幕墙计算书_secret.doc

目 录目录. 1第一章 设计计算依据3第二章 设计荷载确定原则3第三章 材料的物理及力学性能5第四章 隐框玻璃幕墙计算6一、立柱计算6(一)、第一处立柱计算6(二)、第二处立柱计算9二、横梁计算12三、玻璃计算15四、结构胶胶形计算17五、幕墙组件的固定块及其间距计算18六、横梁与立柱连接计算20七、立柱与支座连接计算21八、支座计算22九、支座与埋件连接计算23十、幕墙预埋件计算23十一、立柱伸缩缝设计计算26第五章 石材幕墙计算26一、立柱计算26（一）、第一处立柱计算26（二）、第二处立柱计算30二、横梁计算33三、横梁与立柱连接计算35四、立柱与支座连接计算36五、支座计算37六、支座与埋件连接计算38七、幕墙预埋件计算39八、立柱伸缩缝设计计算42九、短槽固定式石材计算42第六章 铝板幕墙计算44一、立柱计算44(一)、第一处立柱计算44(二)、第二处立柱计算47二、横梁计算51三、板材计算53四、横梁与立柱连接计算55五、立柱与支座连接计算57六、支座计算57七、支座与埋件连接计算58八、幕墙预埋件计算59九、立柱伸缩缝设计计算62第七章 加肋全玻计算63(一)、第一处加肋全玻计算63(二)、第二处加肋全玻计算64第一章 设计计算依据1、广州保利大厦建筑结构施工图。2、规范：玻璃幕墙工程技术规范JGJ 102-2003；J280-2003;建筑幕墙JG 3035-1996；建筑玻璃应用技术规程JGJ 113-2003、J255-2003；金属与石材幕墙工程技术规范JGJ 133-2001、J 113-2001；建筑结构荷载规范GB 50009-2001；钢结构设计规范GB50017-2003。3、工程基本条件：(1)、地区类别：C类；(2)、基本风压：Wo = kN/m2；(3)、风力取值按规范要求考虑；(4)、地震烈度：度；(5)、年最大温差：oC；(6)、建筑结构类型：Du/H的限值=1/。第二章 设计荷载确定原则在作用于幕墙上的各种荷载中，主要有风荷载、地震作用、幕墙结构自重和由环境温度变化引起的作用效应等等。在幕墙的节点设计中通过预留一定的间隙，消除了由各种构件和饰面材料热胀冷缩引起的作用效应。所以，作用于垂直立面幕墙的荷载主要是风荷载、地震作用，幕墙平面内主要是幕墙结构自重，其中风荷载引起的效应最大。在进行幕墙构件、连接件和预埋件承载力计算时，必须考虑各种荷载和作用效应的分项系数，即采用其设计值；进行位移和挠度计算时，各分项系数均取1.0，即采用其标准值。1、风荷载根据规范，垂直于幕墙表面上的风荷载标准值，按下列公式(2.1)计算：Wk = bgz ms mz Wo (2.1)式中: Wk -风荷载标准值( KN/m2)； bgz -高度z处的阵风系数；ms -风荷载体型系数；mz -风压高度变化系数；Wo -基本风压( KN/m2)。按规范要求，进行建筑幕墙构件、连接件和锚固件承载力计算时，风荷载分项系数应取gw = 1.4，即风荷载设计值为：W= gw Wk = 1.4 Wk (2.2)2、地震作用幕墙平面外地震作用标准值计算公式如下：qEK = (2.3)式中, qEK为垂直幕墙平面的分布水平地震作用；( KN/m2)bE为地震动力放大系数；amax为水平地震影响系数最大值；为单位面积的幕墙结构自重( KN/m2)。按规范要求，地震作用的分项系数取gE = 1.3，即地震作用设计值为：qE = gE qEK = 1.3 qEK (2.4)3、幕墙结构自重按规范要求，幕墙结构自重的分项系数取gG =1.2。4、荷载组合按规范要求对作用于幕墙同一方向上的各种荷载应作最不利组合。对垂直立面上的幕墙，其平面外的荷载最不利荷载组合为：WK合=1.0 WK + 0.6 qEK (2.5)W合 =1.0 W + 0.6 qE (2.6)其中, WK合为组合荷载的标准值( KN/m2)；W合 为组合荷载的设计值( KN/m2)。第三章 材料的物理及力学性能 1.