m；βgz：高度z處的陣風(fēng)系數(shù)；根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按以下公式計(jì)算：βgz=1+2gI10(z/10)-α……條文說(shuō)明部分8.6.1[GB50009-2012]其中A、B、C、D四類地貌類別截?cái)喔叨确謩e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(duì)A類場(chǎng)地：當(dāng)z>300m時(shí)，取z=300m，當(dāng)z<5m時(shí)，取z=5m；對(duì)B類場(chǎng)地：當(dāng)z>350m時(shí)，取z=350m，當(dāng)z<10m時(shí)，取z=10m；對(duì)C類場(chǎng)地：當(dāng)z>450m時(shí)，取z=450m，當(dāng)z<15m時(shí)，取z=15m；對(duì)D類場(chǎng)地：當(dāng)z>550m時(shí)，取z=550m，當(dāng)z<30m時(shí)，取z=30m；g：峰值因子，按GB50009-2012取2.5；I10：10m高名義湍流度，對(duì)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(duì)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(duì)于C類地形，17.8m高度處的陣風(fēng)系數(shù)為：βgz=1+2×2.5×0.23×(17.8/10)-0.22=2.013μz：風(fēng)壓高度變化系數(shù)；根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》條文說(shuō)明部分8.2.1提供的公式計(jì)算：A類場(chǎng)地：μzA=1.284×(z/10)0.24B類場(chǎng)地：μzB=1.000×(z/10)0.30C類場(chǎng)地：μzC=0.544×(z/10)0.44D類場(chǎng)地：μzD=0.262×(z/10)0.60公式中的截?cái)喔叨群吞荻雀叨扰c計(jì)算陣風(fēng)系數(shù)時(shí)相同，也就是：對(duì)A類場(chǎng)地：當(dāng)z>300m時(shí)，取z=300m，當(dāng)z<5m時(shí)，取z=5m；對(duì)B類場(chǎng)地：當(dāng)z>350m時(shí)，取z=350m，當(dāng)z<10m時(shí)，取z=10m；對(duì)C類場(chǎng)地：當(dāng)z>450m時(shí)，取z=450m，當(dāng)z<15m時(shí)，取z=15m；對(duì)D類場(chǎng)地：當(dāng)z>550m時(shí)，取z=550m，當(dāng)z<30m時(shí)，取z=30m；對(duì)于C類地形，17.8m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)：μz=0.544×(17.8/10)0.44=0.7011μs1：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(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其連接的風(fēng)荷載時(shí)，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(yáng)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(jì)算點(diǎn)為墻面大面位置，按如上說(shuō)明，查表得：μs1(1)=1按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012第8.3.4條：計(jì)算非直接承受風(fēng)荷載的圍護(hù)構(gòu)件風(fēng)荷載時(shí)，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(shí)，折減系數(shù)取1.0；2當(dāng)從屬面積大于或等于25m2時(shí)，對(duì)墻面折減系數(shù)取0.8，對(duì)局部體型系數(shù)絕對(duì)值大于1.0的屋面區(qū)域折減系數(shù)取0.6，對(duì)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(shí)，墻面和絕對(duì)值大于1.0的屋面局部體型系數(shù)可采用對(duì)數(shù)插值，即按下式計(jì)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=0.8計(jì)算支承結(jié)構(gòu)時(shí)的構(gòu)件從屬面積：A=1×3.6=3.6m2當(dāng)A>25時(shí)取a=25，當(dāng)A小于1時(shí)取A=1；LogA=0.556則：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(25)-μs1(1)]logA/1.4=1+[0.8-1]×0.556/1.4=0.921按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012第8.3.5條：計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載時(shí)，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(fù)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(kāi)洞率大于0.02且小于或等于0.10時(shí)，取0.4μs1；-當(dāng)開(kāi)洞率大于0.10且小于或等于0.30時(shí)，取0.6μs1；-當(dāng)開(kāi)洞率大于0.30時(shí)，取0.8μs1；3其它情況，應(yīng)按開(kāi)放式建筑物的μs1取值；注：1：主導(dǎo)洞口的開(kāi)洞率是指單個(gè)