某公安司法干部管理學(xué)院警體館明框幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書基本參數(shù):沈陽(yáng)地區(qū)抗震7度設(shè)防Ⅰ.設(shè)計(jì)依據(jù):《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2001《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2001《建筑幕墻》JG3035-96《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003《玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T139-2001《建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50104-2001《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ113-2003《全玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)程》DBJ/CT014-2001《點(diǎn)支式玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)程》CECS127:2001《點(diǎn)支式玻幕墻支承裝置》JC1369-2001《吊掛式玻幕墻支承裝置》JC1368-2001《建筑鋁型材基材》GB/T5237.1-2000《建筑鋁型材陽(yáng)極氧化、著色型材》GB/T5237.2-2000《建筑鋁型材電泳涂漆型材》GB/T5237.3-2000《建筑鋁型材粉末噴涂型材》GB/T5237.4-2000《建筑鋁型材氟碳漆噴涂型材》GB/T5237.5-2000《玻璃幕墻學(xué)性能》GB/T18091-2000《建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測(cè)方法》GB/T18250-2000《建筑幕墻抗震性能振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)方法》GB/T18575-2001《緊固件機(jī)械性能螺栓、螺釘和螺柱》GB3098.1-2000《緊固件機(jī)械性能螺母粗牙螺紋》GB3098.2-2000《緊固件機(jī)械性能螺母細(xì)牙螺紋》GB3098.4-2000《緊固件機(jī)械性能自攻螺釘》GB3098.5-2000《緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺栓、螺釘、螺柱》GB3098.6-2000《緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺母》GB3098.15-2000《螺紋緊固件應(yīng)力截面積和承載面積》GB/T16823.1-1997《焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼》GB/T4172-2000《浮法玻璃》GB11614-1999《夾層玻璃》GB9962-1999《鋼化玻璃》GB/T9963-1998《幕墻用鋼化玻璃與半鋼化玻璃》GB17841-1999《建筑用鋁型材、鋁板氟碳涂層》JC133-2000《建筑用安全玻璃防火玻璃》GB15763.1-2001《混凝土接縫用密封膠》JC/T881-2001《幕墻玻璃接縫用密封膠》JC/T882-2001《石材幕墻接縫用密封膠》JC/T883-2001《中空玻璃用彈性密封膠》JC/T486-2001《天然花崗石建筑板材》GB/T18601-2001Ⅱ.基本計(jì)算公式:(1).場(chǎng)地類別劃分:根據(jù)地面粗糙度,場(chǎng)地可劃分為以下類別:A類近海面,海島,海岸,湖岸及沙漠地區(qū);B類指田野,鄉(xiāng)村,叢林,丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū);C類指有密集建筑群的城市市區(qū);D類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū);本工程按C類地區(qū)計(jì)算風(fēng)壓(2).