幕墙结构材料的体积密度按下表采用:(KN/m3)材 料 名 称密 度铝 合 金28.0玻 璃25.6钢 材78.52.材料的强度设计值按下表采用:(N/mm2)合金状态抗拉抗压强度fa抗剪强度fav局部承压6063-T585.549.61206063-T6140.081.2161Q235钢215125305不锈钢2051203.材料弹性模量E按下表采用:(N/mm2)材 料E(105)铝 合 金0.70玻 璃0.72钢 材2.14.幕墙材料的线膨胀系数按下表采用:材 料(10-5)铝 合 金2.35玻 璃1.0钢 材1.25.焊缝强度设计值按下表采用:(N/mm2)构件钢材对接焊缝(三级)角焊缝抗拉(弯)抗剪抗拉(弯、剪)Q235钢1851251606.玻璃的强度设计值按下表采用:(N/mm2) 类 型厚度(mm)大面强度fg1边缘强度fg2钢化玻璃51284.058.8151972.050.4第四章 隐框玻璃幕墙计算一、立柱计算 根据大厦的建筑结构特点，幕墙立柱悬挂在建筑主体结构上，如图所示。综合考虑幕墙标高、幕墙的横向分格宽度、所选立柱型材、楼层高度以及对立柱的固定方式，以下列情况最为不利，须作立柱强度和刚度的校核。(一)、第一处立柱计算1、部位要素该处立柱位于隐框玻璃幕墙大面部份，最大计算标高按 m计，幕墙结构自重Gk/A= N/m2，幕墙横向计算分格宽度B= mm。2、力学模型该处每条立柱与主体结构通过两个钢支座相连，层高L= mm，钢支座跨距分别为b= mm，a= mm；采用双跨梁力学模型，如图所示。3、荷载确定按该处幕墙横向分格宽度B，取出一个纵向的计算单元，立柱受均布载作用，对类地区，该处风压高度变化系数取：mz= ；阵风系数取：bgz =1.6029 ；体型系数取：ms= 1.2 。(参考建筑结构荷载规范第41页。)根据公式(2.1)(2.6)可得：WK=1.6029取WK =(KN/m2)W=1.4WK=(KN/m2)取地震动力放大系数：bE = 5 qEk=5/1000 =(KN/m2)qE=1.3qEK=(KN/m2)WK合=1.0+0.6 =(KN/m2)W合=1.0+0.6 =(KN/m2)从而，作用于立柱上的线荷载标准值和设计值分别为:qK=/1000=(N/mm)q=/1000=(N/mm)4、幕墙铝立柱(1)参数:该处幕墙的立柱的横截面参数如下:主惯性矩： I= mm4净截面面积： A= mm2弯矩作用方向的净截面抵抗矩：Wmin= mm3型材壁厚： t=2.5 mm型材材料为： ；强度设计值为： f= N/mm2；弹性模量为： E= N/mm2。5、立柱强度校核根据规范，幕墙立柱截面最大应力满足：式中： smax 立柱中的最大应力 (N/mm2) N 立柱中的拉力设计值 (N) A0 立柱净截面面积 (mm2) M 立柱弯矩设计值 (N.mm) g 塑性发展系数，取为1.05； W 弯矩作用方向的净截面抵抗矩；(mm3)根据结构力学可得A、B、C各支座反力分别为： (N) (N) (N)该处立柱跨中弯矩最大值位于AB段，弯矩方程为：令弯矩的一阶导数M(z)=0,得跨中弯矩最大值位置：(mm)从而跨中最大弯距： (N.mm)该处立柱中间支座B的负弯矩为：(N.mm)可见，立柱弯矩设计值为：(N.mm)立柱承受拉力设计值为：错误! 未定义书签。= 1.2/1000000 = (N)则立柱中最大正应力为：(N/mm2)可见：所选立柱的强度满足设计要求。6、立柱刚度校核根据规范在作立柱的刚度校核时，采用荷载的标准值，因此下面采用支座反力Ra、Rb、Rc的值时应乘上系数qk/q。立柱的最大挠度位于AB段，AB段的挠曲方程为：令u(z)的一阶导数u(z)=0，可得最大挠度的位置：mm把z0代回挠曲线方程，得到幕墙立柱最大挠度： (mm)根据规范对立柱刚度要求，立柱的最大允许挠度， mm可见，umaxu所选立柱的刚度满足设计要求。(二)、第二处立柱计算 1、部位要素该处立柱位于玻璃幕墙边角部位，立柱采用铝立柱（1）中间加套蕊。最大计算标高按 m计，幕墙结构自重Gk/A= N/m2，幕墙横向计算分格宽度B= mm。