中医药学院二期南区学生宿舍建设项目门廊计算书

中医药学院门廊计算设计计算书﹒第1页﹒计算书CALCULATIONSHEET设计项目名：中医药学院二期南区学生宿舍建设项目（PROJECTTITLE）子项名称：门廊（SUBTITLE）设计项目号：（PROJECTNO.）专业：幕墙（SPECIALITY）设计阶段：施工图（DESIGNPHASE）（共1册第1册）(VOL.，TOTALVOL.)豪沃克幕墙工程软件计算分析结果计算人：CALCULATEDBY校对人：PROOFREADEDBY专业负责人：SUBJENGNEER审核：AUDITEDBY审定：APPROVEDBY目录TOC\o"1-3"\h\u13494第一部分、顶部悬挑位置计算 31260一、荷载计算 3302391、风荷载标准值计算 3110592、风荷载设计值计算 3100773、雪荷载标准值计算 3984、雪荷载设计值计算 4280895、自重荷载设计值 4229636、竖向均布地震作用计算 4251417、荷载组合计算 427146二、单层铝板强度计算 567641、面板荷载计算 5281142、铝板强度计算 6208443、加强肋强度计算 7109864、角码抗剪强度校核 10308425、铆钉抗拉强度计算 113297三、雨蓬杆件计算 11304281、雨蓬杆件承受组合荷载计算 11102462、雨蓬杆件型材截面信息 12228213、雨蓬杆件强度验算 135464、雨蓬杆件剪应力计算 13295815、雨蓬杆件挠度计算 14137806、雨蓬杆件在集中活荷载作用下的校核 1422620四、横向杆件计算 15281251、选用型材的截面特性 15190672、杆件强度计算 16245593、杆件剪力计算 17219144、杆件刚度计算 1827312五、端部连接焊缝强度计算 18165371、端接焊缝基本信息 18227992、焊缝强度计算 1929708第二部分、铝板幕墙计算 217463一、荷载计算 21322771、风荷载标准值计算 21100412、风荷载设计值计算 23260983、水平地震作用计算 23249734、荷载组合计算 2321726二、单层铝板强度计算 24246271、面板荷载计算 2418632、铝板强度计算 2430733、加强肋强度计算 25205804、角码抗剪强度校核 2826195、铆钉抗拉强度计算 292980三、立柱计算 29283641、立柱荷载计算 29293432、立柱型材特性 31299443、立柱强度计算 32172504、立柱的刚度计算 3368975、立柱抗剪计算 3416978四、横梁计算 3478571、选用横梁型材的截面特性 34153592、横梁的强度计算 3538463、横梁的刚度计算 3837294、横梁的抗剪强度计算 39顶部悬挑位置计算荷载计算风荷载标准值计算EQW\s\do3(k):作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)z:计算高度10mEQμ\s\do3(z):10m高处风压高度变化系数(按B类区计算):(GB50009-2012条文说明8.2.1)EQμ\s\do3(z)=1×(EQ\f(z,10))0.3=1EQI\s\do3(10):10米高名义湍流度,对应A、B、C、D类地面粗糙度，分别取0.12、0.14、0.23、0.39。(GB50009-2012条文说明8.4.6)EQβ\s\do3(gz):阵风系数:(GB50009-20128.1.1-2)EQβ\s\do3(gz)=1+2×g×I\s\do3(10)×(\f(z,10))(-α)EQ=1+2×2.5×0.14×(\f(10,10))(-0.15)=1.7由于1.7>1.7,取EQβ\s\do3(gz)=1.7EQμ\s\do3(sp1):局部正风压体型系数EQμ\s\do3(sn1):局部负风压体型系数,通过计算确定EQμ\s\do3(sz):建筑物表面正压区体型系数，按照(GB50009-20128.3.3)取1EQμ\s\do3(sf):建筑物表面负压区体型系数，按照(GB50009-20128.3.3-2)取-2按照以上计算得到EQμ\s\do3(sp1)=1EQμ\s\do3(sn1)=-2正风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(kp)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(sp1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)EQ=1.7×1×1×0.4=0.68kN/m2负风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(kn)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(sn1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)EQ=1.7×(-2)×1×0.4=-1.36kN/m2风荷载设计值计算W:风荷载设计值:kN/m2γw:风荷载作用效应的分项系数：1.5Wp=γw×Wkp=1.5×0.68=1.02kN/m2Wn=γw×Wkn=1.5×(-1.36)=-2.04kN/m2雪荷载标准值计算Sk:雪荷载标准值(kN/m2)S0:基本雪压,重庆市50年一遇最大积雪的自重:0kN/m2根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2012取值μr:屋面积雪分布系数为2根据<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2012公式7.1.1屋面雪载荷按下式计算Sk=μr×S0=2×0=0kN/m2雪荷载设计值计算S:雪载荷设计值(kN/m2)γs:雪载荷分项系数为1.5S=γs×Sk=1.5×0=0kN/m2自重荷载设计值G:构件自重荷载设计值(kN/m2)WGT:幕墙面板和构件平均平米重量取0.5kN/m2GAK:构件自重荷载标准值(kN/m2)rg:恒载荷分项系数为1.3GAK=WGT=0.5kN/m2G=rg×GAK=1.3×0.5=0.65kN/m2竖向均布地震作用计算GK:重力荷载代表值取结构自重值(kN/m2)GK=GAK=0.5kN/m2αvmax:竖向地震影响系数最大值:0.026qEVk:分布竖向地震作用标准值(kN/m2)qEVk=βE×αvmax×GK(JGJ102-20035.3.4)=5×0.026×0.5=0.065kN/m2rE:地震作用分项系数:1.4qEAV:分布竖向地震作用设计值(kN/m2)qEAV=rE×qEVk=1.4×0.065=0.091kN/m2荷载组合计算考虑竖向正向(向下)荷载组合为(考虑正向风荷载、地震荷载、雪荷载、重力荷载):考虑风荷载为主要组合荷载Szkpw=GAK+Wkp+Sk×ψS=0.