玻璃幕墙标准计算书

1、工程设计计算书一总述1.计算依据s建筑幕墙JG3035-1996s玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-96s金属、石材幕墙工程技术规范JGJ133-2001s建筑结构荷载规范GB50009-2001s建筑抗震设计规范GB50011-2001s民用建筑热工设计规范GB50176-93s建筑玻璃应用技术规程JGJ113-94s钢结构设计规范GBJ17-88s建筑幕墙物理性能分级GB/T15225-94s建筑幕墙风压变形性能测试方法GB/T15227-94s建筑用硅酮结构密封胶GB16776-97s绝热用岩棉、矿棉及其制品GB/T11835-98s建筑结构静力计算手册s铝窗制造李之毅、苑建华等著s 其

2、它资料（根据实际工程适当增减）2.荷载计算 作用在幕墙上的风荷载标准值按下式计算：风荷载.mcd WkgZSZWO 式中：Wk作用在幕墙上的风荷载标准值（KNm2）； gZ高度z处的阵风系数，查表7.5.1； S风荷载体型系数，查表7.3.1； Z风压高度变化系数，查表7.2.2； WO基本风压，查表附录D.4按50年一遇取值。 本处系数取值按照建筑结构荷载规范GB50009-2001规定。 地震作用按下式计算 QEEmaxG 式中：QE作用于幕墙平面外水平地震作用（KN）； G 幕墙构件的重量（KN）； max水平地震影响系数最大值； E动力放大系数。 荷载分项系数和组合系数的确定 根据建筑

3、结构荷载规范（50009-2001）及玻璃幕墙工程技术规范之精神，结合本工程的地区地理环境，建筑特点以及幕墙的受力情况，各分项系数和组合系数选择如下： 强度计算时 分项系数 组合系数 重力荷载，g取1.2 风荷载 ，w取1.4 风荷载， w取1.0 地震作用，E取1.3 地震作用，E取0.6 温度作用，T取1.2 温度作用，T取0.2 刚度计算时 分项系数 组合系数 均按1.0采用 风荷载，w取1.0 地震作用，E取0.6 温度作用，T取0.2 荷载和作用效应按下式进行组合： SgSgwwSwEESETTST 式中：S荷载和作用效应组合后的设计值； Sg重力荷载作为永久荷载产生的效应； Sw,

4、SE,ST分别为风荷载，地震作用和温度作用作为可变荷载和作用产生的效应； g,w,E,T各效应的分项系数； w,E,T分别为风荷载，地震作用和温度作用效应的组合系数。 幕墙计算按最不利荷载组合。3.幕墙所用材料的力学性能3.1玻璃的强度设计值fg(N/mm2)类型厚度（mm）强度设计值fg大面上的强度边缘强度普通玻璃528.019.5浮法玻璃51228.019.5151924.017.02020.014.0钢化玻璃51284.058.8151972.050.42059.041.33.2铝合金型材的强度设计值fa(N/mm2)铝合金牌号状态强度设计值fa受拉、受压受剪局部承压6061T485.5

5、49.6133T6190.5110.51996063AT5124.472.2150T6147.785.71726063T585.549.6120T6140.081.21613.3铝单板的强度设计值fa(N/mm2)牌号试样状态厚度t mm抗拉强度抗剪强度2A11（LY11）T42（MCZ）0.5-2.9129.575.12.9t10.0136.579.22A12（LY12）T42（MCZ）0.5-2.9171.599.52.9t10.0185.5107.67A04（LC4）T62（MCS）0.5-2.9273.0158.42.9t10.0287.0166.57A09T620.5-2.9273.

