120系列幕墙计算书解析

1、玻璃抗风压计算书基本参数:分格BXH=2.350(m)X1.500(m)抗震七度设防(一) 风荷载设计值：1. 风荷载标准值计算:设计按50年一遇风压计算Wk:作用在玻璃上的风荷载标准值(kN/m2)Wo:郑州30年一遇十分钟平均最大风压:0.400kN/m2根据现行建筑结构荷载规范GBJ9-87附图(全国基本风压分布图)中数值采用Pz:瞬时风压的阵风系数：取2.25Ms:风荷载体型系数：1.5卩z:8.000m高处风压高度变化系数：Mz=1.000Wk=PzXMzXMsXW0(5.2.2)=2.25X1.000X1.5X0.400=1.35kN/m22. 风荷载设计值:W:风荷载设计值:kN

2、/m2rw:风荷载作用效应的分项系数：1.4按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-96(5.1.6)条规定采用W=rwXWk=1.4X1.35=1.89kN/m2(二) 、玻璃的选用与校核:本工程选用玻璃种类为:浮法玻璃1. 玻璃面积:B:玻璃分格宽:1.500mH:玻璃分格高:2.350mA:玻璃板块面积:A=BXH=2.350X1.500=3.525m22. 玻璃板块自重:GAk:玻璃板块平均自重:t:玻璃板块厚度:10.0mm玻璃的体积密度为:25.6(KN/M3)按5.2.1采用GAk=25.6Xt/1000=25.6X10.0/1000=0.256kN/m23. 垂直于玻璃平面的分布水

3、平地震作用:amax:水平地震影响系数最大值：0.080qEAk:垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m2)qEAk=3XamaxXGAk=3X0.080X0.256=0.061kN/m2rE:地震作用分项系数:1.3qEA:垂直于玻璃平面的分布水平地震作用设计值(kN/m2)qEA=rEXqEAk=1.3XqEAK=1.3X0.061=0.079kN/m24. 玻璃的强度计算:校核依据：aWfg=28.000N/mm2q:玻璃所受组合荷载:a:玻璃短边边长:1.500mb:玻璃长边边长:2.350mt:玻璃厚度：10.0mm屮：玻璃板面跨中弯曲系数，按边长比a/b查表5.4.1得:0.0

4、804aw:玻璃所受应力:采用Sw+0.6SE组合:q=W+0.6XqEA=1.89+0.6X0.079=1.94kN/m2aw=6X屮XqXa2X1000/12=6X0.0804X1.94X12X1000/102=21.06N/mm221.06N/mm2Wfg=28.000N/mm2玻璃的强度满足(三) .玻璃最大面积校核:Azd:玻璃的允许最大面积(m2)Wk:风荷载标准值:1.35kN/m2t:玻璃厚度:10.0mma1:玻璃种类调整系数:1.000A:计算校核处玻璃板块面积:3.525m2Azd=0.3Xa1X(t+t2/4)/Wk(6.2.7-1)=0.3X1.000X(10.0+1

5、0.02/4)/1.35=7.78m2A=3.525m2WAzd=7.78m2可以满足使用要求三、幕墙杆件计算:幕墙立柱按简支梁力学模型进行设计计算：1. 选料:(1) 风荷载线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)qw:风荷载线分布最大荷载集度设计值(kN/m)rw:风荷载作用效应的分项系数：1.4Wk:风荷载标准值:1.48KN/m2B:幕墙分格宽:1.000mqw=1.4XWkXB=1.4X1.48X1.0=2.072kN/m(2) 立柱弯矩:Mw:风荷载作用下立柱弯矩(kNm)qw:风荷载线分布最大荷载集度设计值:2.072(kN/m)Hsjcg:立柱计算跨度:3.0mMw=qw*hsjc

6、g"2/8=2.072X3.04/8=2.331kNmqEA:地震作用设计值(KN/M2):qEAK:地震作用标准值(KN/M2):0.037kN/m2YE:幕墙地震作用分项系数：1.3qEA=1.3XqEAk=1.3X0.037=0.0481kN/m2qE：水平地震作用线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)qE=qEAXB=0.0481X1.0=0.0481KN/mME:地震作用下立柱弯矩(kNm):ME二qEXHSjcg"2/8=0.0481X3.02/8=0.054kNmM:幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kNm)采用Sw+0.6SE组合M=Mw+0.6XME=2