5+0.68+0×0.7=1.18kN/m2Szpw=GAK×γG+Wkp×γw+Sk×γs×ψS+qEVk×γE×ψE=0.5×1.3+0.68×1.5+0×1.5×0.7+0.065×1.4×0.5=1.7155kN/m2考虑以活荷载为主要组合荷载Szkpl=GAK+L+ψw×Wkp=0.5+0.5+0.6×0.68=1.408kN/m2Szpl=GAK×γG+L×γl+Wkp×γw×ψw+qEVk×γE×ψE=0.5×1.3+0.5×1.5+0.68×1.5×0.6+0.065×1.4×0.5=2.0575kN/m2考虑以雪荷载为主要组合荷载Szkps=GAK+Sk+ψw×Wkp=0.5+0+0.6×0.68=0.908kN/m2Szps=GAK×γG+Sk×γs+Wkp×γw×ψw+qEVk×γE×ψE=0.5×1.3+0×1.5+0.68×1.5×0.6+0.065×1.4×0.5=1.3075kN/m2所以对于正向荷载组合,取荷载组合标准值Szkp=1.408kN/m2荷载组合设计值Szp=2.0575kN/m2考虑竖向负向(向上)荷载组合为(考虑负向风荷载、重力荷载):Szkn=GAK+Wkn=0.5+(-1.36)=-0.86kN/m2Szn=GK×γGf+Wf×γw-qEVk×γE×ψE=0.5×1+(-1.36)×1.5-0.065×1.4×0.5=-1.5855kN/m2综合以上计算，取绝对值最大的荷载进行强度演算采用荷载组合标准值为1.408kN/m2荷载组合设计值为2.0575kN/m2单层铝板强度计算面板荷载计算B:该处铝板幕墙分格宽:1.2mH:该处铝板幕墙分格高:2mA:该处铝板面积:A=B×H=1.2×2=2.4m2水平荷载设计值：EQS\s\do3(z)=2.0575kN/m2水平荷载标准值：EQS\s\do3(zk)=1.408kN/m2铝板强度计算选定面板材料为:铝-3003-H24强度校核依据：σ=EQ\f(M,W)=EQ\f(6×m×q×L2×η,t2)≤EQf\s\do3(a)=89N/mm2挠度校核依据:EQ\f(U,L)≤EQ\f(1,100)加强肋计算结构见图以及板块编号图数据表格使用的各项相关参数以及意义E:弹性模量:70000N/mm2v:泊松比:0.3t:铝板厚度:3mmD:板弯曲刚度:D=EQ\f(E×t3,12×(1-v2))=EQ\f(70000×33,12×(1-0.32))=173076.923077EQS\s\do3(z):组合荷载设计值:2.0575kN/m2EQS\s\do3(zk):组合荷载标准值1.408kN/m2挠度计算公式:U=EQ\f(f×S\s\do3(zk)×a4×η,D)a:铝板分格短边边长b:铝板分格长边边长θ:参数EQ\f(S\s\do3(zk)×a4,E×t4)η:折减系数按θ查表得到m:弯矩系数,按短边与长边的边长比查表得到f:挠度系数,按短边与长边的边长查表得到U:铝板挠度EQ\f(U,a):挠度与短边比值面板强度校核表格编号类型a(mm)b(mm)θηmσ(N/mm2)fU(mm)U/a1D500.0600.015.5200.9220.084726.7910.002951.3840.002772D500.0600.015.5200.9220.084726.7910.002951.3840.002773E500.0600.015.5200.9220.070322.2260.002000.9380.001884E500.0600.015.5200.9220.070322.2260.002000.9380.001885E500.0600.015.5200.9220.070322.2260.002000.9380.001886E500.0600.015.5200.9220.070322.2260.002000.9380.001887D500.0600.015.5200.9220.084726.7910.002951.3840.002778D500.0600.015.5200.9220.084726.7910.002951.3840.00277说明：强度/挠度验算不合格的数据以红色标明强度满足要求挠度满足要求加强肋强度计算(1)加强肋在组合荷载作用下的内力图示:加强肋内力数据列表如下:编号列表条目123456789101偏移(m)0.0000.0600.1200.2100.2700.3300.3900.4800.5400.6001弯矩(kN.m)0.0030.0200.0370.0580.0700.0800.0860.0920.0940.0951剪力(kN)0.2840.2790.2620.2180.1760.1310.0890.0440.0280.0231挠度(mm)0.000-0.158-0.313-0.536-0.676-0.807-0.931-1.103-1.211-1.3172偏移(m)0.0000.0600.1200.2100.2700.3300.3900.4800.5400.6002弯矩(kN.m)0.0950.0940.0920.0860.0800.0700.0580.0370.0200.0032剪力(kN)-0.023-0.028-0.044-0.089-0.131-0.176-0.218-0.262-0.279-0.2842挠度(mm)-1.317-1.211-1.103-0.931-0.807-0.676-0.536-0.313-0.1580.0003偏移(m)0.0000.0600.1200.2100.2700.3300.3900.4800.5400.6003弯矩(kN.m)-0.0070.0160.0370.0670.0850.0990.1110.1250.1330.1403剪力(kN)0.3750.3700.3540.3090.2670.2220.1800.1360.1190.1143挠度(mm)0.000-0.200-0.398-0.685-0.868-1.042-1.208-1.444-1.595-1.7434偏移(m)0.0000.0600.1200.2100.2700.3300.3900.4800.5400.6004弯矩(kN.m)0.1400.1330.1250.1110.0990.0850.0670.0370.016-0.0074剪力(kN)-0.114-0.119-0.136-0.180-0.222-0.267-0.309-0.354-0.370-0.3754挠度(mm)-1.743-1.595-1.444-1.208-1.042-0.868-0.685-0.398-0.2000.0005偏移(m)0.0000.0600.1200.2100.2700.3300.3900.4800.5400.6005弯矩(kN.m)0.0030.0200.0370.0580.0700.0800.0860.0920.0940.0955剪力(kN)0.2840.2790.2620.2180.1760.1310.0890.0440.0280.0235挠度(mm)0.000-0.158-0.313-0.536-0.676-0.807