单元式幕墙设计计算书

1、单元式半隐框幕墙设计计算书单元式半隐框幕墙设 计 计 算 书一、工程概况工程名称: 建设地点: 山东省青岛市建筑物标高：20.0m建筑面积：主体结构形式：框架结构建筑物抗震设防烈度：7度本次设计范围：单元式半隐框幕墙。建设单位： 建筑设计单位： 二、设计计算依据1、建筑结构施工图2、标准规范：GB/T21086-2007 建筑幕墙JGJ102-2003 玻璃幕墙工程技术规范JGJ133-2001 金属与石材幕墙工程技术规范JGJ/T139-2001 玻璃幕墙工程质量检验标准JGJ113-2009 建筑玻璃应用技术规程GB50210-2001 建筑装饰装修工程质量验收规范GB50300-2001

2、 建筑工程施工质量验收统一标准GB50009-2001 建筑结构荷载规范GBJ50016-2002 建筑设计防火规范GB50057-2001 建筑物防雷击设计规范JGJ101-96 建筑抗震试验方法规程GB50011-2001 建筑抗震设计规范GB50017-2003 钢结构设计规范CECS 102：2002 门式钢架轻型房屋钢结构技术规程GB5237.16-2004 铝合金建筑型材GB/T15227-2007 建筑幕墙抗风压、气密、水密性能检测方法GB/T118250-2000 建筑幕墙平面内变形性能检测方法GB16776-2005 建筑用硅酮结构密封胶JG/T882-2001 幕墙玻璃接缝

3、用密封胶GB/14683-2003 硅酮建筑密封胶 JC486- 2001 中空玻璃用弹性密封剂 JC/T883-2001 石材幕墙接缝用密封胶 JC693-1998 热反射玻璃GB17841-1999 幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃GB 9962-1999 夹层玻璃GB/T 11944-2002 中空玻璃GB/T9963-1998 钢化玻璃GB/T18915.1-2002 镀膜玻璃 第一部分 阳光控制镀膜玻璃GB/T18915.2-2002 镀膜玻璃 第二部分 低辐射镀膜玻璃 JC/T915-2003 热弯玻璃 GB/T17748 铝塑复合板YS/T429.2-2000 铝幕墙板 氟碳喷涂铝单板

4、GB/T18600-2001 天然花岗石建筑板材GB/T9298-1988 平开铝合金窗执手GB/T9300-1988 铝合金窗不锈钢滑撑GB/T5277 紧固件 螺栓和螺钉GB/T818-2000 十字槽盘头螺钉GB3098.1-2000 紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱GB3098.2-2000 紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹GB3098.4-2000 紧固件机械性能 螺母 细牙螺纹 GB3098.5-2000 紧固件机械性能 自攻螺钉GB3098.6-2000 紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉、螺柱GB3098.15-2000 紧固件机械性能 不锈钢螺母GB/T16823.1-1997

5、螺纹紧固件应力截面积和承载面积 GB/T699-1999 优质碳素结构钢GB/T700-1988 碳素结构钢JGJ81-2002 建筑钢结构焊接技术规程GB14907-2002 钢结构防火涂料GB/T5117-1995 碳钢焊条GB/T5118-1995 低合金钢焊条幕墙工程手册 赵西安编著玻璃幕墙工程技术规范应用手册 陈建东主编建筑结构静力计算手册 第二版三、设计荷载及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。通过在幕墙的节点设计中预留一定的间隙，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，作用于垂直于立面幕墙的荷载

6、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。1、工程基本参数山东省青岛市 C类地区抗震7度设防工程所在位置标高20.0建筑结构类型：Du/H的限值=1/550。选用8+12A+8中空钢化镀膜玻璃玻璃的强度设计值：=84.0玻璃的重力体积密度：25.6 选用6063T5铝合金型材铝合金的强度设计值：抗拉压强度：=85.5 抗剪切强度：=49.6 铝合金的弹性模量：E=0.70×105 选用Q235钢材抗拉压强度：=215 抗剪切强度：=125钢材的弹性模量：E=2.05×105 2、场地类别划分根据地面粗糙度，场地可划分为以下类别：A类指近

