富华办公楼玻璃幕墙计算书.doc

新型环保饰面材料厂办公楼玻璃幕墙计算书 明框玻璃幕墙 设计计算书 设计：校对：审核：批准：江苏鲁艺建设工程有限公司 五月一日 目录 1 计算引用的规范、标准及资料.错误错误!未定义书签。未定义书签。1.1 幕墙设计规范：.错误错误!未定义书签。未定义书签。1.2 建筑设计规范：.错误错误!未定义书签。未定义书签。1.3 铝材规范：.错误错误!未定义书签。未定义书签。1.4 金属板及石材规范：.错误错误!未定义书签。未定义书签。1.5 玻璃规范：.错误错误!未定义书签。未定义书签。1.6 钢材规范：.错误错误!未定义书签。未定义书签。1.7 胶类及密封材料规范：.错误错误!未定义书签。未定义书签。1.8 五金件规范：.错误错误!未定义书签。未定义书签。1.9 相关物理性能等级测试方法：.错误错误!未定义书签。未定义书签。1.10 建筑结构静力计算手册(第二版).错误错误!未定义书签。未定义书签。1.11 土建图纸：.错误错误!未定义书签。未定义书签。2 基本参数.错误错误!未定义书签。未定义书签。2.1 幕墙所在地区.错误错误!未定义书签。未定义书签。2.2 地面粗糙度分类等级.错误错误!未定义书签。未定义书签。2.3 抗震设防.错误错误!未定义书签。未定义书签。3 幕墙承受荷载计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.1 风荷载标准值的计算方法.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.2 计算支撑结构时的风荷载标准值.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.3 计算面板材料时的风荷载标准值.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.4 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.5 平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值.错误错误!未定义书签。未定义书签。3.6 作用效应组合.错误错误!未定义书签。未定义书签。4 幕墙立柱计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。4.1 立柱型材选材计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。4.2 拟定材料的截面参数.错误错误!未定义书签。未定义书签。4.3 选用立柱型材的截面特性.错误错误!未定义书签。未定义书签。4.4 立柱的抗弯强度计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。4.5 立柱的挠度计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。4.6 立柱的抗剪计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。5 幕墙横梁计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。5.1 横梁型材选材计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。5.2 拟定材料的截面参数.错误错误!未定义书签。未定义书签。5.3 选用横梁型材的截面特性.错误错误!未定义书签。未定义书签。5.4 幕墙横梁的抗弯强度计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。5.5 横梁的挠度计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。5.6 横梁的抗剪计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。6 玻璃板块的选用与校核.错误错误!未定义书签。未定义书签。6.1 玻璃板块荷载计算：.错误错误!未定义书签。未定义书签。6.2 玻璃的强度计算：.错误错误!未定义书签。未定义书签。6.3 玻璃最大挠度校核：.错误错误!未定义书签。未定义书签。7 连接件计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。7.1 横梁与角码间连接.错误错误!未定义书签。未定义书签。7.2 角码与立柱连接.错误错误!未定义书签。未定义书签。7.3 立柱与主结构连接.错误错误!未定义书签。未定义书签。8 幕墙埋件计算(粘结型化学锚栓).错误错误!未定义书签。未定义书签。8.1 荷载值计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。8.2 锚栓群中承受拉力最大锚栓的拉力计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。8.3 群锚受剪内力计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。8.4 锚栓钢材破坏时的受拉承载力计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。8.5 锚栓钢材受剪破坏承载力计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。8.6 拉剪复合受力承载力计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。