钢结构隐框玻璃幕墙计算书.doc

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设计公司名称：
克莱斯科（北京）门窗有限公司
二〇一三年三月二十一日

目 录

第一部分、 计算书 1

第一部分、 [强度计算信息][产品结构]
一、 计算依据及说明
1、 工程概况说明
工程名称:00
工程所在城市:北京市
工程所属建筑物地区类别:C类
工程所在地区抗震设防烈度:八度(0.2g)
工程基本风压:0.45kN/m2
工程强度校核处标高:110m
2、 设计依据
序号
标准名称
标准号
1
《建筑工程用索》
JG T 330-2011
2
《铝合金门窗工程技术规范》
JGJ 214-2010
3
《混凝土结构设计规范》
GB 50010-2010
4
《吊挂式玻幕墙支承装置》
JG 139-2010
5
《建筑抗震设计规范》
GB 50011-2010
6
《点支式玻幕墙支承装置》
JG 138-2010
7
《天然花岗石建筑板材》
GB/T 18601-2009
8
《石材幕墙接缝用密封胶》
GB/T 23261-2009
9
《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》
YS/T 437-2009
10
《浮法玻璃》
GB11614.2-2009
11
《建筑抗震加固技术规程》
JGJ/T116-2009
12
《公共建筑节能改造技术规范》
JGJ176-2009
13
《建筑用安全玻璃 防火玻璃》
GB 15763.1-2009
14
《建筑陶瓷薄板应用技术规程》
JGJ/T 172-2009
15
《夹层玻璃》
GB15763.3-2009
16
《建筑玻璃应用技术规程》
JGJ 113-2009
17
《平板玻璃》
GB11614-2009
18
《铝合金建筑型材 阳极氧化、着色型材》
GB/T 5237.2-2008
19
《耐候结构钢》
GB/T4171-2008
20
《干挂空心陶瓷板》
JC/T1080-2008
21
《搪瓷用冷轧低碳钢板及钢带》
GB/T13790-2008
22
《铝合金建筑型材 隔热型材》
GB/T 5237.6-2008
23
《铝合金建筑型材 氟碳漆喷涂型材》
GB/T 5237.5-2008
24
《半钢化玻璃》
GB/T17841-2008
25
《铝合金建筑型材 电泳涂漆型材》
GB/T 5237.3-2008
26
《陶瓷板》
GB/T23266-2008
27
《铝合金建筑型材 基材》
GB/T 5237.1-2008
28
《中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算和测定》
GB/T 22476-2008
29
《塑料门窗工程技术规程》
JGJ 103-2008
30
《建筑玻璃采光顶》
JG/T 231-2008
31
《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》
JGJ/T 151-2008
32
《铝合金建筑型材 粉末喷涂型材》
GB/T 5237.4-2008
33
《热轧型钢》
GB/T706-2008
34
《建筑物防雷检测技术规范》
GB/T21434-2008
35
《小单元建筑幕墙》
JG/T 217-2008
36
《铝合金门窗》
GB/T 8478-2008
37
《冷弯型钢》
GB/T6725-2008
38
《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》
GB/T8484-2008
39
《中国地震烈度表》
GB/T17742-2008
40
《普通装饰用铝塑复板》
GB/T22412-2008
41
《不锈钢棒》
GB/T 1220-2007
42
《不锈钢和耐热钢 牌号及化学成份》
GB/T20878-2007
43
《民用建筑能耗数据采集标准》
