兰州市地税务局综合业务楼全隐框玻璃幕墙

用心专注 服务专业感恩尽责专业合作超越兰州市地税务局综合业务楼全隐框玻璃幕墙设计计算书山东天幕集团总公司甘肃分公司二七年十一月用心专注 服务专业感恩尽责专业合作超越目录1 计算引用的规范、标准及资料 .11.1 幕墙设计规范： 11.2 建筑设计规范： 11.3 铝材规范： 21.4 金属板及石材规范： 21.5 玻璃规范： 31.6 钢材规范： 31.7 胶类及密封材料规范： 41.8 门窗及五金件规范： 41.9 相关物理性能级测试方法： 51.10 建筑结构静力计算手册(第二版) 61.11 土建图纸： 62 基本参数 .62.1 幕墙所在地区： 62.2 地面粗糙度分类等级： 62.3 抗震烈度： 63 幕墙承受荷载计算 .63.1 风荷载标准值的计算方法： 63.2 计算支撑结构时的风荷载标准值： 73.3 计算面板材料时的风荷载标准值： 83.4 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值： 83.5 作用效应组合： 84 幕墙立柱计算 .94.1 立柱型材选材计算： 94.2 确定材料的截面参数： 114.3 选用立柱型材的截面特性： 114.4 立柱的抗弯强度计算： 114.5 立柱的挠度计算： 124.6 立柱的抗剪计算： 125 幕墙横梁计算 .135.1 横梁型材选材计算： 145.2 确定材料的截面参数： 155.3 选用横梁型材的截面特性： 165.4 幕墙横梁的抗弯强度计算： 175.5 横梁的挠度计算： 175.6 横梁的抗剪计算：(三角荷载作用下 ) .176 幕墙玻璃的选用与校核 .196.1 玻璃板块荷载计算： 19用心专注 服务专业感恩尽责专业合作超越6.2 玻璃的强度计算： 206.3 玻璃最大挠度校核： 227 连接件计算 .227.1 横梁与角码间连接： 237.2 角码与立柱连接： 247.3 立柱与主结构连接： 258 幕墙埋件计算(后锚固结构 ) 278.1 荷载值计算： 278.2 锚栓群中承受拉力最大锚栓的拉力计算： 288.3 群锚受剪内力计算： 288.4 锚栓钢材破坏时的受拉承载力计算： 298.5 混凝土锥体受拉破坏承载力计算： 298.6 混凝土劈裂破坏承载力计算： 318.7 锚栓钢材受剪破坏承载力计算： 338.8 混凝土楔形体受剪破坏承载力计算： 338.9 混凝土剪撬破坏承载能力计算： 358.10 拉剪复合受力承载力计算： 359 幕墙焊缝计算 .359.1 受力分析： 359.2 焊缝特性参数计算： 369.3 焊缝校核计算： 3610 隐框玻璃幕墙胶类及伸缩缝计算 .3710.1 抗震设计下结构硅酮密封胶的宽度计算： 3710.2 结构硅酮密封胶粘接厚度的计算： 3810.3 结构胶设计总结： 3810.4 立柱连接伸缩缝计算： 3910.5 耐侯胶胶缝计算： 3911 附录 常用材料的力学及其它物理性能 .400全隐框玻璃幕墙设计计算书1 计算引用的规范、标准及资料1.1 幕墙设计规范：玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102-2003点支式玻璃幕墙工程技术规程 CECS127-2001点支式玻璃幕墙支承装置 JG138-2001吊挂式玻璃幕墙支承装置 JG139-2001建筑玻璃应用技术规程 JGJ113-2003建筑瓷板装饰工程技术规范 CECS101：98建筑幕墙 JG3035-2003金属与石材幕墙工程技术规范 JGJ133-2001全玻璃幕墙工程技术规程 DBJ/CT014-20011.2 建筑设计规范：采暖通风与空气调节设计规范 GB50019-2003地震震级的规定 GB/T17740-1999防静电工程技术规范 DGJ08-83-2000钢结构防火涂料 GB14907-2002钢结构设计规范 GB50017-2003高层民用建筑钢结构技术规范 JGJ99-98高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2002高层民用建筑设计防火规范 GB50045-95(2005 年版)高处作业吊蓝 GB19155-2003工程抗震术语标准 JGJ/T97-95工程网络计划技术规程 JGJ/T121-99公共建筑节能设计标准 GB50189-2005混凝土结构后锚固技术规程 JGJ145-2004混凝土结构设计规范 GB50010-2002混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓 JG160-2004既有居住建筑节能改造技术规程 JGJ129-2004建筑表面用有机硅防水剂 JC/T902-2002建筑材料放射性核素限量 GB6566-2001建筑防火封堵应用技术规程 CECS154：2003建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81-2002建筑隔声评价标准 GB/T50121-2005建筑工程抗震设防分类标准 GB50223-2004建筑工程预应力施工规程 