全隐框玻璃幕墙设计计算书

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全隐框玻璃幕墙设计计算书设计：校对：审核：批准：贵州省城乡规划设计研究院二O-四年四月八日目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1计算引用的规范、标准及资料1\o"CurrentDocument"1.1幕墙设计规范：1\o"CurrentDocument"1.2建筑设计规范：1\o"CurrentDocument"1.3铝材规范：1\o"CurrentDocument"1.4金属板及石材规范：21.5玻璃规范：21.6钢材规范：2\o"CurrentDocument"1.7胶类及密封材料规范：3\o"CurrentDocument"1.8五金件规范：3\o"CurrentDocument"1.9相关物理性能等级测试方法：4\o"CurrentDocument"1.10《建筑结构静力计算手册》（第二版）41.11土建图纸：4\o"CurrentDocument"2基本参数4\o"CurrentDocument"2.1幕墙所在地区4\o"CurrentDocument"2.2地面粗糙度分类等级4\o"CurrentDocument"2.3抗震设防4\o"CurrentDocument"3幕墙承受荷载计算5\o"CurrentDocument"3.1风荷载标准值的计算方法5\o"CurrentDocument"3.2计算支撑结构时的风荷载标准值6\o"CurrentDocument"3.3计算面板材料时的风荷载标准值6\o"CurrentDocument"3.4垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值6\o"CurrentDocument"3.5平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值6\o"CurrentDocument"3.6作用效应组合7\o"CurrentDocument"4幕墙立柱计算7\o"CurrentDocument"4.1立柱型材选材计算8\o"CurrentDocument"4.2确定材料的截面参数9\o"CurrentDocument"4.3选用立柱型材的截面特性10\o"CurrentDocument"4.4立柱的抗弯强度计算10\o"CurrentDocument"4.5立柱的挠度计算10\o"CurrentDocument"4.6立柱的抗剪计算11\o"CurrentDocument"5幕墙横梁计算11\o"CurrentDocument"5.1横梁型材选材计算12\o"CurrentDocument"5.2确定材料的截面参数135.3选用横梁型材的截面特性145.4幕墙横梁的抗弯强度计算14\o"CurrentDocument"5.5横梁的挠度计算15\o"CurrentDocument"5.6横梁的抗剪计算15\o"CurrentDocument"6玻璃板块的选用与校核16\o"CurrentDocument"6.1玻璃板块荷载计算：16\o"CurrentDocument"6.2玻璃的强度计算：17\o"CurrentDocument"6.3玻璃最大挠度校核：18\o"CurrentDocument"7连接件计算19\o"CurrentDocument"7.1横梁与角码间连接197.2角码与立柱连接20\o"CurrentDocument"7.3立柱与主结构连接21\o"CurrentDocument"8幕墙埋件计算（土建预埋）22\o"CurrentDocument"8.1荷载标准值计算22\o"CurrentDocument"8.2埋件计算23\o"CurrentDocument"8.3锚板总面积校核24\o"CurrentDocument"8.4锚筋长度计算24\o"CurrentDocument"9幕墙转接件强度计算24\o"CurrentDocument"9.1受力分析24\o"CurrentDocument"9.2转接件的强度计算24\o"CurrentDocument"10幕墙焊缝计算25\o"CurrentDocument"10.1受力分析25\o"CurrentDocument"10.2焊缝特性参数计算25\o"CurrentDocument"10.3焊缝校核计算25\o"CurrentDocument"11全隐框玻璃幕墙胶类及伸缩缝计算26\o"CurrentDocument"11.1结构硅酮密封胶的宽度计算26\o"CurrentDocument"11.2结构硅酮密封胶粘接厚度的计算26\o"CurrentDocument"11.3结构胶设计总结27\o"CurrentDocument"11.4立柱连接伸缩缝计算27\o"CurrentDocument"11.5耐候胶胶缝计算27\o"CurrentDocument"12幕墙板块压板计算28\o"CurrentDocument"12.1压板的弯矩设计值计算28\o"CurrentDocument"12.2压板的应力计算28\o"CurrentDocument"12.3螺栓抗拉强度验算28\o"CurrentDocument"13附录常用材料的力学及其它物理性能30中科院贵阳创新科技园1#中科院贵阳创新科技园1#楼3#楼外装饰工程•全隐框玻璃幕墙设计计算书贵州省城乡规划设计研究院:正面角焊缝的强度设计值增大系数，取1.22；fT:按焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力(MPa)；ffw:角焊缝的强度设计值(MPa)；f((o/0)2+T2)0.5/2fff=((N/1.22A+M/1.22W)2+(V/A)2)0.5/2=((11464.105/1.22/529.2+318240/1.22/8460.802)2+(3978/529.2)2)o5/2=24.5825MPa24.5825MPaWfw=160MPa,f焊缝可以满足要求。11全隐框玻璃幕墙胶类及伸缩缝计算基本参数：1：计算点标高：100m；2：玻璃分格尺寸：宽X高=BXH=1300mmX1700mm；3:幕墙类型：全隐框玻璃幕墙4：年温温差：35°C；11.1结构硅酮密封胶的宽度计算水平荷载作用下结构胶粘结宽度：C:风荷载和地震作用下结构胶粘结宽度最小值(mm)；siw:风荷载标准值(MPa)；kq:地震作用标准值(MPa)，对于不等片合片的中空玻璃，取外片重量，其它情况，取组成板块的玻璃总重量，按公式EAk5.3.4[JGJ102-2003]计算；a：矩形分格短边长度(mm)；f:结构胶的短期强度允许值，取0.2MPa；1C=(1.4Xw+0.5X1.3Xq)Xa/2f……5.6.3-2[JGJ102-2003]s1kEAk1=(1.4X0.001+0.5X1.3X0.000061)X1300/2/0.2=4.679mm自重效应(永久荷载)作用下胶缝宽度的计算(玻璃与铝框间)：C:自重效应下玻璃与铝框间结构胶粘结宽度最小值(mm)；s2q:结构胶承担的玻璃单位面积重力荷载设计值(MPa),分项系数取1.35；G1a：分格短边长(mm)；b：分格长边长(mm)；f:结构胶的长期强度允许值，取0.01MPa；2C=qab/2(a+b)f……5.6.3-3[JGJ102-2003]s2G12=0.000415X1300X1700/2/(1300+1700)/0.01=15.286mm自重效应(永久荷载)作用下胶缝宽度的计算(玻璃与玻璃间)：C:自重效应下玻璃与玻璃间结构胶粘结宽度最小值(mm)；s3q:结构胶承担的玻璃单位面积重力荷载设计值(MPa),分项系数取1.35；G2a：分格短边长(mm)；b：分格长边长(mm)；f:结构胶的长期强度允许值，取0.01MPa；2C=qab/2(a+b)f……5.6.3-3[JGJ102-2003]s3G22=0.000207X1300X1700/2/(1300+1700)/0.01=7.624mm实际玻璃与铝框间胶缝宽度取16mm.玻璃与玻璃间胶缝宽度取8mm.11.2结构硅酮密封胶粘接厚度的计算(1)玻璃与铝框间温度作用下结构胶粘结厚度：u:在年温差作用下玻璃与玻璃附框型材相对位移量(mm)；s1b：玻璃板块最大边(mm)；a:铝型材线膨胀系数，2.3X10®1a:玻璃线膨胀系数，1X10-5；2u=bAt(a-a)si12=1700X35X(2.3-1)X10-5=0.774mmt：温度作用下结构胶粘结厚度计算值(mm)；s16:温度作用下结构硅酮密封胶的变位承受能力：10%1t=u/(6(2+6))0.5s1s111=0.774/(0.1X(2+0.1))0.5=1.689mm(2)风荷载作用下结构胶粘结厚度：u:在风荷载作用下玻璃与玻璃附框型材相对位移量(mm)；s20:风荷载标准值作用下主体结构层间位移角限值(rad)；(取值见表20[GB/T21086-2007])h:幕墙玻璃面板高度(mm)；gu=0h……5.6.5-2[JGJ102-2003]s2g=1/550X1700=3.091mmt：风荷载作用下结构胶粘结厚度计算值(mm)；s26:风荷载作用下结构硅酮密封胶的变位承受能力：10%2t=u/(6(2+6))0.5……5.6.5[JGJ102-2003]s2s222=3.091/(0.1X(2+0.1))0.5=6.745mm实际玻璃与铝框间胶缝厚度取8mm.