-0.931-1.103-1.211-1.3176偏移(m)0.0000.0600.1200.2100.2700.3300.3900.4800.5400.6006弯矩(kN.m)0.0950.0940.0920.0860.0800.0700.0580.0370.0200.0036剪力(kN)-0.023-0.028-0.044-0.089-0.131-0.176-0.218-0.262-0.279-0.2846挠度(mm)-1.317-1.211-1.103-0.931-0.807-0.676-0.536-0.313-0.1580.0007偏移(m)0.0000.0500.1000.1750.2250.2750.3250.4000.4500.5007弯矩(kN.m)0.0000.0080.0160.0260.0310.0360.0380.0400.0410.0417剪力(kN)0.1620.1580.1490.1220.0970.0660.0400.0140.0040.0017挠度(mm)0.000-0.141-0.281-0.488-0.622-0.754-0.883-1.071-1.194-1.3178偏移(m)0.0000.0500.1000.1750.2250.2750.3250.4000.4500.5008弯矩(kN.m)0.0410.0430.0450.0470.0460.0450.0410.0350.0290.0248剪力(kN)0.0470.0430.0340.007-0.018-0.049-0.075-0.101-0.111-0.1148挠度(mm)-1.317-1.369-1.420-1.493-1.539-1.581-1.621-1.676-1.710-1.7439偏移(m)0.0000.0500.1000.1750.2250.2750.3250.4000.4500.5009弯矩(kN.m)0.0240.0290.0350.0410.0450.0460.0470.0450.0430.0419剪力(kN)0.1140.1110.1010.0750.0490.018-0.007-0.034-0.043-0.0479挠度(mm)-1.743-1.710-1.676-1.621-1.581-1.539-1.493-1.420-1.369-1.31710偏移(m)0.0000.0500.1000.1750.2250.2750.3250.4000.4500.50010弯矩(kN.m)0.0410.0410.0400.0380.0360.0310.0260.0160.0080.00010剪力(kN)-0.001-0.004-0.014-0.040-0.066-0.097-0.122-0.149-0.158-0.16210挠度(mm)-1.317-1.194-1.071-0.883-0.754-0.622-0.488-0.281-0.1410.000(2)加强肋截面图Ex:加强肋型材弹性模量70000N/mm2X轴惯性矩:Ix=10.8254cm4Y轴惯性矩:Iy=4.66596cm4X轴下部抵抗矩:Wx1=3.18394cm3型材截面面积矩:Ss=2.8275cm3型材计算校核处壁厚:t=3mm(3)加强肋强度校核:强度校核依据:M/γ/w≤ｆa剪力校核依据:τmax≤[τ]=49.6N/mm2挠度校核依据:U≤L/300加强肋强度校核表格编号长度(m)弯矩(kN.m)剪力(kN)挠度(mm)最大值位置(m)σ(N/mm2)最大值位置(m)τ(N/mm2)最大值位置(m)D/Len10.6000.0950.60028.5570.2840.0002.4721.3170.6000.0011020.6000.0950.00028.5570.2840.6002.4721.3170.0000.0011030.6000.1400.60041.8590.3750.0003.2661.7430.6000.0014540.6000.1400.00041.8590.3750.6003.2661.7430.0000.0014550.6000.0950.60028.5570.2840.0002.4721.3170.6000.0011060.6000.0950.00028.5570.2840.6002.4721.3170.0000.0011070.5000.0410.50012.1560.1620.0001.4071.3170.5000.0006680.5000.0470.20013.9240.1140.5000.9931.7430.5000.0008790.5000.0470.30013.9240.1140.0000.9931.7430.0000.00087100.5000.0410.00012.1560.1620.5001.4071.3170.0000.00066说明：强度验算不合格的数据以红色标明加强肋强度满足要求加强肋挠度满足要求角码抗剪强度校核B:计算单元总宽为1.2mH:计算单元总高为2mEQB\s\do3(num):横向角码数2EQH\s\do3(num):纵向角码数2EQt\s\do3(jm):角码型材壁厚5mmEQL\s\do3(jm):角码长度50mmEQS\s\do3(z):幕墙面板所受组合荷载为2.0575kN/m2P:每个角码承受的剪切力(kN)P=EQ\f(S\s\do3(z)×H×B,2×(B\s\do3(num)+H\s\do3(num)))=EQ\f(2.0575×2×1.2,2×(2+2))=0.61725kNτ:角码抗剪设计应力(N/mm2)τ=EQ\f(1.5×P,t\s\do3(jm)×L\s\do3(jm))=EQ\f(1.5×1000×0.61725,5×50)=3.7035N/mm2τ=3.7035N/mm2≤49.6N/mm2角码剪切强度满足要求铆钉抗拉强度计算P:每个角码承受的拉力0.61725kNEQM\s\do3(num):每个角码上的拉铆钉数3个EQD\s\do3(md):铆钉直径5mm,型号:铝合金铆钉-10EQN\s\do3(md):可承受拉力为205.75NEQN\s\do3(md)=205.75N≤1185N铆钉抗拉强度满足要求雨蓬杆件计算雨蓬杆件承受组合荷载计算(1)组合荷载线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)Wk:组合荷载标准值:1.408kN/m2W:组合荷载设计值:2.0575kN/m2Bl:雨蓬杆件左分格宽:1.2mBr:雨蓬杆件右分格宽:1.2mqk=Wk×(Bl+Br)/2=1.408×(1.2+1.2)/2=1.6896kN/mq=W×(Bl+Br)/2=2.0575×(1.2+1.2)/2=2.469kN/m(2)雨蓬杆件在荷载作用下的弯矩:雨蓬承受荷载作用简图如下：通过有限元分析计算得到雨蓬杆件的弯矩图如下:雨蓬杆件弯矩分布如下表:列表条目123456789偏移(m)0.0000.1870.3750.5630.7500.9381.1251.3131.500弯矩(kN.m)2.7782.1271