7、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；3、风荷载计算建筑幕墙属于围护构件，根据GB50009-2001建筑结构荷载规范7.1.1-2，垂直于外表面上的风荷载标准值为：式中：风荷载标准值()；高度z处的阵风系数；按GB50009-2001建筑结构荷载规范7.5.1-1 k地面粗糙度调整系数 脉动系数 地面粗糙度指数其中K为地区粗糙度调整系数，f为脉动系数 A类场地 gz=0.92×(1+2f) 其中：f=0.387×(Z/10)-0.12 B类场地

8、 gz=0.89×(1+2f) 其中：f=0.5(Z/10)-0.16 C类场地 gz=0.85×(1+2f) 其中：f=0.734(Z/10)-0.22 D类场地 gz=0.80×(1+2f) 其中：f=1.2248(Z/10)-0.3 风荷载体型系数；根据建筑物及幕墙在建筑物的位置按GB50009-2001建筑结构荷载规范3.2.3选取；风压高度变化系数；根据地面粗糙度指数及梯度风高度，即可得风压高度变化系数：A类场地 B类场地 C类场地 D类场地 工程所在地区50年一遇最大风压()。4、地震作用计算其中：水平地震作用标准值动力放大系数，按5.0取定水平地震影

9、响系数最大值，按相应设防烈度取定 6度：=0.04 7度：=0.08 8度：=0.16 9度：=0.32设防烈度为7度，故取=0.08构件的自重5、荷载组合结构设计时,根据构件受力特点,荷载及作用的情况和产生的应力(内力)作用方向,选用最不利的组合,荷载和作用效应的组合按下列规定:(1)无地震作用效应组合时，按下式进行：(2)有地震作用效应组合时，按下式进行：式中： 作用效应组合的设计值； 永久荷载效应标准值； 风荷载效应标准值； 地震作用效应标准值； 永久荷载分项系数； 风荷载分项系数； 地震作用分项系数； 风荷载的组合值系数； 地震作用的组合值系数；荷载和作用效应组合的分项系数，按以下规定

10、采用：A：承载力计算时 永久荷载：1.2 风 荷 载：1.4 地震作用：1.3B：挠度和变形计算时 重力荷载：1.0 风 荷 载：1.0 地震作用：1.0可变作用的组合值系数，按以下规定采用：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；进行挠度计算时，各分项系数均取1.0，即采用其标准值。一般情况下，风荷载的组合值系数取1.0，地震作用的组合值系数取0.5。故，用于建筑幕墙计算的水平荷载标准值和设计值为：水平荷载标准值：水平荷载设计值：6、风荷载设计值根据GB50009-2001建筑结构荷载规范式中：风荷载标准值()；高度z处的阵风系数，z

11、=20.0； =1.92风荷载体型系数，风荷载体型系数按正压状况取值，=1.20；风压高度变化系数； 根据地面粗糙度指数及梯度风高度，即可得风压高度变化系数： 本工程属于C类地区，高度z=20.0故=0.84临沂地区50年一遇最大风压()。按全国基本风压图，取：=400.0 故，风荷载标准值为；=1.92×1.2×0.84×600=1156() 1156=1618()r风荷载分项系数，取r=1.4；四、玻璃计算1、单片玻璃在垂直于建筑幕墙平面的风荷载和地震力作用下，玻璃截面最大应力标准值按下式计算：式中：、分别为风荷载、地震作用下玻璃截面的最大应力标准值；、分别为