2、力学模型该处每条立柱与主体结构通过两个钢支座相连，层高L= mm，钢支座跨距分别为b= mm，a= mm；采用双跨梁力学模型，如图所示。3、荷载确定按该处幕墙横向分格宽度B，取出一个纵向的计算单元，立柱受均布载作用，对类地区，该处风压高度变化系数取：mz= ；阵风系数取：bgz =1.6029 ；体型系数取：ms= 2 。(参考建筑结构荷载规范第41页。按墙角边取，-1.8（外面）+（-0.2）（内表面）)根据公式(2.1)(2.6)可得：WK=1.6029 =(KN/m2)W=1.4WK=(KN/m2)取地震动力放大系数：bE = 5 qEk=5/1000 =(KN/m2)qE=1.3qEK=(KN/m2)WK合=1.0+0.6 =(KN/m2)W合=1.0+0.6 =(KN/m2)从而，作用于立柱上的线荷载标准值和设计值分别为:qK=/1000=(N/mm)q=/1000=(N/mm)4、幕墙铝立柱(2)参数:该处幕墙的立柱的横截面参数如下:主惯性矩： I= mm4净截面面积： A= mm2弯矩作用方向的净截面抵抗矩：Wmin= mm3型材壁厚： t=2.5 mm型材材料为： ；强度设计值为： f= N/mm2；弹性模量为： E= N/mm2。5、立柱强度校核根据规范，幕墙立柱截面最大应力满足：式中： smax 立柱中的最大应力 (N/mm2) N 立柱中的拉力设计值 (N) A0 立柱净截面面积 (mm2) M 立柱弯矩设计值 (N.mm) g 塑性发展系数，取为1.05； W 弯矩作用方向的净截面抵抗矩；(mm3)根据结构力学可得A、B、C各支座反力分别为： (N) (N) (N)该处立柱跨中弯矩最大值位于AB段，弯矩方程为：令弯矩的一阶导数M(z)=0,得跨中弯矩最大值位置：(mm)从而跨中最大弯距： (N.mm)该处立柱中间支座B的负弯矩为：(N.mm)可见，立柱弯矩设计值为：(N.mm)立柱承受拉力设计值为：错误! 未定义书签。= 1.2/1000000 = (N)则立柱中最大正应力为：(N/mm2)可见：所选立柱的强度满足设计要求。6、立柱刚度校核根据规范在作立柱的刚度校核时，采用荷载的标准值，因此下面采用支座反力Ra、Rb、Rc的值时应乘上系数qk/q。立柱的最大挠度位于AB段，AB段的挠曲方程为：令u(z)的一阶导数u(z)=0，可得最大挠度的位置：mm把z0代回挠曲线方程，得到幕墙立柱最大挠度： (mm)根据规范对立柱刚度要求，立柱的最大允许挠度,即， mm可见，umaxu所选立柱的刚度满足设计要求。二、横梁计算 综合考虑横梁所处位置的标高、幕墙的横向分格宽度、所选横梁型材，以下列情况最为不利，须作横梁强度和刚度的校核。1、部位基本参数该处横梁位于隐框玻璃幕墙；最大标高为 m；饰面材料为，横梁所受到的重力取为GK/A= N/m2；横梁的计算长度取B= mm；幕墙的纵向分格高度分别为mm和mm。2、力学模型横梁与立柱相接，相当于两端简支。在幕墙平面内，横梁受到饰面板材的重力作用，可视为均布线荷载qG；qG=1.2 GK/A.H =1.2400 2100/106= 1.008(kN/m)在幕墙平面外，横梁受到风压等荷载作用，其受力面积为上左图阴影部分，即上面为三角形荷载，下面为梯形荷载；其中q1和q2是上下阴影面积承受的最大设计线荷载：q1= 1.8024(kN/m)q2= 0.5407(kN/m)相应的最大标准线荷载：qK1= 1.2926(kN/m)qK2= 0.3878(kN/m)因此横梁是一个双弯构件。3、横梁型材选择:该处幕墙的横梁横截面参数如下:横截面积： A= mm2横截面X-X惯性矩： IX= mm4横截面X-X最小抵抗矩： WX= mm3横截面Y-Y惯性矩： IY= mm4横截面Y-Y最小抵抗矩： WY= mm3横梁的材料为： 其强度设计值为： f= N/mm2；其弹性模量为： E= N/mm2。