拉索点式玻璃幕墙结构计算

1、联通石家庄通信综合枢纽楼幕墙设计计算书第四章、拉索点式玻璃幕墙结构计算A、点玻面板计算一、基本参数工程所在地：北京市幕墙计算标高：35.0 m玻璃最大设计分格：B×H=1.8×2.08 mB：玻璃宽度H：玻璃高度设计地震烈度：8度地面粗糙度类别：C类二、荷载计算1、风荷载标准值WK: 作用在幕墙上的风荷载标准值 (KN/m2)gz: 瞬时风压的阵风系数: 取1.797按建筑结构荷载规范GB50009-2001表7.5.1s: 风荷载体型系数: 取1.2按玻璃幕墙工程技术手册JGJ102-2003第5.2.1条z: 风荷载高度变化系数: 1.069按建筑结构荷载规范GB500

2、09-2001表7.2.1北京基本风压W0=0.45 KN/m2， WK =gzsz W0=1.797×1.2×1.069×0.45=1.037 KN/m2 1.0 KN/m2取WK=1.037 KN/m22、风荷载设计值W: 风荷载设计值 (KN/m2)rw: 风荷载作用效应的分项系数：1.4W= rw×Wk=1.4×1.037=1.452 KN/m23、玻璃幕墙构件重量荷载GAK: 玻璃幕墙构件自重标准值8+8+12A+8 mm厚钢化玻璃面荷载标准值（8+8+8）×25.6=614.4 N/m2考虑驳接头及部件面荷载标准值 80

3、N/m2GAK=614.4+80=694.4 N/m2取 GAK=0.75 KN/m2GK: 每个单元玻璃幕墙构件(包括玻璃和接头)的重量B: 玻璃幕墙分格宽: 1.8 mH: 玻璃幕墙分格高: 2.08 m4、地震作用qEK : 垂直于幕墙平面水平地震作用标准值E: 动力放大系数: 可取5.0，max: 水平地震影响系数最大值: 0.16 ，qEK= =5×0.16×0.75=0.6 KN/m25、荷载组合风荷载和地震作用水平分布设计值q=W·W·qW+E·E ·qEK=1.0×1.4×1.037+0.5

4、5;1.3×0.6=1.842 KN/m2风荷载和地震作用水平分布标准值qK=W ·qW+E ·qEK=1.0×1.037+0.5×0.6=1.337 KN/m2三、玻璃的选用与校核1、玻璃强度计算由于此部分幕墙与竖直方向成24O夹角，采用8+1.52PVB+8+12+8钢化夹胶中空玻璃；经过分析，在玻璃承受负风压时受力最不利，这里仅需要验算内片玻璃的强度和挠度。内片恒载标准值25.6*0.008=0.205 kpa，0.205×Sin24O0.083 kpa内片恒载设计值1.2×0.0830.1 kpa，内片玻璃上的风载标

5、准值1.037×1.1×512/(1024+512)=0.380 kpa内片玻璃上的风载设计值1.4×0.3800.532 kpa内片玻璃上地震作用标准值5×0.16×0.205×Cos24O0.15 kpa内片玻璃上地震作用设计值1.3×0.150.195 kpa计算玻璃强度采用下列荷载组合1.0×恒载设计值1.0×风载设计值0.5×地震作用设计值1.0×0.1+1.0×0.532+0.5×0.195=0.730 kpa计算玻璃挠度采用下列荷载组合1.0×

6、;恒载标准值1.0×风载标准值1.0×0.083+1.0×0.380=0.463 kpa玻璃按四点支承板计算玻璃承受水平风荷载和地震荷载作用校核依据: = 84 N/mm2q: 玻璃所受荷载组合设计值C：玻璃孔边距 150 mmLx:玻璃长边孔距Lx=H-2×C=2080-2×150=1780 mmLy:玻璃短边孔距Ly=B-2×C=1800-2×150=1500 mmt: 玻璃的计算厚度: 8 mm1: 四点支承玻璃面板的应力系数由边长比，得:m=0.144，=0.01955查表得：=0.9（1）: 四点支承玻璃面板跨中最

7、大弯曲应力值= = =28.1 N/mm2 =84 N/mm2玻璃的强度满足设计要求。3、玻璃的挠度校核校核依据：=29.6 mmE： 玻璃的弹性模量 7.2×104 N/mm2=3.2×106 N·mm：四点支承玻璃面板的挠度系数=25.6 mm =29.7 mm4、玻璃在自重作用下的挠度=4.6 mm =4.4 mm玻璃挠度符合设计要求。B、点玻拉索计算点式玻璃幕墙采用拉索式结构，水平荷载由竖向索桁架承受，自重荷载由承重索和竖向索桁架承受，索桁架高度H=4.16 m，矢高f0=0.52 m，横向分格B=1.8 m；钢索的强度标准值520 N/mm2。拉索张拉在

