建筑工程石材幕墙计算书（36页）

1、建筑工程石材幕墙计算书目录 TOC f h z t 标题 2,1,标题 3,2 HYPERLINK l _Toc239477542 1 计算引用的规范、标准及资料 PAGEREF _Toc239477542 h 1 HYPERLINK l _Toc239477543 1.1 幕墙设计规范： PAGEREF _Toc239477543 h 1 HYPERLINK l _Toc239477544 1.2 建筑设计规范： PAGEREF _Toc239477544 h 1 HYPERLINK l _Toc239477545 1.3 铝材规范： PAGEREF _Toc239477545 h 2 HY

2、PERLINK l _Toc239477546 1.4 金属板及石材规范： PAGEREF _Toc239477546 h 2 HYPERLINK l _Toc239477547 1.5 玻璃规范： PAGEREF _Toc239477547 h 2 HYPERLINK l _Toc239477548 1.6 钢材规范： PAGEREF _Toc239477548 h 3 HYPERLINK l _Toc239477549 1.7 胶类及密封材料规范： PAGEREF _Toc239477549 h 3 HYPERLINK l _Toc239477550 1.8 门窗及五金件规范： PAGER

3、EF _Toc239477550 h 4 HYPERLINK l _Toc239477551 1.9 相关物理性能等级测试方法： PAGEREF _Toc239477551 h 5 HYPERLINK l _Toc239477552 1.10 建筑结构静力计算手册(第二版) PAGEREF _Toc239477552 h 5 HYPERLINK l _Toc239477553 1.11 土建图纸： PAGEREF _Toc239477553 h 5 HYPERLINK l _Toc239477554 2 基本参数 PAGEREF _Toc239477554 h 6 HYPERLINK l _T

4、oc239477555 2.1 幕墙所在地区： PAGEREF _Toc239477555 h 6 HYPERLINK l _Toc239477556 2.2 地面粗糙度分类等级： PAGEREF _Toc239477556 h 6 HYPERLINK l _Toc239477557 2.3 抗震烈度： PAGEREF _Toc239477557 h 6 HYPERLINK l _Toc239477558 3 幕墙承受荷载计算 PAGEREF _Toc239477558 h 6 HYPERLINK l _Toc239477559 3.1 风荷载标准值的计算方法： PAGEREF _Toc239

5、477559 h 7 HYPERLINK l _Toc239477560 3.2 计算支撑结构时的风荷载标准值： PAGEREF _Toc239477560 h 8 HYPERLINK l _Toc239477561 3.3 计算面板材料时的风荷载标准值： PAGEREF _Toc239477561 h 8 HYPERLINK l _Toc239477562 3.4 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值： PAGEREF _Toc239477562 h 9 HYPERLINK l _Toc239477563 3.5 作用效应组合： PAGEREF _Toc239477563 h 9 HYPE

6、RLINK l _Toc239477564 4 幕墙立柱计算 PAGEREF _Toc239477564 h 9 HYPERLINK l _Toc239477565 4.1 立柱型材选材计算： PAGEREF _Toc239477565 h 10 HYPERLINK l _Toc239477566 4.2 确定材料的截面参数： PAGEREF _Toc239477566 h 11 HYPERLINK l _Toc239477567 4.3 选用立柱型材的截面特性： PAGEREF _Toc239477567 h 12 HYPERLINK l _Toc239477568 4.4 立柱的抗弯强度计

7、算： PAGEREF _Toc239477568 h 12 HYPERLINK l _Toc239477569 4.5 立柱的挠度计算： PAGEREF _Toc239477569 h 13 HYPERLINK l _Toc239477570 4.6 立柱的抗剪计算： PAGEREF _Toc239477570 h 13 HYPERLINK l _Toc239477571 5 幕墙横梁计算 PAGEREF _Toc239477571 h 14 HYPERLINK l _Toc239477572 5.1 横梁型材选材计算： PAGEREF _Toc239477572 h 15 HYPERLINK

8、 l _Toc239477573 5.2 确定材料的截面参数： PAGEREF _Toc239477573 h 16 HYPERLINK l _Toc239477574 5.3 选用横梁型材的截面特性： PAGEREF _Toc239477574 h 18 HYPERLINK l _Toc239477575 5.4 幕墙横梁的抗弯强度计算： PAGEREF _Toc239477575 h 18 HYPERLINK l _Toc239477576 5.5 横梁的挠度计算： PAGEREF _Toc239477576 h 19 HYPERLINK l _Toc239477577 5.6 横梁的抗剪