風(fēng)荷載計(jì)算:幕墻屬于薄壁外圍護(hù)構(gòu)件，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-20017.1.1采用風(fēng)荷載計(jì)算公式:Wk=βgz×μz×μs×W0其中:Wk---作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)βgz---瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù),按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001取定根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按以下公式計(jì)算:βgz=K(1+2μf)其中K為地區(qū)粗糙度調(diào)整系數(shù)，μf為脈動(dòng)系數(shù)A類場(chǎng)地:βgz=0.92*(1+2μf)其中：μf=0.387*(Z/10)-0.12B類場(chǎng)地:βgz=0.89*(1+2μf)其中：μf=0.5(Z/10)-0.16C類場(chǎng)地:βgz=0.85*(1+2μf)其中：μf=0.734(Z/10)-0.22D類場(chǎng)地:βgz=0.80*(1+2μf)其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3μz---風(fēng)壓高度變化系數(shù),按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001取定,根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按以下公式計(jì)算:A類場(chǎng)地:μz=1.379×(Z/10)0.24B類場(chǎng)地:μz=(Z/10)0.32C類場(chǎng)地:μz=0.616×(Z/10)0.44D類場(chǎng)地:μz=0.318×(Z/10)0.60本工程屬于C類地區(qū),故μz=0.616×(Z/10)0.44μs---風(fēng)荷載體型系數(shù),按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001取為：1.2W0---基本風(fēng)壓,按全國(guó)基本風(fēng)壓圖,沈陽(yáng)地區(qū)取為0.550kN/m2(3).地震作用計(jì)算:qEAk=βE×αmax×GAK其中:qEAk---水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值βE---動(dòng)力放大系數(shù),按5.0取定αmax---水平地震影響系數(shù)最大值,按相應(yīng)設(shè)防烈度取定:6度:αmax=0.047度:αmax=0.088度:αmax=0.169度:αmax=0.32沈陽(yáng)設(shè)防烈度為7度,故取αmax=0.080GAK---幕墻構(gòu)件的自重(N/m2)(4).荷載組合:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)構(gòu)件受力特點(diǎn)，荷載或作用的情況和產(chǎn)生的應(yīng)力(內(nèi)力)作用方向，選用最不利的組合，荷載和效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值按下式采用：γGSG+γwφwSw+γEφESE+γTφTST各項(xiàng)分別為永久荷載：重力；可變荷載：風(fēng)荷載、溫度變化；偶然荷載：地震水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值:qk=Wk+0.5qEAk水平荷載設(shè)計(jì)值:q=1.4Wk+0.5×1.3qEAk荷載和作用效應(yīng)組合的分項(xiàng)系數(shù),按以下規(guī)定采用:①對(duì)永久荷載采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值，其分項(xiàng)系數(shù)滿足：a.當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)：對(duì)由可變荷載效應(yīng)控制的組合，取1.2；對(duì)有永久荷載效應(yīng)控制的組合，取1.35b.當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)：一般情況取1.0；對(duì)結(jié)構(gòu)傾覆、滑移或是漂浮驗(yàn)算，取0.9②可變荷載根據(jù)設(shè)計(jì)要求選代表值，其分項(xiàng)系數(shù)一般情況取1.4一、風(fēng)荷載計(jì)算1、標(biāo)高為14.000處風(fēng)荷載計(jì)算(1).風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算:Wk:作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)βgz:14.000m高處陣風(fēng)系數(shù)(按C類區(qū)計(jì)算):μf=0.734×(Z/10)-0.22＝0.682βgz=0.85×(1+2μf)=2.009μz:14.000m高處風(fēng)壓高度變化系數(shù)(按C類區(qū)計(jì)算):(GB50009-2001)μz=0.616×(Z/10)0.44=0.740風(fēng)荷載體型系數(shù)μs=1.20Wk=βgz×μz×μs×W0(GB50009-2001)=2.009×0.740×1.2×0.550=0.981kN/m2因?yàn)閃k<=1.0KN/M2,取Wk=1.000kN/m2(2).