9 幕墙转接件强度计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。9.1 受力分析.错误错误!未定义书签。未定义书签。9.2 转接件的强度计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。10 幕墙焊缝计算.错误错误!未定义书未定义书签。签。10.1 受力分析.错误错误!未定义书签。未定义书签。10.2 焊缝特性参数计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。10.3 焊缝校核计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。11 明框玻璃幕墙伸缩及紧固计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。11.1 立柱连接伸缩缝计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。11.2 玻璃镶嵌槽紧固螺钉抗拉强度计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。11.3 玻璃边沿到边框槽底间隙计算.错误错误!未定义书签。未定义书签。12 附录 常用材料的力学及其它物理性能.错误错误!未定义书签。未定义书签。明框玻璃幕墙设计计算书明框玻璃幕墙设计计算书 1 计算引用的规范、标准及资料计算引用的规范、标准及资料 1.1 幕墙设计规范：幕墙设计规范：铝合金结构设计规范 GB50429-2023 玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102-2023 建筑瓷板装饰工程技术规程 CECS101：98 建筑幕墙 GB/T21086-2023 金属与石材幕墙工程技术规范 JGJ133-2023 小单元建筑幕墙 JG/T216-2023 建筑幕墙工程技术规范 DGJ08-56-2023 1.2 建筑设计规范：建筑设计规范：地震震级的规定 GB/T17740-1999 钢结构设计规范 GB50017-2023 高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2023 高层民用建筑设计防火规范 GB50045-95(2023 年版)高处作业吊蓝 GB19155-2023 工程抗震术语标准 JGJ/T97-2023 工程网络计划技术规程 JGJ/T121-99 混凝土结构后锚固技术规程 JGJ145-2023 混凝土结构加固设计规范 GB50367-2023 混凝土结构设计规范 GB50010-2023 混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓 JG160-2023 建筑材料放射性核素限量 GB6566-2023 建筑防火封堵应用技术规程 CECS154：2023 建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81-2023 建筑工程抗震设防分类标准 GB50223-2023 建筑结构荷载规范 GB50009-2023 建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068-2023 建筑抗震设计规范 GB50011-2023 建筑设计防火规范 GB50016-2023 建筑物防雷设计规范 GB50057-2023 冷弯薄壁型钢结构技术规范 GB50018-2023 民用建筑设计通则 GB50352-2023 擦窗机 GB19154-2023 钢结构焊接规范 GB50661-2023 钢结构工程施工规范 GB50755-2023 1.3 铝材规范：铝材规范：变形铝及铝合金化学成份 GB/T3190-2023 建筑用隔热铝合金型材 JG175-2023 建筑用铝型材、铝板氟碳涂层 JG/T133-2023 铝合金建筑型材第 1 部分基材 GB5237.1-2023 铝合金建筑型材第 2 部分阳极氧化、着色型材 GB5237.2-2023 铝合金建筑型材第 3 部分电泳涂漆型材 GB5237.3-2023 铝合金建筑型材第 4 部分粉末喷涂型材 GB5237.4-2023 铝合金建筑型材第 5 部分氟碳漆喷涂型材 GB5237.5-2023 铝合金建筑型材第 6 部分隔热型材 GB5237.6-2023 铝及铝合金彩色涂层板、带材 YS/T431-2023 一般工业用铝及铝合金板、带材 GB/T3880.13-2023 铝型材截面几何参数算法及计算机程序规定 YS/T437-2023 有色电泳涂漆铝合金建筑型材 YS/T459-2023 变形铝和铝合金牌号表达方法 GB/T16474-2023 1.4 金属板及石材规范：金属板及石材规范：干挂饰面石材及其金属挂件 JC830.1、2-2023 建筑装饰用微晶玻璃 JC/T872-2023 建筑幕墙用瓷板 JG/T217-2023 建筑装饰用搪瓷钢板 JG/T234-2023 微晶玻璃陶瓷复合砖 JC/T994-2023 超薄天然石材复合板 JC/T1049-2023 铝幕墙板、板基 YS/T429.1-2023 铝幕墙板、氟碳喷漆铝单板 YS/T429.2-2023 建筑幕墙用铝塑复合板 GB/T17748-2023 建筑幕墙用陶板 JG/T324-2023 建筑装饰用石材蜂窝复合板 JG/T328-2023 建筑幕墙用氟碳铝单板制品 JG331-2023 纤维增强水泥外墙装饰挂板 JC/T2085-2023 建筑用泡沫铝板 JG/T359-2023 金属装饰保温板 JG/T360-2023 外墙保温用锚栓 JG/T366-2023 聚碳酸酯（PC）中空板 JG/T116-2023 聚碳酸酯（PC）实心板 JG/T347-2023 