12、垂直于玻璃平面的风荷载、地震作用标准值；玻璃短边边长； 玻璃的厚度； 弯矩系数，按表玻璃幕墙工程技术规范6.1.2-1采用； 折减系数，按表玻璃幕墙工程技术规范6.1.2-2采用。 由，查表得2、最大应力设计值不应超过玻璃大面强度设计值。3、单片玻璃在风荷载作用下的跨中挠度，按下列规定： 1)单片玻璃的刚度D为： 式中： D玻璃的刚度()； t玻璃的厚度()； 泊松比， =0.2； 2)单片玻璃的跨中挠度为： 在风荷载标准值作用下挠度最大值()； 垂直于玻璃平面的风荷载标准值； 挠度系数，按表玻璃幕墙工程技术规范6.1.3采用； 折减系数，按表玻璃幕墙工程技术规范6.1.2-2采用。 3)在风

13、荷载标准值作用下，玻璃的挠度极限值按其短边边长的1/60采用。4、作用于中空玻璃上的风荷载标准值按下列公式分配到两片玻璃上，对两片玻璃分别进行应力计算： 1)直接承受风荷载作用的单片玻璃： 2)不直接承受风荷载作用的单片玻璃： 5、作用于中空玻璃上的地震作用标准值、，可根据各单片玻璃的自重计算。6、中空玻璃的挠度按单片玻璃挠度公式计算，但计算玻璃刚度D时，应采用等效厚度：7、该工程选用玻璃种类为：8.0钢化(中空)玻璃，选取最大玻璃板块进行计算。7.1玻璃面积B：玻璃宽：1.48H：玻璃高：2.15A：玻璃板块面积A=B×H =1.48×2.15= 3.177.2玻璃板块自

14、重GAK玻璃板块平均自重t玻璃板块厚度，t=8.0玻璃的体积密度：25.6GAK=25.6×t =25.6×8.0=204.807.3垂直于玻璃平面的分布水平地震作用其中：水平地震作用标准值动力放大系数，按5.0取定水平地震影响系数最大值，=0.085.0×0.08×204.80=81.92rE：地震作用分项系数，rE =1.3：垂直于玻璃平面的分布水平地震作用设计值81.92=106.507.4玻璃的强度计算 校核依据：(1) 风荷载下玻璃板中应力风荷载作用下玻璃板中应力按下式计算：风荷载作用下玻璃板中应力玻璃所受风荷载设计值：w=890.17a玻璃短

15、边边长：1475.0b玻璃长边边长：2150.0t玻璃厚度：8.0m玻璃板面的跨中弯曲系数，按边长比a/b查玻璃幕墙工程技术规范表6.1.2-1得：=0.0759 折减系数，按玻璃幕墙工程技术规范表6.1.2-2采用，=0.500 由， 查得=0.96 =6×0.0759×890.17×1475.02×0.96/8.02/106=13.2 (2) 地震作用下玻璃板中应力地震作用下玻璃板中应力按下式计算：地震作用下玻璃板中应力 垂直于玻璃板的地震作用设计值 =6×0.0759×106.50×1475.02×0.96/

16、8.02/106 =1.6 7.5应力组合玻璃所受应力：=+0.5 =13.2+0.5×1.6 =14玻璃满足应力要求7.6玻璃的最大面积校核按JGJ113-2003建筑玻璃应用技术规范，四边支承玻璃的最大许用面积按下式计算：当玻璃厚度时， (1)当玻璃厚度时， (2)式中：玻璃的最大允许面积()t玻璃的厚度()玻璃的抗风压调整系数，按JGJ113-2003建筑玻璃应用技术规范表4.2.2选取，=1.50本工程选用8.0mm玻璃，按公式(2)计算玻璃的最大允许面积。=8.27 玻璃面积满足要求7.7玻璃的挠度计算1)玻璃的刚度D： 式中： E玻璃的弹性模量，E=0.72×1

17、05t玻璃的厚度，t =9.58； 泊松比， =0.2；=72000×9.583/（12×（1-0.22）=5487200.002)玻璃挠度： 式中： 挠度系数，按表玻璃幕墙工程技术规范6.1.3采用，=0.00746； =0.00746×1156.07×1475.04×0.96/5487200.00/106=7.11475/60=25.6，玻璃挠度满足要求。7.8 玻璃温度应力计算 校核依据: =58.8(1)在年温差变化下，玻璃边缘与半隐框边框间挤压在玻璃中产生的挤压温度应力为: E: 玻璃的弹性模量:72000 : 玻璃的线膨胀系数: 1