6、0158.42.9t10.0287.0166.53.4铝塑复合板的强度设计值fa(N/mm2)板厚t（mm）抗拉强度fa2t抗剪强度fa2v470203.5蜂窝铝板的强度设计值fa(N/mm2)板厚t（mm）抗拉强度fa3t抗剪强度fa3v20蜂窝铝板的强度设计值fa(N/mm2)板厚t（mm）抗拉强度fa3t密度（KN/m3）251805.51033.7千思板的强度设计值(N/mm2)板厚（mm）抗弯强度ft弹性模量 E811080003.8花岗石板的强度设计值fa(N/mm2)抗折强度试验值fgk抗拉抗剪1716151413121110988.07.57.06.56.1

7、3.02.11.9注：抗折强度试验值fgk小于8 N/mm2的花岗岩板材不得用于幕墙。3.5钢材的强度设计值fS(N/mm2)钢材牌号厚度或直径d（mm）抗拉、抗弯、抗压抗剪端面承压Q235d1621512532516d4020512040d602001153.6结构硅酮密封胶的强度f1、f2(N/mm2)结构硅酮密封胶短期强度允许值f10.2 N/mm2结构硅酮密封胶长期强度允许值f20.01 N/mm23.7不锈钢螺栓强度设计值：类别组别性能等级b抗拉抗剪A（奥氏体）A1、A250500230175A3、A470700

8、320245A5808003702803.8焊缝的强度设计值：焊接方法和焊条型号构件钢材对接焊缝角焊缝钢号组别厚度或直径（mm）受压受拉和受弯受剪受拉、受压和受剪一级二级三级自动焊、半自动焊和E433XX型焊条的手工焊Q235第1组第2组第3组215200190215200190185170160125115110160160160自动焊、半自动焊和E50XX型焊条的手工焊Q3451617-2526-36315300290315300290270255245185175170200200200自动焊、半自动焊和E55XX型焊条手工焊Q3901617-2526-36350335320350335

9、3203002852702051951852202202204.结构安全系数金属与石材幕墙工程技术规范JGJ133-2001中幕墙材料力学性能的总安全系数取值如下：铝合金型材的总安全系数K取为1.8。铝板的总安全系数K取为2.0。钢材（包括不锈钢材）的总安全系数K取为1.55。玻璃的总安全系数K取为2.5。花岗岩板是天然材料，材性不均匀，强度较分散，又是脆性材料。所以一般情况下总安全系数按K3.0考虑，石材剪切强度取为弯曲强度的50%。结构硅酮密封胶总安全系数取为5.0。二面板计算1.四边支撑板计算 WWWkEEEkfg式中: 板中应力设计值 Wk、Ek 风荷载、地震作用在板中产生应力的标准值

10、 W、E 相应的分项系数，分别取1.4，1.3 W、E 相应的组合值系数，分别取1.0，0.6 Wk 61Wka2 / t2 Ek 1.261qek a2 / t2 式中: 折减系数，按qL4/Et4计算后，查表7h取用。 1弯矩系数，按不同泊松比不同支撑条件在金属、石材、点式连接玻璃幕墙技术表7中查取； a 板短边长度，(mm)； t 板的厚度，（mm）；简明板弯矩计算参数选用表板的类型板的属性计算跨度内力分析部位控制截面泊松比弯矩系数表两边支承板单向板实际跨度跨中弯矩跨中弯矩不分泊松比固定取0.125四边支承板四边简支双向板短边跨中弯矩跨中弯矩按不同泊松比表7a加肋板双向板短边支座弯矩支座

11、弯矩不分泊松比表7bf四角支承板有自由边长边四边弯矩边弯矩按不同泊松比表7g注：加肋板：周边为简支边，中肋支承线为固定边，划分为：对边简支对边固定；三边简支一边固定；邻边简支邻边固定；三边固定一边简支；四边固定五种。 支座弯矩：当肋两侧板跨度不同时，先分别计算弯矩，再将（M支（i）M支（j）/2作为校核弯矩。当肋两侧板跨度相同、支承条件不同时，可将弯矩系数平衡（M0（i）M0（j）/2后计算支座弯矩。 表7a 0.10.33a/b f m0.500.010130.098680.099980.100850.101720.102240.550.009400.091830.0

12、93400.094450.095500.096130.600.008670.085030.086840.088050.089260.089990.650.007960.078390.080420.081780.083130.083940.700.007270.072000.074220.075700.077180.078070.750.006630.065960.068340.069930.071510.072460.800.006030.060280.062780.064450.066120.067120.850.005470.054950.057560.059300.061040.0620

