明框玻璃幕墙计算书.doc

工程名玻璃幕墙设计计算书江苏苏鑫装饰有限公司1998年11月10日工程名玻璃幕墙设计计算书一.计算依据： 1.玻璃幕墙分格图 2.国标建筑结构荷载规范GBJ9-873. 玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-964. 建筑幕墙JG3035-1996二.验算项目：5. 验算主杆6. 横梁验算7. 连接验算8. 玻璃验算9. 胶缝计算10. 固定片计算 江苏苏鑫装饰有限公司 工程技术部 1998年11月10日 苏州市一建筑高100m，框架砌体充填墙结构，抗震8度设防，层高3300mm,隐框幕墙。最大分格（BxH）=1.2mx0.9m.进行结构设计。 苏州市基本风压：W0=400N/m2 风压高度变化系数取B类地区： Z=（Z/10）0.32=（100/10）0.32 =2.089 风荷载体型系数：s =1.5 瞬时风压阵风系数：D = 2.25 风荷载标准值：Wk =DZsW0 =2.25x2.089x1.5x400=2820Pa 幕墙单位面积自重标准值：GAK =400N/m2 一个幕墙组件自重标准值： GK = GAKHB =400x1.2x0.9=432N 地震作用标准值：qEAK =EmaxGK/A =（3x0.16x432）/（1.2x0.9）=192N/m2一. 立梃验算： A.选用风荷载设计值：W=1.4 Wk =1.4x2820=3948N/m2风荷载线荷载设计值： qw = WB =3948x1.2=4737.6N/m =4.738KN/m风荷载产生的弯矩： Mw = qwL2/8 =4.738x33002/8=6449602.5Nmm地震作用设计值：qEA =1.3 qEAK=1.3x192=249.6N/m2地震作用线荷载设计值： qE =BqEA =1.2x249.6=299.5N/m=0.3N/mm地震作用产生的弯矩： ME = qEL2/8 =0.3x33002/8=408375Nm采用Sw +0.6SE组合，验算用总弯矩： M=Mw+0.6ME=6449602.5+0.6x408375=6694627.5Nmm选用的立梃需要最小截面抵抗矩： W=M/1.05fa=6694627.5/（1.05x84.2）=75722.5mm3风荷载线荷载标准值： qWK=BWK=1.2x2820=3384N/m =3.384N/mm地震作用线荷载标准值： qEK =BqEAK=1.2x192=230.4N/m=0.2304N/mm选用的立梃需要最小惯性矩： I= 5qL3/（384E1/180）（用于3600层高）； =5x（3.384+0.6x0.23）x33003/384x0.7x105x1/180 =4237839mm4选用150A系列： A=1791mm2；A0=1641mm2；t=6mm； Ix=5243068mm4；Wx=789640mm3SS=87636mm3； Iy=959779mm4 Wy=274222mm3B.抗弯强度验算幕墙自重线荷载标准值：GK =GAKB=1.2x400=480N/m幕墙每层（一个分格宽）自重标准值： NK=GKL=480x3.3=1584N幕墙每层（一个分格宽）自重设计值 : =1.2NK=1.2x1584=1901N采用SG+SW+0.6SE组合：=（NK/A0）+（M/1.05WX）=（1584/1641）+6694627.5/（1.05x78964）=80.884.2N/mm2C.挠度计算u =5qL4/384EI =5x（3.384+0.6x0.23）x33004/384x0.7x105x5243068 =14.820u/L =14.8/3300=1/2231/180 D.抗剪强度验算风荷载产生的剪力标准值： VWK =WKLB/2=2820x3.3x1.2/2=5583.6N风荷载产生的剪力设计值： VW =1.4VWK=1.4x5583.6=7817.4N地震作用产生的剪力标准值： VEK =qEAKLB/2=192x1.2x3.3/2=380.2N地震作用产生的剪力设计值： VE =1.3VEK=1.3x380.2=494N采用SW+0.6SE组合 V=VW +0.6VE=7817+0.6x494=8113N =VSS/It =8113x88614/5243068x6=22.8N/mm2 48.9N/mm2二.横梁验算 IX =68mm4； WX1 =24500mm3 ；WX2 =22000mm3； Iy =850000mm4； Wy1 =23000mm3； Wy2 =21000mm3； SS =24000mm3； t =3A.