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(duì)應(yīng)位置的值；本計(jì)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(jì)算非直接承受風(fēng)荷載的支承結(jié)構(gòu)時(shí)的局部風(fēng)壓體型系數(shù)為：μs1=0.921+0.2=1.121而對(duì)直接承受風(fēng)壓的面板結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，其局部風(fēng)壓體型系數(shù)為：μs1=1+0.2=1.2w0：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，重慶地區(qū)取0.0004MPa；計(jì)算支承結(jié)構(gòu)時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk=βgzμzμs1w0=2.013×0.7011×1.121×0.0004=0.000633MPa因?yàn)閣k<0.001MPa，所以按JGJ102-2003，取wk=0.001MPa。計(jì)算面板材料時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk=βgzμzμs1w0=2.013×0.7011×1.2×0.0004=0.000677MPa因?yàn)閣k<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(dòng)力放大系數(shù),取5.0；αmax：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.04；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(dòng)力放大系數(shù),取5.0；αmax：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.04；Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)；按照J(rèn)GJ102規(guī)范5.4節(jié)條文說(shuō)明部分的規(guī)定，對(duì)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(jì)算和組合。作用效應(yīng)組合荷載和作用效應(yīng)按下式進(jìn)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(jì)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(xiàng)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(xiàng)系數(shù)，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]及表8.2.9[GB50068-2018]規(guī)定如下：進(jìn)行幕墻構(gòu)件強(qiáng)度、連接件和預(yù)埋件承載力計(jì)算時(shí)：重力荷載：γG：1.3；風(fēng)荷載：γw：1.5；地震作用：γE：1.4；進(jìn)行撓度計(jì)算時(shí)；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(jì)算基本參數(shù)：1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：17.8m；2：力學(xué)模型：簡(jiǎn)支梁；3：立柱跨度：L=3600mm；4：立柱左分格寬：1000mm；立柱右分格寬：1000mm；5：立柱計(jì)算間距：B=1000mm；6：板塊配置：纖維水泥板；7：立柱材質(zhì)：Q235；8：安裝方式：偏心受拉；本處幕墻立柱按簡(jiǎn)支梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，受力模型如下：立柱型材選材計(jì)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(jì)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(jì)值(N/mm)；qw=1.5qwk=1.5×1=1.5N/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(dòng)力放大系數(shù)，取5.0；αmax：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.04；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]=5.0×0.04×0.00065=0.00013MPaqEk：水平地震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；B：幕墻立柱計(jì)算間距(mm)；qEk=qEAkB=0.00013×1000=0.13N/mmqE：水平地震作用線荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm)；qE=1.4qEk=1.4×0.13=0.182N/mm(3)幕墻受荷載集度組合：用于強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，采用Sw+0.5SE設(shè)計(jì)值組合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=1.5+0.5×0.182=1.584N/mm用于撓度計(jì)算時(shí)，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(jì)值：Mx：彎矩組合設(shè)計(jì)值(N·mm)；Mw：風(fēng)荷載作用下立柱產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)；ME