铝塑复合板用铝带 YS/T432-2023 天然板石 GB/T18600-2023 天然大理石荒料 JC/T202-2023 天然大理石建筑板材 GB/T19766-2023 天然花岗石荒料 JC/T204-2023 天然花岗石建筑板材 GB/T18601-2023 天然石材统一编号 GB/T17670-2023 天然饰面石材术语 GB/T13890-2023 1.5 玻璃规范：玻璃规范：镀膜玻璃 第 1 部分：阳光控制镀膜玻璃 GB/T18915.1-2023 镀膜玻璃 第 2 部分：低辐射镀膜玻璃 GB/T18915.2-2023 防弹玻璃 GB17840-1999 平板玻璃 GB11614-2023 建筑用安全玻璃 第 3 部分：夹层玻璃 GB15763.3-2023 建筑用安全玻璃 第 2 部分：钢化玻璃 GB15763.2-2023 建筑用安全玻璃 防火玻璃 GB15763.1-2023 半钢化玻璃 GB/T17841-2023 热弯玻璃 JC/T915-2023 压花玻璃 JC/T511-2023 中空玻璃 GB/T11944-2023 1.6 钢材规范：钢材规范：建筑结构用冷弯矩形钢管 JG/T178-2023 不锈钢棒 GB/T1220-2023 不锈钢冷加工钢棒 GB/T4226-2023 不锈钢冷轧钢板及钢带 GB/T3280-2023 不锈钢热轧钢板及钢带 GB/T4237-2023 不锈钢小直径无缝钢管 GB/T3090-2023 彩色涂层钢板和钢带 GB/T12754-2023 低合金钢焊条 GB/T5118-1995 低合金高强度结构钢 GB/T1591-2023 建筑幕墙用钢索压管接头 JG/T201-2023 耐候结构钢 GB/T4171-2023 高碳铬不锈钢丝 YB/T0961997 合金结构钢 GB/T3077-1999 金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术规定 GB/T13912-2023 冷拔异形钢管 GB/T3094-2023 碳钢焊条 GB/T5117-1995 碳素结构钢 GB/T700-2023 碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带GB/T912-2023 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带GB/T3274-2023 优质碳素结构钢 GB/T699-1999 1.7 胶类及密封材料规范：胶类及密封材料规范：丙烯酸酯建筑密封膏 JC484-2023 幕墙玻璃接缝用密封胶 JC/T882-2023 彩色涂层钢板用建筑密封胶 JC/T884-2023 丁基橡胶防水密封胶粘带 JC/T942-2023 干挂石材幕墙用环氧胶粘剂 JC887-2023 工业用橡胶板 GB/T5574-2023 混凝土建筑接缝用密封胶 JC/T881-2023 建筑窗用弹性密封剂 JC485-2023 建筑密封材料实验方法 GB/T13477.120-2023 建筑用防霉密封胶 JC/T885-2023 建筑用硅酮结构密封胶 GB16776-2023 建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品 GB/T19686-2023 建筑用硬质塑料隔热条 JG/T174-2023 建筑装饰用天然石材防护剂 JC/T973-2023 聚氨酯建筑密封胶 JC/T482-2023 聚硫建筑密封胶 JC/T483-2023 绝热用岩棉、矿棉及其制品 GB/T11835-2023 硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定 GB/T529-2023 石材用建筑密封胶 GB/T23261-2023 橡胶袖珍硬度计压入硬度实验方法 GB/T531-1999 修补用天然橡胶胶粘剂 HG/T3318-2023 中空玻璃用弹性密封胶 JC/T486-2023 中空玻璃用丁基热熔密封胶 JC/T914-2023 建筑表面用有机硅防水剂 JC/T902-2023 钢结构防火涂料 GB14907-2023 1.8 五金件规范：五金件规范：封闭型沉头抽芯铆钉 GB/T12616-2023 封闭型平圆头抽芯铆钉 GB/T12615-2023 紧固件螺栓和螺钉通孔 GB/T5277-1985 紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母 GB/T3103.1-2023 紧固件机械性能不锈钢螺母 GB/T3098.15-2023 紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱 GB/T3098.6-2023 紧固件机械性能抽芯铆钉 GB/T3098.19-2023 紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹 GB/T3098.2-2023 紧固件机械性能螺母、细牙螺纹 GB/T3098.4-2023 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱 GB/T3098.1-2023 紧固件机械性能自攻螺钉 GB/T3098.5-2023 紧固件术语盲铆钉 GB/T3099.2-2023 螺纹紧固件应力截面积和承载面积 GB/T16823.1-1997 十字槽盘头螺钉 GB/T818-2023 铜合金铸件 GB/T13819-1992 锌合金压铸件 GB/T13821-2023 铝合金压铸件 GB/T15114-2023 铸件尺寸公差与机械加工余量 QB/T6414-1999 电动采光排烟窗 JG189-2023 1.9 