7、.331+0.6X0.054=2.363kNm(3) W:立柱抗弯矩预选值(cm3)W=MX103/1.05/84.2=2.363X103/1.05/84.2=26.73cm3qWk:风荷载线分布最大荷载集度标准值(kN/m)qwk=WkXB=1.48X1.0=1.48kN/mqEk:水平地震作用线分布最大荷载集度标准值(kN/m)qEk二qEAk_MXB=0.0481X1.0=0.0481kN/m(4) 11,12:立柱惯性矩预选值(cm4)11=900X(qwk+0.6XqEk)XHsjcg"3/384/0.7=47.405cm4I2=5000X(qwk+0.6XqEk)XHsj

8、cg"3/384/0.7=31.6cm4选定立柱惯性矩应大于:31.6cm42. 选用立柱型材的截面特性:选用系列:120铝型材强度设计值:84.200N/mm2铝型材弹性模量:E=7X106N/cm2X轴惯性矩:Ix=250cm4Y轴惯性矩:Iy=136cm4X轴抵抗矩:Wx1=41.7cm3X轴抵抗矩:Wx2=38.86cm3型材截面积:A=12.81cm2型材计算校核处壁厚:t=3.500mm型材截面面积矩:Ss=29.778cm3塑性发展系数：Y=1.053. 幕墙立柱的强度计算:(5.5.3)校核依据：N/A+m/丫WWfa=84.200N/mm2(拉弯构件)B:幕墙分格宽

9、:1.0mGAk:幕墙自重:400N/m2幕墙自重线荷载:Gk=400XWfg/1000=400X1.0/1000=0.400kN/mNK:立柱受力:Nk=GkXHsjcg=0.400X3.00=1.2kNN:立柱受力设计值:rG:结构自重分项系数:1.2N=1.2X1.2=1.44kNO:立柱计算强度(N/mm2)(立柱为拉弯构件)N:立柱受力设计值:1.44kNA:立柱型材截面积:12.81cm2m:立柱弯矩：2.363kNmWx2:立柱截面抗弯矩:38.86cm3Y:塑性发展系数：1.05a=NX10/A+MX103/1.05/Wx2=1.44X10/12.81+2.363X103/1.

10、05/38.86=59.04N/mm259.04N/mm2Wfa=84.200N/mm2立柱强度可以满足4. 幕墙立柱的刚度计算:校核依据：UmaxWU=20mm且UmaxWL/180(5.5.5)Umax:立柱最大挠度Umax=5X(0.981+0.6X0.072)XHsjcg"4X1000/384/0.7/Ix立柱最大挠度Umax为：2.06mmW20mmDu:立柱挠度与立柱计算跨度比值:Hsjcg：立柱计算跨度：3.000mDu=U/Hsjcg/1000=2.06/3.000/1000=0.0006W1/180挠度可以满足要求5. 立柱抗剪计算：校核依据：TmaxWt=48.9

11、00N/mm2(1) Qwk:风荷载作用下剪力标准值(kN)Qwk=wk*Hsjcg*B/2=1.48*3.0*1.00/2=2.22kN(2) Qw:风荷载作用下剪力设计值(kN)Qw=1.4XQwk=1.4X2.22=3.108kN(3) QEk:地震作用下剪力标准值(kN)Qek=Qeak_m*Hsjcg*B/2=0.0481*3.0*1.0/2=0.0722kN(4) QE:地震作用下剪力设计值(kN)QE=1.3XQEk=1.3X0.0722=0.0939kN(5) Q:立柱所受剪力:采用Qw+0.6QE组合Q=Qw+0.6XQE=3.108+0.6X0.0939=3.164kN(6

12、) 立柱剪应力:T:立柱剪应力：Ss:立柱型材截面面积矩:29.778cm3Ix:立柱型材截面惯性矩:250.00cm4t:立柱壁厚:3.500mmT二QXSsX100/Ix/t=3.164X29.778X100/250/3.500=10.77N/mm210.77N/mm2W48.900N/mm2立柱抗剪强度可以满足6. 选用横梁型材的截面特性:选用系列:120铝型材强度设计值:84.200N/mm2铝型材弹性模量:E=7X106N/cm2X轴惯性矩:Ix=23.189cm4Y 轴惯性矩:Iy=30.551cm4X轴抵抗矩：Wx1=7.498cm3X轴抵抗矩:Wx2=10.050cm3Y 轴抵