9、计算：(两点集中荷载简支梁) PAGEREF _Toc239477577 h 19 HYPERLINK l _Toc239477578 6 背栓连接石材的选用与校核 PAGEREF _Toc239477578 h 20 HYPERLINK l _Toc239477579 6.1 石材板块荷载计算： PAGEREF _Toc239477579 h 21 HYPERLINK l _Toc239477580 6.2 石材的抗弯设计： PAGEREF _Toc239477580 h 21 HYPERLINK l _Toc239477581 6.3 石材的剪应力校核： PAGEREF _Toc23947

10、7581 h 22 HYPERLINK l _Toc239477582 6.4 背栓自身强度计算 PAGEREF _Toc239477582 h 22 HYPERLINK l _Toc239477583 6.5 背栓锚固处石材抗拉承载力计算 PAGEREF _Toc239477583 h 23 HYPERLINK l _Toc239477584 7 连接件计算 PAGEREF _Toc239477584 h 24 HYPERLINK l _Toc239477585 7.1 横梁与角码间连接： PAGEREF _Toc239477585 h 24 HYPERLINK l _Toc23947758

11、6 7.2 角码与立柱连接： PAGEREF _Toc239477586 h 25 HYPERLINK l _Toc239477587 7.3 立柱与主结构连接： PAGEREF _Toc239477587 h 26 HYPERLINK l _Toc239477588 8 幕墙埋件计算(土建预埋) PAGEREF _Toc239477588 h 28 HYPERLINK l _Toc239477589 8.1 荷载标准值计算： PAGEREF _Toc239477589 h 28 HYPERLINK l _Toc239477590 8.2 埋件计算： PAGEREF _Toc239477590

12、 h 29 HYPERLINK l _Toc239477591 8.3 锚板总面积校核： PAGEREF _Toc239477591 h 30 HYPERLINK l _Toc239477592 8.4 锚筋长度计算： PAGEREF _Toc239477592 h 30 HYPERLINK l _Toc239477593 9 幕墙焊缝计算 PAGEREF _Toc239477593 h 30 HYPERLINK l _Toc239477594 9.1 受力分析： PAGEREF _Toc239477594 h 30 HYPERLINK l _Toc239477595 9.2 焊缝特性参数计算

13、： PAGEREF _Toc239477595 h 31 HYPERLINK l _Toc239477596 9.3 焊缝校核计算： PAGEREF _Toc239477596 h 31 HYPERLINK l _Toc239477597 10 石材幕墙幕墙胶类及伸缩缝计算 PAGEREF _Toc239477597 h 32 HYPERLINK l _Toc239477598 10.1 立柱连接伸缩缝计算： PAGEREF _Toc239477598 h 32 HYPERLINK l _Toc239477599 10.2 耐侯胶胶缝计算： PAGEREF _Toc239477599 h 32

14、石材幕墙设计计算书计算引用的规范、标准及资料幕墙设计规范：铝合金结构设计规范 GB50429-2007玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102-2003点支式玻璃幕墙工程技术规程 CECS127-2001点支式玻璃幕墙支承装置 JG138-2001吊挂式玻璃幕墙支承装置 JG139-2001建筑玻璃应用技术规程 JGJ113-2003建筑瓷板装饰工程技术规范 CECS101：98建筑幕墙 GB/T21086-2007金属与石材幕墙工程技术规范 JGJ133-2001小单元建筑幕墙 JG/T216-2008建筑设计规范：地震震级的规定 GB/T17740-1999钢结构防火涂料 GB14907-200

15、2钢结构设计规范 GB50017-2003高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2002高层民用建筑设计防火规范 GB50045-95(2005年版)高处作业吊蓝 GB19155-2003工程抗震术语标准 JGJ/T97-95工程网络计划技术规程 JGJ/T121-99混凝土结构后锚固技术规程 JGJ145-2004混凝土结构设计规范 GB50010-2002混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓 JG160-2004建筑表面用有机硅防水剂 JC/T902-2002建筑材料放射性核素限量 GB6566-2001建筑防火封堵应用技术规程 CECS154：2003建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81-200

16、2建筑工程抗震设防分类标准 GB50223-2008建筑工程预应力施工规程 CECS180：2005建筑结构荷载规范 GB50009-2001(2006年版、局部修订)建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068-2001建筑抗震设计规范 GB50011-2001(2008年版)建筑设计防火规范 GB50016-2006建筑物防雷设计规范 GB50057-94(2000年版)冷弯薄壁型钢结构设计规范 GB50018-2002民用建筑设计通则 GB50352-2005预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程JGJ85-2002铝材规范：变形铝及铝合金化学成份 GB/T3190-2008建筑用隔热铝