4、横梁强度校核根据规范，幕墙横梁截面最大应力满足：式中： smax 横梁中的最大应力 (N/mm2)MX 绕X轴(幕墙平面内方向)的最大弯矩值 (N.mm)MY 绕Y轴(垂直幕墙平面方向)的最大弯矩值 (N.mm)g 材料塑性发展系数，取为1.05；(N.mm)(N.mm)(N.mm)(N.mm)则： (N/mm2)可见：所选横梁的强度满足设计要求。5、横梁刚度校核该处幕墙横梁最大挠度是umaxY、umaxX二部分的矢量和： 而umaxY又由umaxY1 + umaxY2二部分组成，(mm)(mm)(mm)式中： umaxY 横梁在幕墙平面外的最大挠度；(mm) qk 横梁承受的标准线荷载；(N/mm) B 横梁长度；(mm) E 横梁材料的弹性模量；(N/mm2) IY 横梁横截面主惯性矩(对Y-Y轴)；(mm4) 横梁在幕墙平面内由自重引起的挠度umaxX为：= 1.7974(mm)从而，横梁的最大挠度为：umax = = 2.3164(mm) 根据规范对横梁的刚度要求， 横梁的最大允许挠度为u=B/ 180 。即， 可见， umaxu所选横梁的刚度满足设计要求。三、玻璃计算 综合考虑玻璃所处位置的标高、玻璃分格宽度和高度以及玻璃的厚度等因素，以下列情况最为不利，须作玻璃的强度校核。该处6+9A+6mm钢化中空玻璃位于全隐框玻璃墙；标高取为99.4m；幕墙自重按400N/m2计，垂直于玻璃面的组合荷载设计值为2.4031kN/m2，组合荷载标准值为1.7234kN/m2，所用玻璃长宽尺寸分别为mm，mm，玻璃厚度为6mm；玻璃跨中的强度设计值为fg= N/mm2。作用于中空玻璃上的荷载按下式分配到两片玻璃上:直接承受风荷载作用的单片玻璃:Wk1=1.1 Wk=1.1x2.403=1.322kN/m2不直接承受风荷载作用的单片玻璃:Wk2= Wk=2.403=1.2015kN/m21、外片玻璃强度校核：玻璃板中最大应力根据规范，玻璃在垂直于幕墙平面的风荷载和地震的作用下，其最大应力按下式计算：.式中： smax 玻璃中的最大应力 (N/mm2)m 跨中弯矩系数,由玻璃短边比长边a/b=1500/2100=0.71,查表得 m=0.0742 Wk 组合荷载设计值, kN/m2 a 玻璃短边边长, mmt 玻璃的厚度, mmE 玻璃的弹性模量, 72000(N/mm2) 折减系数, 由=wk.a4/(E.t4) =1.32215004/(7200064)/1000=71.723 查表得 =0.75则外片玻璃的应力为：.0.75=27.58(N/mm2)fg=84 N/mm2可见，玻璃跨中的强度满足设计要求。通过比较，内片玻璃所承受的风力比外片玻璃所承受的风压小，所以得知内片玻璃的应力也满足要求。2、玻璃跨中最大挠度u，按下式计算：式中，跨中最大挠度系数，由玻璃短边与玻璃长边之比a/b=1500/2100=0.71,=0.00727；wk 垂直于玻璃平面方向的风荷载设计值；a 玻璃短边长度，为1500mm；te 中空玻璃的等效厚度, mmD玻璃刚度 (Nmm)中空玻璃的等效厚度: te=0.95=7.2mm=2332800E玻璃的弹性模量，取为72000N/mm2；v 玻璃的泊松比，取为0.2； 折减系数, 由=wk.a4/(E.t4) =2.40315004/(720007.24)/1000=62.87 查表得 =0.78u=23.5(mm)玻璃板中允许的最大挠度值u为玻璃板短边的1/60，即u=25mmuu可见，玻璃板中最大挠度满足设计要求。四、结构胶胶形计算 综合考虑幕墙所处位置的标高、分格宽度和高度等因素，对下列不利处进行结构胶胶形设计(胶厚和胶宽)。该处结构胶位于全隐幕墙；标高为99.4m；风荷载标准值为WK= 1.6274kN/m2。年最大温差为DT = oC，建筑结构的最大层间变位角为q= 1/。体积密度按gG=2.56吨/米3计，线胀系数为a=0.00001，厚度为t=6mm，最大宽高尺寸分别为 1500mm，2100mm。采用结构胶，结构硅酮密封胶短期强度设计值f1= 0.2N/mm2，结构硅酮密封胶长期强度设计值f2= 0.01N/mm2，结构胶完全固化后在温差效应作用下的最大变位承受能力dT=0.14，结构胶完全固化后在地震效应作用下的最大变位承受能力dE=。