玻璃幕墙计算书

远东新村幼儿园办公楼玻璃幕墙设计计算书一.幕墙承受荷载计算 1.风荷载原则值计算 Wk=zzsWo Wk:作用在幕墙上的风荷载原则值kN/m2 z:瞬时风压的阵风系数取2.25 z:风压高度变化系数取1.14 s:风荷载体型系数取1.5 Wo:基本风压,本地取值为0.55kN/m2 Wk=2.25X1.14X1.5X0.55=2.12kN/m2 2.风荷载设计值 W=wWk=1.4x2.12=2.9kN/m2 W:风荷载设计值 w:风荷载作用效应的分项系数值为1.4 3.玻璃幕墙构件重力荷载原则值 GK=GAKBH=0.4x1.047x1.65=1.73kN GK:幕墙构件涉及玻璃和铝框重力荷载原则值 GAK:幕墙构件涉及玻璃和铝框的平均自重0.4kN/m2 B:幕墙分格宽1.047m H:幕墙分格高1.65m 4.地震作用 1垂直于玻璃幕墙平面的水平地震作用: qE=EmaxGk/A qE:垂直于玻璃幕墙平面的水平地震作用kN/m2 E:动力放大系数取3.0 max:水平地震影响系数最大值为0.04 Gk:玻璃幕墙构件重量为0.74kN A:玻璃幕墙构件的面积m2 A=BH=1.65x1.047=1.72m2 qE=3x0.04x0.74/1.72=0.18kN/m2 2平行于玻璃幕墙平面的集中水平地震作用: pE=EmaxGk pE:平行于玻璃幕墙平面的集中水平地震作用kN E:动力放大系数取3.0 max:水平地震影响系数最大值为0.04 Gk:玻璃幕墙构件重量为0.74kN/m pE=3x0.04x0.74=0.088kN二.玻璃的计算 玻璃选用中空玻璃 1.计算玻璃在垂直于玻璃平面的风荷载作用下的最大应力 w=6eWa2/t2 w:风荷载作用下玻璃的最大应力N/mm2 W:风荷载设计值为0.00135N/mm2 a:玻璃短边边长1047mm t:玻璃厚度取10mm e:弯曲系数0.0775 w=6x0.0775X0.00189X10472/102=13N/mm2 2.计算玻璃在垂直于玻璃平面的地震作用下的最大应力 GAK=t/1000=25.67.2/1025=0.1798kN/m2 GAK:玻璃自重 :玻璃重力体积密度kN/m3 t:玻璃厚度 qEA=EEmaxGAK qEA:地震作用设计值 E:地震作用分项系数1.3 E:动力放大系数取3.0 max:水平地震影响系数最大值为0.04 qEA=1.3X3X0.040.1798=0.028kN/m2 EA=6qEAa2/t2 EA:地震作用下玻璃的最大应力N/mm2 qEA:地震作用设计值为0.000028N/mm2 a:玻璃短边边长1047mm t:玻璃厚度10mm :弯曲系数0.0775 EA=6X0.0775X0.000028X10472/102=0.337N/mm2 3.计算在温度影响下,玻璃边沿与边框之间的挤压应力 t1=ET-2c-dc/b t1:在温度影响下玻璃的挤压应力 c:玻璃边沿与边框间和空隙取5mm dc:施工误差取3mm b:玻璃的长边尺寸1650mm T:玻璃幕墙年温度变化80度 :玻璃的线膨胀系数0.00001 E:玻璃的弹性模量7N/mm2 t1=7X0.00001X80-25-3/1500=-278.4N/mm2 计算值为负,挤压应力为零,满足规定 4.计算玻璃中央与边沿温度差产生的温差应力 t2=0.74E1234Tc-Ts t2:温差应力 :玻璃的线膨胀系数0.00001 E:玻璃的弹性模量7N/mm2 1:阴影系数取1.6(邻边) 2:窗帘系数取1.3 3:玻璃面积系数取1.04 4:嵌缝材料系数取0.38 Tc:玻璃中央温度取50度 Ts:玻璃边沿温度取35度 t1=0.7470.000011.61.31.040.38 50-35=6.57N/mm2 t=tt2=1.26.57=7.884N/mm2<19.5N/mm2满足规定 t:温度作用分项系数1.2 5.