17、合金型材-穿条式 JG/T175-2005建筑用铝型材、铝板氟碳涂层 JG/T133-2000铝合金建筑型材第1部分基材 GB5237.1-2008铝合金建筑型材第2部分阳极氧化、着色型材 GB5237.2-2008铝合金建筑型材第3部分电泳涂漆型材 GB5237.3-2008铝合金建筑型材第4部分粉末喷涂型材 GB5237.4-2008铝合金建筑型材第5部分氟碳漆喷涂型材 GB5237.5-2008铝合金建筑型材第6部分隔热型材 GB5237.6-2004铝及铝合金彩色涂层板、带材 YS/T431-2000一般工业用铝及铝合金板、带材 GB/T3880.13-2006铝型材截面几何参数算法及

18、计算机程序要求 YS/T437-2000有色电泳涂漆铝合金建筑型材 YS/T459-2003金属板及石材规范：干挂饰面石材及其金属挂件 JC830.1、2-2005建筑装饰用微晶玻璃 JC/T872-2000建筑幕墙用瓷板 JG/T217-2007建筑装饰用搪瓷钢板 JG/T234-2008微晶玻璃陶瓷复合砖 JC/T994-2006超薄天然石材复合板 JC/T1049-2007铝幕墙板、板基 YS/T429.1-2000铝幕墙板、氟碳喷漆铝单板 YS/T429.2-2000建筑幕墙用铝塑复合板 GB/T17748-2008铝塑复合板用铝带 YS/T432-2000天然板石 GB/T18600

19、-2001天然大理石荒料 JC/T202-2001天然大理石建筑板材 GB/T19766-2005天然花岗石荒料 JC/T204-2001天然花岗石建筑板材 GB/T18601-2001天然石材统一编号 GB/T17670-2008 天然饰面石材术语 GB/T13890-2008玻璃规范：镀膜玻璃 第1部分：阳光控制镀膜玻璃 GB/T18915.1-2002镀膜玻璃 第2部分：低辐射镀膜玻璃 GB/T18915.2-2002防弹玻璃 GB17840-1999浮法玻璃 GB11614-1999夹层玻璃 GB/T9962-1999建筑用安全玻璃 第2部分：钢化玻璃 GB15763.2-2005建筑

20、用安全玻璃 防火玻璃 GB15763.1-2001幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃 GB17841-2008普通平板玻璃 GB4871-1995热弯玻璃 JC/T915-2003压花玻璃 JC/T511-2002中空玻璃 GB/T11944-2002着色玻璃 GB/T18701-2002钢材规范：建筑结构用冷弯矩形钢管 JG/T178-2005不锈钢棒 GB/T1220-2007不锈钢冷加工钢棒 GB/T4226-1984不锈钢冷轧钢板及钢带 GB/T3280-2007不锈钢热轧钢板及钢带 GB/T4237-2007不锈钢丝 GB/T4240-93建筑用不锈钢绞线 JG/T200-2007不锈钢小直

21、径无缝钢管 GB/T3090-2000擦窗机 GB19154-2003彩色涂层钢板和钢带 GB/T12754-2006低合金钢焊条 GB/T5118-1995低合金高强度结构钢 GB/T1591-2008建筑幕墙用钢索压管接头 JG/T201-2007耐候结构钢 GB/T4171-2008高碳铬不锈钢丝 YB/T0961997合金结构钢 GB/T3077-1999金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求 GB/T13912-2002冷拔异形钢管 GB/T3094-2000碳钢焊条 GB/T5117-1999碳素结构钢 GB/T700-2006碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带GB/T912-2

22、008碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带GB/T3274-2007优质碳素结构钢 GB/T699-1999预应力筋用锚具、夹具和连接器 GB/T14370-2000胶类及密封材料规范：丙烯酸酯建筑密封膏 JC484-2006幕墙玻璃接缝用密封胶 JC/T882-2001彩色涂层钢板用建筑密封胶 JC/T884-2001丁基橡胶防水密封胶粘带 JC/T942-2004干挂石材幕墙用环氧胶粘剂 JC887-2001工业用橡胶板 GB/T5574-1994混凝土建筑接缝用密封胶 JC/T881-2001建筑窗用弹性密封剂 JC485-2007建筑密封材料试验方法 GB/T13477.120-2

23、002建筑用防霉密封胶 JC/T885-2001建筑用硅酮结构密封胶 GB16776-2005建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品 GB/T19686-2005建筑用硬质塑料隔热条 JG/T174-2005建筑装饰用天然石材防护剂 JC/T973-2005聚氨酯建筑密封胶 JC/T482-2003聚硫建筑密封胶 JC/T483-2006绝热用岩棉、矿棉及其制品 GB/T11835-2007硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定 GB/T529-1999石材用建筑密封胶 JC/T883-2001橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法 GB/T531-1999修补用天然橡胶胶粘剂 HG/T3318-2002中空玻璃用弹