13、抗矩:Wy1=8.684cm3Y 轴抵抗矩:Wy2=10.420cm3型材截面积:A=6.973cm2型材计算校核处壁厚:t=3.000mm型材截面面积矩:Ss=6.718cm3塑性发展系数：Y=1.057. 幕墙横梁的强度计算:校核依据：mx/YWx+my/丫WyWfa=84.200N/mm2(5.5.2)(1) 横梁在自重作用下的弯矩(kNm)H：幕墙分格高：1.500mGAk：横梁自重：300N/m2Gk:横梁自重荷载线分布均布荷载集度标准值(kN/m):Gk=300XH/1000=300X1.500/1000=0.450kN/mG:横梁自重荷载线分布均布荷载集度设计值(kN/m)G=1

14、.2XGk=1.2X0.450=0.54kN/mMx:横梁在自重荷载作用下的弯矩(kNm)Mx=GXB2/8=0.54X1.02/8=0.068kNm(2) 横梁在风荷载作用下的弯矩(kNm)风荷载线分布最大荷载集度标准值(三角形分布)qwk=WkXB=1.48X1.0=1.48kN/m风荷载线分布最大荷载集度设计值qw=1.4Xqwk=1.4X1.48=2.072kN/mMyw:横梁在风荷载作用下的弯矩(kNm)Myw=qwXB2/12=2.072X1.02/12=0.173kNm(3) 地震作用下横梁弯矩qEAk:横梁平面外地震荷载:pE:动力放大系数：3amax:地震影响系数最大值：0.

15、080Gk:幕墙构件自重:300N/m2qEAk=3XamaxX300/1000=3X0.080X300/1000=0.072kN/m2qex:水平地震作用线分布最大荷载集度标准值B:幕墙分格宽:1.0m水平地震作用线分布最大荷载集度标准值(三角形分布)qex=qeakXB=0.072X1.0=0.072KN/mqE:水平地震作用线分布最大荷载集度设计值Y E:地震作用分项系数：1.3qE=1.3XqEx=1.3X0.072=0.0936kN/mMyE:地震作用下横梁弯矩:MyE=qEXB2/12=0.0936X1.02/12=0.0078kNm(4) 横梁强度:O:横梁计算强度(N/mm2)

16、:采用SG+Sw+0.6SE组合Wx1:X轴抵抗矩：7.498cm3Wy2:y轴抵抗矩:10.420cm3Y :塑性发展系数:1.05a=(0.064/5.297+0.0033/7.273+0.6X0.0033/7.273)X103/1.05=12.198N/mm212.198N/mm2<fa=84.200N/mm2横梁正应力强度可以满足8. 幕墙横梁的抗剪强度计算:校核依据：TmaxWt=48.900N/mm2(1) Qwk:风荷载作用下横梁剪力标准值(kN)Wk:风荷载标准值:1.48kN/m2B:幕墙分格宽:1.0m风荷载线分布呈三角形分布时：Qwk=WkXB2/4=1.48X1.

17、02/4=0.37kN(2) Qw:风荷载作用下横梁剪力设计值(kN)Qw=1.4XQwk=1.4X0.37=0.518kN(3) QEk:地震作用下横梁剪力标准值(kN)地震作用线分布呈三角形分布时：QEk=qEakXB2/4=0.072X1.02/4=0.018kN(4) QE:地震作用下横梁剪力设计值(kN)YE:地震作用分项系数：1.3QE=1.3XQEk=1.3X0.018=0.023kN(5) Q:横梁所受剪力:采用Qw+0.6QE组合Q=Qw+0.6XQE=0.518+0.6X0.023=0.532kN(6) t:横梁剪应力Ss:横梁型材截面面积矩:6.718cm3Iy:横梁型材

18、截面惯性矩:30.551cm4t:横梁壁厚:3.000mmt=QXSsX100/Iy/t=0.532X6.718X100/30.551/3.000=3.90N/mm23.90N/mm2W48.900N/mm2横梁抗剪强度可以满足9. 幕墙横梁的刚度计算校核依据：UmaxWU=20mm且UmaxWL/180横梁承受呈三角形分布线荷载作用时的最大荷载集度qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(KN/m)qwk=WkXB=1.48X1.0=1.48KN/mqex:水平地震作用线分布最大荷载集度标准值(KN/m)qex=qeakXB=0.072X1.0=0.072KN/m水平方向由风荷载和地震作用产生

