设计计算书-渝北实验小学南方玫瑰城校区外装饰工程135系列显横隐竖玻璃幕墙.pdf

渝北实验小学南方玫瑰城校区外装饰工程135系列显横隐竖玻璃幕墙设计计算书设计：_校对：_审核：_目录1计算引用的规范、标准及资料.11.1 幕墙设计规范：.11.2 建筑设计规范：.11.3 铝材规范：.21.4 金属板及石材规范：.21.5 玻璃规范：.21.6 钢材规范：.31.7 胶类及密封材料规范：.31.8 五金件规范：.41.9 相关物理性能等级测试方法：.41.10 建筑结构静力计算手册（第二版）.51.11 土建图纸：.52基本参数.52.1 幕墙所在地区.52.2 地面粗糙度分类等级.52.3 抗震设防.53幕墙承受荷载计算.63.1 风荷载标准值的计算方法.63.2 计算支撑结构时的风荷载标准值.73.3 计算面板材料时的风荷载标准值.73.4 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值.73.5 作用效应组合.84幕墙立柱计算.84.1 立柱型材选材计算.94.2 确定材料的截面参数.104.3 选用立柱型材的截面特性.114.4 立柱的抗弯强度计算.114.5 立柱的挠度计算.124.6 立柱的抗剪计算.125幕墙横梁计算.135.1 横梁型材选材计算.145.2 确定材料的截面参数.155.3 选用横梁型材的截面特性.165.4 幕墙横梁的抗弯强度计算.175.5 横梁的挠度计算.175.6 横梁的抗剪计算.186玻璃板块的选用与校核.196.1 玻璃板块荷载计算：.196.2 玻璃的强度计算：.206.3 玻璃最大挠度校核：.227连接件计算.227.1 横梁与角码间连接.237.2 角码与立柱连接.247.3 立柱与主结构连接.258幕墙埋件计算（后锚固结构）.278.1 荷载值计算.278.2 锚栓群中承受拉力最大锚栓的拉力计算.288.3 群锚受剪内力计算.298.4 锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力计算.298.5 混凝土锥体受拉破坏承载力计算.298.6 锚栓或植筋钢材受剪破坏承载力计算.318.7 混凝土楔形体受剪破坏承载力计算.328.8 混凝土剪撬破坏承载能力计算.338.9 拉剪复合受力承载力计算.349幕墙转接件强度计算.349.1 受力分析.349.2 转接件的强度计算.3410幕墙焊缝计算.3510.1 受力分析.3510.2 焊缝特性参数计算.3510.3 焊缝校核计算.3611显横隐竖玻璃幕墙胶类及伸缩缝计算.3611.1 抗震设计下结构硅酮密封胶的宽度计算.3611.2 结构硅酮密封胶粘接厚度的计算.3711.3 结构胶设计总结.3711.4 立柱连接伸缩缝计算.3811.5 玻璃镶嵌槽紧固螺钉抗拉强度计算.3811.6 耐侯胶胶缝计算.38渝北实验小学南方玫瑰城校区外装饰工程-显横隐竖玻璃幕墙设计计算书显横隐竖玻璃幕墙设计计算书1计算引用的规范、标准及资料1.1 幕墙设计规范：铝合金结构设计规范玻璃幕墙工程技术规范点支式玻璃幕墙工程技术规程玻璃幕墙点支承装置吊挂式玻璃幕墙支承装置建筑瓷板装饰工程技术规范建筑幕墙金属与石材幕墙工程技术规范小单元建筑幕墙1.2 建筑设计规范：地震震级的规定钢结构防火涂料钢结构设计规范高层建筑混凝土结构技术规程高层民用建筑设计防火规范高处作业吊蓝工程抗震术语标准工程网络计划技术规程混凝土结构后锚固技术规程混凝土结构设计规范混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓建筑表面用有机硅防水剂建筑材料放射性核素限量建筑防火封堵应用技术规程建筑钢结构焊接技术规程建筑工程抗震设防分类标准建筑工程预应力施工规程建筑结构荷载规范建筑结构可靠度设计统一标准建筑抗震设计规范建筑设计防火规范建筑物防雷设计规范冷弯薄壁型钢结构技术规范民用建筑设计通则GB50429-2007 JGJ102-2003 CECS 127-2001 JG138-2010 JG139-2001CECS 101：98 GB/T21086-2007JGJ133-2001 JG/T216-2008GB/T17740-1999GB14907-2002GB50017-2003JGJ3-2002GB50045-95（2005 年版）GB19155-2003JGJ/T97-2010JGJ/T121-99JGJ145-2004GB50010-2010JG160-2004JC/T902-2002GB6566-2010CECS 154：2003JGJ81-2002GB50223-2008CECS 180：2005GB50009-2001（2006 年版、局部修订）GB50068-2001GB50011-2010GB50016-2006GB50057-2010GB50018-2002GB50352-20051渝北实验小学南方玫瑰城校区外装饰工程-显横隐竖玻璃幕墙设计计算书预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程JGJ85-20101.3 