：地震作用下立柱產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)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=1.584×36002/8=2566080N·mm確定材料的截面參數(shù)(1)立柱抵抗矩預(yù)選值計(jì)算：Wnx：立柱凈截面抵抗矩預(yù)選值(mm3)；Mx：彎矩組合設(shè)計(jì)值(N·mm)；γ：塑性發(fā)展系數(shù)：對(duì)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(duì)于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05；對(duì)于鋁合金龍骨，按最新《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50429-2007，取1.00； fs：型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)，對(duì)Q235取215MPa；Wnx=Mx/γfs=2566080/1.05/215=11366.91mm3(2)立柱慣性矩預(yù)選值計(jì)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(duì)Q235取206000MPa；Ixmin：材料需滿足的繞X軸最小慣性矩(mm4)；L：計(jì)算跨度(mm)；df,lim：按規(guī)范要求，立柱的撓度限值(mm)；關(guān)于幕墻龍骨撓度限值問(wèn)題，由于目前JGJ133-2001、JGJ102-2003、JGJ336-2016、GB/T21086-2007等多部規(guī)范同時(shí)作用，這些規(guī)范制定年限跨度很大，限于規(guī)范制定時(shí)的上位法以及當(dāng)時(shí)的行業(yè)情況不同，這些規(guī)范對(duì)幕墻龍骨的撓度要求各有不同，具體要求分別如下：Ⅰ.按《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ133-2001：當(dāng)跨度≤7.5m時(shí)：鋁型材取跨度的1/180且不大于20mm，鋼型材取跨度的1/300且不大于15mm；當(dāng)跨度＞7.5m時(shí)：取跨度的1/500；Ⅱ.按《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003：對(duì)鋁型材取跨度的1/180，鋼型材取跨度的1/250；Ⅲ.按《人造板材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ336-2016：當(dāng)跨度≤4500mm時(shí)，撓度限值為跨度的1/180；當(dāng)4500mm＜跨度≤7000mm時(shí)，撓度限值為跨度的1/250+7；當(dāng)跨度＞7000mm時(shí)，撓度限值為跨度的1/200；Ⅳ.按《建筑幕墻》GB/T21086-2007：對(duì)鋁型材取跨度的1/180，鋼型材取跨度的1/250；對(duì)于構(gòu)件式玻璃幕墻或單元幕墻：當(dāng)跨距≤4500mm時(shí)，絕對(duì)撓度不應(yīng)該大于20mm；當(dāng)跨距＞4500mm時(shí)，絕對(duì)撓度不應(yīng)該大于30mm；（其它形式幕墻或外圍護(hù)結(jié)構(gòu)無(wú)絕對(duì)撓度限制）表面上看上述規(guī)范應(yīng)用范圍各有不同，但是實(shí)際上這些幕墻形式的龍骨受力并無(wú)區(qū)別，結(jié)合本工程實(shí)際情況，對(duì)本例中的撓度限值按JGJ133-2001?。合鄬?duì)撓度限值為：L/300=3600/300=12mm實(shí)際撓度限值為：df,lim=12mmdf,lim=5qkL4/384EIxminIxmin=5qkL4/384Edf,lim=5×1×36004/384/206000/12=884708.738mm4選用立柱型材的截面特性按上一項(xiàng)計(jì)算結(jié)果選用型材號(hào)：鋼管80×60×4型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fs=215MPa型材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：τs=125MPa型材彈性模量：E=206000MPa繞X軸慣性矩：Ix=942600mm4繞Y軸慣性矩：Iy=596400mm4繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=23560mm3繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx2=23560mm3型材凈截面面積：An=1056mm2型材線密度：γg=0.082896N/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(duì)中性軸的面積矩：Sx=14300mm3塑性發(fā)展系數(shù)：γ=1.05立柱的抗彎強(qiáng)度計(jì)算(1)立柱軸向拉力設(shè)計(jì)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(jì)算間距(mm)；L：立柱跨度(mm)；Nk=qGAkA=qGAkBL=0.00065×1000×3600=2340NN：立柱軸向拉力設(shè)計(jì)值(N)；N=1.3Nk=1.3×2340=3042N(2)抗彎強(qiáng)度校核：按簡(jiǎn)支梁(受拉)立柱抗彎強(qiáng)度公式，應(yīng)滿足：N/An+Mx/γWnx≤fs……6.3.7[JGJ102-2003]上式中：N：立柱軸力設(shè)計(jì)值(N)；Mx：立柱彎矩設(shè)計(jì)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)；γx：塑性發(fā)展系數(shù)：對(duì)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(duì)于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05；對(duì)于鋁合金龍骨，按最新《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50429-2007，取1.00；fs：型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取215MPa；則：N/An+Mx/γWnx=3042/1056+2566080/1.05/23560=106.611MPa≤215MPa立柱抗彎強(qiáng)度滿足要求。