明框玻璃幕墙结构计算

工程计算书第22页共22页第四部分、明框玻璃幕墙结构计算第一章、龙骨荷荷载计算一、计算说明取风荷载计算部部部分表3-1中明框玻玻璃璃幕墙风风荷载载进行计计算，该该处位于于大面面区，体体型系系数为1.2,该部分玻玻璃璃幕墙承承受的的风荷载载为WK=1.44KN//m22，W=1..997KKN//m2。明框玻玻璃璃幕墙水水平分分格为B=122000mm，竖向分分格格为H=166000mm，层高为3.6m。二、明框玻璃幕幕幕墙自重重荷载载计算1、玻璃面板自自自重荷载标标准准值计算算GAK：玻璃面面面板自重面面荷荷载标准准值玻璃采用TP666+122A++TP66mmm厚钢化中中空空玻璃GAK=（6+++6）×10-33×25..6=00.3307KNN/m2GGK：考虑龙龙龙骨和各种种零零部件后后的幕幕墙面板板自重重面荷载载标准准值GGK=0.333765KKN/mm22、玻璃面板自自自重荷载设设计计值计算算rG：自重作用用效效应分项系系系数，取rG=1.22按《玻璃幕墙工工工程技术术规范范》JGJJ1102--20003第5.4.2条规定GG：考虑龙骨骨和和各种零部部部件后的的幕墙墙面板自自重面面荷载设设计值值GG=rG·GGGGK=1..22×0.377665=00.554KKN//m2三、明框玻璃幕幕幕墙承受受的水水平风荷荷载计计算WK：作用在在在幕墙上的的风风荷载标标准值值WK=1.0KKN/m22W：作用在幕墙墙墙上的风荷荷载载设计值值W=1.4KKKN/mm2四、明框玻璃幕幕幕墙承受受的水水平地震震荷载载计算1、幕墙玻璃面面面板承受的的水水平地震震荷载载标准值值计算算αmax：水平平平地震影响响系系数最大大值，取αmax=0.166查《玻璃幕墙工工工程技术术规范范》JGJ11002-220003表5.3.4βE：动力放大大系数数，取βE=5.0按《玻璃幕墙工工工程技术术规范范》JGJ11002-220003第5.3.4条规定定qEK：作用在在在幕墙上的的地地震荷载载标准准值计算算qEK=αmaaax·βE·GGK=0.166××5.00×00.377655=0..3660KKN//m22、幕墙玻璃面面面板承受的的水水平地震震荷载载设计值值计算算rE：地震荷载载作作用效应分分分项系数数，取取rE=1.33按《玻璃幕墙工工工程技术术规范范》JGJJ1102--20003第5.4.2条规定qE：作用在幕幕墙墙上的地震震震荷载设设计值值qE=rE·qqEEK=1..33×0.366==0.3376668KNN/m2五、荷载组合1、风荷载和水水水平地震作作用用组合标标准值值计算ψW：风荷载作作用用效应组合合合系数，取取ψψW=1.00按《玻璃幕墙工工工程技术术规范范》JGJ11002-220003第5.4.3条规定ψE：地震荷载载作作用效应组组组合系数数，取取ψE=0.55按《玻璃幕墙工工工程技术术规范范》JGJ11002-220003第5.4.3条规定qK=ψW·WWK+ψE·qEK=1.0×1...0+0..5×0.336=1.18KKKN/m222、风荷载和水水水平地震作作用用组合设设计值值计算q=ψW·W++ψE·qE=1.0×1...4+0..5×0.3377668=1.634KN/mm22第二章、玻璃面面面板计算算一、计算说明玻璃面板选用TTTP6++122A+TPP66mm厚的中空空钢钢化玻璃璃。明明框玻璃璃幕墙墙的分格格尺寸寸为，幕幕墙分分格宽度度a=155500mm，幕墙分分格格高度b=228800mm。该部分分玻玻璃承受受的风风荷载为WK=1.00KN//m22，W=1..44KNN/mm2。二、玻璃面板强强强度校核核1、校核依据：：：≤fg1=844..0NN/mmm2。：玻璃面板在荷荷荷载作用下下产产生的应应力；；：玻璃面板弯矩矩矩系数；由==0.688，查《玻璃璃幕幕墙工程程技术术规范》JGJ11002-220003表6.1..22-1，得=0.004554。