铝材规范：变形铝及铝合金化学成份GB/T3190-2008建筑用隔热铝合金型材JG175-2011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/T3880.1-3-2006铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求YS/T437-2009有色电泳涂漆铝合金建筑型材YS/T459-20031.4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/T18600-2009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/T18601-2009天然石材统一编号GB/T17670-2008天然饰面石材术语GB/T13890-20081.5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平板玻璃GB11614-2009建筑用安全玻璃第3部分：夹层玻璃GB15763.3-2009建筑用安全玻璃第2部分：钢化玻璃GB15763.2-2005建筑用安全玻璃防火玻璃GB15763.1-20092渝北实验小学南方玫瑰城校区外装饰工程-显横隐竖玻璃幕墙设计计算书幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃热弯玻璃压花玻璃中空玻璃1.6 钢材规范：建筑结构用冷弯矩形钢管不锈钢棒不锈钢冷加工钢棒不锈钢冷轧钢板及钢带不锈钢热轧钢板及钢带不锈钢小直径无缝钢管擦窗机彩色涂层钢板和钢带低合金钢焊条低合金高强度结构钢建筑幕墙用钢索压管接头耐候结构钢高碳铝不锈钢丝合金结构钢金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求冷拔异形钢管碳钢焊条碳素结构钢碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带 优质碳素结构钢1.7 胶类及密封材料规范：丙烯酸酯建筑密封膏幕墙玻璃接缝用密封胶彩色涂层钢板用建筑密封胶丁基橡胶防水密封胶粘带千挂石材幕墙用环氧胶粘剂工业用橡胶板混凝土建筑接缝用密封胶建筑窗用弹性密封剂建筑密封材料试验方法建筑用防霉密封胶建筑用硅酮结构密封胶建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品建筑用硬质塑料隔热条建筑装饰用天然石材防护剂聚氨酯建筑密封胶聚硫建筑密封胶GB17841-2008JC/T915-2003JC/T511-2002GB/T11944-2002JG/T178-2005 GB/T1220-2007 GB/T4226-2009 GB/T3280-2007 GB/T4237-2007 GB/T3090-2000 GB19154-2003GB/T12754-2006 GB/T5118-1995 GB/T1591-2008 JG/T201-2007 GB/T4171-2008 YB/T0961997 GB/T3077-1999 GB/T13912-2002 GB/T3094-2000 GB/T5117-1999 GB/T700-2006 GB/T912-2008 GB/T3274-2007 GB/T699-1999JC484-2006JC/T882-2001JC/T884-2001JC/T942-2004JC887-2001 GB/T5574-1994 JC/T881-2001JC485-2007GB/T13477.1-20-2002JC/T885-2001 GB16776-2005 GB/T19686-2005JG/T174-2005JC/T973-2005JC/T482-2003JC/T483-20063渝北实验小学南方玫瑰城校区外装饰工程-显横隐竖玻璃幕墙设计计算书绝热用岩棉、矿棉及其制品硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定石材用建筑密封胶橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法修补用天然橡胶胶粘剂中空玻璃用弹性密封胶中空玻璃用丁基热熔密封胶1.8 五金件规范：封闭型沉头抽芯钏钉封闭型平圆头抽芯钾钉紧固件螺栓和螺钉紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母紧固件机械性能不锈钢螺母紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱紧固件机械性能抽芯钾钉紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹紧固件机械性能螺母、细牙螺纹紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱紧固件机械性能自攻螺钉紧固件术语盲钾钉螺纹紧固件应力截面积和承载面积十字槽盘头螺钉铜合金铸件锌合压铸件铝合金压铸件铸件尺寸公差与机械加工余量电动采光排烟窗1.9 相关物理性能等级测试方法：玻璃幕墙工程质量检验标准玻璃幕墙光学性能彩色涂层钢板和钢带试验方法钢结构工程施工质量验收规范混凝土结构工程施工质量验收规范建筑防水材料老化试验方法建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法建筑幕墙抗震性能振动台试验方法建筑幕墙平面内变形性能检测方法建筑装饰装修工程质量验收规范金属材料室温拉伸试验方法GB/T11835-2007 GB/T529-1999JC/T883-2001GB/T531-1999 