18、.0×10-5 : 年温度变化差: 80.0 c: 玻璃边缘至边框距离，取 5mm dc: 施工偏差, 可取:3mm b: 玻璃长边边长:2.150m 在年温差变化下，玻璃边缘与边框间挤压在玻璃中产生的温度应力为: t1=E(at×-(2c-dc)/b/1000) =0.72×-72×(2×5-3)/b =0.72×80.000-72×(2×5-3)/2.150 = -176.819 计算值为负，挤压应力取为零，玻璃边缘与边框间挤压温度应力可以满足要求(2)玻璃中央与边缘温度差产生的温度应力: 1: 阴影系数：1.

19、000 2: 窗帘系数: 1.000 3: 玻璃面积系数: 1.102 4: 边缘温度系数: 0.400 a: 玻璃线胀系数: 1.0×10-5 I0: 日照量:3027.600(KJ/M2h) t0: 室外温度-10.000 t1: 室内温度40.000 c0: 室外侧玻璃中部温度(依据JGJ113-2003 附录B计算); c1: 室内侧玻璃中部温度(依据JGJ113-2003 附录B计算); A0: 室外侧玻璃总吸收率; A1: 室内侧玻璃总吸收率; 0: 室外侧玻璃的吸收率为0.180 1: 室内侧玻璃的吸收率为0.180 0: 室外侧玻璃的透过率为0.073 1: 室内侧玻

20、璃的透过率为0.073 0: 室外侧玻璃反射率为0.747 1: 室内侧玻璃反射率为0.747 A0=0×1+0×1/(1-0×1) (JGJ113-2003 B.0.3-7) =0.202 A1=1×0/(1-0×1) (JGJ113-2003 B.0.3-8) =0.030 当中空玻璃空气层厚为:12mm时 c0=I0×(0.0150×A0+0.00625×A1)+0.817×t0+0.183×t1=8.896 (JGJ113-2003 B.0.3-5) c1=I0×(0.0062

21、5×A0+0.0225×A1)+0.340×t0+0.560×t1 =24.851 (JGJ113-2003 B.0.3-6) 因此，中空玻璃中部温度最大值为max(c0,c1)=24.851 s: 玻璃边缘部分温度(依据JGJ113-2003 附录B计算): s=(0.65×t0+0.35×t1) (JGJ113-2003 B.0.4) =(0.65×-10.000+0.35×40.000) =7.500 t: 玻璃中央部分与边缘部分温度差: t=c-s =17.351 玻璃中央与边缘温度差产生的温度应力: t2

22、=0.74×E×a×1×2×3×4×(c-s) =0.74×0.72×105×1.0×10-5×1×2×3×4×t =4.075 玻璃中央与边缘温度差产生的温度应力可以满足要求五、立柱计算 基本参数： 计算点标高：20.0m； 力学模型：多跨铰接静定梁； 立柱跨度：a=350 mm，L=2950mm； 立柱左分格宽：1475mm； 立柱计算间距(指立柱左右分格平均宽度)：B=1475mm； 板块配置：8+12A+8中空钢化镀膜玻璃； 立

23、柱材质：6063-T5； 安装方式：偏心受拉； 根据建筑结构特点，幕墙立柱悬挂在建筑主体结构上，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，作立柱强度和刚度的校核。1、荷载确定按该单元式幕墙横向分格宽度B=1475mm，取出一个纵向的计算单元，立柱受均布载作用，根据载荷计算：WK=1156 N/m2W=1.4WK=1618 N/m2qEk=5.0××500/1.0=200(N/m2)qE=1.3qEK=260(N/m2)WK合=1.0×1156+0.5×200 =1256 (N/m2)W合=1.0