玻璃与玻璃间胶缝厚度取7mm.11.3结构胶设计总结按5.6.1[JGJ102-2003]规定，硅酮结构胶还需要满足下面要求：1：粘接宽度±7mm；2：12mm三粘接厚度三6mm；3：粘接宽度大于厚度，但不宜大于厚度的2倍；综合上面计算结果，本工程设计中玻璃与铝框间结构胶满足规范要求。玻璃与玻璃间结构胶满足规范要求。11.4立柱连接伸缩缝计算为了适应幕墙温度变形以及施工调整的需要，立柱上下段通过插芯套装，留有一段空隙一伸缩缝(小，d值按下式计算:d三a△tL+d+d12上式中：d：伸缩缝计算值(mm)；a:立柱材料的线膨胀系数，取2.3X10-5；t：温度变化，取35°C；L：立柱跨度(mm)；d:施工误差，取3mm；1d:考虑其它作用的预留量，取2mm；2d=a△tL+d+d12=0.000023X35X5100+3+2=9.106mm实际伸缩空隙d取20mm，满足要求。.11.5耐候胶胶缝计算w:胶缝宽度计算值(mm)；sa:板块材料的线膨胀系数，为1X10-5；t：温度变化，取35C；b：板块的长边长度(mm)；6:耐候硅酮密封胶的变位承受能力：25%d:施工偏差，取3mm；cd:考虑其它作用的预留量，取2mm；Ew=a△tb/6+d+dscE=0.00001X35X1700/0.25+3+2=7.38mm实际胶缝取16mm，满足要求。.12幕墙板块压板计算基本参数：1：计算点标高：100m；2：板块分格尺寸：1300mmX1700mm；3：压板宽度：45mm4：压板长度：50mm5：压板厚度：6mm6：压板间距：350mm12.1压板的弯矩设计值计算M:压板单侧所受的弯矩设计值(N•mm)；ybq:板块所受的水平荷载设计值(MPa)；ybP:压板单侧所受的水平集中力(N)；ybS：压板间距(mm)；ybB:压板横截面宽度(mm)；yb_a：板块短边长(mm)；q=1.4w+0.5X1.3qybkEAk=1.4X0.001+0.5X1.3X0.000061=0.00144MPaP=1.25qSa/2ybybyb=1.25X0.00144X350X1300/2=409.5NM=PX(0.5B)ybybyb=409.5X0.5X45=9213.75N・mm12.2压板的应力计算b：压板所受的最大弯曲应力(MPa)；L:压板长度(mm)；ybt：压板厚度(mm)；ybd：压板上螺栓孔径(mm)；W:压板的抗弯距(mm3)；ybb=M/Wybyb=6M/(L-d)t2ybybyb=6X9213.75/(50-6)/62=34.901MPa选用压板材质为6063-T5,抗弯强度设计值为90MPa；所以压板的抗弯强度满足要求。T:压板所受的最大剪应力；T=1.5P/((L-d)t)ybybyb=1.5X409.5/(50-6)/6=2.327MPa选用压板的抗剪强度设计值为55MPa；所以压板的抗剪强度满足要求。12.3螺栓抗拉强度验算fb：螺栓连接的抗拉强度设计值，对普通碳钢(C级)取170MPa；td:螺栓有效直径：4.249467mm；eNb:螺栓抗拉承载能力设计值(N)；tNb=nd2fb/4tet=3.14X4.2494672X170/4=2409.836N2P=819NW许用抗拉承载力=2409.836Nyb所以螺栓的抗拉强度满足要求。13附录常用材料的力学及其它物理性能一、玻璃的强度设计值f(MPa)gJGJ102-2003表5.2.1种类厚度(mm)大面侧面普通玻璃528.019.5浮法玻璃5〜1228.019.515〜1924.017.0三2020.014.0钢化玻璃5〜1284.058.815〜1972.050.4三2059.041.3二、长期荷载作用下玻璃的强度设计值f(MPa)gJGJ113-2009表4.1.9种类厚度(mm)大面侧面平板玻璃5〜129615〜1975三2064半钢化玻璃5〜12282015〜192417三202014半钢化玻璃5〜12423015〜193626三203021三、铝合金型材的强度设计值(MPa)GB50429-2007表4.3.4铝合金牌号状态厚度强度设计值(mm)抗拉、抗压抗剪6061T4不区分9055T6不区分2001156063T5不区分9055T6不区分150856063AT5W1013575T6W1016090四、钢材的强度设计值(1-热轧钢材)f(MPa)sJGJ102-2003表5.2.3钢材牌号厚度或直径d(mm)抗拉、抗压、抗弯抗剪端面承压Q235dW16215125325Q345dW16310180400