CECS180：2005建筑结构荷载规范 GB50009-2001(2006 年版、局1部修订)建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068-2001建筑抗震设防分类标准 GB50223-2004建筑抗震设计规范 GB50011-2001建筑设计防火规范 GB50016-2006建筑物防雷设计规范 GB50057-94冷弯薄壁型钢结构设计规范 GB50018-2002民用建筑隔声设计规范 GBJ118-88民用建筑热工设计规范 GB50176-93民用建筑设计通则 GB50352-2005膜结构技术规程 CECS158：2004夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 JGJ134-2001夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准 JGJ75-2003预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程JGJ85-2002中国地震动参数区划图 GB18306-2001中国地震烈度表 GB/T17742-19991.3 铝材规范：变形铝及铝合金化学成份 GB/T3190-1996建筑用隔热铝合金型材-穿条式 JG/T175-2005建筑用铝型材、铝板氟碳涂层 JG/T133-2000铝合金建筑型材第 1 部分基材 GB5237.1-2004铝合金建筑型材第 2 部分阳极氧化、着色型材 GB5237.2-2004铝合金建筑型材第 3 部分电泳涂漆型材 GB5237.3-2004铝合金建筑型材第 4 部分粉末喷涂型材 GB5237.4-2004铝合金建筑型材第 5 部分氟碳漆喷涂型材 GB5237.5-2004铝合金建筑型材第 6 部分隔热型材 GB5237.6-2004铝及铝合金彩色涂层板、带材 YS/T431-2000一般工业用铝及铝合金板、带材 GB/T3880.13-2006铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求 YS/T437-2000有色电泳涂漆铝合金建筑型材 YS/T459-20031.4 金属板及石材规范：干挂饰面石材及其金属挂件 JC830.1、2-2005建筑装饰用微晶玻璃 JC/T872-2000铝幕墙板、板基 YS/T429.1-2000铝幕墙板、氟碳喷漆铝单板 YS/T429.2-2000铝塑复合板 GB/T17748-1999铝塑复合板用铝带 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天然花岗石荒料 JC/T204-2001天然花岗石建筑板材 GB/T18601-2001天然石材统一编号 GB/T17670-19992天然饰面石材术语 GB/T13890-921.5 玻璃规范：镀膜玻璃 第 1 部分：阳光控制镀膜玻璃 GB/T18915.1-2002镀膜玻璃 第 2 部分：低辐射镀膜玻璃 GB/T18915.2-2002防弹玻璃 GB17840-1999浮法玻璃 GB11614-1999夹层玻璃 GB/T9962-1999建筑用安全玻璃 第 2 部分：钢化玻璃 GB15763.2-2005建筑用安全玻璃 防火玻璃 GB15763.1-2001幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃 GB17841-1999普通平板玻璃 GB4871-1995热弯玻璃 JC/T915-2003压花玻璃 JC/T511-2002中空玻璃 GB/T11944-2002着色玻璃 GB/T18701-20021.6 钢材规范：不锈钢棒 GB/T1220-1992不锈钢和耐热钢冷轧钢带 GB/T4239-1991不锈钢冷加工钢棒 GB/T4226-1984不锈钢冷轧钢板及钢带 GB/T3280-2007不锈钢热轧钢板及钢带 GB/T4237-2007不锈钢丝 GB/T4240-93不锈钢丝绳 GB9944-2002不锈钢小直径无缝钢管 GB/T3090-2000擦窗机 GB19154-2003彩色涂层钢板和钢带 GB/T12754-2006低合金钢焊条 GB/T5118-1995低合金高强度结构钢 GB/T1591-1994钢丝绳铝合金压制接头 GB6946-1993高耐候结构钢 GB/T4171-2000高碳铬不锈钢丝 YB/T0961997焊接结构用耐候钢 GB/T4172-2000合金结构钢 GB/T3077-1999结构用无缝钢管 JBJ102金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求 GB/T13912-2002冷拔异形钢管 GB/T3094-2000碳钢焊条 GB/T5117-1999碳素结构钢 GB/T700-2006碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带GB/T912-1989碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带GB/T3274-1988优质碳素结构钢 