24、性密封胶 JC/T486-2001中空玻璃用丁基热熔密封胶 JC/T914-2003门窗及五金件规范：封闭型沉头抽芯铆钉 GB/T12616-2004封闭型平圆头抽芯铆钉 GB/T12615-2004紧固件螺栓和螺钉 GB/T5277-1985紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母 GB/T3103.1-2002紧固件机械性能不锈钢螺母 GB/T3098.15-2000紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱 GB/T3098.6-2000紧固件机械性能抽芯铆钉 GB/T3098.19-2004紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹 GB/T3098.2-2000紧固件机械性能螺母、细牙螺纹 GB/T3098.4

25、-2000紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 GB/T3098.1-2000紧固件机械性能自攻螺钉 GB/T3098.5-2000紧固件术语盲铆钉 GB/T3099-2004铝合金门窗 GB/T8478-2008螺纹紧固件应力截面积和承载面积 GB/T16823.1-1997十字槽盘头螺钉 GB/T818-2000地弹簧 QB/T2697-2005铝合金门插锁 QB/T3885-1999 平开铝合金窗把手 QB/T3886-1999 铝合金撑挡 QB/T3887-1999 铝合金窗不锈钢滑撑 QB/T3888-1999 铝合金门窗拉手 QB/T3889-1999 铝合金窗锁 QB/T3900-19

26、99 铝合金门锁 QB/T3901-1999 推拉铝合金门用滑轮 QB/T3902-1999 闭合器 QB/T3893-1999 外装门锁 QB/T2473-2000弹子插芯门锁 GB/T2474-2000叶片门锁 QB/T2475-2000球型门锁 QB/T2476-2000铜合金铸件 GB/T13819-1992锌合压铸件 GB/T13821-1992铝合金压铸件 GB/T15114-1994铸件尺寸公差与机械加工余量 QB/T6414-1999建筑门窗五金件 插销 JG214-2007建筑门窗五金件 传动机构用执手 JG124-2007建筑门窗五金件 旋压执手 JG213-2007建筑门

27、窗五金件 合页（铰链） JG125-2007建筑门窗五金件 传动锁闭器 JG126-2007建筑门窗五金件 滑撑 JG127-2007建筑门窗五金件 滑轮 JG129-2007建筑门窗五金件 多点锁闭器 JG215-2007建筑门窗五金件 撑挡 JG128-2007建筑门窗五金件 通用要求 JG212-2007建筑门窗五金件 单点锁闭器 JG130-2007建筑门窗内平开下悬五金系统 JG168-2004钢塑共挤门窗 JG207-2007电动采光排烟窗 JG189-2006相关物理性能等级测试方法：玻璃幕墙工程质量检验标准 JGJ/T139-2001玻璃幕墙光学性能 GB/T18091-200

28、0采暖居住建筑节能检验标准 JGJ132-2001彩色涂层钢板和钢带试验方法 GB/T13448-2006钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2002建筑防水材料老化试验方法 GB/T18244-2000建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法 GB/T15227-2007建筑幕墙抗震性能振动台试验方法 GB/T18575-2001建筑幕墙平面内变形性能检测方法 GB/T18250-2000建筑外门窗保温性能分级及检测方法 GB/T8484-2008建筑外窗采光性能分级及检测方法 GB/T11976-2002建筑门窗空气隔声性能分级

29、及检测方法 GB/T8485-2008建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法GB/T7106-2008建筑装饰装修工程施工质量验收规范 GB50210-2001金属材料室温拉伸试验方法 GB/T228-2002建筑结构静力计算手册(第二版)土建图纸：基本参数幕墙所在地区： 太仓地区；地面粗糙度分类等级： 幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-2001) A类：指近海海面和海岛、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；依照上面分类标准，本工程按B

30、类地形考虑。抗震烈度： 根据国家规范建筑抗震设计规范(GB50011-2001 2008版)，太仓地区地震基本烈度为7度，地震动峰值加速度为0.1g，水平地震影响系数最大值为：max=0.08。幕墙承受荷载计算幕墙倾斜后荷载分析一、计算简图二、参数输入幕墙情况类型：计算简图情况一幕墙自重：G=1.0kN/m2幕墙倾斜角度：=97.0度三、荷载分析垂直幕墙自重分量G1计算：G1=GSin（-90）=0.122kN/m2平行幕墙自重分量G2计算：G2=GCos（-90）=0.993kN/m2四、荷载分析结论1.情况一：G1垂直于幕墙所在平面且面向室内，当计算书中负风荷载标准值正风荷载标准值+G1