JG/T 154-2007
44
《建筑用不锈钢绞线》
JG/T 200-2007
45
《建筑幕墙》
GB/T 21086-2007
46
《铝合金结构设计规范》
GB 50429-2007
47
《百页窗用铝合金带材》
YS/T621-2007
48
《建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法》
JGJ/T 211-2007
49
《中空玻璃用复合密封胶条》
JC/T 1022-2007
50
《建筑幕墙用瓷板》
JG/T217-2007
51
《建筑结构荷载规范》
GB 50009-2006
52
《混凝土加固设计规范》
GB50367-2006
53
《铝及铝合金轧制板材》
GB/T 3880-2006
54
《建筑设计防火规范》
GB 50016-2006
55
《绿色建筑评价标准》
GB/T50378-2006
56
《建筑用硬质塑料隔热条》
JG/T 174-2005
57
《钢化玻璃 》
GB15763.2-2005
58
《公共建筑节能设计标准》
GB 50189-2005
59
《建筑隔声评价标准》
GB/T50121-2005
60
《建筑结构用冷弯矩形钢管》
JG/T 178-2005
61
《干挂饰面石材及其金属挂件》
JC830·1~830·2-2005
62
《建筑用隔热铝合金型材 穿条式》
JG/T 175-2005
63
《混凝土结构后锚固技术规程》
JGJ 145-2004
64
《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》
JG 160-2004
65
《玻璃幕墙工程技术规范》
JGJ 102-2003
66
《钢结构设计规范》
GB 50017-2003
67
《建筑钢结构焊接技术规程》
JGJ81-2002
68
《中空玻璃》
GB/T11944-2002
69
《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》
GB/T 18575-2001
70
《玻璃幕墙工程质量检验标准》
JGJ/T 139-2001
71
《混凝土接缝用密封胶》
JC/T 881-2001
72
《全玻璃幕墙工程技术规程》
DBJ/CT 014-2001
73
《幕墙玻璃接缝用密封胶》
JC/T 882-2001
74
《中空玻璃用弹性密封胶》
JC/T 486-2001
75
《建筑结构可靠度设计统一标准》
GB 50068-2001
76
《点支式玻璃幕墙工程技术规程》
CECS 127-2001
77
《建筑制图标准》
GB/T 50104-2001
78
《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》
JC 133-2000
79
《紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》
GB 3098.6-2000
80
《紧固件机械性能 自攻螺钉》
GB 3098.5-2000
81
《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》
GB/T 18250-2000
82
《紧固件机械性能 螺母 细牙螺纹 》
GB 3098.4-2000
83
《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》
GB 3098.1-2000
84
《紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹》
GB 3098.2-2000
85
《紧固件机械性能 不锈钢 螺母》
GB 3098.15-2000
86
《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》
GB/T 16823.1-1997