風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值:W:風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值:kN/m2rw:風(fēng)荷載作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)：1.4按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-20013.2.5規(guī)定采用W=rw×Wk=1.4×1.000=1.400kN/m2二、玻璃的選用與校核玻璃的選用與校核:(第1處)本處選用玻璃種類為:鋼化玻璃1.玻璃面積:B:該處玻璃幕墻分格寬:1.200mH:該處玻璃幕墻分格高:1.650mA:該處玻璃板塊面積:A=B×H=1.200×1.650=1.980m22.玻璃厚度選取:Wk:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:1.000kN/m2A:玻璃板塊面積:1.980m2K3:玻璃種類調(diào)整系數(shù):1.500試算:C=Wk×A×10/3/K3=1.000×1.980×10/3/1.500=4.400T=2×(1+C)0.5-2=2×(1+4.400)0.5-2=2.648mm玻璃選取厚度為:6.0mm3.該處玻璃板塊自重:GAK:玻璃板塊平均自重(不包括鋁框):t:玻璃板塊厚度:6.0mm玻璃的體積密度為:25.6(KN/M3)BT_L中空玻璃內(nèi)側(cè)玻璃厚度為:6.000(mm)BT_w中空玻璃外側(cè)玻璃厚度為:6.000(mm)GAK=25.6×(Bt_L+Bt_w)/1000=25.6×(6.000+6.000)/1000=0.307KN/m24.該處垂直于玻璃平面的分布水平地震作用:αmax:水平地震影響系數(shù)最大值:0.080qEAk:垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m2)qEAk=5×αmax×GAK=5×0.080×0.307=0.123kN/m2rE:地震作用分項(xiàng)系數(shù):1.3qEA:垂直于玻璃平面的分布水平地震作用設(shè)計(jì)值(kN/m2)qEA=rE×qEAk=1.3×qEAK=1.3×0.123=0.160kN/m25.玻璃的強(qiáng)度計(jì)算:校核依據(jù):σ≤ｆg=84.000N/mm2Wk:垂直于玻璃平面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2)qEK:垂直于玻璃平面的地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2)σWk:在垂直于玻璃平面的風(fēng)荷載作用下玻璃截面的最大應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2)σEk:在垂直于玻璃平面的地震作用作用下玻璃截面的最大應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2)θ:參數(shù)(用于查玻璃板折減系數(shù))η:折減系數(shù)a:玻璃短邊邊長(zhǎng):1200.0mmb:玻璃長(zhǎng)邊邊長(zhǎng):1650.0mmBT_L中空玻璃內(nèi)側(cè)玻璃厚度為:6.000(mm)BT_w中空玻璃外側(cè)玻璃厚度為:6.000(mm)ψ:玻璃板的彎矩系數(shù),按邊長(zhǎng)比a/b查表6.1.2-1得:0.072Wk1中空玻璃分配到外側(cè)玻璃的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2)Wk2中空玻璃分配到內(nèi)側(cè)玻璃的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2)qEk1中空玻璃分配到外側(cè)玻璃的地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2)qEk2中空玻璃分配到內(nèi)側(cè)玻璃的地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2)Wk1=1.1×Wk×BT_w3/(BT_w3+BT_L3)=0.550Wk2=Wk×BT_L3/(BT_w3+BT_L3)=0.500qEk1=qEk×BT_w3/(BT_w3+BT_L3)=0.061qEk2=qEk×BT_L3/(BT_w3+BT_L3)=0.061在垂直于玻璃平面的風(fēng)荷載和地震作用下玻璃截面的最大應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算(N/mm2)在風(fēng)荷載作用下外側(cè)玻璃參數(shù)θ=Wk1×a4/(E×t4)=12.22η:折減系數(shù)，按θ=12.22查6.1.2-2表得:0.95在風(fēng)