强度验算幕墙组件单位面积自重标准值 ：GAK =300N/m2幕墙组件自重线荷载标准值 ： GK=HGAK =0.9x300=270N/m幕墙组件自重线荷载设计值 ：G =1.2GK=1.2x270=324N/m=0.32N/mm由幕墙自重产生的竖向弯矩 ： MX =GB2/8 =0.324x12002/8 =32805Nmm风荷载线分布荷载最大荷载集度标准值 ： qWK =1.2WK =1.2x2820=3384N其设计值 ：qW =1.4qWK =1.4x3384=4738N由风荷载产生的水平方向弯矩 ： MYw=qWB2/12=4738x1.22/12=6822.7Nm=6822700Nmm单位面积水平地震作用标准值 ： qEAK =EmaxGAK=3x0.16x300 =144N/m2水平地震作用线分布最大集度标准值 ： qEK =1.2qEAK =1.2x144=172.8N其设计值 ：qE =1.3qEK =1.3x172.8=224.64N由水平地震作用产生的弯矩 ： MyE=qEB2/12=224.64x1.22/12=26.96Nm=26960Nmm采用SG+SW+0.6SE 组合=（MX/1.05WX1）+（MyW/1.05Wy2）+0.6（MYE/1.05WY2） =（97200/1.05x24500）+（846120/1.05x21000 ） +（0.6x13478/1.05x21000）=42.51N/mm284.2N/mm2B.抗剪验算 风荷载产生的剪力标准值 ： VWK=WKBB/22/4=2820x1.2x0.6x0.5=1015.2N其设计值 ：VW =1.4 VWK=1.4x1015.2=1421.3N水平地震作用产生的剪力标准值 ： VEK = qEAKBB/22/4=144x1.2x0.6x0.5=51.84N其设计值 ：VE =1.3VEK =1.3x51.84=67.4N采用SW+0.6SE组合 V =VW + 0.6VE =1421.5+0.6x67.4=1461.9N =VSS/It =1461.9x24000/850000x3=20.1N/mm248.9N/mm2C.挠度计算uX = 5qKXH4/384EIX =uY = qKYB4/120EIY =u总 =（uX 2+ uY2）1/2 20mmu总/B = 1/180三.连接验算A. 横梁与立梃 6螺栓 ； 铝角码 t=4mma.横向水平作用 ：N1 = VW + 0.6VE =2115+0.6x34=2135.4N一个螺栓抗剪承受能力 ：NV = nVd2/4fV =1xx4.9182/4 x130 =2470N需用螺栓个数 ：n=N1/NV=2135.4/2470 = 0.86个 取1个横梁承压能力 ：nC=dtfC =6x4x120 =2160N2135.4N b.竖向幕墙组件单位面积自重标准值 ：GAK =300N/m2幕墙组件自重线荷载标准值 ： GK =HGAK =1.5x300=450N/m其设计值 ：G =1.2GK=1.2x450=540N/m竖向作用 ：N2 = GB/2 =540 x1.2/2 =324N采用SG+ SW+0.6SE 组合合力N =（N12 + N22）1/2 =（2135.42+3242）1/2=2160N需用螺栓个数 ：n =2160/2470 =0.87个 取1个铝角码承压能力：nC=dtfC=6x4x120=2880N2160N B.主梃与建筑物主框架连接 75x4角铁 L=80mm ； 16螺栓；焊脚宽5mm ；L=80mm ；预埋件 t=8mm ； 12直锚筋 fy =210MPa; fC =15MPa采用SG + SW + 0.6SE 组合每层每根立梃承受的风荷载标准值 ： N1WK =WKBL=4197x1.2x3.6 =18131N其设计值：N1W =1.4N1WK =1.4x18131=25383.4N每层每一根立梃承受的水平地震作用标准值 ： N1WK=qEAKBL=96x1.2x3.6 = 414.72N其设计值：N1E=1.3N1EK=1.3x414.72=539N水平作用组合值： N1=N1W +0.6N1E=25383.4+0.6x539=25706N每层每一根立梃承受自重标准值： N2K= GAKBL =400x1.2x3.6 =1728N其设计值：N2 =1.2 N2K =1.2x1728 =2074N合力：N=（N12 + N22）1/2=（20742+257062）1/2=25790N一个螺栓抗剪承载能力： NV=nVd2/4fV=2xx13.8352/4 x130=39086N需用螺栓个数：n=N/NV=25790/39086=0.66个 取1个铝型材壁承载能力：NC=16x2x6x120=23040N25790N ； 改用t=7 NC =16x2x7x120 =26880N25790N角铁壁承压能力：NC =16x2x4x320 =40960N25790NC.