3、 基本计算公式
(1).场地类别划分:
根据地面粗糙度,场地可划分为以下类别:
A类近海面,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;
00按C类地区计算风压
(2).风荷载计算:
幕墙属于薄壁外围护构件，根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 8.1.1-2 采用
风荷载计算公式: =×××
其中: ---作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)
---瞬时风压的阵风系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 条文说明8.6.1取定
根据不同场地类型,按以下公式计算:=1+2g()(-α)
其中g为峰值因子取为2.5，I10为10米高名义湍流度,α为地面粗糙度指数
A类场地: =0.12 ,α=0.12
B类场地: =0.14 ,α=0.15
C类场地: =0.23 ,α=0.22
D类场地: =0.39 ,α=0.30
---风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012取定,
根据不同场地类型,按以下公式计算:
A类场地: =1.284×()0.24
B类场地: =1.000×()0.30
C类场地: =0.544×()0.44
D类场地: =0.262×()0.60
本工程属于C类地区
---风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012取定
---基本风压,按全国基本风压图,北京市地区取为0.45kN/m2
(3).地震作用计算:
=××
其中: ---水平地震作用标准值
---动力放大系数,按 5.0 取定
---水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定:
6度(0.05g): =0.04
7度(0.1g): =0.08
7度(0.15g): =0.12
8度(0.2g): =0.16
8度(0.3g): =0.24
9度(0.4g): =0.32
北京市地区设防烈度为八度(0.2g),根据本地区的情况,故取=0.16
---幕墙构件的自重(N/m2)
(4).荷载组合:
结构设计时，根据构件受力特点，荷载或作用的情况和产生的应力(内力)作用方向，选用最不利的组合，荷载和效应组合设计值按下式采用：
+++
各项分别为永久荷载：重力；可变荷载：风荷载、温度变化；偶然荷载：地震
水平荷载标准值: =+0.5×，维护结构荷载标准值不考虑地震组合
水平荷载设计值: q=1.4×+0.5×1.3×
荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用:
①对永久荷载采用标准值作为代表值，其分项系数满足：
a.当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，取1.2；对有永久荷载效应控制的组合，取1.35
b.当其效应对结构有利时：一般情况取1.0；
②可变荷载根据设计要求选代表值，其分项系数一般情况取1.4
二、 荷载计算
1、 风荷载标准值计算
: 作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)
z : 计算高度110m
: 110m高处风压高度变化系数(按C类区计算): (GB50009-2012 条文说明8.2.1)
=0.544×()0.44=1.56247
: 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)
: 阵风系数 : (GB50009-2012 8.1.1-2)
= 1 + 2×g××()(-α) (GB50009-2012 条文说明8.6.1)
= 1 + 2×2.5×0.23×()(-0.22)
= 1.67856
:局部正风压体型系数
:局部负风压体型系数,通过计算确定
:建筑物表面正压区体型系数，按照(GB50009-2012 8.3.3)取1
:建筑物表面负压区体型系数，按照(GB50009-2012 8.3.3-2)取-1
对于封闭式建筑物，考虑内表面压力，按照(GB50009-2012 8.3.5)取-0.2或0.2
:立柱构件从属面积取9m2
:横梁构件从属面积取3m2
:维护构件面板的局部体型系数
=+0.2
=1.2
=-0.2
=-1.2
维护构件从属面积大于或等于25m2的体型系数计算
=×0.8+0.2 (GB50009-2012 8.3.4)
=1
=×0.8-0.2 (GB50009-2012 8.3.4)
=-1
对于直接承受荷载的面板而言，不需折减有
=1.2
=-1.2
同样，取立柱面积对数线性插值计算得到
=+(×0.8-)×+0.2
=1+(0.8-1)×+0.2
=1.06368
=+(×0.8-)×-0.2
=-1+((-0.8)-(-1))×-0.2
=-1.06368
同样，取横梁面积对数线性插值计算得到
=+(×0.8-)×+0.2
=1+(0.8-1)×+0.2
=1.13184
=+(×0.8-)×-0.2
=-1+((-0.8)-(-1))×-0.2
=-1.13184