13、80.900.004960.050080.052760.054550.056340.057410.950.004490.045550.048290.050100.051920.053011.000.004060.041400.044160.046000.047840.04894 表7b 0.10.33a/b f m m x00.500.005040.082030.082920.083510.084110.08446-0.12120.550.004920.077360.078470.079210.079960.08040-0.11870.600.004720.072660

14、.073980.074860.075750.07627-0.11580.650.004480.067980.069490.070500.071510.07212-0.11240.700.004220.063410.065100.066230.067350.06803-0.10870.750.003990.058870.060710.061940.063170.06390-0.10480.800.003760.054490.056470.057790.059110.05990-0.10070.850.003520.050340.052440.053840.055240.05607-0.09650

15、.900.003290.046450.048640.050100.051560.05244-0.09220.950.003060.042720.044980.046490.048000.04890-0.08801.000.002850.039260.041570.043110.044660.04558-0.0839b/a f m m x01.000.002850.039260.041570.043110.044660.04558-0.08390.950.003240.041820.044260.045890.047520.04849-0.08820.900.003680.044450.0470

16、30.048750.050470.05150-0.09260.850.004170.047190.049910.051730.053540.05463-0.09700.800.004730.049990.052870.054790.056710.05786-0.10140.750.005360.052820.055860.057890.059920.06113-0.10560.700.006050.055660.058880.061030.063170.06446-0.10960.650.006800.058480.061880.064150.066420.06778-0.11330.600.

17、007620.061440.065040.067440.069840.07127-0.11660.550.008480.064470.068260.070790.073320.07483-0.11930.500.009350.067340.041320.073980.076630.07822-0.1215 表7c 0.10.33a/b f m m x00.500.002610.070240.070960.071440.071920.07220-0.08430.550.002590.066590.067480.068080.068670.06903-0.08400.600

18、.002550.062880.063940.064650.065360.06579-0.08340.650.002500.059150.060380.061200.062020.06251-0.08260.700.002430.055400.056780.057700.058620.05917-0.08140.750.002360.051830.053350.054360.055380.05598-0.07990.800.002280.048330.049970.051060.052160.05281-0.07820.850.002200.044960.046710.047880.049040

19、.04974-0.07630.900.002110.041820.043660.044890.046120.04685-0.07430.950.002010.038790.040700.041980.043250.04402-0.07211.000.001920.035940.037910.039230.040540.04133-0.0698b/a f mm x01.000.001920.035940.037910.039230.040540.04133-0.06980.950.002230.038760.040830.042210.043600.04442-0.07460.900.00260

20、0.041740.043920.045380.046830.04770-0.07970.850.003030.044840.047140.048680.050210.05113-0.08500.800.003540.048060.050500.052130.053750.05473-0.09040.750.004130.051370.053960.055690.057420.05845-0.09590.700.004820.054660.057420.059260.061110.06221-0.10130.650.005600.057830.060790.062760.064740.06592

21、-0.10660.600.006740.060890.064060.066180.068290.06956-0.11140.550.007430.063630.067030.069300.071570.07293-0.11560.500.008440.066030.069670.072100.074530.07599-0.1191 表7d0.10.33a/b f m m x0 m y00.500.004710.078280.079440.080210.080990.08145-0.1179-0.07860.550.004540.073370.074730.075640.

22、076550.07709-0.1140-0.07850.600.004290.068470.070010.071040.072070.07268-0.1095-0.07820.650.003990.063590.065290.066430.067560.06824-0.1045-0.07770.700.003680.058820.060660.061890.063120.06385-0.0992-0.07700.750.003400.054070.056030.057340.058650.05943-0.0938-0.07600.800.003130.049550.051620.053000.