立柱的撓度計(jì)算因?yàn)閼T性矩預(yù)選是根據(jù)撓度限值計(jì)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(shí)際選用的型材慣性矩為：Ix=942600mm4預(yù)選值為：Ixmin=884708.738mm4實(shí)際撓度計(jì)算值為：df=5qkL4/384EIx=5×1×36004/384/206000/942600=11.263mm而df,lim=12mm所以，立柱撓度滿足規(guī)范要求。立柱的抗剪計(jì)算校核依據(jù)：τmax≤τs=125MPa(立柱的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值)(1)Vwk：風(fēng)荷載作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(N)：Vwk=wkBL/2=0.001×1000×3600/2=1800N(2)Vw：風(fēng)荷載作用下剪力設(shè)計(jì)值(N)：Vw=1.5Vwk=1.5×1800=2700N(3)VEk：地震作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(N)：VEk=qEAkBL/2=0.00013×1000×3600/2=234N(4)VE：地震作用下剪力設(shè)計(jì)值(N)：VE=1.3VEk=1.3×234=304.2N(5)V：立柱所受剪力設(shè)計(jì)值組合：采用Vw+0.5VE組合：V=Vw+0.5VE=2700+0.5×304.2=2852.1N(6)立柱剪應(yīng)力校核：τmax：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(duì)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)；τmax=VSx/Ixt=2852.1×14300/942600/8=5.409MPa5.409MPa≤125MPa立柱抗剪強(qiáng)度滿足要求!幕墻橫梁計(jì)算基本參數(shù)：1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：17.8m；2：橫梁跨度：B=1000mm；3：橫梁上分格高：900mm；橫梁下分格高：900mm；4：橫梁計(jì)算間距：H=900mm；5：力學(xué)模型：梯形荷載簡(jiǎn)支梁；6：板塊配置：纖維水泥板；7：橫梁材質(zhì)：Q235；因?yàn)锽>H，所以本處幕墻橫梁按梯形荷載簡(jiǎn)支梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，受力模型如下：橫梁型材選材計(jì)算(1)橫梁在風(fēng)荷載作用下的線荷載集度(按梯形分布)：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)；H：幕墻橫梁計(jì)算間距(mm)；qwk=wkH=0.001×900=0.9N/mmqw：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm)；qw=1.5qwk=1.5×0.9=1.35N/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(dòng)力放大系數(shù)，取5.0；αmax：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.04；Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)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]=5.0×0.04×0.00055=0.00011MPaqEk：橫梁受水平地震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；H：幕墻橫梁計(jì)算間距(mm)；qEk=qEAkH=0.00011×900=0.099N/mmqE：橫梁受水平地震作用線荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm)；qE=1.3qEk=1.3×0.099=0.129N/mm(3)幕墻橫梁受荷載集度組合：用于強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，采用Sw+0.5SE組合設(shè)計(jì)值：……5.4.1[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=1.35+0.5×0.129=1.414N/mm用于撓度計(jì)算時(shí)，采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值：……5.4.1[JGJ102-2003]qk=qwk=0.9N/mm(4)橫梁在風(fēng)荷載及地震組合作用下的彎矩值(按梯形分布)：My：橫梁受風(fēng)荷載及地震作用彎矩組合設(shè)計(jì)值(N·mm)；Mw：風(fēng)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(jì)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=1.414×10002×(3-(900/1000)2)/24=129027.5N·