.5621.0850.6940.3910.1740.0430.000最大弯矩发生在0m处M:雨蓬杆件在组合荷载作用下产生弯矩(kN·m)M=2.777625kN·m雨蓬杆件在荷载作用下的支座反力信息如下表:支座编号X向反力(kN)Y向反力(kN)转角反力(kN.m)N00.0003.7032.778N1雨蓬杆件型材截面信息选定杆件材料类别:钢-Q235冷弯选用杆件型材名称:FT80x60x4型材强度设计值:205N/mm2型材弹性模量:E=206000N/mm2X轴惯性矩:EQI\s\do3(x)=87.9181cm4Y轴惯性矩:EQI\s\do3(y)=56.1164cm4X轴上部抵抗矩:EQW\s\do3(x1)=21.9795cm3X轴下部抵抗矩:EQW\s\do3(x2)=21.9795cm3Y轴左部抵抗矩:EQW\s\do3(y1)=18.7055cm3Y轴右部抵抗矩:EQW\s\do3(y2)=18.7055cm3型材截面积:A=10.148cm2型材计算校核处抗剪壁厚:t=4mm型材截面面积矩:EQS\s\do3(s)=13.4954cm3塑性发展系数:γ=1雨蓬杆件强度验算校核依据:EQ\f(N,A)+EQ\f(M,γ×w)≤ｆa(JGJ102-20036.3.7)N:杆件轴力受力设计值，为0kNσ:杆件计算强度(N/mm2)A:杆件型材截面积:10.148cm2M:杆件弯矩:2.777625kN·mWx2:杆件截面抵抗矩:21.9795cm3γ:塑性发展系数:1σ=EQ\f(M×103,1×Wx2)=EQ\f(2.777625×103,1×21.9795)=126.373439N/mm2126.373439N/mm2≤ｆa=205N/mm2杆件强度满足要求雨蓬杆件剪应力计算校核依据:τmax≤[τ]=120N/mm2通过有限元分析计算得到杆件的剪力图如下:杆件剪力分布如下表:列表条目123456789偏移(m)0.0000.1870.3750.5630.7500.9381.1251.3131.500剪力(kN)3.7033.2412.7782.3151.8521.3890.9260.4630.000最大剪力发生在0m处τ:杆件剪应力:Q:杆件最大剪力:3.7035kNSs:杆件型材截面面积矩:13.4954cm3Ix:杆件型材截面惯性矩:87.9181cm4t:杆件抗剪壁厚:4mmτ=EQ\f(Q×Ss×100,Ix×t)=EQ\f(3.7035×13.4954×100,87.9181×4)=14.212151N/mm214.212151N/mm2≤120N/mm2杆件抗剪强度可以满足雨蓬杆件挠度计算校核依据:Umax≤EQ\f(2×L,250)Dfmax:杆件最大允许挠度:通过有限元分析计算得到杆件的挠度图如下:杆件挠度分布如下表:列表条目123456789偏移(m)0.0000.1870.3750.5630.7500.9381.1251.3131.500挠度(mm)0.000-0.170-0.623-1.284-2.091-2.991-3.943-4.920-5.904最大挠度发生在1.5m处,最大挠度为5.903553mmDfmax=EQ\f(2×L×1000,250)=EQ\f(2×1.5×1000,250)=12mm杆件最大挠度Umax为:5.903553mm≤12mm挠度满足要求雨蓬杆件在集中活荷载作用下的校核雨蓬杆件承受的面板按照0.5kN/m2考虑，集中活荷载按照板宽方向每隔1米一个集中力1kN考虑，作用于离端部1.5m处。荷载组合按照1.3G+1.5L考虑。雨蓬承受荷载作用简图如下：通过有限元分析计算得到雨蓬杆件的弯矩图如下:雨蓬杆件弯矩分布如下表:列表条目123456789偏移(m)0.0000.1870.3750.5630.7500.9381.1251.3131.500弯矩(kN.m)3.5773.0342.5192.0301.5691.1360.7300.3510.000最大弯矩发生在0m处M:雨蓬杆件在组合荷载作用下产生弯矩(kN·m)M=3.5775kN·mσ=EQ\f(M×103,1×Wx2)=EQ\f(3.5775×103,1×21.9795)=162.765304N/mm2162.765304N/mm2≤ｆa=205N/mm2杆件强度满足要求横向杆件计算选用型材的截面特性选定杆件材料类别:钢-Q235选用杆件型材名称:未定义型材型材强度设计值:215N/mm2型材弹性模量:E=206000N/mm2X轴惯性矩:EQI\s\do3(x)=120cm4Y轴惯性矩:EQI\s\do3(y)=120cm4X轴上部抵抗矩:EQW\s\do3(x1)=34cm3X轴下部抵抗矩:EQW\s\do3(x2)=34cm3Y轴左部抵抗矩:EQW\s\do3(y1)=34cm3Y轴右部抵抗矩:EQW\s\do3(y2)=34cm3型材截面积:A=10cm2型材计算校核处抗剪壁厚:t=4mm型材截面面积矩:EQS\s\do3(s)=12cm3塑性发展系数:γ=1.05杆件强度计算(1)荷载线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)q:荷载线分布最大荷载集度设计值(kN/m)Bl:左分格宽:2mBr:右分格宽:2mqk=Wk×EQ\f(Bl+Br,2)=1.408×EQ\f(2+2,2)=2.816kN/mq=W×EQ\f(Bl+Br,2)=2.0575×EQ\f(2+2,2)=4.115kN/m(2)荷载组合杆件节点及单元编号图如下:杆件所受组合荷载简图如下:(3)杆件弯矩:通过有限元分析计算得到杆件的弯矩图如下:杆件弯矩分布如下表:列表条目123456789偏移(m)0.0000.1500.3000.4500.6000.7500.9001.0501.200弯矩(kN.m)0.000-0.324-0.556-0.694-0.741-0.694-0.556-0.3240.000最大弯矩发生在0.6m处M:幕墙杆件在组合荷载作用下产生弯矩(kN·m)M=0.7407kN·m杆件在荷载作用下的支座反力信息如下表:支座编号X向反力(kN)Y向反力(kN)转角反力(kN.m)N02.469N10.0002.469(4)校核依据:EQ\f(M,γ×w)≤ｆa(JGJ102-20036.2.4)σ:杆件计算强度(N/mm2)A:杆件型材截面积:10cm2Wx:杆件截面抵抗矩:34cm3γ:塑性发展系数:1.05σ=EQ\f(M×103,1.05×Wx)=EQ\f(0.7407×103,1.05×34)=20.747899N/mm220.747899N/mm2≤ｆa=215N/mm2杆件强度满足要求杆件剪力计算校核依据:τmax≤[τ]=125N/mm2通过有限元分析计算得到杆件的剪力图如下:杆件剪力分布如下表:列表条目123456789偏移(m)0.0000.1500.3000.4500.6000.7500.9001.0501.200剪力(kN)2.4691.8521.2340.6170.000-0.617-1.235-1.852-2.469最大剪力发生在