计算组合应力 =w+0.6EA=20.1+0.60.264=20.2584N/mm2 <fg=28N/mm2 玻璃强度满足!三.横梁的设计计算 1.横梁基本参数 横梁采用120型系列配套型材 面积:830mm2 X向惯性矩:658300mm4 X向截面抵抗矩:18300mm3 Y向惯性矩:658300mm4 Y向截面抵抗矩:18300mm3 2.计算横梁由于风荷载作用产生的弯矩及变形 qw=HWk=1.6X1.35=2.16kN/m qw:风荷载线密度原则值 H:幕墙分格高 Wk:幕墙承受风荷载原则值 Myw=qwB2/8=2.16X1.1592/8=0.36kN.m Myw:横梁由于风荷载作用产生的弯矩原则值 B:幕墙分格宽 w=5qwB4/384/E/Iy=5x2.16x1.159x4/384 /70000/658300=2.83mm w:横梁由于风荷载作用产生的变形 qw:风荷载线密度原则值 B:幕墙分格宽 E:铝合金的弹性模量 Iy:横梁绕竖向轴惯性矩 3.计算横梁由于重力荷载作用产生的弯矩及变形 Gb=HGbk=1.6X0.4=0.64kN/m Gb:横梁承受重力荷载线密度原则值 H:幕墙分格高 Gbk:幕墙构件不涉及立柱平均自重0.4kN/m2 MxG=GbB2/8=0.64x1.652/8=0.11kN.m MxG:横梁由于重力荷载作用产生的弯矩原则值 B:幕墙分格宽 G=5GbB4/384/E/Iy=5x0.64X1047x4/384 /70000/658300=0.1871mm G:横梁由于重力荷载作用产生的变形 Gb:横梁承受重力荷载线密度原则值 B:幕墙分格宽 E:铝合金的弹性模量 Ix:横梁绕水平轴惯性矩 4.计算横梁由于地震作用产生的弯矩及变形 qe=EmaxGb=30.040.6=0.072kN/m qe:地震作用线密度原则值 E:动力放大系数取3.0 max:水平地震影响系数最大值为0.04 Gb:横梁承受重力荷载线密度原则值 Mye=qeB2/8=0.0721.1592/8=0.0095kN.m Mye:横梁由于地震作用产生的弯矩原则值 B:幕墙分格宽 e=5qeB4/384/E/Iy=50.07210254/384 /70000/658300=0.0225mm e:横梁由于地震作用产生的变形 qe:地震作用线密度原则值 B:幕墙分格宽 E:铝合金的弹性模量 Iy:横梁绕竖向轴惯性矩 5.荷载效应组合 Mx=GMxG=1.20.0788=0.09456kN.m Mx:横梁绕X轴的弯矩设计值 G:重力荷载作用效应的分项系数1.2 MxG:横梁由于重力荷载作用产生的弯矩原则值 My=wwMyw+eeMye=11.40.49 +0.61.30.0095=0.6934kN.m My:横梁绕Y轴的弯矩设计值 w:风荷载作用效应的组合系数1.0 w:风荷载作用效应的分项系数1.4 Myw:横梁由于风荷载作用产生的弯矩原则值 e:地震作用效应的组合系数0.6 e:地震作用效应的分项系数1.3 Mye:横梁由于地震作用产生的弯矩原则值 y=G=0.1871mm y:横梁竖向最大挠度 G:横梁由于重力荷载作用产生的变形 x=ww+ee=11.165+0.60.0225=1.1785mm x:横梁水平最大挠度 w:风荷载作用效应的组合系数1.0 w:横梁由于风荷载作用产生的变形 e:地震作用效应的组合系数0.6 e:横梁由于地震作用产生的变形 6.