19、的弯曲:U1=(qwk+0.6Xqex)XWfg4X1000/0.7/Iy/120=0.176mm自重作用产生的弯曲:U2=5XGKXWfg4X1000/384/0.7/Ix=0.096mm综合产生的弯曲为:U=(U12+U22)0.5=0.200mm<=20mmDu=U/Wfg/1000=0.200/0.75/1000=0.0003W1/180挠度可以满足要求四、连接件计算:1. 横梁与立柱间连结(1) 横向节点(横梁与角码)N1:连接部位受总剪力:采用Sw+0.6SE组合N1=(Qw+0.6XQE)X1000=(0.518+0.6X0.023)X1000=531.8N普通螺栓连接的抗

20、剪强度计算值:130N/mm2Nv:剪切面数:1D1:螺栓公称直径:6.000mmD0:螺栓有效直径:5.060mmNvbh:螺栓受剪承载能力计算:Nvbh=1X3.14XD02X130/4=1X3.14X5.0602X130/4=2612.847NNum1:螺栓个数:Num1=N1/Nvbh=266/2612.847=0.1取2个Ncb:连接部位幕墙横梁铝型材壁抗承压能力计算:t:幕墙横梁壁厚:3.000mmNcb=D1XtX120Xnum1=6.000X3.000X120X2.000=4320.000N4320.000N2266.000N强度可以满足(2) 竖向节点(角码与立柱)Gk:横梁

21、自重线荷载(N/m):Gk=300XH=300X1.500=450.000N/m横梁自重线荷载设计值(N/m)G=1.2XGk=1.2X450.000=540.000N/mN2:自重荷载(N):N2=GXB/2=540.000X1.0/2=270NN:连接处组合荷载:采用SG+Sw+0.6SEN=(N12+N22)0.5N=(531.82+2702)0.5=596.4NNum2:螺栓个数:Num2=N/Nvbh=0.160取2个Ncbj:连接部位铝角码壁抗承压能力计算:Lct1:铝角码壁厚：4.000mmNcbj=D1XLct1X120XNum2=6.000X4.000X120X2.000=5

22、760.000N5760.000N2419.2N强度可以满足2. 立梃与主结构连接Lct2:连接处钢角码壁厚:6.000mmD2:连接螺栓直径:12.000mmD0:连接螺栓直径:10.360mm采用SG+SW+0.6SE组合N1wk:连接处风荷载总值(N):N1wk=WkXBXHsjcgX1000=1.308X0.75X2.400X1000=2354.4N连接处风荷载设计值(N):N1w=1.4XN1wk=1.4X2354.4=3296.16NN1Ek:连接处地震作用(N):N1Ek=qEAkXBXHsjcgX1000=0.096X0.75X2.4X1000=172.8NN1E:连接处地震作

23、用设计值(N):N1E=1.3XN1Ek=1.3X172.8=224.64NN1:连接处水平总力(N):N1=N1w+0.6XN1E=3296.16+0.6X224.64=3430.944NN2:连接处自重总值设计值(N):N2k=400XBXHsjcg=400X1.0X2.400=960NN2:连接处自重总值设计值(N):N2=1.2XN2k=1.2X960=1152NN:连接处总合力(N):N=(N12+N22)0.5=(3430.9442+9602)0.5=3538.06NNvb:螺栓的承载能力:Nv:连接处剪切面数:2Nvb=2X3.14XD02X130/4=2X3.14X10.360

24、2X130/4=21905.971NNum1:立梃与建筑物主结构连接的螺栓个数:Num1=N/Nvb=3538.06/21905.971=0.161个取2个Ncbl:立梃型材壁抗承压能力(N):D2:连接螺栓直径:12.000mmNv:连接处剪切面数:4t:立梃壁厚:3.500mmNcbl=D2X2X120XtXNum1=12.000X2X120X3.500X2.000=20160.000N20160.000N三3538.06N强度可以满足Ncbg:钢角码型材壁抗承压能力(N):Ncbg=D2X2X267XLct2XNum1=12.000X2X267X6.000X2.000=76896.000N76896.000N23538.06N强度可以满足五、幕墙玻璃板块结构胶计算:本工程选用结构胶类型为:DC9951. 按风荷载和自重效应,计算结构硅酮密封胶的宽度:(1) 风载荷作用下结构胶粘结宽度的计算:Cs1:风载荷作用下结构胶粘结宽度(mm)Wk:风荷载标准值:1.48kN/m2a:矩形分格短边长度:1.0mf1:结构胶的短期强度允许值:0.14N/mm2按5.6.3条规定采用Cs1=WkXa/2/0.14(5.6.4-1)=1.48