荷載作用下外側(cè)玻璃最大應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值σWk=6×ψ×Wk1×a2×η/t2=9.014N/mm2在地震作用下外側(cè)玻璃參數(shù)θ=qEK1×a4/(E×t4)=1.37η:折減系數(shù)，按θ=1.37查6.1.2-2表得:1.00在地震作用下外側(cè)玻璃最大應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值σEk=6×ψ×qEk1×a2×η/t2=1.059N/mm2σ:外側(cè)玻璃所受應(yīng)力:采用SW+0.5SE組合:σ=1.4×σWK+0.5×1.3×σEK=1.4×9.014+0.5×1.3×1.059=13.308N/mm2在風(fēng)荷載作用下內(nèi)側(cè)玻璃參數(shù)θ=Wk2×a4/(E×t4)=11.11η:折減系數(shù)，按θ=11.11查6.1.2-2表得:0.96在風(fēng)荷載作用下內(nèi)側(cè)玻璃最大應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值σWk=6×ψ×Wk1×a2×η/t2=8.233N/mm2在地震作用下內(nèi)側(cè)玻璃參數(shù)θ=qEK2×a4/(E×t4)=1.37η:折減系數(shù)，按θ=1.37查6.1.2-2表得:1.00在地震作用下內(nèi)側(cè)玻璃最大應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值σEk=6×ψ×qEk2×a2×η/t2=1.059N/mm2σ:內(nèi)側(cè)玻璃所受應(yīng)力:采用SW+0.5SE組合:σ=1.4×σWK+0.5×1.3×σEK=1.4×8.233+0.5×1.3×1.059=12.214N/mm2中空玻璃最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值應(yīng)為內(nèi)、外側(cè)玻璃最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值中的大者，為：13.308N/mm2df:在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙茸畲笾?mm)D:玻璃的剛度(N.mm)te:玻璃等效厚度te=0.95×(Bt_L3+Bt_w3)^(1/3)=7.2mmν:泊松比，按JGJ102-20035.2.9條采用，取值為0.20μ:撓度系數(shù):0.007D=(E×te3)/12(1-ν2)=2314912.50(N.mm)df=μ×Wk×a4×η/D=5.9(mm)由于玻璃最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值σ=13.308N/mm2≤ｆg=84.000N/mm2玻璃的強(qiáng)度滿足!由于玻璃的最大撓度df=5.9mm,小于或等于玻璃短邊邊長(zhǎng)的60分之一20.000(mm)玻璃的撓度滿足!6.玻璃溫度應(yīng)力計(jì)算:校核依據(jù):σmax≤[σ]=58.800N/mm2(1)在年溫差變化下,玻璃邊緣與邊框間擠壓在玻璃中產(chǎn)生的擠壓溫度應(yīng)力為:E:玻璃的彈性模量:0.72×105N/mm2αt:玻璃的線膨脹系數(shù):1.0×10-5△Ｔ:年溫度變化差:74.800℃c:玻璃邊緣至邊框距離,取5mmdc:施工偏差,可取:3mm,按5.4.3選用b:玻璃長(zhǎng)邊邊長(zhǎng):1.650m在年溫差變化下,玻璃邊緣與邊框間擠壓在玻璃中產(chǎn)生的溫度應(yīng)力為:σt1=E(at×△Ｔ-(2c-dc)/b/1000)=0.72×△Ｔ-72×(2×5-3)/b=0.72×74.800-72×(2×5-3)/1.650=-251.599N/mm2計(jì)算值為負(fù),擠壓應(yīng)力取為零.0.000N/mm2＜58.800N/mm2玻璃邊緣與邊框間擠壓溫度應(yīng)力可以滿足要求(2)玻璃中央與邊緣溫度差產(chǎn)生的溫度應(yīng)力:μ1:陰影系數(shù):按《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-96表5.4.4-1得1.000μ2:窗簾系數(shù):按《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-96表5.4.4-2得1.000μ3:玻璃面積系數(shù):按《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-96表5.4.4-3得1.064μ4:邊緣溫度系數(shù):按《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-96表5.4.4-4得0.400a:玻璃線脹系數(shù):1.0×10-5I0:日照量:3027.600(KJ/M2h)t0:室外溫度-10.000℃t1:室內(nèi)溫度