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(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；H1：橫梁自重荷載作用高度(mm)，對(duì)掛式結(jié)構(gòu)取橫梁下分格高，對(duì)非掛式結(jié)構(gòu)取橫梁上分格高；Gk=0.00055×H1=0.00055×900=0.495N/mmG：橫梁自重線荷載設(shè)計(jì)值(N/mm)；G=1.3Gk=1.3×0.495=0.644N/mmMx：橫梁在自重荷載作用下的彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)；B：橫梁跨度(mm)；Mx=GB2/8=0.644×10002/8=80500N·mm確定材料的截面參數(shù)(1)橫梁抵抗矩預(yù)選：Wnx：繞X方向橫梁凈截面抵抗矩預(yù)選值(mm3)；Wny：繞Y方向橫梁凈截面抵抗矩預(yù)選值(mm3)；Mx：橫梁在自重荷載作用下的彎矩(N·mm)；My：風(fēng)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(duì)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(duì)于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05；對(duì)于鋁合金龍骨，按最新《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50429-2007，均取1.00；fs：型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)，對(duì)Q235取215；按下面公式計(jì)算：Wnx=Mx/γxfs=80500/1.05/215=356.589mm3Wny=My/γyfs=129027.5/1.05/215=571.55mm3(2)橫梁慣性矩預(yù)選：df1,lim：按規(guī)范要求，橫梁在水平力標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度限值(mm)；B：橫梁跨度(mm)；不同的幕墻規(guī)范對(duì)橫梁的撓度限值要求與立柱是相同的，懸臂構(gòu)件跨度按其挑出長(zhǎng)度2倍取值；此外：GB/T21086-2007旳5.1.9要求自重標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙炔粦?yīng)超過(guò)其跨度的1/500，并且不應(yīng)大于3mm；JGJ336-2016中第7.1.7則要求自重標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙炔粦?yīng)超過(guò)其跨度的1/250，且無(wú)絕對(duì)撓度要求；結(jié)合本工程的實(shí)際情況，按JGJ133-2001?。罕竟こ痰膿隙认拗等≈禐椋篸f1,lim=min(B/300,15)=3.333mmdf2,lim=min(B/300,15)=3.333mmqk：風(fēng)荷載作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；E：型材的彈性模量(MPa)，對(duì)Q235取206000MPa；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(fēng)荷載與地震作用的撓度計(jì)算)Iymin=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240Edf1,lim=0.9×10004(25/8-5(900/2/1000)2+2(900/2/1000)4)/240/206000/3.333=11985.794mm4Gk：橫梁自重線荷載標(biāo)準(zhǔn)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(jì)算)Ixmin=5GkB4/384Edf2,lim=5×0.495×10004/384/206000/3.333=9387.316mm4 選用橫梁型材的截面特性按照上面的預(yù)選結(jié)果選取型材：選用型材號(hào)：鋼管60×60×4型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：215MPa型材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：125MPa型材彈性模量：E=206000MPa繞X軸慣性矩：Ix=470700mm4繞Y軸慣性矩：Iy=470700mm4繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=15690mm3繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx2=15690mm3繞Y軸凈截面抵抗矩：Wny1=15690mm3繞Y軸凈截面抵抗矩：Wny2=15690mm3型材凈截面面積：An=896mm2型材線密度：γg=0.070336N/mm橫梁與立柱連接時(shí)角片與橫梁連接處橫梁壁厚：t=4mm橫梁截面垂直于X軸腹板的截面總寬度：tx=8mm橫梁截面垂直于Y軸腹板的截面總寬度：ty=8mm型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(繞X軸)：Sx=9420mm3型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(繞Y軸)：Sy=9420mm3塑性發(fā)展系數(shù)：γx=γy=1.05幕墻橫梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算按橫梁強(qiáng)度計(jì)算公式，應(yīng)滿足：Mx/γxWnx+My/γyWny≤fs……6.2.4[JGJ102-2003]上式中：Mx：橫梁繞X軸方向(幕墻平面內(nèi)方向)的彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