1.2m处τ:杆件剪应力:Q:杆件最大剪力:2.469kNSs:杆件型材截面面积矩:12cm3Ix:杆件型材截面惯性矩:120cm4t:杆件抗剪壁厚:4mmτ=EQ\f(Q×Ss×100,Iz×t)=EQ\f(2.469×12×100,120×4)=6.1725N/mm26.1725N/mm2≤125N/mm2杆件抗剪强度可以满足杆件刚度计算校核依据:Umax≤EQ\f(L,250)Dfmax:杆件最大允许挠度:通过有限元分析计算得到杆件的挠度图如下:杆件挠度分布如下表:列表条目123456789偏移(m)0.0000.1500.3000.4500.6000.7500.9001.0501.200挠度(mm)0.000-0.119-0.219-0.285-0.308-0.285-0.219-0.1190.000最大挠度发生在0.6m处,最大挠度为0.307573mmDfmax=EQ\f(Hvmax,250)×1000=EQ\f(1.2,250)×1000=4.8mm杆件最大挠度Umax为:0.307573mm≤4.8mm挠度满足要求端部连接焊缝强度计算端接焊缝基本信息EQV\s\do3(x):通过焊缝中心作用的水平方向剪力:0kNEQV\s\do3(y):通过焊缝中心作用的竖直方向剪力:2.97kNN:通过焊缝中心作用的垂直于焊缝平面的作用力:0kNEQL\s\do3(x):承受水平方向剪力的焊缝长度180mmEQL\s\do3(y):承受竖直方向剪力的焊缝长度180mmEQM\s\do3(x):水平方向端部弯矩0kN.mEQM\s\do3(y):竖直方向端部弯矩3.5775kN.mEQh\s\do3(f):角焊缝的焊脚尺寸为5mm角焊缝的断面特性如下:X轴惯性矩:EQI\s\do3(x)=151.491cm4Y轴惯性矩:EQI\s\do3(y)=102.604cm4X轴上部抵抗矩:EQW\s\do3(x1)=33.6646cm3X轴下部抵抗矩:EQW\s\do3(x2)=33.6646cm3Y轴左部抵抗矩:EQW\s\do3(y1)=29.3155cm3Y轴右部抵抗矩:EQW\s\do3(y2)=29.3155cm3断面截面积:A=14.0987cm2焊缝强度计算1).计算参数说明EQβ\s\do3(f):正面角焊缝(端焊缝)的强度设计增大系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构取1.22；对直接承受动力荷载的结构取1.0EQf\s(w,t):角焊缝的强度设计值取160N/mm22).焊缝剪应力计算水平剪应力计算EQA\s\do3(fx):水平方向承受剪力的焊缝面积EQA\s\do3(fx)=EQL\s\do3(x)×EQh\s\do3(f)×0.7=180×5×0.7=630mm2EQτ\s\do3(x)=EQ\f(V\s\do3(x),A\s\do3(fx))=EQ\f(0×1000,630)=0N/mm2竖直剪应力计算EQA\s\do3(fy):竖直方向承受剪力的焊缝面积EQA\s\do3(fy)=EQL\s\do3(y)×EQh\s\do3(f)×0.7=180×5×0.7=630mm2EQτ\s\do3(y)=EQ\f(V\s\do3(y),A\s\do3(fy))=EQ\f(2.97×1000,630)=4.714286N/mm23).弯矩作用产生的正应力计算EQσ\s\do3(wx)=EQ\f(M\s\do3(x),β\s\do3(f)×W\s\do3(y))=EQ\f(0×1000,1.22×29.3155)=0N/mm2EQσ\s\do3(wy)=EQ\f(M\s\do3(y),β\s\do3(f)×W\s\do3(x))=EQ\f(3.5775×1000,1.22×33.6646)=87.105655N/mm24).组合应力计算在弯矩、剪力、轴力共同作用下焊缝的折算应力验算如下：σ=EQ\r(\b(σ\s\do3(wx)+σ\s\do3(wy))\s\up3(2)+τ\s\do3(x)2+τ\s\do3(y)2)=EQ\r(\b(0+87.105655)\s\up3(2)+02+4.7142862)=87.233134N/mm2≤EQf\s(w,t)=160N/mm2所以，焊缝强度满足要求铝板幕墙计算荷载计算风荷载标准值计算EQW\s\do3(k):作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)z:计算高度6mEQμ\s\do3(z):6m高处风压高度变化系数(按B类区计算):(GB50009-2012条文说明8.2.1)EQμ\s\do3(z)=1×(\f(z,10))0.3=0.857917由于0.857917<1,取EQμ\s\do3(z)=1EQI\s\do3(10):10米高名义湍流度,对应A、B、C、D类地面粗糙度，分别取0.12、0.14、0.23、0.39。(GB50009-2012条文说明8.4.6)EQβ\s\do3(gz):阵风系数:EQβ\s\do3(gz)=1+2×g×I\s\do3(10)×(\f(z,10))(-α)EQ=1+2×2.5×0.14×(\f(6,10))(-0.15)=1.755745由于1.755745>1.7,取EQβ\s\do3(gz)=1.7EQμ\s\do3(sp1):局部正风压体型系数EQμ\s\do3(sn1):局部负风压体型系数,通过计算确定EQμ\s\do3(sz):建筑物表面正压区体型系数，按照(GB50009-20128.3.3)取1EQμ\s\do3(sf):建筑物表面负压区体型系数，按照(GB50009-20128.3.3-2)取-1.4对于封闭式建筑物，考虑内表面压力，取-0.2或0.2EQA\s\do3(v):立柱构件从属面积取4.8m2EQA\s\do3(h):横梁构件从属面积取2.4m2EQμ\s\do3(sa):维护构件面板的局部体型系数EQμ\s\do3(s1z)=μ\s\do3(sz)+0.2=1.2EQμ\s\do3(s1f)=μ\s\do3(sf)-0.2=-1.6维护构件从属面积大于或等于25m2的体型系数计算EQμ\s\do3(s25z)=μ\s\do3(sz)×0.8+0.2=1(GB50009-20128.3.4)EQμ\s\do3(s25f)=μ\s\do3(sf)×0.8-0.2=-1.32(GB50009-20128.3.4)对于直接承受荷载的面板而言，不需折减有EQμ\s\do3(saz)=1.2EQμ\s\do3(saf)=-1.6同样，取立柱面积对数线性插值计算得到EQμ\s\do3(savz)=μ\s\do3(sz)+(μ\s\do3(sz)×0.8-μ\s\do3(sz))×\f(log(A\s\do3(v)),1.4)+0.2EQ=1+(0.8-1)×\f(0.681241,1.4)+0.2=1.10268EQμ\s\do3(savf)=μ\s\do3(sf)+(μ\s\do3(sf)×0.8-μ\s\do3(sf))×\f(log(A\s\do3(v)),1.4)-0.2