按照以上计算得到
对于面板有:
=1.2
=-1.2
对于立柱有:
=1.06368
=-1.06368
对于横梁有:
=1.13184
=-1.13184
面板正风压风荷载标准值计算如下
=××× (GB50009-2012 8.1.1-2)
=1.67856×1.2×1.56247×0.45
=1.41626 kN/m2
面板负风压风荷载标准值计算如下
=××× (GB50009-2012 8.1.1-2)
=1.67856×(-1.2)×1.56247×0.45
=-1.41626 kN/m2
同样，立柱正风压风荷载标准值计算如下
=××× (GB50009-2012 8.1.1-2)
=1.67856×1.06368×1.56247×0.45
=1.25537 kN/m2
立柱负风压风荷载标准值计算如下
=××× (GB50009-2012 8.1.1-2)
=-1.25537 kN/m2
同样，横梁正风压风荷载标准值计算如下
=××× (GB50009-2012 8.1.1-2)
=1.33582 kN/m2
横梁负风压风荷载标准值计算如下
=××× (GB50009-2012 81.1-2)
=-1.33582 kN/m2
2、 风荷载设计值计算
W: 风荷载设计值: kN/m2
γw : 风荷载作用效应的分项系数：1.4
按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102-2003 5.1.6条规定采用
面板风荷载作用计算
Wp=γw×Wkp=1.4×1.41626=1.98277kN/m2
Wn=γw×Wkn=1.4×(-1.41626)=-1.98277kN/m2
立柱风荷载作用计算
Wvp=γw×Wkvp=1.4×1.25537=1.75752kN/m2
Wvn=γw×Wkvn=1.4×(-1.25537)=-1.75752kN/m2
横梁风荷载作用计算
Whp=γw×Wkhp=1.4×1.33582=1.87015kN/m2
Whn=γw×Wkhn=1.4×(-1.33582)=-1.87015kN/m2
3、 水平地震作用计算
GAK: 面板和构件平均平米重量取0.3072kN/m2
αmax: 水平地震影响系数最大值:0.16
qEk: 分布水平地震作用标准值(kN/m2)
qEk=βE×αmax×GAK (JGJ102-2003 5.3.4)
=5×0.16×0.3072
=0.24576kN/m2
rE: 地震作用分项系数: 1.3
qEA: 分布水平地震作用设计值(kN/m2)
qEA=rE×qEk
=1.3×0.24576
=0.319488kN/m2
4、 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:
Szkp=Wkp
=1.41626kN/m2
Szp=Wkp×γw+qEk×γE×ψE
=1.41626×1.4+0.24576×1.3×0.5
=2.14251kN/m2
考虑负风压、地震荷载组合:
Szkn=Wkn
=-1.41626kN/m2
Szn=Wkn×γw-qEk×γE×ψE
=-1.41626×1.4-0.24576×1.3×0.5
=-2.14251kN/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1.41626kN/m2
面板荷载组合设计值为2.14251kN/m2
立柱荷载组合标准值为1.25537kN/m2
横梁荷载组合标准值为1.33582kN/m2
三、 玻璃计算
1、 玻璃面积
B: 该处玻璃幕墙分格宽: 1.5m
H: 该处玻璃幕墙分格高: 2m
A: 该处玻璃板块面积:
A=B×H
=1.5×2
=3m2
2、 玻璃板块自重
:中空玻璃板块平均自重(不包括铝框):
玻璃的体积密度为: 25.6(kN/m3) (JGJ102-2003 5.3.1)
BL_w:中空玻璃外层玻璃厚度: 6mm
BL_n:中空玻璃内层玻璃厚度: 6mm
=25.6×
=25.6×
=0.3072kN/m2
3、 玻璃强度计算
选定面板材料为:6(TP)+12+6(TP)中空玻璃
校核依据: σ≤
q: 玻璃所受组合荷载: 2.14251kN/m2
a: 玻璃短边边长: 1.5m
b: 玻璃长边边长: 2m
:中空玻璃外层玻璃厚度: 6mm
:中空玻璃内层玻璃厚度: 6mm
E: 玻璃弹性模量 : 72000N/mm2
m: 玻璃板面跨中弯曲系数,按边长比a/b查表 6.1.2-1得: 0.0683
η: 折减系数,根据参数θ查表6.1.2-2
: 玻璃所受应力:
q=2.14251kN/m2
荷载分配计算:
=1.1×q×
=1.1×2.14251×
=1.17838
=q×
=2.14251×
=1.07126
=1.1××
=1.1×1.41626×
=0.778943
=×
=1.41626×
=0.70813
参数θ计算:
= (JGJ102-2003 6.1.2-3)
=
=42.2604
查表6.1.2-2 得ηo = 0.833219
=
=
=38.4185
查表6.1.2-2 得 = 0.846326
玻璃最大应力计算:
=× (JGJ102-2003 6.1.2-1)
=×0.833219
=25.1476N/mm2
=×ηi
=×0.846326
=23.2211N/mm2
25.1476N/mm2≤=84N/mm2