40.000℃Ｔc0:室外側(cè)玻璃中部溫度(依據(jù)JGJ113-97附錄B計(jì)算);Ｔc1:室內(nèi)側(cè)玻璃中部溫度(依據(jù)JGJ113-97附錄B計(jì)算);A0:室外側(cè)玻璃總吸收率;A1:室內(nèi)側(cè)玻璃總吸收率;α0:室外側(cè)玻璃的吸收率為0.142α1:室內(nèi)側(cè)玻璃的吸收率為0.142τ0:室外側(cè)玻璃的透過(guò)率為0.075τ1:室內(nèi)側(cè)玻璃的透過(guò)率為0.075γ0:室外側(cè)玻璃反射率為0.783γ1:室內(nèi)側(cè)玻璃反射率為0.783A0=α0×［1+τ0×γ1/(1-γ0×γ1)］(JGJ113-97B.0.3-7)=0.164A1=α1×τ0/(1-γ0×γ1)(JGJ113-97B.0.3-8)=0.028當(dāng)中空玻璃空氣層厚為:0mm時(shí)Ｔc0=I0×(0.0148×A0+0.00724×A1)+0.788×t0+0.212×t1(JGJ113-97B.0.3-1)=8.532℃Ｔc1=I0×(0.00724×A0+0.0207×A1)+0.394×t0+0.506×t1(JGJ113-97B.0.3-2)=21.610℃因此，中空玻璃中部溫度最大值為max(Ｔc0,Ｔc1)=21.610℃Ｔs:玻璃邊緣部分溫度(依據(jù)JGJ113-97附錄B計(jì)算):Ｔs=(0.65×t0+0.35×t1)(JGJ113-97B.0.4)=(0.65×-10.000+0.35×40.000)=7.500℃△t:玻璃中央部分與邊緣部分溫度差:△t=Ｔc-Ｔs=14.110℃玻璃中央與邊緣溫度差產(chǎn)生的溫度應(yīng)力:σt2=0.74×E×a×μ1×μ2×μ3×μ4×(Ｔc-Ｔs)=0.74×0.72×105×1.0×10-5×μ1×μ2×μ3×μ4×△t=3.200N/mm2玻璃中央與邊緣溫度差產(chǎn)生的溫度應(yīng)力可以滿足要求7.玻璃最大面積校核:Azd:玻璃的允許最大面積(m2)Wk:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:1.000kN/m2t1:中空玻璃中較薄玻璃的厚度:6.0mmt2:中空玻璃中較厚玻璃的厚度:6.0mmα2:玻璃種類調(diào)整系數(shù):0.660A:計(jì)算校核處玻璃板塊面積:1.980m2Azd=α2×(t2+t22/4)×(1+(t1/t2)3)/Wk=19.800m2A=1.980m2≤Azd=19.800m2可以滿足使用要求三、幕墻立柱計(jì)算:幕墻立柱計(jì)算:(第1處)幕墻立柱按簡(jiǎn)支梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算：1.選料:(1)風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值(矩形分布)qw:風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值(kN/m)rw:風(fēng)荷載作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)：1.4Wk:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:1.000kN/m2B:幕墻分格寬:1.200mqw=1.4×Wk×B=1.4×1.000×1.200=1.680kN/m(2)立柱彎矩:Mw:風(fēng)荷載作用下立柱彎矩(kN.m)qw:風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值:1.680(kN/m)Hsjcg:立柱計(jì)算跨度:3.600mMw=qw×Hsjcg2/8=1.680×3.6002/8=2.722kN·mqEA:地震作用設(shè)計(jì)值(KN/M2):GAk:玻璃幕墻構(gòu)件(包括玻璃和框)的平均自重:500N/m2垂直于玻璃幕墻平面的分布水平地震作用:qEAk:垂直于玻璃幕墻平面的分布水平地震作用(kN/m2)qEAk=5×αmax×GAk=5×0.080×500.000/1000=0.200kN/m2γE:幕墻地震作用分項(xiàng)系數(shù):1.3qEA=1.3×qEAk=1.3×0.200=0.260kN/m2qE：水平地震作用線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值(矩形分布)qE=qEA×B=0.260×1.200=0.312kN/mME:地震作用下立柱彎矩(kN·m):ME=qE×Hsjcg2/8=0.312×3.6002/8=0.505kN·mM:幕墻立柱在風(fēng)荷載和地震作用下產(chǎn)生彎矩(kN·m)采用SW+0.5SE組合M=Mw+0.5×ME=2.722+0.5×0.505=2.974kN·m(3)W:立柱抗彎矩預(yù)選值(cm3)W=M×103/1.05/84.2=2.974×103/1.05/84.2=33.642cm3qwk:風(fēng)荷載線