23、054380.05521-0.0883-0.07480.850.002860.045310.047470.048910.050360.05122-0.0829-0.07330.900.002610.041380.043610.045100.046590.04748-0.0776-0.07160.950.002370.037650.039930.041450.042970.04388-0.0726-0.06981.000.002150.034260.036570.038110.039660.04058-0.0677-0.0677 表7e 0.10.33a/b f m m

24、x0 m y00.500.002580.070340.071330.071990.072650.07304-0.0836-0.05690.550.002550.066440.067580.068340.069100.06955-0.0827-0.05700.600.002490.062470.063770.064640.065510.06603-0.0814-0.05710.650.002400.058470.059920.060890.061860.06244-0.0796-0.05720.700.002290.054490.056080.057140.058200.05883-0.0774

25、-0.05720.750.002190.050590.052290.053430.054560.05524-0.0750-0.05720.800.002080.046760.048560.049760.050970.05169-0.0722-0.05700.850.001960.043090.044980.046240.047500.04825-0.0693-0.05670.900.001840.039710.041660.042960.044270.04505-0.0663-0.05630.950.001720.036450.038460.039800.041140.04194-0.0631

26、-0.05581.000.001600.033380.035430.036800.038170.03899-0.0600-0.0550b/a f m m x0 m y01.000.001600.033380.035430.036800.038170.03899-0.0600-0.05500.950.001820.035770.037910.039340.040770.04162-0.0629-0.05990.900.002060.038230.040460.041950.043440.04433-0.0656-0.06530.850.002330.040730.043060.044610.04

27、6170.04710-0.0683-0.07110.800.002620.043280.045700.047310.048930.04989-0.0707-0.07720.750.002940.045890.048410.050090.051770.05277-0.0729-0.08370.700.003270.048500.051110.052850.054590.05563-0.0748-0.09030.650.003650.051080.053770.055560.057360.05843-0.0762-0.09700.600.004030.053590.056350.058190.06

28、0030.06113-0.0773-0.10330.550.004370.055940.058760.060640.062520.06364-0.0780-0.10930.500.004630.058160.061020.062930.064830.06597-0.0784-0.1146 表7f 0.10.33a/b f m m x0 m y00.500.002530.069580.070370.070900.071430.07175-0.0829-0.05700.550.002460.065510.066510.067180.067840.06824-0.0814-0

29、.05710.600.002360.061340.062530.063330.064120.06460-0.0793-0.05710.650.002240.057040.058410.059330.060240.06079-0.0766-0.05710.700.002110.052760.054290.055370.056340.05695-0.0735-0.05690.750.001970.048590.052070.051390.052510.05318-0.0701-0.05650.800.001820.044590.046380.047580.048770.04949-0.0664-0

30、.05590.850.001680.040750.042640.043900.045160.04592-0.0626-0.05510.900.001530.037120.039080.040390.041700.04248-0.0588-0.05410.950.001400.033750.035760.037100.038440.03924-0.0550-0.05281.000.001270.030600.032640.034000.035360.03618-0.0513-0.0513 应力与挠度折减系数 表7h510204060801001.000.960.920.840.780.730.6

31、81201502002503003504000.650.610.570.540.520.510.52.四角支撑板计算1) 按下式计算：引自张芹金属、石材、点式连接玻璃幕墙技术 WWWkEEEkc受力状态：横梁是双向受弯构件，在水平方向由板传来风力、地震力；在竖直的方向由板和横梁自重产生竖向弯距，见图5-14。图 5-14 横梁双向受弯2.强度计算 MxWxMyWyfa 式中:Mx 横梁绕x轴(垂直于幕墙平面方向)的弯距设计值(Nmm)； My横梁截面绕y轴(幕墙平面内方向)幕墙平面内方向的弯距 设计值(Nmm)； Wx横梁截面绕x轴(垂直于幕墙平面方向）的截面抵抗矩（mm3) Wy横梁截面绕y