31、时，计算结果安全，满足要求。 情况二：G1垂直于幕墙所在平面且面向室外，可采用增加负风荷载标注值的方法进行模 拟，当计算书中所增加的负风荷载标准值G1，计算结果安全，满足要求。 （注：由于G1分项系数是1.2，风荷载分项系数是1.4，所以以上标准值改为设计值仍然 符合要求）2.G2平行于幕墙所在平面，且小于实际自重G，计算书中采用G进行施加，计算结果更安 全，所以不进行修正。风荷载标准值的计算方法： 幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-2001 2006年版)计算： wk=gzzs1w0 7.1.1-2GB50009-2001 2006年版上式中： wk：作用在幕墙上的风荷

32、载标准值(MPa)； Z：计算点标高：23.5m； gz：瞬时风压的阵风系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算)： gz=K(1+2f) 其中K为地面粗糙度调整系数，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： 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对于B类地形，23.5m高度处瞬时风压的阵风系数： gz=0.8

33、9(1+2(0.5(Z/10)-0.16)=1.6663 z：风压高度变化系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算： A类场地： z=1.379(Z/10)0.24 当Z300m时，取Z=300m，当Z350m时，取Z=350m，当Z400m时，取Z=400m，当Z450m时，取Z=450m，当Z30m时，取Z=30m；对于B类地形，23.5m高度处风压高度变化系数： z=1.000(Z/10)0.32=1.3144 s1：局部风压体型系数； 按建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006年版)第7.3.3条：验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数s1： 一、外表

34、面 1. 正压区 按表7.3.1采用； 2. 负压区 对墙面， 取-1.0 对墙角边， 取-1.8 二、内表面 对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。 本计算点为大面位置。 由于大部分幕墙都有开启，按5.3.2JGJ102-2003条文说明，幕墙结构一般的体型系数取1.2(大面区域)、2.0(转角区域)。 另注：上述的局部体型系数s1(1)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况，当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时，局部风压体型系数s1(10)可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时，局部风压体型系数s1(A)可按面积的对数线性插值，

35、即： s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA 在上式中：当A10m2时取A=10m2；当A1m2时取A=1m2； w0：基本风压值(MPa)，根据现行GB50009-2001附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，但不小于0.3KN/m2，按重现期50年，太仓地区取0.0005MPa；计算支撑结构时的风荷载标准值： 计算支撑结构时的构件从属面积： A=1.274.8=6.096m2 LogA=0.785 s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA =0.843 s1=0.843+0.2=1.043 wk-=gzzs1w0 =1.66631.31441.043

36、0.0005 =0.001142MPa 由于石材幕墙的倾斜在负风压情况下显得有利，所以只需要在正风压情况下采用增大风荷载的方法模拟。 wk+=gzzs1w0+G分 =1.66631.31441.00.0005+0.000122=0.001138Mpa而 0.001138Mpa0.001142Mpa，所以采用负风压情况计算。计算面板材料时的风荷载标准值： 计算面板材料时的构件从属面积： A=1.21.27=1.524m2 LogA=0.183 s1(A)=s1(1)+s1(10)-s1(1)logA =0.963 s1=0.963+0.2=1.163 wk-=gzzs1w0 =1.66631.3

37、1441.1630.0005 =0.001274MPa wk+=gzzs1w0+G分 =1.66631.31441.00.0005+0.000122=0.001138Mpa而 0.001138Mpa0.001274Mpa，所以采用负风压情况计算。垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值： qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； E：动力放大系数,取5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.08； Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)； A：幕墙构件的面积(mm2)；作用效应组合：荷载和作用效应按下式进行组合

38、： S=GSGk+wwSwk+EESEk 5.4.1JGJ102-2003上式中： S：作用效应组合的设计值； SGk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值； Swk、SEk：分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值； G、w、E：各效应的分项系数； w、E：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。上面的G、w、E为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.4.4JGJ102-2003规定如下：进行幕墙构件强度、连接件和预埋件承载力计算时： 重力荷载：G：1.2； 风 荷 载：w：1.4； 地震作用：E：1.3；进行挠度计算时； 重力荷载：G：1.0； 风 荷 载：w：1.0； 地震作用

39、：可不做组合考虑；上式中，风荷载的组合系数w为1.0； 地震作用的组合系数E为0.5；幕墙立柱计算基本参数： 1：计算点标高：23.5m； 2：力学模型：单跨简支梁； 3：立柱跨度：L=4800mm； 4：立柱左分格宽：1270mm；立柱右分格宽：1270mm； 5：立柱计算间距：B=1270mm； 6：板块配置：石材； 7：立柱材质：Q235； 8：安装方式：偏心受拉；本处幕墙立柱按单跨简支梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：立柱型材选材计算：(1)风荷载作用的线荷载集度(按矩形分布)： qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)； wk：风荷载标准值(MPa)； B：幕墙立柱计算