：玻璃面板受到到到的组合合荷载载设计值值；：玻璃计算厚度度度；：玻璃的应力折折折减系数数。2、外片玻璃面面面板强度校校核核1)外片玻璃荷荷载载计算外片玻璃自重荷荷荷载标准准值为为：=6××225.66=1153..6N/mm2=0.11554KNN//m2根据《玻璃幕墙墙墙工程技技术规规范》JGJ11002-220003第6.1..5条规定：：直接承受风荷载载载的外片片玻璃璃受到的的风荷荷载标准准值为为==0.55KKKN/mm2风荷载设计值为为为=1.4×0...55=0.77KKKN/mm2外片玻璃承受水水水平地震震荷载载标准值值为=0.16×555.0×00..1544=00.122322KNN/mm2水平地震荷载设设设计值为为=1.3×0...12332==0.116002KKN//m2外片玻璃承受的的的水平组组合荷荷载标准准值为为=1.0×0...55++0..5×0.122332=0.776KN//m22水平组合荷载设设设计值为为=1.0×0...77++0..5×00.116022=1.079KN//m222)外片玻璃强强度度校核根据《玻璃幕墙墙墙工程技技术规规范》JGJ11002-220003公式6.1..22-3：==154.1117查《玻璃幕墙工工工程技术术规范范》JGJ11002-220003表6.1..22-2得外片玻璃的应力力力折减系系数=0.66007外片玻璃在水平平平组合荷荷载作作用下产产生的的应力为为==21.34N/mmm22＜fg1=844..0NN/mmm2外片玻璃面板强强强度满足足设计计要求。3、内片玻璃面面面板强度校校核核1)内片玻璃荷荷载载计算内片玻璃自重荷荷荷载标准准值为为：=6××225.66=1153..6N/mm2=0.11554KNN//m2根据《玻璃幕墙墙墙工程技技术规规范》JGJ11002-220003第6.1..5条规定：：不直接承受风荷荷荷载的内内片玻玻璃受到到的风风荷载标标准值值为==0.5KNNN/m2风荷载设计值为为为=1.4×0...5=0.7KNNN/m2内片玻璃承受水水水平地震震荷载载标准值值为=0.16×555.0×00..1544=00.122322KNN/mm2水平地震荷载设设设计值为为=1.3×0...12332==0.116002KKN//m2内片玻璃承受的的的水平组组合荷荷载标准准值为为=1.0×0...5+00.55×0..12232=0.711KN//m22水平组合荷载设设设计值为为=1.0×0...7+00.55×0.166002=0.989KN//m222)内片玻璃强强度度校核根据《玻璃幕墙墙墙工程技技术规规范》JGJ11002-220003公式6.1..22-3：==141.2226查《玻璃幕墙工工工程技术术规范范》JGJ11002-220003表6.1..22-2得内片玻璃的应力力力折减系系数=0.66222内片玻璃在水平平平组合荷荷载作作用下产产生的的应力为为==20.04N/mmm22＜fg1=844..0NN/mmm2内片玻璃面板强强强度满足足设计计要求。三、玻璃面板挠挠挠度校核核1、校核依据：：：根据《玻玻璃璃幕墙工工程技技术规范范》JGJ11002-220003第6.1..3条规定=≤=：风荷载标准值值值作用下下挠度度最大值值；：四边支承玻璃璃璃面板的挠挠度度系数；由边长比==000.68，查《玻璃璃幕幕墙工程程技术术规范》JGJ11002-220003表6.1..3得=0.0041118。