GB/T699-1999预应力筋用锚具、夹具和连接器 GB/T14370-200031.7 胶类及密封材料规范：丙烯酸酯建筑密封膏 JC484-2006幕墙玻璃接缝用密封胶 JC/T882-2001彩色涂层钢板用建筑密封胶 JC/T884-2001丁基橡胶防水密封胶粘带 JC/T942-2004干挂石材幕墙用环氧胶粘剂 JC887-2001工业用橡胶板 GB/T5574-1994硅酮建筑密封胶 GB/T14683-2003混凝土建筑接缝用密封胶 JC/T881-2001建筑窗用弹性密封剂 JC485-2007建筑密封材料试验方法 GB/T13477.120-2002建筑用防霉密封胶 JC/T885-2001建筑用硅酮结构密封胶 GB16776-2005建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品 GB/T19686-2005建筑用硬质塑料隔热条 JG/T174-2005建筑装饰用天然石材防护剂 JC/T973-2005聚氨酯建筑密封胶 JC/T482-2003聚硫建筑密封胶 JC/T483-2006绝热用岩棉、矿棉及其制品 GB/T11835-98硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定 GB/T529-1999石材用建筑密封胶 JC/T883-2001橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法 GB/T531-1999修补用天然橡胶胶粘剂 HG/T3318-2002中空玻璃用弹性密封胶 JC/T486-2001中空玻璃用丁基热熔密封胶 JC/T914-20031.8 门窗及五金件规范：封闭型沉头抽芯铆钉 GB/T12616-2004封闭型平圆头抽芯铆钉 GB/T12615-2004紧固件螺栓和螺钉 GB/T5277-1985紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母 GB/T3103.1-2002紧固件机械性能不锈钢螺母 GB/T3098.15-2000紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱 GB/T3098.6-2000紧固件机械性能抽芯铆钉 GB/T3098.19-2004紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹 GB/T3098.2-2000紧固件机械性能螺母、细牙螺纹 GB/T3098.4-2000紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 GB/T3098.1-2000紧固件机械性能自攻螺钉 GB/T3098.5-2000紧固件术语盲铆钉 GB/T3099-2004铝合金窗 GB/T8479-2003铝合金门 GB/T8478-2003螺纹紧固件应力截面积和承载面积 GB/T16823.1-1997十字槽盘头螺钉 GB/T818-2000地弹簧 QB/T3884-1999 4铝合金门插锁 QB/T3885-1999 平开铝合金窗把手 QB/T3886-1999 铝合金撑挡 QB/T3887-1999 铝合金窗不锈钢滑撑 QB/T3888-1999 铝合金门窗拉手 QB/T3889-1999 铝合金窗锁 QB/T3900-1999 铝合金门锁 QB/T3901-1999 推拉铝合金门用滑轮 QB/T3902-1999 闭合器 QB/T3893-1999 外装门锁 QB/T2473-2000弹子插芯门锁 GB/T2474-2000叶片门锁 QB/T2475-2000球型门锁 QB/T2476-2000铜合金铸件 GB/T13819-1992锌合压铸件 GB/T13821-1992铝合金压铸件 GB/T15114-1994铸件尺寸公差与机械加工余量 QB/T6414-1999建筑门窗五金件 插销 JG214-2007建筑门窗五金件 传动机构用执手 JG124-2007建筑门窗五金件 旋压执手 JG213-2007建筑门窗五金件 合页（铰链） JG125-2007建筑门窗五金件 传动锁闭器 JG126-2007建筑门窗五金件 滑撑 JG127-2007建筑门窗五金件 滑轮 JG129-2007建筑门窗五金件 多点锁闭器 JG215-2007建筑门窗五金件 撑挡 JG128-2007建筑门窗五金件 通用要求 JG212-2007建筑门窗五金件 单点锁闭器 JG130-2007建筑门窗内平开下悬五金系统 JG168-2004钢塑共挤门窗 JG207-2007电动采光排烟窗 JG189-20061.9 相关物理性能级测试方法：玻璃幕墙工程质量检验标准 JGJ/T139-2001玻璃幕墙光学性能 GB/T18091-2000采暖居住建筑节能检验标准 JGJ132-2001彩色涂层钢板和钢带试验方法 