HG/T3318-2002JC/T486-2001 JC/T914-2003GB/T12616-2004 GB/T12615-2004 GB/T5277-1985 GB/T3103.1-2002 GB/T3098.15-2000 GB/T3098.6-2000 GB/T3098.19-2004 GB/T3098.2-2000 GB/T3098.4-2000 GB/T3098.1-2010 GB/T3098.5-2000 GB/T3099-2004 GB/T16823.1-1997 GB/T818-2000 GB/T13819-1992 GB/T13821-1992 GB/T15114-2009 QB/T6414-1999 JG189-2006JGJ/T139-2001 GB/T18091-2000 GB/T13448-2006 GB50205-2001 GB50204-2002 GB/T18244-2000GB/T15227-2007 GB/T18575-2001 GB/T18250-2000 GB50210-2001 GB/T228-20024渝北实验小学南方玫瑰城校区外装饰工程-显横隐竖玻璃幕墙设计计算书1.10 建筑结构静力计算手册(第二版)1.11 土建图纸：2基本参数2.1 幕墙所在地区重庆地区；2.2 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C类地形考虑。2.3 抗震设防按建筑工程抗震设防分类标准，建筑工程应分为以下四个抗震设防类别：1.特殊设防类：指使用上有特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时 可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑，简称甲类；2.重点设防类：指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及 地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑，简称乙类；3.标准设防类：指大量的除1、2、4款以外按标准要求进行设防的建筑，简称丙 类；4.适度设防类：指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适 度降低要求的建筑，简称丁类；在维护结构抗震设计计算中：1.特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施，同 时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作 用；2.重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施，同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用；3.标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用；4.适度设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用；根据国家规范建筑抗震设计规范GB50011-2010,重庆地区地震基本烈度为：6 度，地震动峰值加速度为0.05g,由于本工程是标准设防类，因此实际抗震计算中的水平 地震影响系数最大值应按本地区抗震设防烈度选取，也就是取：a max=0.04；5渝北实验小学南方玫瑰城校区外装饰工程-显横隐竖玻璃幕墙设计计算书3幕墙承受荷载计算3.1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=Bgz，zkiWo.7.1.l-2GB50009-2001 2006 年版上式中：wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)；Z：计算点标高：18m；Bgz：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)：Bgz=K(l+2Hr)其中K为地面粗糙度调整系数，U f为脉动系数A类场地:B类场地:C类场地:D类场地:3z=0.92 X(1+2 Uf)Bg,=0.89 X(l+2u r)*0.85 X(l+2u r)3 gz=0.80 X(l+2u r)其中：uf=0.387X(Z/1O)-012其中：uf=0.5(Z/10)-016其中：uf=0.734CZ/1O)-0-22其中：uf=l.2248(Z/1O)-0 3对于C类地形，18m高度处瞬时风压的阵风系数:3 g=0.85 X(1+2 X(0.734(Z/1O)-0 22)=1.9464 Uz：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:U 广1.379X(Z/1O)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C类地形，18m高度处风压高度变化系数：U2=0.616X(Z/10)0 44=0.7978usl：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Psi：一、外表面1.正压区 按表7.3.1采用；2.负压区-对墙面，取T.0-对墙角边，取T.