1、胶缝宽度(1)、风荷载作用所需胶缝宽度：Cs1= 8.7182(mm)(2)、自重作用所需胶缝宽度：Cs1=9.6 (mm)取打胶宽度10mm。2、胶缝厚度(1)、温度效应作用所需胶缝厚度：ts1 = 3.9937(mm)其中, ts1 温度效应作用所需打胶厚度 DL 的相对位移量(以长边计)DL=L|a铝-a| DT =2.268 (mm) a铝 为铝材的线膨胀系数0.0000235。(2)、地震作用所需胶缝厚度：ts2 =5.6191 (mm)其中，y 胶缝变形折减系数,取0.7取打胶厚度为6mm。所以，结构胶胶形设计为：宽度10mm厚度6mm。五、幕墙组件的固定块及其间距计算 综合考虑幕墙所处位置的标高、分格尺寸等因素，对下列不利处进行固定块设计计算。该处幕墙位于主楼，标高取为99.4m，幕墙自重按400N/m2计；标准荷载为WK合= 1.7234kN/m2；设计荷载为W合= 2.4031k N/m2。幕墙组件尺寸为ab为 1500mm2100mm。固定块为单面的压块，材质为铝合金(6063-T5)，弹性模量为70000N/mm2，抗弯强度设计值为85.5N/mm2；尺寸b1ht为50mm34.5mm5mm；安装间距不超过d=300mm。每个固定块由1个M6的螺钉固定。1、固定块强度校核螺孔中心至固定块受力顶端的距离L=17mm，至另一侧的距离L1=25mm。固定块的净截面比：固定块的截面惯性矩：I= .t3 =53=458.3333(mm4)固定块的截面抵抗矩：Wmin=183.3333(mm3)固定块承受荷载的面积为：A= =0.225(m2)固定块承受荷载设计值为：P=1.5A.W合 =1.5 0.2252.40311000=811.0462 (N)固定块承受荷载标准值为：PK=1.5A.WK合 =1.5 0.2251.72341000=581.6475 (N)固定块承受弯矩值为：M=811.046217= 13787.7852(N.mm)固定块的最大应力值为：s= = = 75.2061(N/mm2)85.5N/mm2可见固定块的强度满足设计要求。2、固定块刚度校核固定块的最大挠度为：u=0.0297(mm) P0可见其强度满足设计要求。六、横梁与立柱连接计算 综合考虑幕墙所处位置的标高、分格尺寸等因素，对下列不利处进行横梁与立柱连接强度计算。该处幕墙位于主楼，标高为99.4m，幕墙自重按GK/A=400N/m2计；设计荷载为W合= 2.4031kN/m2。幕墙分格宽度B=1500mm，横梁上分格高度H1=2100mm。 下分格高度H2=450mm。 立柱材料为铝合金(6063-T5)，局部壁厚为2.5mm。横梁材料为铝合金(6063-T5)，局部壁厚为2.5mm。角码材料为铝合金(6063-T5)，壁厚为3mm。角码由2个M5的螺钉与立柱连接，螺钉承受水平和垂直组合剪切力作用。1、荷载计算(1)、水平荷载：横梁上分格块传到横梁上的力为：N1上=675.8719(N)横梁下分格块传到横梁上的力为：N1下=344.6947(N)从而，N1= N1上+N1下=1020.567(N) (2)、垂直荷载：N2=1.2B/2H1GK/A=1.21500/2210040010-6=756(N)(3)、组合荷载：=1270.076(N)2、与立柱相连接的螺钉个数n1计算，立柱的局部承压校核：(1)、每个螺钉的承载力：NbV =1193.116(N)n1=1.06(个)，取n1=2个。(2)、立柱局部承压能力：NbC= n1. d.t.120=253120=3600(N)N=1270.076(N) (3)、角码局部承压能力：NbC= n1. d.t.120=253120=3600(N)N=1270.076(N)可见，横梁与立柱的连接满足设计要求七、立柱与支座连接计算 综合考虑幕墙所处位置的标高、分格尺寸等因素，对下列不利处进行立柱与支座连接强度设计计算。