24、×1618+0.5×260=1748 (N/m2)作用于左立柱、右立柱上的线荷载标准值和设计值分别为:qK=0.74×1256 =930(N/mm)q=0.74×1748=1293 (N/mm)2、幕墙立柱截面参数左立柱：主惯性矩： I=3834397 mm4净截面面积： A=1323 mm2弯矩作用方向的净截面抵抗矩：Wmin=38629 mm3型材垂直于主惯性轴腹板的总壁厚：t=3.0 mm面积矩：S=30525 mm3型材材料为： 铝合金6063-T5强度设计值为： f=85.5N/mm2弹性模量为： E=72000 N/mm2右立柱：主惯性矩：

25、I=2747931 mm4净截面面积： A=1225 mm2弯矩作用方向的净截面抵抗矩：Wmin=30289 mm3型材垂直于主惯性轴腹板的总壁厚：t=3.0 mm面积矩：S=26004 mm3型材材料为： 铝合金6063-T5强度设计值为： f=85.5N/mm2弹性模量为： E=72000 N/mm23、立柱强度校核根据JGJ102-2003，承受轴向拉力和弯矩作用的幕墙立柱，最大应力满足：式中： smax ¾ 立柱中的最大应力 (N/mm2) N ¾¾ 立柱中的拉力设计值 (N) A0 ¾¾ 立柱净截面面积 (mm2) M ¾&

26、#190; 立柱弯矩设计值 (N.mm) g ¾¾ 塑性发展系数，取为1.05； W ¾¾ 弯矩作用方向的净截面抵抗矩；(mm3)立柱按多跨铰接连续静定梁进行设计计算：CCCCCBBBBBAAAAAA多跨铰接连续静定梁计算简图一般情况下，建筑幕墙的立柱为等跨多跨铰接连续静定梁，需要验算三个控制截面：第一跨：跨中弯矩 右端剪力跨中位移 右端位移总位移第二跨：铰点弯矩铰点左侧剪力 铰点左侧剪力第三跨及以后：跨中弯矩跨中剪力跨中位移 根据上述公式解算：第一跨内力：跨中弯矩=1.293×29502×1-(350/2950)22/8=13680

27、85(N·mm)右端剪力=1.293×2950×1-(350/2950)2/2=1822(N)第二跨内力：铰点弯矩=-(1822×350+1.293×3502/2)= -737777(N·mm)右端剪力=1.293×2950×1-(350/2950)2/2-1882×(350/2950)=1658(N)跨中弯矩=1.293×29502×1-(350/2950)22/8-1882×350×1-(1+350/2950)2/2+350/2950=1043455(N

28、3;mm)第三跨及以后内力：铰点弯矩-(1658×350+1.293×3502/2)= -659646(N·mm)右端剪力=1.293×2950×1-(350/2950)2/2-1658×(350/2950)=1685(N) 跨中弯矩 =1.293×29502×1-(350/2950)22/8-1658×350×1-(1+350/2950)2/2+350/2950=1081970(N·mm)第一跨验算：该处立柱跨中弯矩值：=1368085(N·mm)立柱承受拉力设计值为：错误

29、! 未定义书签。= 1.2×500×0.74×(350+2950)/1000=1460 (N)左立柱： =1460/1323+1368085/1.05/38629=34.8(N/mm2) f=85.5 N/mm2左立柱的强度满足规范要求。右立柱： =1460/1225+1368085/1.05/30289=44.2(N/mm2) f=85.5 N/mm2右立柱的强度满足规范要求。根据解算，第二跨及以后弯矩均不如第一跨数据大，故应满足规范要求，不再验算。4、立柱刚度校核第一跨验算：左立柱挠度：跨中位移 =3.3(mm)右端位移 = -0.3(mm)总位移=3.3+(

30、-0.3)/2=3.2(mm)式中： u ¾ 立柱挠度；(mm) q ¾ 立柱承受的标准线荷载；(N/mm) L ¾ 立柱长度；(mm) E ¾ 立柱材料的弹性模量；(N/mm2)I ¾ 立柱横截面主惯性矩；(mm4)根据规范对铝合金立柱刚度要求，铝合金立柱的最大允许挠度为，即u=2950/180=16.3mm。左立柱的刚度满足规范要求。右立柱挠度：跨中位移 =2.4(mm)右端位移 = -0.2(mm)总位移=2.4+(-0.2)/2=2.3(mm)右立柱的刚度满足规范要求。根据解算，第三跨跨中弯矩较大，故验算其跨中位移。左立柱挠度： =2.