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。本计算点为转角位置。按JGJ102-2003第5.3.2条文说明：风荷载在建筑物表面分布是不均匀的，在檐口 附近、边角部位较大。根据风洞试验结果和国外的有关资料，在上述区域风吸力系数可 6渝北实验小学南方玫瑰城校区外装饰工程-显横隐竖玻璃幕墙设计计算书取-1.8,其余墙面可考虑-1.0,由于维护结构有开启的可能，所以还应考虑室内压-0.2o对无开启的结构，建筑结构荷载规范条文说明第7.3.3条指出“对封闭建筑 物，考虑到建筑物内实际存在的个别洞口和缝隙，以及机械通风等因素，室内可能存在 正负不同的气压，参照国外规范，大多取(0.2-0.25)的压力系数，现取0.2。即不 论有无开启扇，均要考虑内表面的局部体型系数。另注：上述的局部体型系数Usi(l)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于In?的 情况，当围护构件的从属面积A大于或等于lOni?时，局部风压体型系数U-(10)可乘以折 减系数0.8,当构件的从属面积小于lOn?而大于Ini?时，局部风压体型系数U si(A)可按面 积的对数线性插值，即：ubi(A)=u 51(1)+it si(10)-ii bl(l)logA在上式中：当 A 210nl2 时，A=10m2；当 AW In?时，取 Aln?；心(10)=0.8 (1)wo：基本风压值(MPa),根据现行建筑结构荷载规范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/n)2,按重现期50年，重庆地区取 0.0004MPa；3.2 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=l.033X3.9=4.0287m2LogA=0.605usl(A)=u sl(l)+usl(10)-u sl(l)logA=1.582u si=l.582+0.2=1.782Wk=B g z u z u slWo=1.9464X0.7978X1.782X0.0004=0.001107MPa3.3 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=l.033 XI.95=2.01435m2 LogA=0.304usi(A)=u si(l)+usi(10)-u si(l)logA=1.691-1=1.691+0.2=1.891Wk=B g z u z u S lWo=1.9464X0.7978X1.891X0.0004=0.001175MPa3.4 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值qEAk:B E a maxGk/A 5.3.4 JGJ102-20037渝北实验小学南方玫瑰城校区外装饰工程-显横隐竖玻璃幕墙设计计算书Qear：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；Be：动力放大系数，取5.0；amax：水平地震影响系数最大值，取0.04；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)；A：幕墙构件的面积(mm；3.5 作用效应组合荷载和作用效应按下式进行组合：S=Y gSg i Ye：各效应的分项系数；W-We：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。上面的八、4 Ve为分项系数,按5.4.2、5.4.3、5.4.41JGJ102-2003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：Yg：1.2；风荷载：Yw：1.4；地震作用：Ye：1.3;进行挠度计算时；重力荷载：Y G：1.0;风荷载：Y w：1.0;地震作用：可不做组合考虑；上式中，风荷载的组合系数Ww为1.0；地震作用的组合系数We为0.5;4幕墙立柱计算基本参数：1：计算点标高：18m；2：力学模型：简支梁；3：立柱跨度：L=3900mm；4：立柱左分格宽：1033mm；立柱右分格宽：1033mm；5：立柱计算间距：B=1033mm；6：板块配置：中空玻璃6+6 mm；7：立柱材质:6063-T5；8：安装方式：偏心受拉；本处幕墙立柱按简支梁力学模型进行设计计算，受力模型如下:8渝北实验小学南方玫瑰城校区外装饰工程-显横隐竖玻璃幕墙设计计算书简支梁受力模型4.1 立柱型材选材计算(0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：幕墙立柱计算间距(mm)；Q wk=WkB=0.001107X1033=1.144N/mmqw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；qw=l.4qwk=1.4X1.144=1.602N/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)；Be：动力放大系数，取5.0；Lax：水平地震影响系数最大值，取0.04；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(iW)；口网:B