EQ=-1.4+((-1.12)-(-1.4))×\f(0.681241,1.4)-0.2=-1.463752同样，取横梁面积对数线性插值计算得到EQμ\s\do3(sahz)=μ\s\do3(sz)+(μ\s\do3(sz)×0.8-μ\s\do3(sz))×\f(log(A\s\do3(h)),1.4)+0.2EQ=1+(0.8-1)×\f(0.380211,1.4)+0.2=1.145684EQμ\s\do3(sahf)=μ\s\do3(sf)+(μ\s\do3(sf)×0.8-μ\s\do3(sf))×\f(log(A\s\do3(h)),1.4)-0.2EQ=-1.4+((-1.12)-(-1.4))×\f(0.380211,1.4)-0.2=-1.523958按照以上计算得到对于面板有:EQμ\s\do3(sp1)=1.2EQμ\s\do3(sn1)=-1.6对于立柱有:EQμ\s\do3(svp1)=1.10268EQμ\s\do3(svn1)=-1.463752对于横梁有:EQμ\s\do3(shp1)=1.145684EQμ\s\do3(shn1)=-1.523958面板正风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(kp)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(sp1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=1.7×1.2×1×0.4=0.816kN/m2EQW\s\do3(kp)<1kN/m2,取EQW\s\do3(kp)=1kN/m2面板负风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(kn)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(sn1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=1.7×(-1.6)×1×0.4=-1.088kN/m2同样，立柱正风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(kvp)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(svp1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=1.7×1.10268×1×0.4=0.749822kN/m2EQW\s\do3(kvp)<1kN/m2,取EQW\s\do3(kvp)=1kN/m2立柱负风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(kvn)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(svn1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=-0.995351kN/m2EQW\s\do3(kvn)>-1kN/m2,取EQW\s\do3(kvn)=-1kN/m2同样，横梁正风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(khp)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(shp1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=0.779065kN/m2EQW\s\do3(khp)<1kN/m2,取EQW\s\do3(khp)=1kN/m2横梁负风压风荷载标准值计算如下EQW\s\do3(khn)=β\s\do3(gz)×μ\s\do3(shn1)×μ\s\do3(z)×W\s\do3(0)(GB50009-20128.1.1-2)=-1.036291kN/m2当前幕墙抗风压等级为1级风荷载设计值计算W:风荷载设计值:kN/m2EQγ\s\do3(w):风荷载作用效应的分项系数：1.5面板风荷载作用计算EQW\s\do3(p)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(kp)=1.5×1=1.5kN/m2EQW\s\do3(n)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(kn)=1.5×(-1.088)=-1.632kN/m2立柱风荷载作用计算EQW\s\do3(vp)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(kvp)=1.5×1=1.5kN/m2EQW\s\do3(vn)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(kvn)=1.5×(-1)=-1.5kN/m2横梁风荷载作用计算EQW\s\do3(hp)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(khp)=1.5×1=1.5kN/m2EQW\s\do3(hn)=γ\s\do3(w)×W\s\do3(khn)=1.5×(-1.036291)=-1.554437kN/m2水平地震作用计算EQG\s\do3(Ak):面板平米重量取0.3kN/m2EQα\s\do3(max):水平地震影响系数最大值:0.04EQq\s\do3(Ek):分布水平地震作用标准值(kN/m2)EQq\s\do3(Ek)=β\s\do3(E)×α\s\do3(max)×G\s\do3(Ak)=5×0.04×0.3=0.06kN/m2EQγ\s\do3(E):地震作用分项系数:1.4EQq\s\do3(EA):分布水平地震作用设计值(kN/m2)EQq\s\do3(EA)=γ\s\do3(E)×q\s\do3(Ek)=1.4×0.06=0.084kN/m2荷载组合计算幕墙承受的荷载作用组合计算，按照规范，考虑正风压、地震荷载组合:EQS\s\do3(zkp)=W\s\do3(kp)=1kN/m2EQS\s\do3(zp)=W\s\do3(kp)×γ\s\do3(w)+q\s\do3(Ek)×γ\s\do3(E)×ψ\s\do3(E)=1×1.5+0.06×1.4×0.5=1.542kN/m2考虑负风压、地震荷载组合:EQS\s\do3(zkn)=W\s\do3(kn)=-1.088kN/m2EQS\s\do3(zn)=W\s\do3(kn)×γ\s\do3(w)-q\s\do3(Ek)×γ\s\do3(E)×ψ\s\do3(E)=-1.088×1.5-0.06×1.4×0.5=-1.674kN/m2综合以上计算，取绝对值最大的荷载进行强度演算采用面板荷载组合标准值为1.088kN/m2