五、钢材的强度设计值(2-冷弯薄壁型钢)f(MPa)sGB50018-2002表4.2.1钢材牌号抗拉、抗压、抗弯抗剪端面承压Q235205120310Q345300175400六、材料的弹性模量E(MPa)JGJ102-2003表5.2.8、JGJ133-2001表5.3.9材料E材料E玻璃0.72X105不锈钢绞线1.2X105〜1.5X105铝合金、单层铝板0.70X105高强钢绞线1.95X105钢、不锈钢2.06X105钢丝绳0.8X105〜1.0X105消除应力的高强钢丝2.05X105花岗石板0.8X105蜂窝铝板10mm0.35X105铝塑复合板4mm0.2X105蜂窝铝板15mm0.27X105铝塑复合板6mm0.3X105蜂窝铝板20mm0.21X105七、材料的泊松比uJGJ102-2003表5.2.9、JGJ133-2001表5.3.10、GB50429-2007表4.3.7材料U材料U玻璃0.2钢、不锈钢0.3铝合金0.3(按GB50429)高强钢丝、钢绞线0.3铝塑复合板0.25蜂窝铝板0.25花冈岩0.125八、材料的膨胀系数a(1/°C)JGJ102-2003表5.2.10、JGJ133-2001表5.3.11、GB50429-2007表4.3.7材料a材料a玻璃0.8X10-5〜1.0X10-5不锈钢板1.80X10-5铝合金、单层铝板2.3X10-5(按GB50429)混凝土1.00X10-5钢材1.20X10-5砖砌体0.50X10-5铝塑复合板<4.0X10-5蜂窝铝板2.4X10-5花冈岩0.8X10-5九、材料的重力密度Y(KN/m3)gJGJ102-2003表5.3.1、GB50429-2007表4.3.7材料Yg材料Yg普通玻璃、夹层玻璃25.6矿棉1.2〜1.5钢化、半钢化玻璃玻璃棉0.5〜1.0钢材78.5岩棉0.5〜2.5铝合金2700kg/m3(按GB50429)十、板材单位面积重力标准值(MPa)JGJ133-2001表5.2.2板材厚度(mm)qk(N/m2)板材厚度(mm)qk(N/m2)

单层铝板2.567.51.5117.83.081.0不锈4.0112.02.02.5157.0196.3钢板铝塑复合板4.055.03.0235.56.073.6蜂窝铝板10.053.0花岗20.0500〜560(铝箔芯)15.070.0石板25.0625〜70020.074.030.0750〜840卜一、螺栓连接的强度设计值一(MPa)JGJ102-2003表B.0.1-1螺栓的性能等级锚栓和构件钢材的牌号普通螺栓锚栓承压型连接高强度螺栓C级螺栓A、B级螺栓抗拉抗剪承压抗拉抗剪承压抗拉抗拉抗剪承压fbfbfbfbfbfbfbfbfbfb普通螺栓4.6、4.8级1701405.6级———210190—————8.8级———400320—————锚栓Q235钢——————140———Q345钢——————180———承压型连接高强度螺栓8.8级400250—10.9级500310—构件Q235钢——305——405———470Q345钢——385——510———590Q390钢——400——530———615十二、螺栓连接的强度设计值二(MPa)GB50429-2007表4.3.5-1螺栓的材料、性能等级和构件铝合金牌号普通螺栓铝合金不锈钢钢抗拉fv抗剪fb承压fb抗拉fv抗剪fb承压fb抗拉fv抗剪fb承压fb普通螺栓铝合金2B111701602A90150145不锈钢A2-50、A4—50——————200190————————A2-70、A4—70——————280265————————钢4.6、4.8级————————————170140——构件6061—T4————210————210————2106061—T6————305————305————3056063—T5————185————185————1856063—T6————240————240————2406063A—T5————220————220————2206063A—T6————255————255————2555083—O/F/H112————315————315————315

十三、焊缝的强度设计值(MPa)JGJ102-2003表B.0.1-3焊接方法和焊条型号构件钢材对接焊缝角焊缝牌号厚度或直径d(mm)抗压fwc抗拉和抗弯受拉fwt抗剪fwv抗拉、抗压和一级、二级三级抗剪ffw自动焊、半自动焊和E43型焊条的手工焊Q235钢dW1621521518512516016VdW4020520517512016040VdW60200200170115160自动焊、半自动焊和E50型焊条的手工焊Q345钢dW1631031026518020016VdW3529529525017020035VdW50265265225155200自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊Q390钢dW1635035030020522016VdW3533533528519022035VdW50315315270180220自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊Q420钢dW1638038