横梁强度和刚度的验算 =Mx//Wx+My//Wy=658300/1.05/18300 +658300/1.05/18300=68.52N/mm2 :横梁产生最大应力 :塑性发展系数取1.05 Mx:横梁绕X轴的弯矩设计值 Wx:横梁绕X轴的截面抵抗矩 My:横梁绕Y轴的弯矩设计值 Wy:横梁绕Y轴的截面抵抗矩 <fa=84.2N/mm2 横梁强度满足规定 =x2+y20.5=1.1651.165+0.18710.18710.5=1.18mm :横梁最大挠度 x:横梁水平最大挠度 y:横梁竖向最大挠度 <B/180=5.69mm且<20mm 横梁刚度满足规定四.立柱的设计计算 1.立柱基本参数 立柱采用120系列 面积:1800mm2 惯性矩:5850000mm4 截面抵抗矩:73000mm3 2.计算立柱由于风荷载作用产生的弯矩及变形 qw=BWk=1.159x1.35=1.56kN/m qw:风荷载线密度原则值 B:幕墙分格宽 Wk:幕墙承受风荷载原则值 Mw=qwL2/8=1.56x3.72/8=2.67kN.m Mw:立柱由于风荷载作用产生的弯矩原则值 L:立柱计算长度 w=5qwL4/384/E/I=5x1.56x37004/384 /70000/5850000=0.93mm w:立柱由于风荷载作用产生的变形 qw:风荷载线密度原则值 L:立柱计算长度 E:铝合金的弹性模量 I:立柱惯性矩 3.计算立柱由于重力荷载作用产生的拉力 Ga=BGak=1.159x0.4=0.46kN/m Ga:立柱承受重力荷载线密度原则值 B:幕墙分格宽 Gak:幕墙构件平均自重0.4kN/m2 NG=GaL=0.46x3.7=1.7kN NG:立柱由于重力荷载作用产生的拉力原则值 L:立柱计算长度 4.计算立柱由于地震作用产生的弯矩及变形 qe=EmaxGa=3x0.04x0.46=0.0552kN/m qe:地震作用线密度原则值 E:动力放大系数取3.0 max:水平地震影响系数最大值为0.04 Ga:立柱承受重力荷载线密度原则值 Me=qeL2/8=0.0552x3.72/8=0.0945kN.m Me:立柱由于地震作用产生的弯矩原则值 L:立柱计算长度 e=5qeL4/384/E/I=5x0.0552x37004/384 /70000/5850000=0.33mm e:立柱由于地震作用产生的变形 qe:地震作用线密度原则值 L:立柱计算长度 E:铝合金的弹性模量 I:立柱惯性矩 5.荷载效应组合 N=GNG=1.21.517=1.82kN N:立柱拉力设计值 G:重力荷载作用效应的分项系数1.2 NG:立柱由于重力荷载作用产生的拉力原则值 M=wwMw+eeMe=11.44.369 +0.61.30.0842=6.182kN.m M:立柱弯矩设计值 w:风荷载作用效应的组合系数1.0 w:风荷载作用效应的分项系数1.4 Mw:立柱由于风荷载作用产生的弯矩原则值 e:地震作用效应的组合系数0.6 e:地震作用效应的分项系数1.3 Me:立柱由于地震作用产生的弯矩原则值 =ww+ee=115.216+0.60.293=15.392mm :立柱的最大挠度 w:风荷载作用效应的组合系数1.0 w:立柱由于风荷载作用产生的变形 e:地震作用效应的组合系数0.6 e:立柱由于地震作用产生的变形 6.立柱强度和刚度的验算 =N/A+M//W=1820/1800+5850000/1.05/73000=77.33N/mm2 :立柱产生最大应力 :塑性发展系数取1.05 N:立柱拉力设计值 A:立柱的净截面面积 M:立柱弯矩设计值 W:立柱截面抵抗矩 <fa=84.2N/mm2 立柱强度满足规定