面板荷载组合设计值为1.674kN/m2立柱承受风荷载标准值为1kN/m2横梁承受风荷载标准值为1.036291kN/m2单层铝板强度计算面板荷载计算B:该处铝板幕墙分格宽:1.2mH:该处铝板幕墙分格高:2mA:该处铝板面积:A=B×H=1.2×2=2.4m2水平荷载设计值：EQS\s\do3(z)=1.674kN/m2水平荷载标准值：EQS\s\do3(zk)=1.088kN/m2铝板强度计算选定面板材料为:铝-3003-H24强度校核依据：σ=EQ\f(M,W)=EQ\f(6×m×q×L2×η,t2)≤EQf\s\do3(a)=89N/mm2挠度校核依据:EQ\f(U,L)≤EQ\f(1,100)加强肋计算结构见图以及板块编号图数据表格使用的各项相关参数以及意义E:弹性模量:70000N/mm2v:泊松比:0.3t:铝板厚度:3mmD:板弯曲刚度:D=EQ\f(E×t3,12×(1-v2))=EQ\f(70000×33,12×(1-0.32))=173076.923077EQS\s\do3(z):组合荷载设计值:1.674kN/m2EQS\s\do3(zk):组合荷载标准值1.088kN/m2挠度计算公式:U=EQ\f(f×S\s\do3(zk)×a4×η,D)a:铝板分格短边边长b:铝板分格长边边长θ:参数EQ\f(S\s\do3(zk)×a4,E×t4)η:折减系数按θ查表得到m:弯矩系数,按短边与长边的边长比查表得到f:挠度系数,按短边与长边的边长查表得到U:铝板挠度EQ\f(U,a):挠度与短边比值面板强度校核表格编号类型a(mm)b(mm)θηmσ(N/mm2)fU(mm)U/a1D500.0600.011.9930.9400.084722.2140.002951.0900.002182D500.0600.011.9930.9400.084722.2140.002951.0900.002183E500.0600.011.9930.9400.070318.4290.002000.7390.001484E500.0600.011.9930.9400.070318.4290.002000.7390.001485E500.0600.011.9930.9400.070318.4290.002000.7390.001486E500.0600.011.9930.9400.070318.4290.002000.7390.001487D500.0600.011.9930.9400.084722.2140.002951.0900.002188D500.0600.011.9930.9400.084722.2140.002951.0900.00218说明：强度/挠度验算不合格的数据以红色标明强度满足要求挠度满足要求加强肋强度计算(1)加强肋在组合荷载作用下的内力图示:加强肋内力数据列表如下:编号列表条目123456789101偏移(m)0.0000.0600.1200.2100.2700.3300.3900.4800.5400.6001弯矩(kN.m)0.0080.0210.0340.0500.0590.0650.0700.0730.0740.0741剪力(kN)0.2160.2120.1990.1630.1280.0920.0570.0210.0080.0041挠度(mm)0.000-0.282-0.559-0.957-1.207-1.442-1.662-1.969-2.162-2.3512偏移(m)0.0000.0600.1200.2100.2700.3300.3900.4800.5400.6002弯矩(kN.m)0.0740.0740.0730.0700.0650.0590.0500.0340.0210.0082剪力(kN)-0.004-0.008-0.021-0.057-0.092-0.128-0.163-0.199-0.212-0.2162挠度(mm)-2.351-2.162-1.969-1.662-1.442-1.207-0.957-0.559-0.2820.0003偏移(m)0.0000.0600.1200.2100.2700.3300.3900.4800.5400.6003弯矩(kN.m)-0.0170.0030.0220.0480.0630.0770.0880.1010.1090.1163剪力(kN)0.3270.3230.3100.2740.2390.2030.1680.1320.1190.1153挠度(mm)0.000-0.350-0.695-1.196-1.514-1.817-2.105-2.514-2.775-3.0324偏移(m)0.0000.0600.1200.2100.2700.3300.3900.4800.5400.6004弯矩(kN.m)0.1160.1090.1010.0880.0770.0630.0480.0220.003-0.0174剪力(kN)-0.115-0.119-0.132-0.168-0.203-0.239-0.274-0.310-0.323-0.3274挠度(mm)-3.032-2.775-2.514-2.105-1.817-1.514-1.196-0.695-0.3500.0005偏移(m)0.0000.0600.1200.2100.2700.3300.3900.4800.5400.6005弯矩(kN.m)0.0080.0210.0340.0500.0590.0650.0700.0730.0740.0745剪力(kN)0.2160.2120.1990.1630.1280.0920.0570.0210.0080.0045挠度(mm)0.000-0.282-0.559-0.957-1.207-1.442-1.662-1.969-2.162-2.3516偏移(m)0.0000.0600.1200.2100.2700.3300.3900.4800.5400.6006弯矩(kN.m)0.0740.0740.0730.0700.0650.0590.0500.0340.0210.0086剪力(kN)-0.004-0.008-0.021-0.057-0.092-0.128-0.163-0.199-0.212-0.2166挠度(mm)-2.351-2.162-1.969-1.662-1.442-1.207-0.957-0.559-0.2820.0007偏移(m)0.0000.0500.1000.1750.2250.2750.3250.4000.4500.5007弯矩(kN.m)0.0000.0070.0140.0230.0270.0310.0340.0360.0370.0377剪力(kN)0.1390.1370.1290.1070.0860.0620.0410.0190.0110.0097挠度(mm)0.000-0.252-0.502-0.871-1.111-1.346-1.576-1.912-2.132-2.3518偏移(m)0.0000.0500.1000.1750.2250.2750.3250.4000.4500.5008弯矩(kN.m)0.0370.0380.0380.0380.0370.0340.