GB/T13448-2006钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2002建筑防水材料老化试验方法 GB/T18244-2000建筑幕墙风压变形性能测试方法 GB/T15227-94建筑幕墙抗震性能振动台试验方法 GB/T18575-2001建筑幕墙空气渗透性能测试方法 GB/T15226-94建筑幕墙平面内变形性能检测方法 GB/T18250-2000建筑幕墙物理性能分级 GB/T15225-945建筑幕墙雨水渗透性能测试方法 GB/T15228-94建筑外窗保温性能分级及检测方法 GB/T8484-2002建筑外窗采光性能分级及检测方法 GB/T11976-2002建筑外窗抗风压性能分级及检测方法 GB/T7106-2002建筑外窗空气隔声性能分级及检测方法 GB/T8485-2002建筑外窗气密性能分级及检测方法 GB/T7107-2002建筑外窗水密性能分级及检测方法 GB/T7108-2002建筑装饰装修工程施工质量验收规范 GB50210-2001金属材料室温拉伸试验方法 GB/T228-20021.10 建筑结构静力计算手册(第二版)1.11 土建图纸：2 基本参数2.1 幕墙所在地区：兰州地区；2.2 地面粗糙度分类等级：幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)A 类：指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B 类：指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C 类：指有密集建筑群的城市市区；D 类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区；依照上面分类标准，本工程按 C 类地区考虑。2.3 抗震烈度：按照国家规范建筑抗震设计规范(GB50011-2001)、 中国地震动参数区划图(GB18306-2001)规定，兰州地区地震基本烈度为 8 度，地震动峰值加速度为 0.2g，水平地震影响系数最大值为： max=0.16。3 幕墙承受荷载计算3.1 风荷载标准值的计算方法：幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-2001 2006 年版)计算：wk= gz z s1w0 7.1.1-2GB50009-2001 2006 年版上式中：wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)；Z：计算点标高：91m；6 gz：瞬时风压的阵风系数；根据不同场地类型,按以下公式计算： gz=K(1+2 f)其中 K 为地面粗糙度调整系数， f为脉动系数A 类场地： gz=0.92(1+2 f) 其中： f=0.387(Z/10)-0.12B 类场地： gz=0.89(1+2 f) 其中： f=0.5(Z/10)-0.16C 类场地： gz=0.85(1+2 f) 其中： f=0.734(Z/10)-0.22D 类场地： gz=0.80(1+2 f) 其中： f=1.2248(Z/10)-0.3对于 C 类地区，91m 高度处瞬时风压的阵风系数： gz=0.85(1+2(0.734(Z/10)-0.22)=1.6176 z：风压高度变化系数；根据不同场地类型,按以下公式计算：A 类场地： z=1.379(Z/10)0.24当 Z300m 时，取 Z=300m，当 Z350m 时，取 Z=350m，当 Z400m 时，取 Z=400m，当 Z450m 时，取 Z=450m，当 ZGB50009-2001 附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，但不小于 0.3KN/m2，按重现期 50 年，兰州地区取 0.0003MPa；3.2 计算支撑结构时的风荷载标准值：计算支撑结构时的构件从属面积：7A=0.94.5=4.05m2 (10A1)LogA=0.607 s1(A)= s1(1)+ s1(10)- s1(1)logA=0.879 s1=0.879+0.2=1.079wk= gz z s1w0=1.61761.62761.0790.0003=0.000852MPa 因为 wk0.001MPa,所以按 JGJ102-2003，取 wk=0.001MPa.3.3 计算面板材料时的风荷载标准值：计算面板材料时的构件从属面积：A=0.91.65=1.485m2 (10A1)LogA=0.172 s1(A)= s1(1)+ s1(10)- s1(1)logA=0.966 s1=0.966+0.2=1.166wk= gz z s1w0=1.61761.62761.1660.0003=0.000921MPa 因为 wk0.001MPa,所以按 JGJ102-2003，取 wk=0.001MPa.3.4 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值：qEAk= E