)；My：橫梁繞Y軸方向(垂直于幕墻平面方向)的彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)； Wnx：橫梁繞X軸方向(幕墻平面內(nèi)方向)的凈截面抵抗矩(mm3)；Wny：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(duì)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(duì)于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05；對(duì)于鋁合金龍骨，按最新《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50429-2007，均取1.00； fs：型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取215MPa。采用SG+Sw+0.5SE組合，則：Mx/γxWnx+My/γyWny=80500/1.05/15690+129027.5/1.05/15690=12.718MPa≤215MPa橫梁抗彎強(qiáng)度滿足要求。橫梁的撓度計(jì)算因?yàn)閼T性矩預(yù)選是根據(jù)撓度限值計(jì)算的，所以只要選擇的橫梁慣性矩大于預(yù)選值，撓度就滿足要求：實(shí)際選用的型材慣性矩為：Ix=470700mm4Iy=470700mm4預(yù)選值為：Ixmin=9387.316mm4Iymin=11985.794mm4橫梁撓度的實(shí)際計(jì)算值如下：df1=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240EIy=0.9×10004(25/8-5(900/2/1000)2+2(900/2/1000)4)/240/206000/470700=0.085mmdf2=5GkB4/384EIx=5×0.495×10004/384/206000/470700=0.066mmdf1,lim=3.333mmdf2,lim=3.333mm所以，橫梁撓度滿足規(guī)范要求。橫梁的抗剪計(jì)算校核依據(jù)：τmax≤τs=125MPa(型材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值)(1)Vwk：風(fēng)荷載作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(N)；Vwk=qwkB(1-H/2B)/2=0.9×1000(1-900/2/1000)/2=247.5N(2)Vw：風(fēng)荷載作用下剪力設(shè)計(jì)值(N)；Vw=1.5Vwk=1.5×247.5=371.25N(3)VEk：地震作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(N)；VEk=qEkB(1-H/2B)/2=0.099×1000(1-900/2/1000)/2=27.225N(4)VE：地震作用下剪力設(shè)計(jì)值(N)；VE=1.3VEk=1.3×27.225=35.393N(5)Vx：水平總剪力(N)；采用Vw+0.5VE組合Vx=Vw+0.5VE=371.25+0.5×35.393=388.946N(6)Vy：垂直總剪力(N)：Vy=1.3×0.00055×BH1/2=1.3×0.00055×1000×900/2=321.75N(7)橫梁剪應(yīng)力校核：τx：橫梁水平方向剪應(yīng)力(MPa)；Vx：橫梁水平總剪力(N)；Sy：橫梁型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(mm3)(繞Y軸)；Iy：橫梁型材截面慣性矩(mm4)；ty：橫梁截面垂直于Y軸腹板的截面總寬度(mm)；τx=VxSy/Iyty……6.2.5[JGJ102-2003]=388.946×9420/470700/8=0.973MPa0.973MPa≤125MPaτy：橫梁垂直方向剪應(yīng)力(MPa)；Vy：橫梁垂直總剪力(N)；Sx：橫梁型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(mm3)(繞X軸)；Ix：橫梁型材截面慣性矩(mm4)；tx：橫梁截面垂直于X軸腹板的截面總寬度(mm)；τy=VySx/Ixtx……6.2.5[JGJ102-2003]=321.75×9420/470700/8=0.805MPa0.805MPa≤125MPa橫梁抗剪強(qiáng)度能滿足!穿透支承連接纖維水泥板的選用與校核基本參數(shù)：1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：17.8m；2：板塊尺寸：a×b=900mm×1000mm；支承點(diǎn)間距：a0×b0=750mm×850mm；3：面板的計(jì)算厚度：te=15mm；4：連接形式：穿透支承連接；模型簡(jiǎn)圖為：面板的荷載計(jì)算(1)垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：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(dòng)力放大系數(shù)，取5.0；αmax：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.04；Gk：面板的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)；A：幕墻平面面積(mm2)；γgk：面板材料自重密度，查表5.3.1[JGJ336-2016]確定；t：面板總厚度(mm)；qEAk=βEαmaxGk/A=βEαmaxγgkt=5×0.04×0.0000167×15=0.00005MPa(2)面板水平荷載集度設(shè)計(jì)值組合：采用Sw+0.5SE設(shè)計(jì)值組合：q=1.5wk+0.5×1.3qEAk=1.5×0.001+0.5×1.3×0.00005=0.001532MPa面板的抗彎強(qiáng)度計(jì)算校核依據(jù)：σ=η×6mqb02/te2≤f=11.5MPaθ=qb04/Ete