32、轴(幕墙平面内方向）的截面抵抗矩（mm3) 塑性发展系数，可取为1.05； fa铝型材受拉强度设计值(N/mm2)3.刚 度计算：玻璃板材支承在横梁和立柱上，组成幕墙平面。在风力和地震力作用下，横梁和立柱会产生挠曲。竖向荷载使横向产生竖向挠度。如果它们的挠度过大，幕墙变形过大，则会使幕墙物理性能（抗雨水渗漏、抗空气渗透等）受到损害，甚至使玻璃破碎，因此应当验算横梁和立柱的挠度。 横框的许用挠度 fB/18020mm. 水平方向的挠度(风荷载和地震作用)BH时 fqykB4120EIX (三角形荷载) BH时 f5qykB4384EIx (矩形荷载) qyk(1.0WK0.6 qey) B 式中

33、： E弹性模量，铝合金0.7105（N/mm2）； qyk荷载组合值（KN/m）； 竖直方向的挠度 （自重） f5qxkB4384EIY 实际刚度计算先选横框，通过许用挠度f算出Ixmin、Iymin来核算所选择的横框是否符合。注：石材幕墙横框计算应单独考虑，且应考虑扭转影响。 对于T形、角形、十字形截面，因为翘曲常数太小，可不考虑翘曲弯矩影响，只验算最大纯扭转剪应力。 1.闭口截面：1=Mt/2At 2.开口截面：2=Mtt/Ik式中：Mt 计算外扭矩 A闭口截面壁厚中心线所围成的面积 t计算截面处的板件厚度 Ik 抗扭惯性矩 k为形状系数，角形取1.0，T形取1.15， 槽形取1.12，工

34、字形取1.25。四幕墙竖框的计算 立柱通常为偏心受拉构件，应避免设计成偏心受压构件，受压时容易丧失稳定。立柱的轴向力由板、横梁的重量和立柱的重量产生；立柱的弯矩由横梁传来的（有时由板材直接传来）的风力和地震力产生。1、 受力模型: 简支梁：竖框上端悬挂在与建筑物连接的转接件上，下部固定在下层竖框伸出的铝插芯上（见图a）. 双跨梁：竖框与建筑物的固定点比简支梁模型多一个（见图b）. 多跨铰接连续静定梁：底层竖框的上端悬挑于固定点之上一定长度，第二层竖框的下端通过铝插芯与底层竖框连接，其上端也悬挑一定长度，其余层依次同样安装（见图c）。 多跨铰接连续一次超静定梁：双跨梁竖框上端带有一个悬挑端，其安

35、装方式同多跨铰接连续静定梁（见图d）。注：、中连接件中心与竖框上端头距离a按设计要求定，宜取层间高的1/7，不应超过1/6。2、 计算模型选用原则 当楼面梁截面高度足够（或楼层间有辅助支撑结构）可以布置两个支点时，应优先采用多跨铰接连续一次超静定梁；其次采用双跨梁。 当楼面梁截面高度较小（或楼层间无辅助支撑结构）只能布置一个支点时，应优先采用多跨铰接连续静定梁；此情况原则上不采用简支梁进行竖框计算，除非工程有特殊要求，方采用简支梁计算模型。3、计算公式 简支梁计算公式a、 强度计算偏心受拉的玻璃幕墙竖框:NA0M（W）fa偏心受压的玻璃幕墙竖框: (尽量不要采用此模型)N（1A0）M（W）fa

36、 其中：N1.2G M18q强度L2 q强度qB q1.41.0Wk1.30.6qey 式中：M竖框弯矩设计值 Nm； N竖框拉力设计值 N； A0竖框净截面面积 mm2； W在弯矩作用方向的净截面抵抗矩 mm3； 塑性发展系数，可取为1.05； fa铝型材的强度设计值， Nmm2； 1轴心受压构件的稳定系数，铝合金立柱的1值可通过试验确定； G幕墙构件的重量 KN； L 计算层间高 m； B 分格宽 m； T 玻璃厚度 m； q强度 竖框所受线荷载 KN/m q 强度荷载组合 qey 作用于幕墙平面外水平分布地震作用KNm2；b、刚度计算 f5q刚度yL4384EIx q刚度yqyB qy1Wk0.6qey fB/18020mm 式中：q刚度y在矩形荷载作用下竖框所受线荷载和作用； q