：风荷载标准值值值；：玻璃短边尺寸寸寸；：玻璃刚度；：玻璃挠度折减减减系数2、挠度计算1)中空玻璃风风荷荷载标准值值值WK=1.0KKN/m222)中空玻璃等等效效计算厚度度度，根据《玻玻玻璃幕墙墙工程程技术规规范》JGJ11002-220003公式6.1..55-3得===7.188mm3)玻璃刚度，根根根据《玻璃璃幕幕墙工程程技术术规范》JJGGJ1002--20003公式6.1..33-1D===2.33313××1006N·mmmm4)中空玻璃挠挠挠度折减减系数数根据《玻璃幕墙墙墙工程技技术规规范》JGGJJ1022-220033公式6.1..22-3：==125.7755查《玻璃幕墙工工工程技术术规范范》JGJJ1102--20003表6.1..22-2得中空玻璃的挠度度度折减系系数==0.644225）中空玻璃在在在风荷载作用用下下产生的的挠度度===16.55mm≤==25.8833mm玻璃面板挠度满满满足设计计要求求。第三章、明框玻玻玻璃幕墙墙板块块的平面面内变变形性能能计算算一、计算说明为避免明框玻璃璃璃幕墙板板块平平面内变变形时时产生破破坏，我我们必须须对明明框玻璃璃幕墙墙板块平平面内内的变形形情况况与结构构的变变形情况况进行行对照比比较分分析。以以便选选择相应应的结结构和尺尺寸。明明框玻璃璃幕墙墙板块平平面内内变形的的性能能以建筑筑物的的层间相相对位位移值表表示。并并保证在在设计计允许的的相对对位移范范围内内，明框玻玻璃璃幕墙板板块不不损坏。明明框框玻璃幕幕墙板板块平面面内变变形性能能按不不同的结结构类类型弹性性计算算的位移移控制制值的3倍进行设设计计。二、平面变形性性性能校核核b：分格框宽度度度，b=155009mmmh：分格框高度度度，h=222339mmmc1：玻璃与边边框框的左、右右右平均间间隙，c1=7mmmc2：玻璃与边边框框的上、下下下平均间间隙，取取c2=7mmm△u：玻璃幕墙墙的的平面变形形形性能△u===17.9mmmmγ=△u/H==17..9//33550==1/22511γ=1/25111＞1/30000该明框玻璃幕墙墙墙的变形形性满满足设计计要求求。第三章、玻璃幕幕幕墙横梁梁计算算一、计算说明选用（606333-T5）铝型材材，根根据建筑筑结构构特点，每每根根幕墙横横梁简简支在立立柱上上，双向受受力力，属于于双弯弯构件，须须对对横梁进进行强强度和挠挠度校校核，横梁梁的的计算长度B=155500mmm。受力最不不利利的横梁承受竖竖直直方向荷荷载高高度h=228800mm。承受水水平平方向三三角形形和梯形形荷载载，高度度h1=775mmmm，h2=376mmm。二、力学模型幕墙的荷载由横横横梁和立立柱承承担。玻玻璃面面板将受受到的的水平方方向的的荷载，按按45度角分别别传传递到横横梁和和立柱上上。横横梁采用用简支支梁力学学模型型，水平平荷载载上部按按三角角形分布布荷载载下部按按梯形形荷载分分布计计算。竖竖直方方向玻璃璃等的的自重按按均布布线荷载载考虑虑。计算算简图图如图。三、荷载计算1、横梁承受的的竖竖直方向面面面荷载标准值GGK===0.337665KKN//m2设计值GGGG=0.5544KNN/mm22、横梁承受的的水水平方向面面荷载标准值qKKK=1.1188KNN/mm2设计值q===1.63344KN//mm23、横梁承受的的的竖直方向向线线荷载标准值：G线KKK=GAK·h3=0.376555×1.555=0.855KN//m设计值：G线=1.22··G线K=1.2×0...8555=1.026KKKN/mm4、横梁承受的的的竖直方向向重重力荷载产生的的最最大弯矩MXMx=G线·BB22/8=11..0266×11.5552/8=00..3366KKN·mm5、横梁承受的的竖竖直方向重重重力荷载产生的的最最大剪力力VX=0.5××B××G线=0.5××1..55×1.02266=0..9223KNN6、横梁承受的的的水平方向三三角角形与梯梯形荷荷载上部线荷载标准准准值q线K1=qKK··h2=1.1188×0..7775=00.9915KNN/m上部线荷载设计计计值q线1=q·hh2==1.63334×00.7775==1..2666KKN/mm下部线荷载标准准准值q线K2=qKK··h1=1.1188×0..3776=00.4444KNN/m下部线荷载设计计计值q线2=q·hh1==1.63334