23.2211N/mm2≤=84N/mm2
玻璃的强度满足
4、 玻璃跨中挠度计算
校核依据: ≤=×1000=25mm
D: 玻璃刚度(N·mm)
ν: 玻璃泊松比: 0.2
E: 玻璃弹性模量 : 72000N/mm2
: 中空玻璃的等效厚度
=0.95×
=0.95×
=7.18155mm
D=
=
=2.31491e+006N·mm
: 玻璃所受组合荷载标准值:1.41626kN/m2
μ: 挠度系数,按边长比a/b查 表6.1.3得: 0.00663
参数θ计算:
θ= (JGJ102-2003 61.2-3)
=×109
=37.4371
η: 折减系数,根据参数θ查表6.1.2-2 得η = 0.850251
: 玻璃组合荷载标准值作用下挠度最大值
=×η (JGJ102-2003 6.1.3-2)
=×0.850251×109
=17.4596mm
17.4596mm≤=25mm
玻璃的挠度满足
四、 结构胶计算
1、 结构胶宽度计算
(1)组合荷载作用下结构胶粘结宽度的计算:
: 组合荷载作用下结构胶粘结宽度 (mm)
W: 风荷载设计值: 2.14251kN/m2
a: 矩形分格短边长度: 1.5m
: 结构胶的短期强度允许值:0.2N/mm2
按5.6.2条规定采用
= (JGJ102-2003 5.6.3-1)
=
=8.03441mm 取9mm
(2)自重效应胶缝宽度的计算:
: 自重效应胶缝宽度 (mm)
B: 幕墙分格宽: 1.5m
H: 幕墙分格高: 2m
:玻璃板块自重:0.3072
: 结构胶的长期强度允许值: 0.01N/mm2
按5.6.2条规定采用
= (JGJ102-2003 5.6.3-3)
=×1000
=15.7989mm 取16mm
(3)结构硅酮密封胶的最小计算宽度: 16mm
2、 结构胶厚度计算
(1)温度变化效应胶缝厚度的计算:
: 温度变化效应结构胶的粘结厚度: mm
: 结构硅酮密封胶的温差变位承受能力: 0.125
△Ｔ: 年温差: 0℃
: 玻璃板块在年温差作用下玻璃与铝型材相对位移量: mm
铝型材线膨胀系数: al=2.35×10-5
玻璃线膨胀系数: aw=1×10-5
=
=
=0mm
= (JGJ102-2003 5.6.5)
=
=0mm
(2)地震作用下胶缝厚度的计算:
: 地震作用下结构胶的粘结厚度: mm
H: 幕墙分格高: 2m
θ:幕墙层间变位设计变位角1/550
: 结构硅酮密封胶的地震变位承受能力: 0.41
=
=
=3.65819mm
(3)结构硅酮密封胶的最小计算厚度: 4mm
3、 结构胶强度计算
(1)设计选定胶缝宽度和厚度:
胶缝选定宽度为: 16 mm
胶缝选定厚度为: 8 mm
幕墙玻璃相对于铝合金框的位移:
Us = θ×
= ×2×1000
= 3.63636mm
(2)短期荷载和作用在结构胶中产生的拉应力:
W: 风荷载以及地震荷载组合设计值: 2.14251kN/m2
a: 矩形分格短边长度: 1.5m
: 结构胶粘结宽度: 16 mm
=
=
=0.10043N/mm2
(3)永久荷载和作用在结构胶中产生的剪应力:
H: 幕墙分格高: 2m
B: 幕墙分格宽: 1.5m
=
=
=0.00987429N/mm2≤0.01N/mm2
结构胶长期强度满足要求
(4)短期荷载和作用在结构胶中产生的总应力:
σ=
=
=0.100914N/mm2≤0.2N/mm2
结构胶短期强度满足要求
五、 立柱计算
1、 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)
qw: 风荷载线分布最大荷载集度设计值(kN/m)
rw: 风荷载作用效应的分项系数：1.4
Wk: 风荷载标准值: 1.25537kN/m2
Bl: 幕墙左分格宽: 1.5m
Br: 幕墙右分格宽: 1.5m
qwk=Wk×
=1.25537×
=1.88306kN/m
qw=1.4×qwk
=1.4×1.88306
=2.63628kN/m
(2)分布水平地震作用设计值
GAkl: 立柱左边幕墙构件(包括面板和框)的平均自重: 0.5kN/m2
GAkr: 立柱右边幕墙构件(包括面板和框)的平均自重: 0.5kN/m2
qEAkl=5×αmax×GAkl (JGJ102-2003 5.3.4)
=5×0.16×0.5
=0.4kN/m2
qEAkr=5×αmax×GAkr (JGJ102-2003 5.3.4)
=5×0.16×0.5
=0.4kN/m2
qek=
=
=0.6kN/m
qe=1.3×qek
=1.3×0.6
=0.78kN/m
(3)立柱荷载组合
立柱所受组合荷载标准值为:
qk=qwk
=1.88306kN/m
立柱所受组合荷载设计值为:
q =qw+ψE×qe
=2.63628+0.5×0.78
=3.02628kN/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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
偏移(m)
0.000
0.563
1.125
1.688
2.250
2.750
3.313
3.875
4.438
5.000
弯矩(kN.m)
0.000
3.777
6.596
8.458
9.363
9.363
8.458
6.596
3.777
0.000