40、间距(mm)； qwk=wkB =0.0011421270 =1.45N/mm qw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)； qw=1.4qwk =1.41.45 =2.03N/mm(2)水平地震作用线荷载集度(按矩形分布)： qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； E：动力放大系数，取5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.08； Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)； A：幕墙构件的面积(mm2)； qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =5.00.080.0011 =0.00044MPa qEk：水平地震作用线

41、荷载集度标准值(N/mm)； B：幕墙立柱计算间距(mm)； qEk=qEAkB =0.000441270 =0.559N/mm qE：水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)； qE=1.3qEk =1.30.559 =0.727N/mm(3)幕墙受荷载集度组合：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合： 5.4.1JGJ102-2003 q=qw+0.5qE =2.03+0.50.727 =2.394N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值： 5.4.1JGJ102-2003 qk=qwk =1.45N/mm(4)立柱在组合荷载作用下的弯矩设计值： Mx：弯矩组合设计值(Nmm)； M

42、w：风荷载作用下立柱产生的弯矩设计值(Nmm)； ME：地震作用下立柱产生的弯矩设计值(Nmm)； L：立柱跨度(mm)；采用Sw+0.5SE组合： Mw=qwL2/8 ME=qEL2/8 Mx=Mw+0.5ME =qL2/8 =2.39448002/8 =Nmm确定材料的截面参数：(1)立柱抵抗矩预选值计算： Wnx：立柱净截面抵抗矩预选值(mm3)； Mx：弯矩组合设计值(Nmm)； ：塑性发展系数： 对于钢材龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05； 对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007，取1.00； fs：型材抗弯强度设计值(MPa)，对Q235

43、取205MPa； Wnx=Mx/fs =/1.05/205 =32031.22mm3(2)立柱惯性矩预选值计算： qk：风荷载线荷载集度标准值(N/mm)； E：型材的弹性模量(MPa)，对Q235取206000MPa； Ixmin：材料需满足的绕X轴最小惯性矩(mm4)； L：计算跨度(mm)； df,lim：按规范要求，立柱的挠度限值(mm)； df,lim=5qkL4/384EIxmin L/250=4800/250=19.2mm 按5.1.1.2建筑幕墙GB/T21086-2007的规定，对于构件式玻璃幕墙或单元幕墙（其它形式幕墙或外维护结构无绝对挠度限制）： 当跨距4500mm时，绝

44、对挠度不应该大于20mm； 当跨距4500mm时，绝对挠度不应该大于30mm；对本例取： df,lim=19.2mm Ixmin=5qkL4/384Edf,lim =51.4548004/384/206000/19.2 =.583mm4选用立柱型材的截面特性： 按上一项计算结果选用型材号：矩形钢管120604 型材的抗弯强度设计值：fs=205MPa 型材的抗剪强度设计值：s=120MPa 型材弹性模量：E=206000MPa 绕X轴惯性矩：Ix=mm4 绕Y轴惯性矩：Iy=847700mm4 绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=42530mm3 绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=42530mm3 型材

45、净截面面积：An=1376mm2 型材线密度：g=0.108016N/mm 型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：t=8mm 型材受力面对中性轴的面积矩：Sx=26460mm3 塑性发展系数：=1.05立柱的抗弯强度计算：(1)立柱轴向拉力设计值： Nk：立柱轴向拉力标准值(N)； qGAk：幕墙单位面积的自重标准值(MPa)； A：立柱单元的面积(mm2)； B：幕墙立柱计算间距(mm)； L：立柱跨度(mm)； Nk=qGAkA =qGAkBL =0.001112704800 =6705.6N N：立柱轴向拉力设计值(N)； N=1.2Nk =1.26705.6 =8046.72N(2)抗弯

46、强度校核：按单跨简支梁(受拉)立柱抗弯强度公式，应满足： N/An+Mx/Wnxfs 6.3.7JGJ102-2003上式中： N：立柱轴力设计值(N)； Mx：立柱弯矩设计值(Nmm)； An：立柱净截面面积(mm2)； Wnx：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)； x：塑性发展系数： 对于钢材龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05； 对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007，取1.00； fs：型材的抗弯强度设计值，取205MPa；则： N/An+Mx/Wnx=8046.72/1376+/1.05/42530 =160.242MPa205MPa立柱