×00.3376==0..6144KKN/mm7、横梁承受的的的水平方向向线线荷载产产生的的最大弯弯矩上部三角形荷载载载产生的最最大大弯矩MY1===0.229KN·mmMY：下部梯形形荷载产产生的的最大弯弯矩MY2===0.158KN·mmMY===MY11+MY22=0.38888KN··mm8、横梁承受的的的水平方向向线线荷载产产生的的最大剪剪力VY梯形荷载产产生生的最大剪剪剪力VY=+=+=0.804KKKN四、横梁截面参参参数横梁截面积A===834..99mm2中性轴惯性矩IIIX=37488330mmm4中性轴到最外缘缘缘距离YXmax=43.88mmmX轴抵抗矩WX=855588.366mmm3X轴面积矩SSX=760066.655mmm3中性轴惯性矩IIIY=56333995mmm4中性轴到最外缘缘缘距离YYmax=38.3399mmY轴抵抗矩WY=1466775.11mmm3Y轴面积矩SSY=99399..09mmmm3塑性发展系数υυυ=1.0055五、横梁强度校校校核校核依据：≤fffa=85.55N//mm2==62.39N/mmm22＜fa=85.55N//mm2横梁强度满足设设设计要求求。六、横梁抗剪强强强度校核核1、校核依据：：：τmax≤fav=499..6N//mmm22、竖直方向产产产生的剪应应力力t：横梁壁厚，取取t=2..5mmmτX：横梁承受受的的竖直荷载载载产生的的剪应应力τX===12.48NNN/mmm23、水平方向产产产生的剪应应力力τY：横梁承受受的的水平荷载载载产生的的剪应应力τY===7.92N///mm2横梁抗剪强度满满满足设计计要求求。七、横梁挠度校校校核1、校核依据：：：横梁承受受的的最大挠挠度应应不大于H/1880。2、由竖向自重重重荷载引起起的的挠度μx===3.351mmmm3、由水平风荷荷荷载下引起的挠挠度度上部线荷载标准准准值W线K1=WKK··h1=1.00××0.77755=0..7775KNN//m下部线荷载标准准准值W线K2=WKK··h2=1.00××0.33766=0..3776KNN//m水平风荷载下横横横梁的挠度度（上部部为梯形形荷载载，下部部为三三角形荷荷载）μY：风荷载产产生生的最大挠挠挠度μY=+=+=2.82mmmm经过以上计算得得得知，横横梁的的各项性性能满满足设计计要求求第五章、玻璃幕幕幕墙立柱柱计算算一、计算说明选用（606333A-T5）铝型材材，根根据建筑筑结构构特点，每每根根幕墙立立柱简简支在主主体结结构上，并并处处于偏心心受拉拉状态，立立柱柱高度H=333550mmm,,幕墙横向向计计算分格格宽度度B=155500mm。二、力学模型幕墙的荷载由横横横梁和立立柱承承担。玻玻璃面面板将受受到的的水平方方向的的荷载，按按45度角分别别传传递到横横梁和和立柱上上。横横梁又将将承受受的荷载载传递递给立柱柱，最最后由立立柱将将所有荷荷载通通过预埋埋件传传递到主主体结结构上。计计算算简图如如图。三、荷载作用值值值1、横梁承受的的竖竖直方向面面面荷载标准值GGK===0.445KN//m22设计值GGGG=0.5544KNN/mm22、立柱承受的的水水平方向面面荷载标准值qKKK=1.1188KNN/mm2设计值q===1.63344KN//mm23、受力最不利利处处立柱承受受受的偏心拉力力设计计值N=G=GG···H·B=0.54×333.355×11.555=1.605KN4、立柱承受的的水水平线荷载载载标准值qKKK线=qK×B=1.1188×1.5555=1.55553KN//mm设计值q线线线=q×B=1.63344×1.555=2.67777KN//mm5、立柱所受的的的弯矩M=0.12555×q线×H2=0.11225×2..6677×33..352=2.81144KN··mm6、立柱承受的的的剪力V=q线H/222=2..6777×3..335÷2==3.8822KN四、选材计算1、截面最小抵抵抵抗矩（暂暂不不考虑偏偏心拉拉力作用用，利利用强度度演算算公式进进行推推导）Wmin===31345mm32、选用W＞33313455mm3的型材，故故故选用如如下型型材，见见下图图。