maxGk/A 5.3.4JGJ102-2003qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； E：动力放大系数,取 5.0； max：水平地震影响系数最大值，取 0.16；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)；A：幕墙构件的面积(mm 2)；3.5 作用效应组合：荷载和作用效应按下式进行组合：S= GSGk+ w wSwk+ E ESEk 5.4.1JGJ102-2003上式中：S：作用效应组合的设计值；SGk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值；Swk、S Ek：分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值； G、 w、 E：各效应的分项系数； w、 E：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。上面的 G、 w、 E为分项系数，按 5.4.2、5.4.3、5.4.4JGJ102-2003规定如下：进行幕墙构件强度、连接件和预埋件承载力计算时：8重力荷载： G：1.2；风 荷 载： w：1.4；地震作用： E：1.3；进行挠度计算时；重力荷载： G：1.0；风 荷 载： w：1.0；地震作用：可不做组合考虑；上式中，风荷载的组合系数 w为 1.0；地震作用的组合系数 E为 0.5；4 幕墙立柱计算基本参数：1：计算点标高：91m；2：力学模型：单跨简支梁；3：立柱跨度：L=4500mm；4：立柱左分格宽：900mm；立柱右分格宽：900mm；5：立柱计算间距(指立柱左右分格平均宽度)：B=900mm；6：板块配置：中空玻璃 6 +6 mm；7：立柱材质：6063-T5；8：安装方式：偏心受拉；本处幕墙立柱按单跨简支梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：4.1 立柱型材选材计算：(1)风荷载作用的线荷载集度(按矩形分布)：qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)；wk：风荷载标准值(MPa)；9B：幕墙立柱计算间距(mm)；qwk=wkB=0.001900=0.9N/mmqw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；qw=1.4qwk=1.40.9=1.26N/mm(2)水平地震作用线荷载集度(按矩形分布)：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； E：动力放大系数，取 5.0； max：水平地震影响系数最大值，取 0.16；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)；A：幕墙构件的面积(mm 2)；qEAk= E maxGk/A 5.3.4JGJ102-2003=5.00.160.0005=0.0004MPaqEk：水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；qEk=qEAkB=0.0004900=0.36N/mmqE：水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；qE=1.3qEk=1.30.36=0.468N/mm(3)幕墙受荷载集度组合：用于强度计算时，采用 Sw+0.5SE设计值组合： 5.4.1JGJ102-2003q=qw+0.5qE=1.26+0.50.468=1.494N/mm用于挠度计算时，采用 Sw标准值： 5.4.1JGJ102-2003qk=qwk=0.9N/mm(4)立柱在组合荷载作用下的弯矩设计值：Mx：弯矩组合设计值(Nmm)；Mw：风荷载作用下立柱产生的弯矩设计值(Nmm)；ME：地震作用下立柱产生的弯矩设计值(Nmm)；L：立柱跨度(mm)；采用 Sw+0.5SE组合：Mw=qwL2/8ME=qEL2/8Mx=Mw+0.5ME=qL2/8=1.49445002/810=3781687.5Nmm4.2 确定材料的截面参数：(1)立柱抵抗矩预选值计算：Wnx：立柱净截面抵抗矩预选值(mm 3)；Mx：弯矩组合设计值(Nmm)；：塑性发展系数：取 1.05；fa：型材抗弯强度设计值(MPa)，对 6063-T5 取 85.5MPa；Wnx=Mx/f a=3781687.5/1.05/85.5=42124.06mm3(2)立柱惯性矩预选值计算：qk：风荷载线荷载集度标准值(N/mm)；E：型材的弹性模量(MPa)，对 6063-T5 取 70000MPa；Ixmin：材料需满足的绕 X 轴最小惯性矩(mm 4)；L：计算跨度(mm)；df,lim：按规范要求，立柱的挠度限值(mm)；df,lim=5qkL4/384EIxminL/180=4500/180=25mm取：df,lim=25mmIxmin=5qkL4/384Edf,lim=50.945004/384/70000/25=2745954.241mm44.3 