0310.0230.0180.0128剪力(kN)0.0160.0130.006-0.016-0.037-0.062-0.083-0.104-0.112-0.1158挠度(mm)-2.351-2.435-2.519-2.637-2.711-2.779-2.842-2.927-2.981-3.0329偏移(m)0.0000.0500.1000.1750.2250.2750.3250.4000.4500.5009弯矩(kN.m)0.0120.0180.0230.0310.0340.0370.0380.0380.0380.0379剪力(kN)0.1150.1120.1040.0830.0620.0370.016-0.006-0.013-0.0169挠度(mm)-3.032-2.981-2.927-2.842-2.779-2.711-2.637-2.519-2.435-2.35110偏移(m)0.0000.0500.1000.1750.2250.2750.3250.4000.4500.50010弯矩(kN.m)0.0370.0370.0360.0340.0310.0270.0230.0140.0070.00010剪力(kN)-0.009-0.011-0.019-0.041-0.062-0.086-0.107-0.129-0.137-0.13910挠度(mm)-2.351-2.132-1.912-1.576-1.346-1.111-0.871-0.502-0.2520.000(2)加强肋截面图Ex:加强肋型材弹性模量70000N/mm2X轴惯性矩:Ix=4.66596cm4Y轴惯性矩:Iy=10.8254cm4X轴下部抵抗矩:Wx1=3.4689cm3型材截面面积矩:Ss=1.90517cm3型材计算校核处壁厚:t=3mm(3)加强肋强度校核:强度校核依据:M/γ/w≤ｆa剪力校核依据:τmax≤[τ]=49.6N/mm2挠度校核依据:U≤L/300加强肋强度校核表格编号长度(m)弯矩(kN.m)剪力(kN)挠度(mm)最大值位置(m)σ(N/mm2)最大值位置(m)τ(N/mm2)最大值位置(m)D/Len10.6000.0740.60020.4270.2160.0002.9412.3510.6000.0019620.6000.0740.00020.4270.2160.6002.9412.3510.0000.0019630.6000.1160.60031.7490.3270.0004.4533.0320.6000.0025340.6000.1160.00031.7490.3270.6004.4533.0320.0000.0025350.6000.0740.60020.4270.2160.0002.9412.3510.6000.0019660.6000.0740.00020.4270.2160.6002.9412.3510.0000.0019670.5000.0370.50010.1670.1390.0001.8982.3510.5000.0011880.5000.0380.12510.5300.1150.5001.5623.0320.5000.0015290.5000.0380.37510.5300.1150.0001.5623.0320.0000.00152100.5000.0370.00010.1670.1390.5001.8982.3510.0000.00118说明：强度验算不合格的数据以红色标明加强肋强度满足要求加强肋挠度满足要求角码抗剪强度校核B:计算单元总宽为1.2mH:计算单元总高为2mEQB\s\do3(num):横向角码数2EQH\s\do3(num):纵向角码数2EQt\s\do3(jm):角码型材壁厚5mmEQL\s\do3(jm):角码长度50mmEQS\s\do3(z):幕墙面板所受组合荷载为1.674kN/m2P:每个角码承受的剪切力(kN)P=EQ\f(S\s\do3(z)×H×B,2×(B\s\do3(num)+H\s\do3(num)))=EQ\f(1.674×2×1.2,2×(2+2))=0.5022kNτ:角码抗剪设计应力(N/mm2)τ=EQ\f(1.5×P,t\s\do3(jm)×L\s\do3(jm))=EQ\f(1.5×1000×0.5022,5×50)=3.0132N/mm2τ=3.0132N/mm2≤49.6N/mm2角码剪切强度满足要求铆钉抗拉强度计算P:每个角码承受的拉力0.5022kNEQM\s\do3(num):每个角码上的拉铆钉数3个EQD\s\do3(md):铆钉直径5mm,型号:铝合金铆钉-10EQN\s\do3(md):可承受拉力为167.4NEQN\s\do3(md)=167.4N≤1185N铆钉抗拉强度满足要求立柱计算立柱荷载计算(1)风荷载线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)EQq\s\do3(w):风荷载线分布最大荷载集度设计值(kN/m)EQr\s\do3(w):风荷载作用效应的分项系数：1.5EQW\s\do3(k):风荷载标准值:1kN/m2EQB\s\do3(l):幕墙左分格宽:1.2mEQB\s\do3(r):幕墙右分格宽:1.2mEQq\s\do3(wk)=W\s\do3(k)×\f(B\s\do3(l)+B\s\do3(r),2)EQ=1×\f(1.2+1.2,2)=1.2kN/mEQq\s\do3(w)=1.5×q\s\do3(wk)=1.5×1.2=1.8kN/m(2)分布水平地震作用设计值EQG\s\do3(Akl):立柱左边幕墙构件(包括面板和框)的平均自重:0.4kN/m2EQG\s\do3(Akr):立柱右边幕墙构件(包括面板和框)的平均自重:0.4kN/m2EQq\s\do3(EAkl)=5×α\s\do3(max)×G\s\do3(Akl)(JGJ102-20035.3.4)=5×0.04×0.4=0.08kN/m2EQq\s\do3(EAkl)=5×α\s\do3(max)×G\s\do3(Akr)(JGJ102-20035.3.4)=5×0.04×0.4=0.08kN/m2EQq\s\do3(ek)=\f(q\s\do3(Ekl)×B\s\do3(l)+q\s\do3(Ekr)×B\s\do3(r),2)EQ=\f(0.08×1.2+0.08×1.2,2)=0.096kN/mEQq\s\do3(e)=1.4×q\s\do3(ek)=1.4×0.096=0.1344kN/m(3)立柱荷载组合立柱所受组合荷载标准值为:EQq\s\do3(k)=q\s\do3(wk)=1.2kN/m立柱所受组合荷载设计值为:EQq=q\s\do3(w)+ψ\s\do3(E)×q\s\do3(e)=1.8+0.5×0.1344=1.8672kN/m立柱计算简图如下:(4)立柱弯矩:通过有限元分析计算得到立柱的弯矩图如下:立柱弯矩分布如下表:列表条目123456789偏移(m)0.0000.7871.5752.3633.1503.9374.7255.5136.300弯矩(kN.m)0.000