最大弯矩发生在2.5m处
M: 幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kN·m)
M=9.45712kN·m
立柱在荷载作用下的轴力图如下:

立柱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)
n0
-7.566
---
---
n1
-7.566
-4.500
---

2、 选用立柱型材的截面特性
选定立柱材料类别: 钢-Q235
选用立柱型材名称: 钢管140x80x4
型材强度设计值: 215N/mm2
型材弹性模量: E=206000N/mm2
X轴惯性矩 Ix=445.053cm4
Y轴惯性矩: Iy=185.343cm4
X轴上部抵抗矩: Wx1=63.579cm3
X轴下部抵抗矩: Wx2=63.579cm3
Y轴左部抵抗矩: Wy1=46.3357cm3
Y轴右部抵抗矩: Wy2=46.3357cm3
型材截面积: A=16.8736cm2
型材计算校核处抗剪壁厚: t=4mm
型材截面面积矩: Ss=38.8791cm3
塑性发展系数: γ=1.05

3、 立柱强度计算
校核依据: +≤ｆa
Bl: 幕墙左分格宽: 1.5m
Br: 幕墙右分格宽: 1.5m
Hv: 立柱长度
GAkl: 幕墙左分格自重: 0.5kN/m2
GAKr: 幕墙右分格自重: 0.5kN/m2
幕墙自重线荷载:
Gk=
=
=0.75kN/m
rG: 结构自重分项系数: 1.2
G:幕墙自重线荷载设计值0.9kN/m
f: 立柱计算强度(N/mm2)
A: 立柱型材截面积: 16.8736cm2
Nl: 当前杆件最大轴拉力(kN)
Ny: 当前杆件最大轴压力(kN)
Mmax:当前杆件最大弯矩(kN.m)
Wz: 立柱截面抵抗矩(cm3)
γ: 塑性发展系数: 1.05
立柱通过有限元计算得到的应力校核数据表格如下:
编号
Nl
Ny
Mmax
Wz
A
fz
b0
4.500
0.000
9.457
63.579
16.8736
144.330

通过上面计算可知,立柱杆件b0的应力最大,为144.33N/mm2≤ｆa=215N/mm2,所以立柱承载力满足要求
4、 立柱的刚度计算
校核依据: Umax≤ 且 Umax≤30mm
Dfmax: 立柱最大允许挠度:
通过有限元分析计算得到立柱的挠度图如下:

立柱挠度分布如下表:
列表条目
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
偏移(m)
0.000
0.563
1.125
1.688
2.250
2.750
3.313
3.875
4.438
5.000
挠度(mm)
0.000
5.874
10.953
14.634
16.515
16.515
14.634
10.953
5.874
0.000

最大挠度发生在2.5m处,最大挠度为16.7149mm≤30mm
Dfmax=×1000
=×1000
=20mm
立柱最大挠度Umax为: 16.7149mm≤20mm
挠度满足要求
5、 立柱抗剪计算
校核依据: τmax≤[τ]=125N/mm2
通过有限元分析计算得到立柱的剪力图如下:

立柱剪力分布如下表:
列表条目
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
偏移(m)
0.000
0.563
1.125
1.688
2.250
2.750
3.313
3.875
4.438
5.000
剪力(kN)
-7.566
-5.863
-4.161
-2.459
-0.757
0.757
2.459
4.161
5.863
7.566

最大剪力发生在0m处
τ: 立梃剪应力:
Q: 立梃最大剪力: 7.56569kN
Ss: 立柱型材截面面积矩: 38.8791cm3
Ix: 立柱型材截面惯性矩: 445.053cm4
t: 立柱抗剪壁厚: 4mm
τ=
=
=16.5232N/mm2
16.5232N/mm2≤125N/mm2
立柱抗剪强度可以满足
六、 立柱与主结构连接计算
1、 立柱与主结构连接计算
连接处角码材料 : 钢-Q235
连接螺栓材料 : C级普通螺栓-4.8级
: 连接处角码壁厚: 8mm
: 连接螺栓直径: 12mm
: 连接螺栓有效直径: 10.36mm
: 连接处水平总力(N):
=Q
=-7.56571kN
: 连接处自重总值设计值(N):
=-4.5kN
N: 连接处总合力(N):
N=
=×1000
=8802.84N
: 螺栓的承载能力:
: 连接处剪切面数: 2
=2×3.14××140 (GB 50017-2003 7.2.1-1)
=2×3.14××140
=23603N
: 立梃与建筑物主结构连接的螺栓个数:
=
=
=0.372954个
取2个
: 立梃型材壁抗承压能力(N):
: 连接处剪切面数: 2×2
t: 立梃壁厚: 4mm
=×2×325×t× (GB 50017-2003 7.2.1-3)
=12×2×325×4×2
=62400N
8802.84N ≤ 62400N
立梃型材壁抗承压能力满足
: 角码型材壁抗承压能力(N)