选用立柱型材的截面特性：按上一项计算结果选用型材号：60/140 系列型材的抗弯强度设计值：f a=85.5MPa型材的抗剪强度设计值： a=49.6MPa型材弹性模量：E=70000MPa绕 X 轴惯性矩：I x=3516290mm4绕 Y 轴惯性矩：I y=793560mm4绕 X 轴净截面抵抗矩：W nx1=48355mm3绕 X 轴净截面抵抗矩：W nx2=52250mm3型材净截面面积：A n=1351.15mm2型材线密度： g=0.037832N/mm型材截面垂直于 X 轴腹板的截面总宽度：t=6mm型材受力面对中性轴的面积矩：S x=31139mm3塑性发展系数：=1.054.4 立柱的抗弯强度计算：(1)立柱轴向拉力设计值：Nk：立柱轴向拉力标准值(N)；qGAk：幕墙单位面积的自重标准值(MPa)；11A：立柱单元的面积(mm 2)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；L：立柱跨度(mm)；Nk=qGAkA=qGAkBL=0.00059004500=2025NN：立柱轴向拉力设计值(N)；N=1.2Nk=1.22025=2430N(2)抗弯强度校核：按单跨简支梁(受拉)立柱抗弯强度公式，应满足：N/An+Mx/W nxf a 6.3.7JGJ102-2003上式中：N：立柱轴力设计值(N)；Mx：立柱弯矩设计值(Nmm)；An：立柱净截面面积(mm 2)；Wnx：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm 3)；：塑性发展系数，取 1.05；fa：型材的抗弯强度设计值，取 85.5MPa；则：N/An+Mx/W nx=2430/1351.15+3781687.5/1.05/48355=76.281MPa85.5MPa立柱抗弯强度满足要求。4.5 立柱的挠度计算：因为惯性矩预选是根据挠度限值计算的，所以只要选择的立柱惯性矩大于预选值，挠度就满足要求：实际选用的型材惯性矩为：I x=3516290mm4预选值为：I xmin=2745954.241mm4实际挠度计算值为：df=5qkL4/384EIx=50.945004/384/70000/3516290=19.523mm而 df,lim=L/180=4500/180=25mm所以，立柱挠度满足规范要求。4.6 立柱的抗剪计算：校核依据： max a=49.6MPa (立柱的抗剪强度设计值)(1)Vwk：风荷载作用下剪力标准值(N)：Vwk=wkBL/2=0.0019004500/2=2025N12(2)Vw：风荷载作用下剪力设计值(N)：Vw=1.4Vwk=1.42025=2835N(3)VEk：地震作用下剪力标准值(N)：VEk=qEAkBL/2=0.00049004500/2=810N(4)VE：地震作用下剪力设计值(N)：VE=1.3VEk=1.3810=1053N(5)V：立柱所受剪力设计值组合：采用 Vw+0.5VE组合：V=Vw+0.5VE=2835+0.51053=3361.5N(6)立柱剪应力校核： max：立柱最大剪应力(MPa)；V：立柱所受剪力(N)；Sx：立柱型材受力面对中性轴的面积矩(mm 3)；Ix：立柱型材截面惯性矩(mm 4)；t：型材截面垂直于 X 轴腹板的截面总宽度(mm)； max=VSx/Ixt=3361.531139/3516290/6=4.961MPa4.961MPa49.6MPa立柱抗剪强度满足要求!5 幕墙横梁计算基本参数：1：计算点标高：91m；2：横梁跨度：B=900mm；3：横梁上分格高：1650mm；横梁下分格高：1650mm；4：横梁计算间距(指横梁上下分格平均高度)：H=1650mm；5：力学模型：三角荷载简支梁；6：板块配置：中空玻璃 6 +6 mm；7：横梁材质：6063-T5；因为 BH，所以本处幕墙横梁按三角形荷载简支梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：135.1 横梁型材选材计算：(1)横梁在风荷载作用下的线荷载集度(按三角形分布)：qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)；wk：风荷载标准值(MPa)；B：横梁跨度(mm)；qwk=wkB=0.001900=0.9N/mmqw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；qw=1.4qwk=1.40.9=1.26N/mm(2)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用的线荷载集度(按三角形分布)：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(MPa)； E：动力放大系数，取 5.0； max：水平地震影响系数最大值，取 