31、1(mm) 根据规范对铝合金立柱刚度要求，铝合金立柱的最大允许挠度为，即u=2950/180=16.3mm。左立柱的刚度满足规范要求。右立柱挠度不再计算，右立柱的刚度满足规范要求。5、 立柱抗剪计算 第一跨验算：校核依据: max=49.6N/mm2Q：设计值作用下剪力 (kN)=1882(N) 立柱剪应力 左立柱： S：立柱型材截面面积矩 30525 mm3 I：立柱型材截面惯性矩 3834397 mm4 t：腹板壁厚：t=3 mm = =1882×30525/（3834397×3） =5.0 (N/mm2)48.9 N/mm2左立柱抗剪强度满足规范要求右立柱： = =1

32、882×26004/（2747931×3） =5.9 (N/mm2)48.9 N/mm2右立柱抗剪强度满足规范要求支座处剪力计算：(N) 立柱剪应力 左立柱： = =2108×30525/（3834397×3） =5.6 (N/mm2)48.9 N/mm2左立柱抗剪强度满足规范要求右立柱： = =2108×26004/（2747931×3） =6.6 (N/mm2)48.9 N/mm2右立柱抗剪强度满足规范要求六、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，以下情况最为不利，作横梁强度和刚度的校核。横梁所受到

33、的重力取幕墙结构自重为GAK =500 N/m2 ，横梁的计算长度取B=1475 mm，幕墙的纵向分格高度H=1150、2150mm。1、力学模型 横梁与立柱相接，相当于两端简支。在幕墙平面内，横梁受到玻璃及型材的重力作用，可视为均布线荷载qG；qG=1.2GAKH =1.2×500×2150/106=1.3(kN/m)在幕墙平面外，横梁受到风荷载、地震载荷作用，其受力面积为上图左图阴影部分；其中q是阴影面积承受的最大设计线荷载；根据“立柱计算”，有WK合=1.26 (KN/m2)W合=1.75 (KN/m2)则有设计值线荷载：q= W合×B/2=1.75

34、5;1.475/2=1.29(kN/m)，相应的标准线荷载：qK= WK合×B/2=1.26×1.475/2=0.93 (kN/m)横梁是一个双弯构件。2、幕墙横梁横截面: 上横梁：横截面积： A=1251 mm2横截面X-X惯性矩： IX=679150 mm4横截面X-X最小抵抗矩： WX=12970 mm3横截面Y-Y惯性矩： IY=2588604mm4横截面Y-Y最小抵抗矩： WY=37956 mm3横梁的材料为： 铝合金(6063-T5)型材垂直于主惯性轴腹板的总壁厚：t=2.5 mm面积矩：S=25767 mm3其强度设计值为： f=85.5 N/mm2；其弹性模

35、量为： E=72000 N/mm2。下横梁：横截面积： A=1267 mm2横截面X-X惯性矩： IX=315462 mm4横截面X-X最小抵抗矩： WX=13367 mm3横截面Y-Y惯性矩： IY=1840154mm4横截面Y-Y最小抵抗矩： WY=31618 mm3横梁的材料为： 铝合金(6063-T5)型材垂直于主惯性轴腹板的总壁厚：t=2.5 mm面积矩：S=22100 mm3中横梁：横截面积： A=950 mm2横截面X-X惯性矩： IX=252285 mm4横截面X-X最小抵抗矩： WX=10297 mm3横截面Y-Y惯性矩： IY=1328030mm4横截面Y-Y最小抵抗矩：