4σ：面板的彎曲應(yīng)力計(jì)算值(MPa)；f：面板材料的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)，查表5.2.5[JGJ336-2016]確定；m：板最大彎矩系數(shù)，按短邊與長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)比a0/b0=0.882，查表6.2.1[JGJ336-2016]得：m=0.1459；q：板塊水平荷載集度設(shè)計(jì)值組合(MPa)；b0：支承點(diǎn)長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm)；te：面板的計(jì)算厚度(mm)；θ：計(jì)算參數(shù)；計(jì)算得：θ=qb04/Ete4=0.001532×8504/14000/154=1.1283η：折減系數(shù)，木纖維板按計(jì)算參數(shù)θ查表6.6.3[JGJ336-2016]確定，纖維水泥板取1.0，因此，η=1；σ=η×6mqb02/te2=1×6×0.1459×0.001532×8502/152=4.306MPa4.306MPa≤f=11.5MPa選用面板的抗彎強(qiáng)度能滿足要求。面板最大撓度校核：校核依據(jù)：df=η×μwkb04/D≤df,limθ=wkb04/Ete4上面公式中：df：面板撓度計(jì)算值(mm)；μ：撓度系數(shù)，按短邊與長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)比a0/b0=0.882，查表得：μ=0.0207；wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；b0：支承點(diǎn)長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm)；D：面板的彎曲剛度(N·mm)；θ：計(jì)算參數(shù)；計(jì)算得：θ=wkb04/Ete4=0.001×8504/14000/154=0.737η：折減系數(shù)，木纖維板按計(jì)算參數(shù)θ查表6.6.3[JGJ336-2016]確定，纖維水泥板取1.0，因此，η=1；df,lim：許用撓度，取跨度的1/250，即b0/250=3.4mm；其中：D=Ete3/(12(1-υ2))上式中：E：面板的的彈性模量(MPa)；te：面板的計(jì)算厚度(mm)；υ：材料泊松比；D=Ete3/(12(1-υ2))=14000×153/(12×(1-0.252))=4200000N·mmdf=η×μwkb04/D=1×0.0207×0.001×8504/4200000=2.573mm2.573mm≤df,lim=3.4mm面板撓度能滿足要求!連接件抗拉計(jì)算校核依據(jù)：N=qabβ/nN≤P/gr上面公式中：N：水平荷載作用下單個(gè)連接點(diǎn)所受的拉力計(jì)算值(N)；q：板塊水平荷載集度設(shè)計(jì)值組合(MPa)；a、b：面板邊長(zhǎng)(mm)；β：應(yīng)力調(diào)整系數(shù)，按表6.6.5[JGJ336-2016]取值；n：連接點(diǎn)數(shù)量；P：實(shí)測(cè)所得連接點(diǎn)受拉破壞承載力最小值(N)，查廠家資料取8000；gr：連接承載力分項(xiàng)系數(shù)，取2.15；N=qabβ/n=0.001532×900×1000×1.25/4=430.875NP/gr=8000/2.15=3720.93NN=430.875N≤P/gr=3720.93N連接件抗拉強(qiáng)度能滿足。掛件的強(qiáng)度校核板塊通過(guò)掛件將荷載傳遞到橫梁上，我們可以近似的把掛件簡(jiǎn)化為帶懸臂的梁，其強(qiáng)度計(jì)算值應(yīng)不大于材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，下面我們具體的對(duì)此進(jìn)行計(jì)算。N：每個(gè)掛件所承受的水平集中荷載設(shè)計(jì)值(N)；q：板塊水平荷載集度設(shè)計(jì)值組合(MPa)；a、b：分別為面板的邊長(zhǎng)(mm)；n1：所計(jì)算的板塊中承受水平荷載的掛件數(shù)量；N=1.25q×a×b/n1=1.25×0.001532×900×1000/4=430.875NA：每個(gè)掛件的斷面面積(mm2)；B：每個(gè)掛件的寬度(mm)；t：掛件型材厚度(mm)；A=B×t=80×3=240mm2Pk：每個(gè)掛件所承受的垂直集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)；Gk/A：是計(jì)算構(gòu)件時(shí)的每平米自重，近似取0.00025MPa；P：每個(gè)掛件所承受的垂直集中荷載設(shè)計(jì)值(N)；n2：所計(jì)算的板塊中承受垂直荷載的掛件數(shù)量；Pk=Gk/A×a×b/n2=0.00025×900×1000/2=112.5NP=1.3Pk=1.3×112.5=146.25NMgj：掛件最大彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)；e：簡(jiǎn)化為帶懸臂的梁的掛件的懸臂端長(zhǎng)度(mm)；Mgj=P×e=146.25×30=4387.5N·mmWgj：每個(gè)掛件的抗彎距(mm3)；Wgj=B×t2/6=80×32/6=120mm3fgj：掛件的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)，本處掛件材質(zhì)為304不銹鋼，fgj=180MPa；σ3：掛件的抗彎強(qiáng)度計(jì)算值(MPa)；σ3=N/A+Mgj/Wgj=430.875/240+4387.5/120=38.358MPa≤fgj=180MPa所以，掛件的抗彎強(qiáng)度能滿足設(shè)計(jì)要求！掛件的撓度校核板塊通過(guò)掛件將荷載傳遞到橫梁上，我們可以近似的把掛件簡(jiǎn)化為帶懸臂的梁，其相對(duì)撓度應(yīng)不大于懸臂長(zhǎng)度的2/180(鋁材)或2/250（鋼材），而其絕對(duì)撓度應(yīng)不大于1mm，下面我們具體的對(duì)此進(jìn)行計(jì)算。