0.16；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(主要指面板组件)；A：幕墙平面面积(mm 2)；qEAk= E maxGk/A 5.3.4JGJ102-2003=5.00.160.0004=0.00032MPaqEk：横梁受水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)；B：横梁跨度(mm)；qEk=qEAkB=0.00032900=0.288N/mmqE：横梁受水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；14qE=1.3qEk=1.30.288=0.374N/mm(3)幕墙横梁受荷载集度组合：用于强度计算时，采用 Sw+0.5SE设计值组合： 5.4.1JGJ102-2003q=qw+0.5qE=1.26+0.50.374=1.447N/mm用于挠度计算时，采用 Sw标准值： 5.4.1JGJ102-2003qk=qwk=0.9N/mm(4)横梁在风荷载及地震组合作用下的弯矩值(按三角形分布)：My：横梁受风荷载及地震作用弯矩组合设计值(Nmm)；Mw：风荷载作用下横梁产生的弯矩(Nmm)；ME：地震作用下横梁产生的弯矩(Nmm)；B：横梁跨度(mm)；Mw=qwB2/12ME=qEB2/12采用 Sw+0.5SE组合：My=Mw+0.5ME=qB2/12=1.4479002/12=97672.5Nmm(5)横梁在自重荷载作用下的弯矩值(按矩形分布)：Gk：横梁自重线荷载标准值(N/mm)；H：横梁计算间距(mm)；Gk=0.0004H=0.00041650=0.66N/mmG：横梁自重线荷载设计值(N/mm)；G=1.2Gk=1.20.66=0.792N/mmMx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(Nmm)；B：横梁跨度(mm)；Mx=GB2/8=0.7929002/8=80190Nmm5.2 确定材料的截面参数：(1)横梁抵抗矩预选：Wnx：绕 X 轴横梁净截面抵抗矩预选值(mm 3)；Wny：绕 Y 轴横梁净截面抵抗矩预选值(mm 3)；Mx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(Nmm)；My：风荷载及地震作用弯矩组合设计值(Nmm)；15：塑性发展系数：取 1.05；fa：型材抗弯强度设计值(MPa)，对 6063-T5 取 85.5；按下面公式计算：Wnx=Mx/f a=80190/1.05/85.5=893.233mm3Wny=My/f a=97672.5/1.05/85.5=1087.97mm3(2)横梁惯性矩预选：df,lim：按规范要求，横梁的挠度限值(mm)；B：横梁跨度(mm)；B/180=900/180=5mm取：df,lim=5mmqk：风荷载作用线荷载集度标准值(N/mm)；E：型材的弹性模量(MPa)，对 6063-T5 取 70000MPa；Iymin：绕 Y 轴最小惯性矩(mm 4)；B：横梁跨度(mm)；df,lim=qkB4/120EIymin (受风荷载与地震作用的挠度计算)Iymin=qkB4/120Edf,lim=0.99004/120/70000/5=14059.286mm4Ixmin：绕 X 轴最小惯性矩(mm 4)；Gk：横梁自重线荷载标准值(N/mm)；df,lim=5GkB4/384EIxmin (自重作用下产生的挠度计算)Ixmin=5GkB4/384Edf,lim=50.669004/384/70000/5=16109.598mm45.3 选用横梁型材的截面特性：按照上面的预选结果选取型材：选用型材号：40/60 系列型材抗弯强度设计值：85.5MPa型材抗剪强度设计值：49.6MPa型材弹性模量：E=70000MPa绕 X 轴惯性矩：I x=115810mm4绕 Y 轴惯性矩：I y=123650mm4绕 X 轴净截面抵抗矩：W nx1=4100mm3绕 X 轴净截面抵抗矩：W nx2=3662mm3绕 Y 轴净截面抵抗矩：W ny1=5763mm3绕 Y 轴净截面抵抗矩：W ny2=6639mm3型材净截面面积：A n=449.3mm2型材线密度： g=0.01258N/mm横梁与立柱连接时角片与横梁连接处横梁壁厚：t=3mm16横梁截面垂直于 X 轴腹板的截面总宽度：t x=5mm横梁截面垂直于 Y 轴腹板的截面总宽度：t y=3mm型材受力面对中性轴的面积矩(绕 X 轴)：S x=2994mm3型材受力面对中性轴的面积矩(绕 Y 轴)：S y=3546mm3塑性发展系数：=1.055.4 幕墙横梁的抗弯强度计算：按横梁抗弯强度计算公式，应满足：Mx/W nx+My/W nyf a 6.2.4JGJ102-2003上式中：Mx：横梁绕 X 轴方向(幕墙平面内方向)的弯矩设计值(Nmm)；My：横梁绕 Y 轴方向(垂直于幕墙平面方向)的弯矩设计值(Nmm)；Wnx：横梁绕 X 轴方向(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩(mm 3)；Wny：横梁绕 Y 轴方向(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩(mm 3)；：塑性发展系数，取 1.05；fa：型材的抗弯强度设计值，取 85.5MPa。