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)qwk=Wk×B=1.000×1.200=1.200kN/mqEk:水平地震作用線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)qEk=qEAk×B=0.200×1.200=0.240kN/m(4)I1,I2:立柱慣性矩預(yù)選值(cm4)I1=900×(qwk+0.5×qEk)×Hsjcg3/384/0.7=900×(1.200+0.5×0.240)×3.6003/384/0.7=206.203cm4I2=5000×(qwk+0.5×qEk)×Hsjcg4/384/0.7/20=5000×(1.200+0.5×0.240)×3.6004/384/0.7/20=206.203cm4選定立柱慣性矩應(yīng)大于:206.203cm42.選用立柱型材的截面特性:選用型材號(hào):XC1\L150型材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:85.500N/mm2型材彈性模量:E=0.7×105N/mm2X軸慣性矩:Ix=288.937cm4Y軸慣性矩:Iy=70.686cm4X軸抵抗矩:Wx1=43.604cm3X軸抵抗矩:Wx2=36.697cm3型材截面積:A=12.444cm2型材計(jì)算校核處壁厚:t=3.000mm型材截面面積矩:Ss=27.409cm3塑性發(fā)展系數(shù):γ=1.053.幕墻立柱的強(qiáng)度計(jì)算:校核依據(jù):N/A+M/γ/w≤ｆa=85.5N/mm2(拉彎構(gòu)件)B:幕墻分格寬:1.200mGAk:幕墻自重:500N/m2幕墻自重線荷載:Gk=500×Wfg/1000=500×1.200/1000=0.600kN/mNk:立柱受力:Nk=Gk×Hsjcg=0.600×3.600=2.160kNN:立柱受力設(shè)計(jì)值:rG:結(jié)構(gòu)自重分項(xiàng)系數(shù):1.2N=1.2×Nk=1.2×2.160=2.592kNσ:立柱計(jì)算強(qiáng)度(N/mm2)(立柱為拉彎構(gòu)件)N:立柱受力設(shè)計(jì)值:2.592kNA:立柱型材截面積:12.444cm2M:立柱彎矩:2.974kN·mWx2:立柱截面抗彎矩:36.697cm3γ:塑性發(fā)展系數(shù):1.05σ=N×10/A+M×103/1.05/Wx2=2.592×10/12.444+2.974×103/1.05/36.697=79.274N/mm279.274N/mm2≤ｆa=85.5N/mm2立柱強(qiáng)度可以滿足4.幕墻立柱的剛度計(jì)算:校核依據(jù):Umax≤L/180Umax:立柱最大撓度Umax=5×(qWk+0.5×qEk)×Hsjcg4×1000/384/0.7/Ix立柱最大撓度Umax為:14.273mm≤20mmDu:立柱撓度與立柱計(jì)算跨度比值:Hsjcg:立柱計(jì)算跨度:3.600mDu=U/Hsjcg/1000=14.273/3.600/1000=0.004≤1/180撓度可以滿足要求5.立柱抗剪計(jì)算:校核依據(jù):τmax≤[τ]=49.6N/mm2(1)Qwk:風(fēng)荷載作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)Qwk=Wk×Hsjcg×B/2=1.000×3.600×1.200/2=2.160kN(2)Qw:風(fēng)荷載作用下剪力設(shè)計(jì)值(kN)Qw=1.4×Qwk=1.4×2.160=3.024kN(3)QEk:地震作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)QEk=qEAk×Hsjcg×B/2=0.200×3.600×1.200/2=0.432kN(4)QE:地震作用下剪力設(shè)計(jì)值(kN)QE=1.3×QEk=1.3×0.432=0.562kN(5)Q:立柱所受剪力:采用Qw+0.5QE組合Q=Qw+0.5×QE=3.024+0.5×0.562=3.305kN(6)立柱剪應(yīng)力:τ:立柱剪應(yīng)力:Ss:立柱型材截面面積矩:27.409cm3Ix:立柱型材截面慣性矩:288.937cm4t:立柱壁厚:3.000mmτ=Q×Ss×100/Ix/t=3.305×27.409×100/288.937/3.000=10.450N/mm210.450N/mm2≤49.6N/mm2立柱抗剪強(qiáng)度可以滿足四、立梃與主結(jié)構(gòu)連接立梃與主結(jié)構(gòu)連接:(第1處)Lct2:連接處鋼角碼壁厚:8.000mmD2:連接螺栓直徑:12.000mmD0:連接螺栓直徑:10.360mm采用SG+SW+0.5SE組合N1wk:連接處風(fēng)荷載總值(N):N1wk=Wk×B×Hsjcg×1000=1.000×1.200×3.600×1000=4320.000N連接處風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(N):N1w=