预埋件 由自重产生的剪力 ：V =N2 =2074N 由水平作用产生的拉力 ：N= N1 =25706N 由于自重作用线距预埋件表面距离产e0生的弯矩 ： M =Ve0 =2074x60 =124440Nmm 锚筋受剪承载能力系数取 ： C30 混凝土强度设计值fc =15MPa I级钢筋fy =210MPa V=（4-0.08d）（fc/fy）1/2=（4-0.08x12）x（15/210）1/2 =0.810.7 取0.7 锚板弯曲变形折减系数 ： b =0.4+0.25t/d=0.4+0.25x8/12=0.57 锚筋总截面积（一）： AS =（V/Vfy）+（N/0.08bfy）+（M/1.3bfyZ） =（2074/0.7x210）+（25706/0.8x0.57x210）+ （124440/1.3x0.57x210x80）=292.5mm2113x4=452mm2 锚筋总截面积（二）： AS =（N/0.08bfy）+（M/0.4bfyZ） =（25706/0.8x0.57x210）+（124440/1.3x0.57x210x80） =301mm2452mm2D.焊缝验算=（f/1.22）2 +f2 1/2 =（6M/1.22LW2he +N/1.22LWhe）2+（V/ LWhf）2 1/2 =（6x124440/1.22x702x35x2 + 25706/1.22x70x3.5x2）2 +（2074/70x5x2）2 1/2 = 61N/mm2160N/mm2四.玻璃验算 t=12mm长短边比 ：a/b =1.2/1.5=0.8 弯曲系数1 =0.0628单位面积自重标准值 ：GAK =0.012x25600 =307.2N/m2单位面积地震作用标准值 ：qEAK=EmaxGAK =3x0.08x307.2=73.728N/m2其设计值 ：qEA =1.3qEAK =1.3x73.728 =96N/m2采用SW+0.6SE组合 q=5876+0.6x96=5934N/m2= 0.05934N/mm2 =61qa2/t2 =6x0.0628x0.005934x12002/122 =22.36N/mm228N/mm2五.胶缝计算 采用GE4000胶风荷载效应胶缝宽度 ：CS1=WKa/2000f1=4.617x1200/2000x0.14=18mm 取18mm自重效应胶缝宽度 ： CS2 =GAH/2000f2（B+H） =0.012x25.6x1200x1500/2000x0.07x（1200+1500）=14.6 取15mm温度变化变位值：US =B（铝 -玻）t =1500x（2.35x10-5 -1x10-5）x80 =1.62mm温差效应胶缝厚度：TS3 = US/（+2）1/2 =1.62/0.125x（0.125+2）1/2 =3.14mm 取6mm。地震效应胶缝厚度： TS3=H/（+2）1/2 =1500x（1/150）x0.7/0.41x（0.41+2）1/2 =7.04mm 取8mm 采用宽度18mm ，厚度9mm。六.固定片（压片）验算A=0.45x0.55=0.2475 m2PWK=1982x0.2475=490.5PW=1.4PWK=1.4x490.5=687NMW=1.5x687x20=20610NmmPEK=72x0.2475=18NPE=1.3x18=23.4NME=1.5x23.4x20=702Nmm采用SW+0.6SE组合M=20610+0.6x702=21031Nmm固定片W=（40-6）x82/6=362.7mm3 I=（40-6）x83/12=1450.7mm4 =20610/362.7=57.98N/mm284.2N/mm2 u=1.5x（490.5+0.6x18）x203/3x0.7x105x1450.7 =0.0197mm u/L=0.0197/20=1/10151/150 NV=d2/4fV=x4.9182/4 x170 =3229N（687+0.6x23.4）x2=1402N六.扣勾验算 （t=4mm ； h=16.5m）每个扣勾承受作用面积：A=0.6x0.4=0.24m2承受风荷载标准值： PWK=WKA1.5=4197x0.24x1.5=1510.92N其设计值：PW=1.4PWK=1.4x1510.92=2115N承受水平地震作用标准值： PEK =qEAKA1.5=72x0.24x1.5=26N其设计值：PE=1.3PEK=1.3x26=34N采用SW+0.6SE组合 P=PW + 0.6PE=2115+0.6x34=2135.4N扣勾抗剪设计应力：=3P/2th=3x2135.4/2x4x16.5=48.5N/mm248.9N/mm2