e a m/k/A 5.3.4 JGJ102-2003=5.0X0.04X0.0005=0.OOOIMPaqEk：水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；QEk=QEAkB=0.0001X1033=0.103N/mmQe：水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；Qe=1-3 qE k=1.3X0.1039渝北实验小学南方玫瑰城校区外装饰工程-显横隐竖玻璃幕墙设计计算书=0.134N/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：5.4.1 JGJ102-2003q=qw+0.5qE=1.602+0.5X0.134=1.669N/mm用于挠度计算时，采用S.标准值：5.4.1 JGJ102-2003Qk=Qwk=1.144N/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(N mm)；Mw：风荷载作用下立柱产生的弯矩设计值(N-mm)；Me：地震作用下立柱产生的弯矩设计值(N-mm)；L：立柱跨度(mm);采用S w+0.5Se组合：Mw=qwL2/8ME=qEL2/8Mx=Mw+0.5M,；=qL2/8=1.669X390078=3173186.25N mm4.2 确定材料的截面参数(D立柱抵抗矩预选值计算：Wnx：立柱净截面抵抗矩预选值(mnf)；Mx：弯矩组合设计值(N mm)；Y：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002,取 1.00；对于热轧型钢龙骨，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；fa：型材抗弯强度设计值(MPa),对6063-T5取90MPa；Wnx=Mx/Y fa=3173186.25/1.00/90=35257.625mm3(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6063-T5取70000MPa；Ixmin：材料需满足的绕X轴最小惯性矩(niiii4)；L：计算跨度(mm)；按规范要求，立柱的挠度限值(mm);df,iim=5qkL7384EIxniinL/180=3900/180=21.667mm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)：10渝北实验小学南方玫瑰城校区外装饰工程-显横隐竖玻璃幕墙设计计算书当跨距W4500mni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30nlm；对本例取：df,iim=20mmIxmin=5qkL7384Edf,iim=5X1.144X39007384/70000/20=2461473.683mm44.3 选用立柱型材的截面特性按上一项计算结果选用型材号：S X-13501型材的抗弯强度设计值：fa=90MPa型材的抗剪强度设计值：t=55MPa型材弹性模量：E=70000MPa绕X轴惯性矩：L=3179140mni4绕Y轴惯性矩：Iy=962740mni4绕X轴净截面抵抗矩：Wnx,=48043mm：i绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=46191mm：i型材净截面面积：An=1263.818mm2型材线密度：Y g=0.034123N/mm型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：t=6mm型材受力面对中性轴的面积矩：S=28532mm：!塑性发展系数：Y=l.OO4.4 立柱的抗弯强度计算(1)立柱轴向拉力设计值：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(mn?)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；L：立柱跨度(mm)；Nk-qGAkA-qGAkBL=0.0005X1033X3900=2014.35NN：立柱轴向拉力设计值(N)；N=l.24=1.2X2014.35=2417.22N(2)抗弯强度校核：按简支梁(受拉)立柱抗弯强度公式，应满足：N/An+Mx/WnxWfa.6.3.7 JGJ102-2003上式中：N：立柱轴力设计值(N)；Mx：立柱弯矩设计值(N-mm)；An：立柱净截面面积(mm?)；11渝北实验小学南方玫瑰城校区外装饰工程-显横隐竖玻璃幕墙设计计算书wnx：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mn?)；Yx：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002,取 1.00；对于热轧型钢龙骨，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；fa：型材的抗弯强度设计值，取90MPa；则：N/An+Mx/Y Wn=2417.22/1263.818+3173186.25/1.00/46191=70.61MPa5C90MPa立柱抗弯强度满足要求。