47、抗弯强度满足要求。立柱的挠度计算： 因为惯性矩预选是根据挠度限值计算的，所以只要选择的立柱惯性矩大于预选值，挠度就满足要求： 实际选用的型材惯性矩为：Ix=mm4 预选值为：Ixmin=.583mm4 实际挠度计算值为： df=5qkL4/384EIx =51.4548004/384/206000/ =19.064mm 而df,lim=19.2mm所以，立柱挠度满足规范要求。立柱的抗剪计算：校核依据： maxs=120MPa (立柱的抗剪强度设计值)(1)Vwk：风荷载作用下剪力标准值(N)： Vwk=wkBL/2 =0.00114212704800/2 =3480.816N(2)Vw：风荷载

48、作用下剪力设计值(N)： Vw=1.4Vwk =1.43480.816 =4873.142N(3)VEk：地震作用下剪力标准值(N)： VEk=qEAkBL/2 =0.0004412704800/2 =1341.12N(4)VE：地震作用下剪力设计值(N)： VE=1.3VEk =1.31341.12 =1743.456N(5)V：立柱所受剪力设计值组合： 采用Vw+0.5VE组合： V=Vw+0.5VE =4873.142+0.51743.456 =5744.87N(6)立柱剪应力校核： max：立柱最大剪应力(MPa)； V：立柱所受剪力(N)； Sx：立柱型材受力面对中性轴的面积矩(mm

49、3)； Ix：立柱型材截面惯性矩(mm4)； t：型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)； max=VSx/Ixt =5744.8726460/8 =7.446MPa 7.446MPa120MPa立柱抗剪强度满足要求!幕墙横梁计算基本参数： 1：计算点标高：23.5m； 2：横梁跨度：B=1270mm； 3：横梁上分格高：1200mm；横梁下分格高：1200mm； 4：横梁计算高度：H=600mm： 非背栓结构取平均分格高； 背栓结构取最大分格高度的一半； 5：力学模型：两点集中荷载简支梁； 6：集中力作用点到横梁端部的距离：a=150mm； 7：板块配置：石材； 8：横梁材质：Q235；

50、本处幕墙横梁按两点集中荷载简支梁模型进行设计计算，受力模型如下：横梁型材选材计算：(1)横梁在风荷载作用下的集中力计算(按两点集中荷载简支梁)： Pwk：风荷载作用下集中荷载标准值(N)； wk：风荷载标准值(MPa)； B：横梁跨度(mm)； H：横梁计算高度(mm)； Pwk=wkBH/2 =0.0011421270600/2 =435.102N Pw：风荷载作用下集中荷载设计值(N)； Pw=1.4Pwk =1.4435.102 =609.143N(2)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(按两点集中荷载简支梁)： qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(MPa)； E：动力放大系数，取

51、5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.08； Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(主要指面板组件)； A：幕墙平面面积(mm2)； qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =5.00.080.001 =0.0004MPa PEk：横梁在水平地震作用下集中力标准值(N)； B：横梁跨度(mm)； H：横梁计算高度(mm)； PEk=qEAkBH/2 =0.00041270600/2 =152.4N PE：横梁在水平地震作用下集中力设计值(N)； PE=1.3PEk =1.3152.4 =198.12N(3)幕墙横梁受水平荷载集度组合：用于强度计算时，采用Sw+

52、0.5SE设计值组合： 5.4.1JGJ102-2003 P=Pw+0.5PE =609.143+0.5198.12 =708.203N用于挠度计算时，采用Sw标准值： 5.4.1JGJ102-2003 Pk=Pwk =435.102N(4)横梁在风荷载及地震组合作用下的弯矩值(按两点集中荷载简支梁)： My：横梁受风荷载及地震作用弯矩组合设计值(Nmm)； P：集中荷载的设计值组合(N)； a：集中力作用点到横梁端部的距离(mm)； My=Pa =708.203150 =106230.45Nmm(5)横梁在自重荷载作用下的弯矩值(按两点集中荷载简支梁)： PGk：横梁自重荷载作用下集中力标准

53、值(N)； B：横梁跨度(mm)； H1：横梁自重荷载作用高度(mm)： 非背栓结构取横梁上分格高； 背栓结构取最大分格高度的一半； PGk=0.001BH1/2 =0.0011270600/2 =381N PG：横梁自重荷载作用下集中力设计值(N)； PG=1.2PGk =1.2381 =457.2N Mx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(Nmm)； PG：横梁自重荷载作用下集中力设计值(N)； a：集中力作用点到横梁端部的距离(mm)； Mx=PGa =457.2150 =68580Nmm确定材料的截面参数：(1)横梁抵抗矩预选： Wnx：绕X轴横梁净截面抵抗矩预选值(mm3)； Wny