该处幕墙位于主楼，标高取为99.4m，幕墙自重按GK/A=400N/m2计；设计荷载为W合= 2.4031k N/m2。幕墙分格宽度B=1500mm，楼层高度为H=3900mm。立柱材料为铝合金(6063-T5)，局部承压强度为120N/mm2，立柱连接处壁厚t1=5mm。支座材料为钢材(Q235.t16mm)，局部承压强度为305N/mm2，支座壁厚t2=8mm。立柱的固定方式为双系点，即立柱左右两侧均与支座连接。立柱与支座的连接螺栓：2个M12 。1、荷载计算水平荷载：N1=2.40311500390010-3=14058.13(N)垂直荷载：N2=1.24001500390010-6=2808(N)组合荷载：=14335.83(N)2、螺栓个数计算每个螺栓的承载力：NbV=2=19249.75(N)n=0.744(个)，取2个。3、局部承受能力校核立柱局部承压能力：NbC=22125120=28800(N)14335.83(N)支座承局部压能力：NbC=22128305=170880(N)14335.83(N)可见立柱与支座的连接设计安全。八、支座计算综合考虑幕墙所处位置的标高、分格尺寸等因素，对下列不利处进行支座强度设计计算。该处支座幕墙位于主楼，标高取为99.4m，幕墙自重按Gk/A=400N/m2计；设计荷载为W合= 2.4031k N/m2。幕墙分格宽度B=1500mm，楼层高度为H=3900mm。选用的支座为125x80x8mm 角钢，其材质为钢材(Q235.t16mm)；支座端部的横截面积A0=800mm2，横截面抵抗矩Wmin=13333mm3。立柱的固定方式为双系点，即立柱左右两侧均与支座连接。幕墙立柱连接螺栓的中心离支座端部横截面形心的水平距离d1=85mm，垂直距离d2=25mm。1、荷载计算单独一个支座承受如下荷载：水平荷载：N= BHW合/2 = 1500390010-6 2.4031103/2 =7029.067(N)垂直荷载：V= BH1.2Gk/A /2 = 1500390010-6 1.2400 /2 =1404(N)支座端部横截面所受最大弯矩值为：M= Nd2 +Vd1 =7029.06725+140485 =295066.7(N.mm)2、支座强度校核：正应力:s=+ = + =29.8631(N/mm2)f=215 N/mm2组合应力:s合= = =30.0174(N/mm2)1.1f=236.5 N/mm2可见支座的设计安全。九、支座与埋件连接计算 综合考虑幕墙所处位置的标高、分格尺寸等因素，对下列不利处进行支座与埋件连接强度设计计算。该处连接位于主楼石材幕墙，标高取为99.4m，幕墙自重按GK/A=400N/m2计；设计荷载为W合= 2.4031kN/m2。幕墙分格宽度B=1500mm，楼层高度为H=3900mm。立柱的固定方式为双系点，即立柱左右两侧均与支座连接。支座材质为钢材(Q235.t16mm)，与预埋件采用直角焊缝焊接，焊脚高为5mm(焊脚高度在计算时乘0.7)，一个支座的焊接焊缝的有效计算横截面积A0=676mm2，抵抗矩Wmin=18209mm3。幕墙立柱连接螺栓的中心离支座端部焊缝横截面形心的水平距离d1=85mm，垂直距离d2=25mm。1、荷载计算单独一个支座的焊接焊缝承受如下荷载：水平荷载：N=BHW合/2 =1500390010-6 2.4031103/2=7029.067(N)垂直荷载：V= BH1.2GK/A/2=1500390010-61.2400 /2=1404(N)焊缝受到的最大弯矩值为：M= Nd2 +Vd1 =7029.06725+140485 =295066.7(N.mm)2、焊缝强度的校核：s合= = = =21.90399(N/mm2)0.7时,取0.7)aV=0.6687从而，取aV=0.6687AS=+ +=+ + =107.2271(mm2)AS= += +=129.0083(mm2)可见，所需锚筋最小截面积为：129.0083(mm2)3.