4.5 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=3179140mm4预选值为：Ixrain=2461473.683mm4实际挠度计算值为：dr=5qkL4/384EIx=5X1.144 X 39007384/70000/3179140=15.485mm而 drjin,=20mm所以，立柱挠度满足规范要求。4.6 立柱的抗剪计算校核依据：T max W T a=55MPa(立柱的抗剪强度设计值)(l)Vwk：风荷载作用下剪力标准值(N)：Vwk=wkBL/2=0.001107X1033X3900/2二2229.885N(2)VW：风荷载作用下剪力设计值(N)：V w=l.4Vwk=1.4X2229.885=3121.839N(3)VEk：地震作用下剪力标准值(N)：VEk-QEAkBL/2=0.0001X1033X3900/2=201.435N(4)Ve：地震作用下剪力设计值(N)：V E=1.3VEk=1.3X201.435=261.866N(5)V：立柱所受剪力设计值组合：采用Vw+0.5Ve组合：12渝北实验小学南方玫瑰城校区外装饰工程-显横隐竖玻璃幕墙设计计算书V=VW+O.5Ve=3121.839+0.5X261.866=3252.772N(6)立柱剪应力校核：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(mn?)；L：立柱型材截面惯性矩(mn?)；t：型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)；t 皿=VS x/Lt=3252.772X28532/3179140/6=4.865MPa4.865MPaW55MPa 立柱抗剪强度满足要求！5幕墙横梁计算基本参数：1：计算点标高：18m；2：横梁跨度:B=1033mm；3：横梁上分格高：1950mm；横梁下分格高：1950mm；4：横梁计算间距：H=1950mm；5：力学模型：三角荷载简支梁；6：板块配置：中空玻璃6+6 mm；7：横梁材质：6063-T5；因为BWH,所以本处幕墙横梁按三角形荷载简支梁力学模型进行设计计算，受力模型如 下：B三角形荷载简支梁受力模型13渝北实验小学南方玫瑰城校区外装饰工程-显横隐竖玻璃幕墙设计计算书5.1 横梁型材选材计算(D横梁在风荷载作用下的线荷载集度(按三角形分布)：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：横梁跨度(mm)；Q wk=wkB=0.001107X1033=1.144N/mm5：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；Qw-1-4qwk=1.4X1.144=1.602N/mm(2)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用的线荷载集度(按三角形分布)：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(MPa)；Be：动力放大系数，取5.0；amax：水平地震影响系数最大值，取0.04；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(mn?)；口加=B E a maxGk/A 5.3.4 JGJ102-2003=5.0X0.04X0.0004=0.00008MPaqRk：横梁受水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)；B：横梁跨度(mm)；Q E k=Q E AkB=0.00008X1033=0.083N/mmqR：横梁受水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；Qe=1-3 qEk=1.3X0.083=0.108N/mm(3)幕墙横梁受荷载集度组合：用于强度计算时，采用S w+0.5Se设计值组合：5.4.1 JGJ102-2003q=qw+0.5qE=1.602+0.5X0.108=1.656N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值：5.4.1 JGJ102-2003Qk=Qwk=1.144N/nini(4)横梁在风荷载及地震组合作用下的弯矩值(按三角形分布)：My：横梁受风荷载及地震作用弯矩组合设计值(N-mm)；Mw：风荷载作用下横梁产生的弯矩(N-mm)；Me：地震作用下横梁产生的弯矩(N-mm)；B：横梁跨度(mm)；Mw=qwB2/1214渝北实验小学南方玫瑰城校区外装饰工程-显横隐竖玻璃幕墙设计计算书ME=qEB2/12采用Sw+O.5Se组合：My=Mw+O.5Me=qB2/12=1.656X1033712=147258.282N mm(5)横梁在自重荷载作用下的弯矩值(按矩形分布)：Gk：横梁自重线荷载标准值(N/mm)；H,：横梁自重荷载作用高度(mm),对挂式结构取横梁下分格高，对非挂式结构取横梁 上分格高；Gk=0.0004 XH,=0.0004X1950=0.78N/mmG：横梁自重线荷载设计值(N/mm)；G=l.2Gk=1.2X0.78=0.936N/mmMx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(N-mm)；B：横梁跨度(mm)；Mx=G