36、WY=22779 mm3横梁的材料为： 铝合金(6063-T5)型材垂直于主惯性轴腹板的总壁厚：t=2.5 mm面积矩：S=20506 mm33、横梁强度校核根据JGJ102-2003幕墙横梁截面最大应力满足：式中： smax ¾ 横梁中的最大应力 (N/mm2)MX ¾ 绕X轴(幕墙平面内方向)的弯矩设计值 (N.mm)MY ¾ 绕Y轴(垂直幕墙平面方向)的弯矩设计值 (N.mm)g ¾ 材料塑性发展系数，取为1.05上横梁：只承受绕Y轴(垂直幕墙平面方向)的载荷 =1.29×14752/12=233879(N.mm)则： =233879/1

37、.05/37956=5.9(N/mm2) f=85.5 N/mm2上横梁的强度满足规范要求。中横梁：承受双向载荷，且承受中横梁上下两侧的水平载荷。=1.3×14752/8=353539(N.mm)=2×1.29×14752/12=467759(N.mm)则： =353539/1.05/10297+467759/1.05/22779=52.2(N/mm2) f=85.5 N/mm2中横梁的强度满足规范要求。下横梁：承受双向载荷=1.3×14752/8=353539(N.mm)=1.29×14752/12=233879(N.mm)则： =35353

38、9/1.05/13367+233879/1.05/31618=32.2(N/mm2) f=85.5 N/mm2下横梁的强度满足规范要求。4、横梁刚度校核横梁最大挠度是umaxY、umaxX二部分的矢量和根据强度计算，中横梁强度值最高，故在此计算中横梁的挠度。平面外水平载荷：=2×0.93×14754/120/72000/1840154=0.56(mm)式中： umaxY ¾ 横梁在幕墙平面外的最大挠度；(mm) qk ¾ 横梁承受的标准线荷载；(N/mm) B ¾ 横梁长度；(mm) E ¾ 横梁材料的弹性模量；(N/mm2) IY

39、¾ 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：=5×1.0×14754/384/72000/315462= 2.71(mm)从而，横梁的最大挠度为：umax = = 2.77(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u=8.2mm。umaxu横梁的刚度满足规范要求。5、 横梁抗剪计算 校核依据: max=49.6N/mm2Q：设计值作用下剪力 (kN) Q= W合×B2/4 =1.75×1.4752/4 =0.95(kN) 中横梁截面最弱，在此计算中横梁剪应

40、力 S：中横梁型材截面面积矩 20506 mm3 I：中横梁型材截面惯性矩 1328030 mm4 t：中横梁腹板的总壁厚: 2.5mm = =950×20506/1328030/2.5 =5.9 (N/mm2)48.9 N/mm2 横梁抗剪强度满足规范要求七、结构胶计算玻璃最大宽高尺寸分别为B：玻璃宽：1.475；H：玻璃高：2.150。硅酮结构密封胶在风荷载、地震作用下强度设计值f1= 0.2N/mm2，结构硅酮密封胶在永久荷载作用下强度设计值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=，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d

41、E=。1、结构胶胶缝宽度(1) 风荷载和地震作用所需胶缝宽度：Cs=(W+0.5qE)a/2000/ f1=(1.62 +0.5×0.26)×1475/2000/0.2=6.45(mm)(2) 永久荷载作用下所需胶缝宽度：Cs=qGab/2000/(a+b)/2000/ f 2=1.2×25.6×2×0.008×1475×2150/(1475+2150)/2000/0.01=10.75 (mm)设计打胶宽度12mm2、胶缝厚度(1) 温度效应作用所需胶缝厚度：ts1 = 5.0(mm)其中, ts1 ¾¾