相关物理性能等级测试方相关物理性能等级测试方法：法：玻璃幕墙工程质量检查标准 JGJ/T139-2023 玻璃幕墙光学性能 GB/T18091-2023 彩色涂层钢板和钢带实验方法 GB/T13448-2023 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2023 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2023(2023 版)建筑防水材料老化实验方法 GB/T18244-2023 建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法 GB/T15227-2023 建筑幕墙抗震性能振动台实验方法 GB/T18575-2023 建筑幕墙平面内变形性能检测方法 GB/T18250-2023 建筑装饰装修工程质量验收规范 GB50210-2023 金属材料室温拉伸实验方法 GB/T228-2023 1.10 建筑结构静力计算手册建筑结构静力计算手册(第二版第二版)1.11 土建图纸：土建图纸：2 基本参数基本参数 2.1 幕墙幕墙所在地区所在地区 泰州地区；2.2 地面粗糙度分类等级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(GB50009-2023)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 B 类地形考虑。2.3 抗震设防抗震设防 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也许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，以及地震时也许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 款以外按标准规定进行设防的建筑，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减少规定的建筑，简称丁类；在围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规定加强其抗震措施，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规定拟定其地震作用；2.重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的规定加强其抗震措施，同时，应按本地区抗震设防烈度拟定其地震作用；3.标准设防类，应按本地区抗震设防烈度拟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拟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GB50011-2023，泰州地区地震基本烈度为：7度，地震动峰值加速度为 0.1g，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：max=0.08；3 幕墙承受荷载计算幕墙承受荷载计算 3.1 风荷载标准值的计算方法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(GB50009-2023)计算：wk=gzs1zw0 8.1.1-2GB50009-2023 上式中：wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)；z：计算点标高：20.8m；gz：高度 z 处的阵风系数；根据不同场地类型,按以下公式计算：gz=1+2gI10(z/10)-条文说明部分 8.6.1GB50009-2023 其中 A、B、C、D 四类地貌类别截断高度分别为：5m、10m、15m、30m；A、B、C、D 四类地貌类别梯度高度分别为：300m、350m、450m、550m；也就是：对 A 类场地：当 z300m 时，取 z=300m，当 z350m 时，取 z=350m，当 z450m 时，取 z=450m，当 z550m 时，取 z=550m，当 z300m 时，取 z=300m，当 z350m 时，取 z=350m，当 z450m 时，取 z=450m，当 z550m 时，取 z=550m，当 z25 时取 a=25，当 A 小于 1 时取 A=1；LogA=0.702 则：s1(A)=s1(1)+s1(25)-s1(1)logA/1.4 =1+0.8-10.702/1.4 =0.9 按建筑结构荷载规范GB50009-2023 第 8.3.5 条：计算围护结构风荷载时，建筑物内部压力的局部体型系数可按下列规定采用：1 封闭式建筑物，按其外表面风压的正负情况取-0.2 或 0.2；2 仅一面墙有主导洞口的建筑物：-当开洞率大于 0.02 且小于或等于 0.10 时，取 0.4s1；-当开洞率大于 0.10 且小于或等于 0.30 时，取 0.6s1；-当开洞率大于 0.30 时，取 0.8s1；3 其它情况，应按开放式建筑物的s1取值；注：1：主导洞口的开洞率是指单个主导洞口与该墙面所有面积之比；2：s1应取主导洞口相应位置的值；本计算中建筑物内部压力的局部体型系数为 0.2(封闭式建筑内表面)；因此，计算非直接承受风荷载的支撑结构时的局部风压体型系数为：s1=0.9+0.2 =1.1 而对直接承受风压的面板结构来说，其局部风压体型系数为：s1=1+0.2 =1.2 w0：基本风压值(MPa)，根据现行建筑结构荷载规范GB50009-2023 附表 E.5 中数值采用，但不小于 0.3KN/m2，按重现期 50 年，泰州地区取 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风荷载标准值 wk=gzzs1w0 =1.62721.24571.10.0004 =0.000892MPa 由于 wk0.001MPa，所以按 JGJ102-2023，取 wk=0.001MPa。