8、水平桁架上，桁架最大跨度为15.3m，上、下端均采用三角形桁架。一、设计荷载 q:水平面荷载设计值: 1.826 KN/m2qK:水平面荷载标准值: 1.325 KN/m2+q线:水平线荷载设计值q线= q ·B=1.826×1.578=2.881 KN/mqK线:水平线荷载标准值qK线= qK ·B=1.325×1.578=2.091 KN/mGK: 玻璃自重荷载标准值: 0.6 KN/m2G: 玻璃自重荷载设计值: 0.72 KN/m2二、受力计算1、钢索选择“代梁”跨中弯矩 M（L/2）= q线·H2/8=2.881×4.752

9、/8=8.125 KN·m水平作用产生的反推力 H（X）= M（L/2）/ f0=8.125/0.5=16.25 KN自重产生的反推力 H（Y）= G ·B·H=0.72×1.578×4.75=5.397 KN竖向索承受的拉力 T（Y）=5.397 KN索桁架钢索由水平作用产生的拉力 T（X）= H（X）/Cos6.56°=16.25/0.99345=16.36 KN预估钢绞线： 索桁架钢索 A0（X）=16.36×103/600=27.3 mm2 竖向索 A0（Y）=5.397×103/600=8.995 mm2

10、索桁架钢索选用 8， A（X）=38.18 mm2竖向索选用 6， A（X）=21.48 mm2预应力张拉控制值 con=0.16×1320=211.2 N/mm22、有效预应力失值锚具变形产生的损失值 L1=1×1.8×105/4750=37.9 N/mm2装置摩擦产生的损失值 L2=5%×211.2=10.6 N/mm2扣除第一批应力损失后钢索的有效预应力 P0（1）=211.2-37.9-10.6=162.7 N/mm2对支撑结构的反推力 H（1）=162.7×（2×38.18+21.48）=15.92 KN支撑支撑结构由于跨端

11、张拉产生的挠度160*100*6方通的惯性矩 I=57906475 mm4f1=PL3/3EI=15.62×103×5503/3×2.06×105×57906475=0.07 mm后一榀张拉支撑结构挠曲产生的预应力损失值L3= f1×1.8×105/H=0.07×1.8×105/4750=2.7 N/mm2索松弛产生的预应力损失值L4= 0支撑结构承受活荷载挠曲产生的预应力损失值L5= 1×1.8×105/H=1×1.8×105/4750=37.9 N/mm2总预应

12、力损失值 L=37.9+10.6+2.65+37.9=89.1 N/mm2 80 N/mm2有效预应力值 P0=211.2-89.1=122.1 N/mm23、索桁架强度验算由有效预应力产生的反推力 H0（X）=122.1×38.18×0.993=4.629 KN由反推力折算的均布线荷载 q0=8×4.629×0.5/4.75=0.821 KN/m钢索线刚变 EAL2/24=1.8×105×38.18×4.752/24=6461 KN钢索理论长度 L0=2375/0.993=2391.7 mm钢索预计伸长 L= 211.2&

13、#215;2391.7/1.8×105=2.8 mm钢索下料长度 L1=2391.7-2.8=2388.9 mm索桁架最终反推力设计值 由公式 HL-H0（X）=，采用渐进法解得 HL=15.853 KN钢索拉力 TL=15.957 KN承力索截面最大应力设计值 （X）=15.957×103/38.13 =418.5 N/mm2 600 N/mm2稳定索截面最大应力设计值 （Y）=5.397×103/21.48 =251.3 N/mm2 600 N/mm2连系杆压力 N=15.957×Sin6.56°×2=3.646 KN选用S01拉

14、索支撑杆，A=706.8 mm2 应力值=3.646×103/706.8=5.1 N/mm2拉索式桁架的强度满足设计要求。4、索桁架挠度验算qK线= qK ·B=1.325×1.578=2.091 KN/m由公式HLK-H0（X）=代入上述数值，采用渐进法解得 HLK=11.621 KN承力索终态矢高 f=507.5 mm索桁架挠度 f=507.5-500=7.5 mm相对挠度 f/L=7.5/4750=1/6331/250稳定索终态矢高 f1=500-7.5=492.5 mm稳定索终态长度 L2=（492.52+23752）1/2=2425.5 mm2388.9稳定索终态应力保有值 2=（2425.5-2388.9）×10-3×1.8×105/2391.7=2.8N/mm2C、支撑桁架的验算 点式幕墙受力时，并不是每一榀桁架同时达到最大值，取其最大值的0.7倍，悬臂梁在负风压作用下的应力与挠度最大，悬臂长度L=0.6 m。一、荷载计算悬臂梁承受水平荷载设计值P1=0.7×HLA×2 =0.7×15853+38.18×2.8=11.138 KN悬臂梁承受水平荷载标准值P1K=0.7×HLKA×2 =0.7×11621+38.