1.4×N1wk=1.4×4320.000=6048.000NN1Ek:連接處地震作用(N):N1Ek=qEAk×B×Hsjcg×1000=0.200×1.200×3.600×1000=864.000NN1E:連接處地震作用設(shè)計(jì)值(N):N1E=1.3×N1Ek=1.3×864.000=1123.200NN1:連接處水平總力(N):N1=N1w+0.5×N1E=6048.000+0.5×1123.200=6609.600NN2:連接處自重總值設(shè)計(jì)值(N):N2k=500×B×Hsjcg=500×1.200×3.600=2160.000NN2:連接處自重總值設(shè)計(jì)值(N):N2=1.2×N2k=1.2×2160.000=2592.000NN:連接處總合力(N):N=(N12+N22)0.5=(6609.6002+2592.0002)0.5=7099.667NNvb:螺栓的承載能力:Nv:連接處剪切面數(shù):2Nvb=2×3.14×D02×130/4(GBJ17-887.2.1-1)=2×3.14×10.3602×130/4=21905.971NNum1:立梃與建筑物主結(jié)構(gòu)連接的螺栓個(gè)數(shù):Num1=N/Nvb=7099.667/21905.971=0.324個(gè)取2個(gè)Ncbl:立梃型材壁抗承壓能力(N):D2:連接螺栓直徑:12.000mmNv:連接處剪切面數(shù):4t:立梃壁厚:3.000mmNcbl=D2×2×120×t×Num1(GBJ17-887.2.1)=12.000×2×120×3.000×2.000=17280.000N17280.000N≥7099.667N強(qiáng)度可以滿足Ncbg:鋼角碼型材壁抗承壓能力(N):Ncbg=D2×2×267×Lct2×Num1(GBJ17-887.2.1)=12.000×2×267×8.000×2.000=102528.000N102528.000N≥7099.667N強(qiáng)度可以滿足五、幕墻預(yù)埋件總截面面積計(jì)算幕墻預(yù)埋件計(jì)算:(第1處)本工程預(yù)埋件受拉力和剪力V:剪力設(shè)計(jì)值:V=N2=2592.000NN:法向力設(shè)計(jì)值:N=N1=6609.600NM:彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm):e2:螺孔中心與錨板邊緣距離:60.000mmM=V×e2=2592.000×60.000=155520.000N·mNum1:錨筋根數(shù):4根錨筋層數(shù):2層Kr:錨筋層數(shù)影響系數(shù):1.000關(guān)于混凝土：混凝土標(biāo)號(hào)C30混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:fc=15.000N/mm2按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)≤混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范≥GBJ10采用。選用一級(jí)錨筋錨筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:fy=210.000N/mm2d:鋼筋直徑:Φ12.000mmαv:鋼筋受剪承載力系數(shù):αv=(4-0.08×d)×(fc/fy)0.5=(4-0.08×12.000)×(15.000/210.000)0.5=0.812αv取0.7t:錨板厚度:8.000mmαb:錨板彎曲變形折減系數(shù):αb=0.6+0.25×t/d=0.6+0.25×8.000/12.000=0.767Z:外層鋼筋中心線距離:210.000mmAs:錨筋實(shí)際總截面積:As=Num1×3.14×d2/4=4.000×3.14×d2/4=452.160mm2錨筋總截面積計(jì)算值:As1=(V/Kv+N/0.8/Kb+M/1.3/Kr/Kb/Z)/fy=72.488mm2As2=(N/0.8/Kb+M/0.4/Kr/Kb/Z)/fy=62.816mm272.488mm2≤452.160mm262.816mm2≤452.160mm24根φ12.000錨筋可以滿足要求A:錨板面積:60000.000mm20.5fcA=450000.000NN=6609.600N≤0.5fcA錨板尺寸可以滿足要求六、幕墻預(yù)埋件焊縫計(jì)算幕墻預(yù)埋件焊縫計(jì)算:(第1處)Hf:焊縫厚度6.000L:焊縫長(zhǎng)度100.000σm:彎矩引起的應(yīng)力σm=6×M/(2×he×lw2×1.22)(GBJ17-887.1.2)=11.241N/mm2σn:法向力引起的應(yīng)力σn=N/(2×he×Lw×1.22)(GBJ17-887.1.2)=7.166N/mm2τ:剪應(yīng)力τ=V/(2×Hf×Lw)(GBJ17-887.1.2)=2.400N/mm2σ:總應(yīng)力σ=((σm+σn)2+τ2)0.5(GBJ17-887.1.2)=18.56318.563N/mm2≤160N/mm2焊縫強(qiáng)度可以滿足!