五、立柱截面参参参数立柱截面积A0=13999..82mmmm2X轴惯性矩IXXX=527004450mmmm4X轴到最外缘距距距离YX=62.3mmmX轴抵抗矩WX=5448899.8mmmm3X轴面积矩SX=3754488.7mmm3塑性发展系数γ=1.0055六、立柱强度校校校核校核依据≤faaa=85.55N//mm2==64.10N/mmm22＜fa=85.55N//mm2立柱强度满足设设设计要求求。七、立柱抗剪强强强度校核核校核依据τmaaax≤fav=499..6N//mmm2t：立柱壁厚，取取t=2..5mmmτX：立柱承受受的的水平荷载载载产生的的剪应应力τX===14.7NNN/mmm2＜fav=499..6N//mmm2立柱抗剪强度满满满足设计计要求求。八、立柱挠度校校校核校核依据：立柱柱柱承受的的最大大挠度应应不大大于H/1880。由水平风荷载下下下引起的挠挠度度线荷载标准值W线K=WK··B==1.00×1..555=1..555KN//mm水平风荷载下立立立柱的挠度度u===14.9mmmmu=14.9mmmm＜H/18800=333500/1880==16.1mmm立柱挠度满足设设设计要求求。经过以上计算得得得知，立立柱的的各项性性能要要求满足足设计计要求。第六章、幕墙连连连接件计计算一、横梁与立柱柱柱的连接接计算算1、计算模型横梁与立柱通过过过40×255×4铝合金连接接件件用M6螺栓连接接，承承受垂直直于幕幕墙面的的水平平荷载和和竖直直方向上上的自自重荷载载。横横梁的计计算长长度取L=1.5555m，横梁承承受受的水平平荷载载按梯形形分布布，分格格高度度h1=0.77755m,hh2=0.37766m；承受的的自自重荷载载按矩矩形分布布，分分格高度H=2.2288m。横梁壁厚厚为2.5mmm，立柱的壁壁厚厚为3mm。2、荷载计算横梁的计算长度度度L=1.5555m横梁承受的自重重重线荷载载设计计值q线G=0.8855KNN/m横梁承受的水平平平线荷载载设计计值q线1=1.2266KNN/mq线2=0.6614KNN/m横梁端部承受的的的垂直荷荷载N1===0.528KKKN横梁端部承受的的的水平荷荷载N2=+=+=0.804KKKN横梁端部所承受受受的剪力力合力力N===0.962KKKN3、横梁与立柱柱柱相连螺栓栓校校核M6不锈钢螺栓栓应应力截面积积积AS=20..11mmm2不锈钢螺栓的抗抗抗剪应力力2245N//mm2每个螺栓的抗剪剪剪承载力力：=4924.555N＞N=9622N根据构造要求，取取2个M6不锈钢螺栓栓。4、立柱局部承承承压能力=2×6×3×××1200=4320NNN＞N=96622N5、铝合金连接接件件局部承压压能力=2×6×4×××1200=5760NNN＞N=96622N横梁与立柱连接接接满足设设计要要求。二、立柱与钢角角角码的连连接计计算1、计算模型计算宽度B=111.555mm，高度H=3.3355m。立柱为为60063-TT55铝型材，局局部部承压强强度为为120NN/mmm2，壁厚=33mm，钢角码尺尺寸140××990×88.00，局部承承压压强度为320NN/mmm2，立柱的的固固定方式式为双双系点，即即两两侧均有有连接接件，用2个M12不锈钢螺螺栓栓连接。立立柱柱承受的的水平平荷载和和自重重荷载均均按矩矩形分布布。2、荷载计算立柱承受的自重重重荷载GGA=0.33776KKN//m2立柱承受的水平平平荷载qq==1.64499KN//mm2立柱为拉弯构件件件，竖直直荷载载N1=GAAA·B·H=0.54×333.355×1.555=1.605KN水平荷载N2=q·BB··H=2.667×××1.555×3.3