3.3 计算面板材料时的风荷载标准值计算面板材料时的风荷载标准值 wk=gzzs1w0 =1.62721.24571.20.0004 =0.000973MPa 由于 wk0.001MPa，所以按 JGJ102-2023，取 wk=0.001MPa。3.4 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值 qEk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2023 qEk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；E：动力放大系数,取 5.0；max：水平地震影响系数最大值，取 0.08；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)；A：幕墙构件的面积(mm2)；3.5 平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值 PEk=EmaxGk 5.3.5JGJ102-2023 PEk：平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值(N)；E：动力放大系数,取 5.0；max：水平地震影响系数最大值，取 0.08；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)；按照 JGJ102 规范 5.4 节条文说明部分的规定，对于竖向幕墙和与水平面夹角大于 75度、小于 90 度的斜玻璃幕墙，可不考虑竖向地震作用效应的计算和组合。3.6 作用效应组合作用效应组合 荷载和作用效应按下式进行组合：S=GSGk+wwSwk+EESEk 5.4.1JGJ102-2023 上式中：S：作用效应组合的设计值；SGk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值；Swk、SEk：分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值；G、w、E：各效应的分项系数；w、E：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。上面的G、w、E为分项系数，按 5.4.2、5.4.3、5.4.4JGJ102-2023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：G：1.2；风 荷 载：w：1.4；地震作用：E：1.3；进行挠度计算时；重力荷载：G：1.0；风 荷 载：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w为 1.0；地震作用的组合系数E为 0.5；4 幕墙立柱计算幕墙立柱计算 基本参数：1：计算点标高：20.8m；2：力学模型：简支梁；3：立柱跨度：L=4200mm；4：立柱左分格宽：1200mm；立柱右分格宽：1200mm；5：立柱计算间距：B=1200mm；6：板块配置：中空玻璃 6+6 mm；7：立柱材质：6063-T5；8：安装方式：偏心受压；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：4.1 立柱型材选材计算立柱型材选材计算(1)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)；qwk=wkB =0.0011200 =1.2N/mm qw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；qw=1.4qwk =1.41.2 =1.68N/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)；E：动力放大系数，取 5.0；max：水平地震影响系数最大值，取 0.08；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)；A：幕墙平面面积(mm2)；qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2023 =50.080.0005 =0.0002MPa qEk：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 =0.00021200 =0.24N/mm qE：水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；qE=1.3qEk =1.30.24 =0.312N/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：5.4.1JGJ102-2023 q=qw+0.5qE =1.68+0.50.312 =1.836N/mm 用于挠度计算时，采用 Sw标准值：5.4.1JGJ102-2023 qk=qwk =1.2N/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(Nmm)；Mw：风荷载作用下立柱产生的弯矩设计值(Nmm)；ME：地震作用下立柱产生的弯矩设计值(Nmm)；L：立柱跨度(mm)；采用 Sw+0.5SE组合 Mw=qwL2/8 ME=qEL2/8 Mx=Mw+0.5ME =qL2/8 =1.83642023/8 =4048380Nmm 4.2 拟定材料的截面参数拟定材料的截面参数(1)立柱抵抗矩预选值算：Wnx：立柱净截面抵抗矩预选值(mm3)；Mx：弯矩组合设计值(Nmm)；：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 50018-2023，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 50429-2023，取 1.00；fa：型材抗弯强度设计值(MPa)，对 6063-T5 取 90MPa；Wnx=Mx/fa =4048380/1.00/90 =44982mm3(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(mm4)；L：计算跨度(mm)；df,lim：按规范规定，立柱的挠度限值(mm)；df,lim=5qkL4/384EIxmin L/180=4200/180=23.333mm 按5.1.1.2建筑幕墙GB/T21086-2023 的规定，对于构件式玻璃幕墙或单元幕墙（其它形式幕墙或外围护结构无绝对挠度限制）：当跨距4500mm 时，绝对挠度不应当大于 20mm；当跨距4500mm 时，绝对挠度不应当大于 30mm；对本例取：df,lim=20mm Ixmin=5qkL4/384Edf,lim =51.242023/384/70000/20 =3472875mm4 4.3 选用立柱型材的截面特性选用立柱型材的截面特性 按上一项计算结果选用型材号：60/150 系列 型材的抗弯强度设计值：fa=90MPa 型材的抗剪强度设计值：a=55MPa 型材弹性模量：E=70000MPa 绕 X 轴惯性矩：Ix=4173330mm4 绕 Y 轴惯性矩：Iy=842340mm4 绕 X 轴净截面抵抗矩：Wnx1=53583mm3 绕 X 轴净截面抵抗矩：Wnx2=57857mm3 型材净截面面积：An=1411.5mm2 型材线密度：g=0.03811N/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：Sx=34589mm3 塑性发展系数：=1.00 4.4 立柱的抗弯强度计算立柱的抗弯强度计算(1)立柱轴向拉力设计值：Nk：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(mm2)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；L：立柱跨度(mm)；Nk=qGAkA =qGAkBL =0.000512004200 =2520N N：立柱轴向拉力设计值(N)；N=1.2Nk =1.22520 =3024N(2)抗弯强度校核：按简支梁(受压)立柱强度公式，应满足：N/A+Mx/Wx(1-0.8N/NE)fa 6.3.8-1JGJ102-2023 NE=2EA/(1.12)6.3.8-2JGJ102-2023 上式中：N：立柱的轴压力设计值(N)；：轴心受压构件的整体稳定系数；A：立柱毛截面面积(mm2)；Mx：立柱的弯矩设计值(Nmm)；：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 50018-2023，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 50429-2023，取 1.00；Wx：在弯矩作用方向的毛截面抵抗矩(mm3)；NE：临界轴压力(N)；E：型材弹性模量：70000MPa；fa：型材的抗弯强度设计值，取 90MPa；由于：i：回转半径(mm)；：构件长细比，不宜大于 150；i=(Ix/A0)0.5=54.375mm =L/i=77.241 据查表 6.3.8JGJ102-2023得=0.715 则：NE=2EA/(1.12)=3.142700001411.5/(1.177.2412)=148439.594N N/A+Mx/Wnx(1-0.8N/NE)=3024/0.715/1411.5+4048380/1.00/53583/(1-0.83024/148439.594)=79.802MPa90MPa 立柱抗弯强度满足规定.4.5 立柱的挠度计算立柱的挠度计算 由于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，挠度就满足规定：实际选用的型材惯性矩为：Ix=4173330mm4 预选值为：Ixmin=3472875mm4 实际挠度计算值为：df=5qkL4/384EIx =51.242023/384/70000/4173330 =16.643mm 而 df,lim=20mm 所以，立柱挠度满足规范规定。4.6 立柱的抗剪计算立柱的抗剪计算 校核依据：maxa=55MPa(立柱的抗剪强度设计值)(1)Vwk：风荷载作用下剪力标准值(N)：Vwk=wkBL/2 =0.00112004200/2 =2520N(2)Vw：风荷载作用下剪力设计值(N)：Vw=1.4Vwk =1.42520 =3528N(3)VEk：地震作用下剪力标准值(N)：VEk=qEAkBL/2 =0.000212004200/2 =504N(4)VE：地震作用下剪力设计值(N)：VE=1.3VEk =1.3504 =655.2N(5)V：立柱所受剪力组合：采用 Vw+0.5VE组合 V=Vw+0.5VE =3528+0.5655.2 =3855.6N(6)立柱剪应力校核：max：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(mm3)；Ix：立柱型材截面惯性矩(mm4)；t：型材截面垂直于 X 轴腹板的截面总宽度(mm)；max=VSx/Ixt =3855.634589/4173330/6 =5.326MPa 5.326MPa55MPa 立柱抗剪强度满足规定!5 幕墙横梁计算幕墙横梁计算 基本参数：1：计算点标高：20.8m；2：横梁跨度：B=1200mm；3：横梁上分格高：1200mm；横梁下分格高：1200mm；4：横梁计算间距：H=1200mm；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；由于 BH，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：5.1 横梁型材选材计算横梁型材选材计算(1)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)；qwk=wkB =0.0011200 =1.2N/mm qw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；qw=1.4qwk =1.41.2 =1.68N/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)；E：动力放大系数，取 5.0；max：水平地震影响系数最大值，取 0.08；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(重要指面板组件)；A：幕墙平面面积(mm2)；qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2023 =5.00.080.0004 =0.00016MPa qEk：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)；qEk=qEAkB =0.000161200 =0.192N/mm qE：横梁受水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；qE=1.3qEk =1.30.192 =0.25N/mm(3)幕墙横梁受荷载集度组合：用于强度计算时，采用 Sw+0.5SE设计值组合：5.4.1JGJ102-2023 q=qw+0.5qE =1.68+0.50.25 =1.805N/mm 用于挠度计算时，采用 Sw标准值：5.4.1JGJ102-2023 qk=qwk =1.2N/mm(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(Nmm)；Mw：风荷载作用下横梁产生的弯矩(Nmm)；ME：地震作用下横梁产生的弯矩(Nmm)；B：横梁跨度(mm)；Mw=qwB2/12 ME=qEB2/12 采用 Sw+0.5SE组合：My=Mw+0.5ME =qB2/12 =1.80512023/12 =216600Nmm(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)；H1：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=0.0004H1 =0.00041200 =0.48N/mm G：横梁自重线荷载设计值(N/mm)；G=1.2Gk =1.20.48 =0.576N/mm Mx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(Nmm)；B：横梁跨度(mm)；Mx=GB2/8 =0.57612023/8 =103680Nmm 5.2 拟定材料的截面参数拟定材料的截面参数(1)横梁抵抗矩预选：Wnx：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(Nmm)；My：风荷载及地震作用弯矩组合设计值(Nmm)；x，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 50018-2023，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 50429-2023，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/xfa =103680/1.00/90 =1152mm3 Wny=My/yfa =216600/1.00/90 =2406.667mm3(2)横梁惯性矩预选：df1,lim：按规范规定，横梁在水平力标准值作用下的挠度限值(mm)；df2,lim：按规范规定，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/T21086-2023 尚有如下规定：按5.1.1.2，对于构件式玻璃幕墙或单元幕墙（其它形式幕墙或外围护结构无绝对挠度限制）：当跨距4500mm 时，绝对挠度不应当大于 20mm；当跨距4500mm 时，绝对挠度不应当大于 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3mm；B/180=1200/180=6.667mm B/500=1200/500=2.4mm 对本例取：df1,lim=6.667mm df2,lim=2.4mm qk：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(mm4)；B：横梁跨度(mm)；df1,lim=qkB4/120EIymin (受风荷载与地震作用的挠度计算)Iymin=qkB4/120Edf1,lim =1.212023/120/70000/6.667 =44432.064mm4 Ixmin：绕 X 轴最小惯性矩(mm4)；Gk：横梁自重线荷载标准值(N/mm)；df2,lim=5GkB4/384