七、幕墻橫梁計(jì)算幕墻橫梁計(jì)算:(第1處)1.選用橫梁型材的截面特性:選用型材號(hào):XC2\H513型材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:85.500N/mm2型材彈性模量:E=0.7×105N/mm2X軸慣性矩:Ix=26.981cm4Y軸慣性矩:Iy=39.888cm4X軸抵抗矩:Wx1=8.960cm3X軸抵抗矩:Wx2=9.027cm3Y軸抵抗矩:Wy1=9.394cm3Y軸抵抗矩:Wy2=10.623cm3型材截面積:A=5.764cm2型材計(jì)算校核處壁厚:t=3.000mm型材截面面積矩:Ss=7.042cm3塑性發(fā)展系數(shù):γ=1.052.幕墻橫梁的強(qiáng)度計(jì)算:校核依據(jù):Mx/γWx+My/γWy≤ｆa=85.5(1)橫梁在自重作用下的彎矩(kN·m)H:玻璃面板高度:1.650mGAk:橫梁自重:400N/m2Gk:橫梁自重荷載線分布均布荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m):Gk=400×H/1000=400×1.650/1000=0.660kN/mG:橫梁自重荷載線分布均布荷載集度設(shè)計(jì)值(kN/m)G=1.2×Gk=1.2×0.660=0.792kN/mMx:橫梁在自重荷載作用下的彎矩(kN·m)Mx=G×B2/8=0.792×1.2002/8=0.143kN·m(2)橫梁在風(fēng)荷載作用下的彎矩(kN·m)風(fēng)荷載線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(三角形分布)qwk=Wk×B=1.000×1.200=1.200kN/m風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值qw=1.4×qwk=1.4×1.200=1.680kN/mMyw:橫梁在風(fēng)荷載作用下的彎矩(kN·m)Myw=qw×B2/12=1.680×1.2002/12=0.202kN·m(3)地震作用下橫梁彎矩qEAk:橫梁平面外地震荷載:βE:動(dòng)力放大系數(shù):5αmax:地震影響系數(shù)最大值:0.080Gk:幕墻構(gòu)件自重:400N/m2qEAk=5×αmax×400/1000=5×0.080×400/1000=0.160kN/m2qex:水平地震作用線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值B:幕墻分格寬:1.200m水平地震作用線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(三角形分布)qex=qEAk×B=0.160×1.200=0.192KN/mqE:水平地震作用線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值γE:地震作用分項(xiàng)系數(shù):1.3qE=1.3×qex=1.3×0.192=0.250kN/mMyE:地震作用下橫梁彎矩:MyE=qE×B2/12=0.250×1.2002/12=0.030kN·m(4)橫梁強(qiáng)度:σ:橫梁計(jì)算強(qiáng)度(N/mm2):采用SG+SW+0.5SE組合Wx1:X軸抵抗矩:8.960cm3Wy2:y軸抵抗矩:10.623cm3γ:塑性發(fā)展系數(shù):1.05σ=(Mx/Wx1+Myw/Wy2+0.5×MyE/Wy2)×103/1.05=34.570N/mm234.570N/mm2≤ｆa=85.5N/mm2橫梁正應(yīng)力強(qiáng)度可以滿足3.幕墻橫梁的抗剪強(qiáng)度計(jì)算:校核依據(jù):τmax≤[τ]=49.6N/mm2(1)Qwk:風(fēng)荷載作用下橫梁剪力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)Wk:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:1.000kN/m2B:幕墻分格寬:1.200m風(fēng)荷載線分布呈三角形分布時(shí)：Qwk=Wk×B2/4=1.000×1.2002/4=0.360kN(2)Qw:風(fēng)荷載作用下橫梁剪力設(shè)計(jì)值(kN)Qw=1.4×Qwk=1.4×0.360=0.504kN(3)QEk:地震作用下橫梁剪力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)地震作用線分布呈三角形分布時(shí)：QEk=qEAk×B2/4=0.160×1.2002/4=0.058kN(4)QE:地震作用下橫梁剪力設(shè)計(jì)值(kN)γE:地震作用分項(xiàng)系數(shù):1.3QE=1.3×QEk=1.3×0.058=0.075kN(5)Q:橫梁所受剪力:采用Qw+0.5QE組合Q=Qw+0.5×QE=0.504+0.5×0.075=0.54