54、：绕Y轴横梁净截面抵抗矩预选值(mm3)； Mx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(Nmm)； My：风荷载及地震作用弯矩组合设计值(Nmm)； x，y：塑性发展系数： 对于钢材龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,均取1.05； 对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007，均取1.00； 此处取：x=y=1.05 fs：型材抗弯强度设计值(MPa)，对Q235取205；按下面公式计算： Wnx=Mx/xfs =68580/1.05/205 =318.606mm3 Wny=My/yfs =106230.45/1.05/205 =493.521mm3(2)横梁惯性矩预选

55、： df1,lim：按规范要求，横梁在水平力标准值作用下的挠度限值(mm)； df2,lim：按规范要求，横梁在自重力标准值作用下的挠度限值(mm)； B：横梁的跨度(mm)； 按相关规范，钢材横梁的相对挠度不应大于L/250，铝材横梁的相对挠度不应大于L/180； 建筑幕墙GB/T21086-2007还有如下规定： 按5.1.1.2，对于构件式玻璃幕墙或单元幕墙（其它形式幕墙或外维护结构无绝对挠度限制）： 当跨距4500mm时，绝对挠度不应该大于20mm； 当跨距4500mm时，绝对挠度不应该大于30mm； 按5.1.9，b，自重标准值作用下挠度不应超过其跨度的1/500，并且不应大于3mm

56、； B/250=1270/250=5.08mm B/500=1270/500=2.54mm对本例取： df1,lim=5.08mm df2,lim=2.54mm Pk：风荷载作用下的水平集中荷载标准值(N)； a：集中力作用点到横梁端部的距离(mm)； E：型材的弹性模量(MPa)，对Q235取206000MPa； Iymin：绕Y轴最小惯性矩(mm4)； df,lim=Pka(3B2-4a2)/24EIymin (受风荷载与地震作用的挠度计算) Iymin=Pka(3B2-4a2)/24Edf1,lim =435.102150(312702-41502)/24/206000/5.08 =12

57、339.993mm4 PGk：重力作用下的集中荷载标准值(N)； a：集中力作用点到横梁端部的距离(mm)； B：横梁的跨度(mm)； E：型材的弹性模量(MPa)，对Q235取206000MPa； Ixmin：绕X轴最小惯性矩(mm4)； df,lim=PGka(3B2-4a2)/24EIxmin (自重作用下产生的挠度计算) Ixmin=PGka(3B2-4a2)/24Edf2,lim =381150(312702-41502)/24/206000/2.54 =21611.195mm4选用横梁型材的截面特性： 按照上面的预选结果选取型材： 选用型材号：角钢L54 型材抗弯强度设计值：205

58、MPa 型材抗剪强度设计值：120MPa 型材弹性模量：E=206000MPa 绕X轴惯性矩：Ix=92600mm4 绕Y轴惯性矩：Iy=92600mm4 绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=6700mm3 绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=2560mm3 绕Y轴净截面抵抗矩：Wny1=6700mm3 绕Y轴净截面抵抗矩：Wny2=2560mm3 型材净截面面积：An=389.7mm2 型材线密度：g=0.030591N/mm 横梁与立柱连接时角片与横梁连接处横梁壁厚：t=4mm 横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：tx=4mm 横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度：ty=4mm 型材受力面对中性轴的面积

59、矩(绕X轴)：Sx=2595mm3 型材受力面对中性轴的面积矩(绕Y轴)：Sy=2595mm3 塑性发展系数： 对于钢材龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,均取1.05； 对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007，均取1.00； 此处取：x=y=1.05幕墙横梁的抗弯强度计算：按横梁抗弯强度计算公式，应满足： Mx/xWnx+My/yWnyfs 6.2.4JGJ102-2003上式中： Mx：横梁绕X轴方向(幕墙平面内方向)的弯矩设计值(Nmm)； My：横梁绕Y轴方向(垂直于幕墙平面方向)的弯矩设计值(Nmm)； Wnx：横梁绕X轴方向(幕墙平面内方向)的净截面

60、抵抗矩(mm3)； Wny：横梁绕Y轴方向(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩(mm3)； x，y：塑性发展系数，取1.05； fs：型材的抗弯强度设计值，取205MPa。采用SG+Sw+0.5SE组合，则： Mx/xWnx+My/yWny=68580/1.05/2560+106230.45/1.05/2560 =65.034MPa205MPa横梁抗弯强度满足要求。横梁的挠度计算： 因为惯性矩预选是根据挠度限值计算的，所以只要选择的横梁惯性矩大于预选值，挠度就满足要求： 实际选用的型材惯性矩为： Ix=92600mm4 Iy=92600mm4 预选值为： Ixmin=21611.195mm4