42、 温度效应作用所需打胶厚度 DL ¾¾ 的相对位移量(以长边计)DL=L×|a铝-a| × DT =2150 ×|0.0000235-0.00001| × 80=2.3 (mm) 结构较温差变化承受能力10% a铝 ¾¾ 为铝材的线膨胀系数0.0000235 a ¾¾ 为玻璃的线膨胀系数0.00001(2) 地震作用所需胶缝厚度：设计打胶厚度为7mm。结构胶设计符合规范要求。八、连接计算基本参数： 计算点标高：20.0m； 立柱计算间距(指立柱左右分格平均宽度)：B1=1475 mm； 横梁计算

43、分格尺寸：宽×高=B×H=1475mm×2150mm； 幕墙立柱跨度：L=3300mm； 板块配置：8+12+8mm中空玻璃； 龙骨材质：立柱为：6063-T5；横梁为：6063-T5； 立柱与主体连接铝挂板壁厚：8mm； 立柱与挂板连接螺栓公称直径：3-M10mm；挂板与预埋件连接的螺栓直径：M18mm 立柱与上横梁连接螺栓公称直径：3-M6mm；立柱与下横梁连接螺栓公称直径：4-M6mm； 因为BH，所以本处幕墙横梁按三角形荷载模型进行设计计算：1、立柱与横梁间连接计算(1) 风荷载作用下横梁剪力设计值： Vw=1.4wkB2/4 =1.4×0.00

44、1156×14752/4 =880N(2) 地震作用下横梁剪力标准值： VEk=EmaxGk/A×B2/4 =5.0×0.08×0.0005×14752/4 =108N(3) 地震作用下横梁剪力设计值： VE=1.3VEk =1.3×108 =141N(4) 连接部位总剪力N1：采用Sw+0.5SE组合： N1=Vw+0.5VE =880+0.5×141 =950N(5)自重荷载计算： Gk：横梁自重线荷载标准值(N/m)； H：受荷单元平均分格高(mm)； Gk=0.0005×H =0.0005×215

45、0 =1.075N/mm G：横梁自重线荷载设计值(N/m)； G=1.2Gk =1.2×1.075 =1.29N/mm N2：自重荷载(N)： B：横梁宽度(mm)； N2=GB/2 =1.29×1475/2 =951N(6)连接处组合荷载N：采用SG+Sw+0.5SE N=(N12+N22)1/2 =(9502+9512)0.5 =1344N(7)计算下横梁与立柱)连接处螺栓强度计算： Nv2b：螺栓受剪承载能力设计值(N)； nv2：剪切面数：取1； d：螺栓杆直径：6mm； fv2b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对普通碳钢（C级）取140MPa； Nv2b=nv2d2

46、fv2b/4 7.2.1-1GB50017-2003 =1×3.14×62×140/4 =3956N Nnum2：螺栓个数： Nnum2=N/Nv2b =1344/3956 =0.33个 实际取4个(8)连接部位立柱型材壁抗承压能力计算： Nc2：连接部位幕墙立柱型材壁抗承压能力设计值(N)； Nnum2：连接处螺栓个数； d：螺栓公称直径：6mm； t2：连接部位立柱壁厚：3mm； fc2：型材的承压强度设计值，对6063-T5取120MPa； Nc2=Nnum2dt2fc2 7.2.1-3GB50017-2003 =4×6×3×1

47、20 =8640N 8640N1344N 满足规范要求。2、立柱与挂板连接计算(1)连接处水平剪切总力计算： qw：风荷载线分布集度设计值(N/mm)； qw=1.4wkB1 =1.4×0.001156×1475 =2.38N/mm qE：地震作用线分布集度设计值(N/mm)； qE=1.3EmaxGk/A×B1 =1.3×5.0×0.08×0.0005×1475 =0.39N/mm采用Sw+0.5SE组合： q=qw+0.5×qE =2.38+0.5×0.39 =2.58N/mm N1：连接处水平剪切总力(N)； R1：中支座反力(N)； N1=qL =2.58×3300 =8503N(2)连接处重力总力： NGk：连接处自重总值标准值(N)： B1：立柱计算间距(mm)； L：立柱跨度(mm)； NGk=0.0006×B1L =0.0006×1475×3300 =2920N NG：连接处自重总值设计值(N)： N