1、玻璃幕墙竖框的设计计算
幕墙中的危险部位位于120米,计算层间高L=3.3米,竖框承担的分格宽度为B=1.2m。
所选用竖框型材的截面特性如下：
Ix——对x轴方向的惯性矩=229.76cm4
Iy——对y轴方向的惯性矩=62.08cm4
Wx——对x轴方向的抵抗矩=33.66cm3
Wy——对y轴方向的抵抗矩=20.69cm3
A0——截面面积=1089.59mm2
力学模型简图如下：
1)荷载计算
a. 风荷载标准值的计算
Wk＝βgZ·μs1·μz·Wo
＝1.572×1.2×1.838×.45
＝1.56KN／m2
b. y轴方向(垂直于幕
2、墙表面)的地震作用为
qEy＝βe·αmax·G／A
式中：qEy——作用于幕墙平面外水平分布地震作用(KN／m2)；
G ——幕墙构件的重量(KN)；
A ——幕墙构件的面积(m2)；
αmax——水平地震影响系数最大值，取.16；
βe——动力放大系数，取5 。
其中，G＝L×B×t×γ玻×1.1
＝3.3×1.2×11×25.6× 1.1/1000
＝1.227ＫＮ
式中：L——计算层间高 m；
3、 B——分格宽度 m；
t——玻璃厚度 mm；
γ玻——玻璃的密度，取25.6 KN／m3
A＝L×B＝3.3×1.2
＝3.96m2
则 qEy＝βe·αmax·G／A
＝5×.16×1.227／3.96
＝.248KN／m2
c. x轴方向(幕墙平面内)的地震作用为
qEx＝βe·αmax·G/L
＝5×.16×1.227／3.3
＝.297KN/m
2) 刚度计算：
在矩形
4、荷载作用下，竖框所受线荷载和作用组合值为
q刚度＝Wk×B＝1.56×1.2
＝1.872KN／m
按单跨简支梁计算，竖框产生的挠度按下式计算：
f＝5q刚度·L4／384EI
取［f］＝L/180＝3300／180＝18.3mm
由上式可知，竖框所需的最小惯性矩Ixmin为：
Ixmin＝5q刚度L4／384E·［f］
＝5×1.872×3.34×108／384×70000×18.3
＝225.6583< Ix=229.76 (cm4)
3)强度计算
强度荷载组合如下
q＝1.4×1×Wk＋1.3×0.
5、5×qEy
＝1.4×1×1.56＋1.3×0.5×.248
＝2.345KN／m2
竖框所受线荷载为
q强度＝q×B＝2.345×1.2
＝2.814KN／m
则按单跨简支梁计算，竖框所受最大弯矩为
M＝q强度·L2／8＝2.814×3.32／8
＝3.831KN·m
式中： M——竖框承受的最大弯矩，KN·m；
L——计算层间高 m。
竖框所受轴向拉力为N＝1.2×G＝1.472KN
竖框承载力应满足下式要求(本工程设计的竖框
6、不承压，为只拉构件)
N／A0＋M／(γ·W)≤fa
式中： N——竖框所受拉力设计值(KN)；
M——竖框所受弯矩设计值(KN·m)；
A0——竖框净截面面积(mm2)；
W——在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(cm3)；
γ——塑性发展系数，取1.05；
fa——竖框材料的强度设计值，取140N／mm2。
则 N／A0＋M／(γ·W)
＝103×1.472／1089.59＋103×3.831／(1.05×33.66)
＝109.746 N／mm2< fa＝140 N／mm2
所以竖框刚度和强度满足要求
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