Igj：每個(gè)掛件的慣性距(mm4)；B：每個(gè)掛件的寬度(mm)；t：掛件型材厚度(mm)；Igj=B×t3/12=80×33/12=180mm4df：掛件懸臂端最大撓度計(jì)算值(mm)；df,lim：掛件相對(duì)撓度最大限制，應(yīng)不大于懸臂長(zhǎng)度的2/180(鋁材)或2/250（鋼材），絕對(duì)撓度應(yīng)不大于1mm，因此本處取為0.24mm；Pk：每個(gè)掛件所承受的垂直集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)；e：簡(jiǎn)化為帶懸臂的梁的掛件的懸臂端長(zhǎng)度(mm)；L：簡(jiǎn)化為帶懸臂的梁的掛件的懸臂端到螺栓中線距離(mm)；L-e：簡(jiǎn)化為帶懸臂的梁的掛件的簡(jiǎn)支端長(zhǎng)度(mm)；E：掛件型材的彈性模量(MPa)，本處掛件材質(zhì)為304不銹鋼，E=206000MPa；df=Pk×e2×(L-e)×(1+e/(L-e))/3EIgj=112.5×302×30×(1+30/30)/3/206000/180=0.055mm≤df,lim=0.24mm所以，掛件的撓度能滿足設(shè)計(jì)要求！掛件緊固螺栓校核(1)螺栓的基本荷載計(jì)算N1：自重荷載引起的彎矩作用下螺栓產(chǎn)生的拉力計(jì)算值(N)；P：每個(gè)掛件所承受的垂直集中荷載設(shè)計(jì)值(N)；n3：每個(gè)掛件所用螺栓數(shù)；N1=P×e/(L-e)/n3=146.25×30/30/1=146.25NV1：水平荷載作用下螺栓產(chǎn)生的剪力計(jì)算值(N)；N：每個(gè)掛件所承受的水平集中荷載設(shè)計(jì)值(N)；V1=N/n3=430.875/1=430.875N(2)螺栓抗拉承載力計(jì)算校核依據(jù)：Ntb=Aeftb≥N1上式中：Ntb：?jiǎn)蝹€(gè)螺栓的抗拉承載力設(shè)計(jì)值(N)；Ae：螺栓的應(yīng)力截面面積，M8螺栓取36.6mm2；ftb：螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)，對(duì)碳鋼：4.6-C級(jí)，取170MPa；N1：自重荷載引起的彎矩作用下螺栓產(chǎn)生的拉力計(jì)算值(N)；代入已知參數(shù)：Ntb=Aeftb=36.6×170=6222N≥N1=146.25N所以，螺栓的抗拉承受力能滿足設(shè)計(jì)要求！(3)螺栓抗剪承載力計(jì)算校核依據(jù)：Nvb=A0fvb≥V1上式中：Nvb：?jiǎn)蝹€(gè)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值(N)；A0：螺栓的剪切截面面積，M8螺栓取36.6mm2；fvb：螺栓的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)，對(duì)碳鋼：4.6-C級(jí)，取140MPa；V1：水平荷載作用下螺栓產(chǎn)生的剪力計(jì)算值(N)；代入已知參數(shù)：Nvb=A0fvb=36.6×140=5124N≥V1=430.875N所以，螺栓的抗剪承受力能滿足設(shè)計(jì)要求！(4)螺栓的拉剪復(fù)合承載力計(jì)算校核依據(jù)：(N1/Ntb)2+(V1/Nvb)2≤1代入數(shù)值得：(N1/Ntb)2+(V1/Nvb)2=(146.25/6222)2+(430.875/5124)2=0.007624≤1所以，螺栓的拉剪復(fù)合承載力能滿足設(shè)計(jì)要求！連接件計(jì)算基本參數(shù)：1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：17.8m；2：立柱計(jì)算間距：B1=1000mm；3：橫梁計(jì)算分格尺寸：寬×高=B×H=1000mm×900mm；4：幕墻立柱跨度：L=3600mm；5：板塊配置：纖維水泥板；6：龍骨材質(zhì)：立柱為：Q235；橫梁為：Q235；7：立柱與主體連接鋼角碼壁厚：6mm；8：立柱與主體連接螺栓公稱直徑：12mm；9：立柱與橫梁連接處鋁角碼厚度：4mm；10：橫梁與角碼連接螺栓公稱直徑：6mm；11：立柱與角碼連接螺栓公稱直徑：6mm；12：立柱受力模型：?jiǎn)慰绾?jiǎn)支；13：連接形式：立柱與主體：螺栓連接橫梁與立柱：螺栓連接；因?yàn)锽>H，所以本處幕墻橫梁按梯形荷載模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算：橫梁與角碼間連接(1)風(fēng)荷載作用下橫梁剪力設(shè)計(jì)值(按梯形分布)：Vw=1.5wkHB(1-H/2B)/2=1.5×0.001×900×1000×(1-900/2/1000)/2=371.25N(2)地震作用下橫梁剪力標(biāo)準(zhǔn)值(按梯形分布)：VEk=βEαmaxGk/A×HB(1-H/2B)/2=5.0×0.04×0.00055×900×1000×(1-900/2/1000)/2=27.225N(3)地震作用下橫梁剪力設(shè)計(jì)值：VE=1.3VEk=1.3×27.225=35.393N(4)連接部位總剪力N1：采用Sw+0.5SE組合：N1=Vw+0.5VE=371.25+0.5×35.393=388.946N(5)連接螺栓計(jì)算：Nv1b：螺栓受剪承載能力設(shè)計(jì)值(N)；nv1：剪切面數(shù)：取1；de：螺紋有效直徑：5.061833mm；fv1b：螺栓連接的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對(duì)奧氏體不銹鋼（A50）取175MPa；Nv1b=nv1πde2fv1b/4=1×3.14×5.0618332×175/4=3519.843NNnum1：螺栓個(gè)數(shù)：Nnum1=N1/Nv1b=388.946/3519.843=0.111個(gè)實(shí)際取2個(gè)(6)連接部位橫梁型材壁承壓能力計(jì)算：Nc1：連接部位幕墻橫梁型材壁承壓能力設(shè)計(jì)值(N)；Nnum1：橫梁與角