采用 SG+Sw+0.5SE组合，则：Mx/W nx+My/W ny=80190/1.05/3662+97672.5/1.05/5763=36.996MPa85.5MPa横梁抗弯强度满足要求。5.5 横梁的挠度计算：因为惯性矩预选是根据挠度限值计算的，所以只要选择的横梁惯性矩大于预选值，挠度就满足要求：实际选用的型材惯性矩为：Ix=115810mm4Iy=123650mm4预选值为：Ixmin=16109.598mm4Iymin=14059.286mm4横梁挠度的实际计算值如下：df1=qkB4/120EIy=0.99004/120/70000/123650=0.569mmdf2=5GkB4/384EIx=50.669004/384/70000/115810=0.696mm而 df,lim=B/180=900/180=5mm所以，横梁挠度满足规范要求。5.6 横梁的抗剪计算：(三角荷载作用下)校核依据： max a=49.6MPa (型材的抗剪强度设计值)(1)Vwk：风荷载作用下剪力标准值(N)：17Vwk=qwkB/4=0.9900/4=202.5N(2)Vw：风荷载作用下剪力设计值(N)：Vw=1.4Vwk=1.4202.5=283.5N(3)VEk：地震作用下剪力标准值(N)：VEk=qEkB/4=0.288900/4=64.8N(4)VE：地震作用下剪力设计值(N)：VE=1.3VEk=1.364.8=84.24N(5)Vx：水平总剪力(N)；Vx：横梁受水平总剪力(N)：采用 Vw+0.5VE组合：Vx=Vw+0.5VE=283.5+0.584.24=325.62N(6)Vy：垂直总剪力(N)：Vy=1.20.0004BH/2=1.20.00049001650/2=356.4N(7)横梁剪应力校核： x：横梁水平方向剪应力(MPa)；Vx：横梁水平总剪力(N)；Sy：横梁型材受力面对中性轴的面积矩(mm 3)(绕 Y 轴)；Iy：横梁型材截面惯性矩(mm 4)；ty：横梁截面垂直于 Y 轴腹板的截面总宽度(mm)； x=VxSy/Iyty 6.2.5JGJ102-2003=325.623546/123650/3=3.113MPa3.113MPa49.6MPa y：横梁垂直方向剪应力(MPa)；Vy：横梁垂直总剪力(N)；Sx：横梁型材受力面对中性轴的面积矩(mm 3)(绕 X 轴)；Ix：横梁型材截面惯性矩(mm 4)；tx：横梁截面垂直于 X 轴腹板的截面总宽度(mm)； y=VySx/Ixtx 6.2.5JGJ102-2003=356.42994/115810/5=1.843MPa1.843MPa49.6MPa横梁抗剪强度能满足!186 幕墙玻璃的选用与校核基本参数：1：计算点标高：91m；2：玻璃板尺寸：宽高=BH=900mm1650mm；3：玻璃配置：中空玻璃，外片钢化玻璃 6mm,内片钢化玻璃 6mm；模型简图为：6.1 玻璃板块荷载计算：(1)外片玻璃荷载计算：t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：内片玻璃厚度(mm)；wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)；GAk1：外片玻璃单位面积自重标准值(仅指玻璃)(MPa)；qEAk1：外片玻璃地震作用标准值(MPa)； g1：外片玻璃的体积密度(N/mm 3)；wk1：分配到外片上的风荷载作用标准值(MPa)；qk1：分配到外片玻璃上的荷载组合标准值(MPa)；q1：分配到外片玻璃上的荷载组合设计值(MPa)；GAk1= g1t1=0.00002566=0.000154MPaqEAk1= E maxGAk1=50.160.000154=0.000123MPa19wk1=1.1wkt13/(t13+t23)=1.10.00163/(63+63)=0.00055MPaqk1=wk1+0.5qEAk1=0.00055+0.50.000123=0.000612MPaq1=1.4wk1+0.51.3qEAk1=1.40.00055+0.51.30.000123=0.00085MPa(2)内片玻璃荷载计算：t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：内片玻璃厚度(mm)；wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)；GAk2：内片玻璃单位面积自重标准值(仅指玻璃)(MPa)qEAk2：内片玻璃地震作用标准值(MPa) g2：内片玻璃的体积密度(N/mm 3)；wk2：分配到内片上的风荷载作用标准值(MPa)；qk2：分配到内片玻璃上的荷载组合标准值(MPa)；q2：分配到内片玻璃上的