法向压力校核按规范要求法向压力N0.5fc.A，即：14058.13(N) 129.0083(mm2)十一、立柱伸缩缝设计计算立柱材料为铝材6063-T5。立柱在年温差影响下的最大变形量为：DL =a.DT.L=0.0000235803400=6.392(mm)其中，a 为铝材的线膨胀系数，0.0000235；DT年最大温差80；L 立柱最大长度3400mm。考虑误差为5mm，取立柱伸缩缝为20mm，20-5=15mmDL=6.392mm可见伸缩缝适应年温差变化。第五章 石材幕墙计算一、立柱计算 根据大厦的建筑结构特点，幕墙立柱悬挂在建筑主体结构上，如图所示。综合考虑幕墙标高、幕墙的横向分格宽度、所选立柱型材、楼层高度以及对立柱的固定方式，以下列情况最为不利，须作立柱强度和刚度的校核。（一）、第一处立柱计算1、部位要素该处立柱位于石材幕墙大面部份，最大计算标高按 m计，幕墙结构自重Gk/A= N/m2，幕墙横向计算分格宽度B= mm。2、力学模型该处每条立柱与主体结构通过两个钢支座相连，层高L= mm，钢支座跨距分别为b= mm，a= mm；采用双跨梁力学模型，如图所示。3、荷载确定按该处幕墙横向分格宽度B，取出一个纵向的计算单元，立柱受均布载作用，对类地区，该处风压高度变化系数取：mz= ；阵风系数取：bgz =1.6029 ；体型系数取：ms= 1.2 。(参考建筑结构荷载规范第41页。)根据公式(2.1)(2.6)可得：WK=1.6029=(KN/m2)W=1.4WK=(KN/m2)取地震动力放大系数：bE = 5 qEk=5/1000 =(KN/m2)qE=1.3qEK=(KN/m2)WK合=1.0+0.6 =(KN/m2)W合=1.0+0.6 =(KN/m2)从而，作用于立柱上的线荷载标准值和设计值分别为:qK=/1000=(N/mm)q=/1000=(N/mm)4、幕墙钢立柱（1）参数:该处幕墙的立柱的横截面参数如下:主惯性矩： I= mm4净截面面积： A= mm2弯矩作用方向的净截面抵抗矩：Wmin= mm3型材壁厚： t= mm型材材料为： ；强度设计值为： f= N/mm2；弹性模量为： E= N/mm2。5、立柱强度校核根据规范，幕墙立柱截面最大应力满足：式中： smax 立柱中的最大应力 (N/mm2) N 立柱中的拉力设计值 (N) A0 立柱净截面面积 (mm2) M 立柱弯矩设计值 (N.mm) g 塑性发展系数，取为1.05； W 弯矩作用方向的净截面抵抗矩；(mm3)根据结构力学可得A、B、C各支座反力分别为： (N) (N) (N)该处立柱跨中弯矩最大值位于AB段，弯矩方程为：令弯矩的一阶导数M(z)=0,得跨中弯矩最大值位置：(mm)从而跨中最大弯距： (N.mm)该处立柱中间支座B的负弯矩为：(N.mm)可见，立柱弯矩设计值为：(N.mm)立柱承受拉力设计值为：错误! 未定义书签。= 1.2/1000000 = (N)则立柱中最大正应力为：(N/mm2)可见：所选立柱的强度满足设计要求。6、立柱刚度校核根据规范在作立柱的刚度校核时，采用荷载的标准值，因此下面采用支座反力Ra、Rb、Rc的值时应乘上系数qk/q。立柱的最大挠度位于AB段，AB段的挠曲方程为：令u(z)的一阶导数u(z)=0，可得最大挠度的位置：mm把z0代回挠曲线方程，得到幕墙立柱最大挠度： (mm)根据规范对立柱刚度要求，立柱的最大允许挠度,即， mm可见，umaxu所选立柱的刚度满足设计要求。（二）、第二处立柱计算1、部位要素该处立柱位于幕墙边角部位，最大计算标高按 m计，幕墙结构自重Gk/A= N/m2，幕墙横向计算分格宽度B= mm。2、力学模型该处每条立柱与主体结构通过两个钢支座相连，层高L= mm，钢支座跨距分别为b= mm，a= mm；采用双跨梁力学模型，如图所示。3、荷载确定按该处幕墙横向分格宽度B，取出一个纵向的计算单元，立柱受均布载作用，对类地区，该处风压高度变化系数取：mz= ；阵风系数取：bgz =1.6029 ；体型系数取：ms= 2 。(参考建筑结构荷载规范第41页。