B2/8=0.936X103378二124849.413N mm5.2 确定材料的截面参数(1)横梁抵抗矩预选：亚小 绕X轴横梁净截面抵抗矩预选值(mm3)；Wny：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(N-mm)；My：风荷载及地震作用弯矩组合设计值(N mm)；，Yy：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002,取 1.00；对于热轧型钢龙骨，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,均取1.00；fa：型材抗弯强度设计值(MPa),对6063-T5取90；按下面公式计算：Wnx=Mx/yxfa=124849.413/1.00/90二1387.216mm3Wny=My/Y yfa=147258.282/1.00/90=1636.203mm3(2)横梁惯性矩预选：dfl,lim：按规范要求，横梁在水平力标准值作用下的挠度限值(mm)；15渝北实验小学南方玫瑰城校区外装饰工程-显横隐竖玻璃幕墙设计计算书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W4500mm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 3 mm；B/180=1033/180=5.739mmB/500=1033/500=2.066mm对本例取：dfi,i加=5.739mmdf2,i加=2.066mmqk：风荷载作用线荷载集度标准值(N/mm)；E：型材的弹性模量(MPa),对6063-T5取70000MPa；Iymin：绕Y轴最小惯性矩(inn?)；B：横梁跨度(mm)；dn,lim=qkB7120EIymin(受风荷载与地震作用的挠度计算)Iymin=QkB4/120Edfi,|inl=1.144X10337120/70000/5.739=27021.646mm4Lrain：绕X轴最小惯性矩(mn?)；Gk：横梁自重线荷载标准值(N/mm)；dr2,lim=5GkB4/384EIxmin(自重作用下产生的挠度计算)I xmi n 5 GkB4/384E df 2,1 im=5X0.78X 10337384/70000/2.066=79966.173mm45.3 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：铝合金横梁S XT3506型材抗弯强度设计值：90MPa型材抗剪强度设计值：55MPa型材弹性模量：E=70000MPa绕X轴惯性矩:L=191400mm4绕 Y 轴惯性矩:Iy=968230nini4绕X轴净截面抵抗矩：Wnxl=8579mm3绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=5217mm3绕Y轴净截面抵抗矩：Wnyl=17845mm3绕Y轴净截面抵抗矩：Wny2=16827mm3型材净截面面积：An=634.175mm2型材线密度：g=0.017123N/mm16渝北实验小学南方玫瑰城校区外装饰工程-显横隐竖玻璃幕墙设计计算书横梁与立柱连接时角片与横梁连接处横梁壁厚：t=2mm横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：tx=4mm横梁截面垂直于丫轴腹板的截面总宽度：3=4mm型材受力面对中性轴的面积矩（绕X轴）：S=4690mm3型材受力面对中性轴的面积矩（绕丫轴）：Sy=l 1024mm3塑性发展系数：Yx=Yy=1.005.4 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：y M/My/丫川”=5.739mmdf2,iim=2.066mm所以，横梁挠度满足规范要求。17渝北实验小学南方玫瑰城校区外装饰工程-显横隐竖玻璃幕墙设计计算书5.6 横梁的抗剪计算校核依据：TmaxTa=55MPa(型材的抗剪强度设计值)(DVwk：风荷载作用下剪力标准值(N)：Vwk=qwkB/4=1.144X1033/4=295.438N(2)VW：风荷载作用下剪力设计值(N)：V=1.4Vwk=1.4X295.438=413.613N(3)VRk：地震作用下剪力标准值(N)：Veit二qEkB/4=0.083X1033/4=21.435N(4)Ve：地震作用下剪力设计值(N)：Ve=L 3VRk=1.3X21.435=27.866N(5)VX：水平总剪力(N)；Vx：横梁受水平总剪力(N)：采用Vw+0.5Ve组合：Vx=Vw+0.5Ve=413.613+0.5X27.866=427.546N(6)Vy：垂直总剪力(N)：V尸 1.2X0.0004XBH/2=1.2X0.0004X1033X1950/2=483.444N(7)横梁剪应力校核：横梁水平方向剪应力(MPa)；Vx：横梁水平总剪力(N)；Sy：横梁型材受力面对中性轴的面积矩(mn?)(绕Y轴)；Iy：横梁型材截面惯性矩(mn?);ty：横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度(mm)；T X=VxS y/Iy