按墙角边取，-1.8（外面）+（-0.2）（内表面）,故取2.0)根据公式(2.1)(2.6)可得：WK=1.6029=(KN/m2)W=1.4WK=(KN/m2)取地震动力放大系数：bE = 5 qEk=5/1000 =(KN/m2)qE=1.3qEK=(KN/m2)WK合=1.0+0.6 =(KN/m2)W合=1.0+0.6 =(KN/m2)从而，作用于立柱上的线荷载标准值和设计值分别为:qK=/1000=(N/mm)q=/1000=(N/mm)4、幕墙钢立柱（2）参数:该处幕墙的立柱的横截面参数如下:主惯性矩： I= mm4净截面面积： A= mm2弯矩作用方向的净截面抵抗矩：Wmin= mm3型材壁厚： t=4 mm型材材料为： ；强度设计值为： f= N/mm2；弹性模量为： E= N/mm2。5、立柱强度校核根据规范，幕墙立柱截面最大应力满足：式中： smax 立柱中的最大应力 (N/mm2) N 立柱中的拉力设计值 (N) A0 立柱净截面面积 (mm2) M 立柱弯矩设计值 (N.mm) g 塑性发展系数，取为1.05； W 弯矩作用方向的净截面抵抗矩；(mm3)根据结构力学可得A、B、C各支座反力分别为： (N) (N) (N)该处立柱跨中弯矩最大值位于AB段，弯矩方程为：令弯矩的一阶导数M(z)=0,得跨中弯矩最大值位置：(mm)从而跨中最大弯距： (N.mm)该处立柱中间支座B的负弯矩为：(N.mm)可见，立柱弯矩设计值为：(N.mm)立柱承受拉力设计值为：错误! 未定义书签。= 1.2/1000000 = (N)则立柱中最大正应力为：(N/mm2)可见：所选立柱的强度满足设计要求。6、立柱刚度校核根据规范在作立柱的刚度校核时，采用荷载的标准值，因此下面采用支座反力Ra、Rb、Rc的值时应乘上系数qk/q。立柱的最大挠度位于AB段，AB段的挠曲方程为：令u(z)的一阶导数u(z)=0，可得最大挠度的位置：mm把z0代回挠曲线方程，得到幕墙立柱最大挠度： (mm)根据规范对立柱刚度要求，立柱的最大允许挠度,即， mm可见，umaxu所选立柱的刚度满足设计要求。二、横梁计算 综合考虑横梁所处位置的标高、幕墙的横向分格宽度、所选横梁型材，以下列情况最为不利，须作横梁强度和刚度的校核。1、部位基本参数 该处横梁位于石材幕墙；最大标高为 m；饰面材料为，横梁所受到的重力取为GK/A= N/m2；横梁的计算长度取B= mm；幕墙的纵向分格高度mm。2、力学模型 横梁与立柱相接，相当于两端简支。在幕墙平面内，横梁受到饰面板材的重力作用，可视为均布线荷载qG；qG=1.2 GK/A.H =1.2900 900/106= 0.972(kN/m)在幕墙平面外，横梁受到风压等荷载作用，其受力面积为上左图阴影部分；其中q是阴影面积承受的最大设计线荷载；q= 1.1516(kN/m)，相应的最大标准线荷载：qK=0.8295 (kN/m)因此横梁是一个双弯构件。3、幕墙钢横梁（1）参数:该处幕墙横梁的横截面参数如下:横截面积： A= mm2横截面X-X惯性矩： IX= mm4横截面X-X最小抵抗矩： WX= mm3横截面Y-Y惯性矩： IY= mm4横截面Y-Y最小抵抗矩： WY= mm3横梁的材料为： 钢材(Q235.t20mm)其强度设计值为： f= N/mm2；其弹性模量为： E= N/mm2。4、横梁强度校核根据规范，幕墙横梁截面最大应力满足：式中： smax 横梁中的最大应力 (N/mm2)MX 绕X轴(幕墙平面内方向)的弯矩设计值 (N.mm)MY 绕Y轴(垂直幕墙平面方向)的弯矩设计值 (N.mm)g 材料塑性发展系数，取为1.05；(N.mm)(N.mm)则： (N/mm2)可见：所选横梁的强度满足设计要求。5、横梁刚度校核(mm)式中： umaxY 横梁在幕墙平面外的最大挠度；(mm) qk 横梁承受的标准线荷载；(N/mm) B 横梁长度；(mm) E 横梁材料的弹性模量；(N/mm2) IY 横梁横截面主惯性矩(对Y-Y轴)；(mm4) 横梁在幕墙