PAGE19-xxxxxxxx醫(yī)院xxxxx醫(yī)院急診病房綜合樓外墻裝飾工程全隱框玻璃幕墻設(shè)計計算書基本參數(shù):北京地區(qū)基本風(fēng)壓0.500kN/m2抗震設(shè)防烈度8度設(shè)計基本地震加速度0.20gⅠ.設(shè)計依據(jù):《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2001《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2001《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017-2003《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》JGJ145-2004《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ133-2001《建筑幕墻》JG3035-1996《玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T139-2001《鋁合金建筑型材基材》GB/T5237.1-2004《鋁合金建筑型材陽極氧化、著色型材》GB5237.2-2004《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)械性能自攻螺釘》GB3098.5-2000《緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺栓、螺釘和螺柱》GB3098.6-2000《緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺母》GB3098.15-2000《浮法玻璃》GB11614-1999《鋼化玻璃》GB/T9963-1998《幕墻用鋼化玻璃與半鋼化玻璃》GB17841-1999《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊(第二版)》《BKCADPM集成系統(tǒng)(BKCADPM2006版)》Ⅱ.基本計算公式:(1).場地類別劃分:地面粗糙度可分為A、B、C、D四類：--A類指近海海面和海島、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)。本工程為：xxxxxx醫(yī)院急診病房綜合樓工程，按C類地區(qū)計算風(fēng)荷載。(2).風(fēng)荷載計算: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》GB50009-2001規(guī)定采用風(fēng)荷載計算公式:Wk=βgz×μs×μz×W0（7.1.1-2）其中:Wk垂直作用在幕墻表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；βgz高度Z處的陣風(fēng)系數(shù),按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001第7.5.1條取定。根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算:βgz=K(1+2μf)其中K為地區(qū)粗糙度調(diào)整系數(shù)，μf為脈動系數(shù)。經(jīng)化簡，得：A類場地:βgz=0.92×[1+35-0.072×(Z/10)-0.12]B類場地:βgz=0.89×[1+(Z/10)-0.16]C類場地:βgz=0.85×[1+350.108×(Z/10)-0.22]D類場地:βgz=0.80×[1+350.252×(Z/10)-0.30]μz風(fēng)壓高度變化系數(shù),按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001第7.2.1條取定。根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算:A類場地:μz=1.379×(Z/10)0.24B類場地:μz=1.000×(Z/10)0.32C類場地:μz=0.616×(Z/10)0.44D類場地: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第7.3.3條取為：-1.2W0基本風(fēng)壓,按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001附表D.4給出的100年一遇的風(fēng)壓采用，但不得小于0.3kN/m2，北京地區(qū)取為0.500kN/(3).地震作用計算:qEAk=βE×αmax×GAK其中:qEAk水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值βE動力放大系數(shù),按5.0取定αmax水平地震影響系數(shù)最大值，按相應(yīng)抗震設(shè)防烈度和設(shè)計基本地震加速度取定:αmax選擇可按JGJ102-2003中的表5.3.4進(jìn)行。表5.3.4水平地震影響系數(shù)最大值αmax抗震設(shè)防烈度6度7度8度αmax0.040.08(0.12)0.16(0.24)注:7、8度時括號內(nèi)數(shù)值分別用于設(shè)計基本地震速度為0.15g和0.30g的地區(qū)。設(shè)計基本地震加速度為0.05g，抗震設(shè)防烈度6度：αmax=0.04設(shè)計基本地震加速度為0.10g，抗震設(shè)防烈度7度：αmax=0.08設(shè)計基本地震加速度為0.15g，抗震設(shè)防烈度7度：αmax=0.12設(shè)計基本地震加速度為0.20g，抗震設(shè)防烈度8度：αmax=0.16設(shè)計基本地震加速度為0.30g，抗震設(shè)防烈度8度：αmax=0.24設(shè)計基本地震加速度為0.40g，抗震設(shè)防烈度9度：αmax=0.32北京設(shè)計基本地震加速度為0.20g，抗震設(shè)防烈度為8度，故取αmax=0.16GAK幕墻構(gòu)件的自重(N/m2)(4).作用效應(yīng)組合:一般規(guī)定，幕墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)按下列規(guī)定驗算承載力和撓度：a.無地震作用效應(yīng)組合時，承載力應(yīng)符合下式要求：γ0S≤Rb.有地震作用效應(yīng)組合時，承載力應(yīng)符合下式要求：SE≤R/γRE式中S荷載效應(yīng)按基本組合的設(shè)計值；SE地震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)按基本組合的設(shè)計值；R構(gòu)件抗力設(shè)計值；γ0結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù)，應(yīng)取不小于1.0；γRE結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)，應(yīng)取1.0；c.撓度應(yīng)符合下式要求：df≤df,limdf構(gòu)件在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值或永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下產(chǎn)生的撓度值；df,lim構(gòu)件撓度限值；d.雙向受彎的桿件，兩個方向的撓度應(yīng)分別符合df≤df,lim的規(guī)定。幕墻構(gòu)件承載力極限狀態(tài)設(shè)計時，其作用效應(yīng)的組合應(yīng)符合下列規(guī)定：1有地震作用效應(yīng)組合時，應(yīng)按下式進(jìn)行：S=γGSGK+γwψwSWK+γEψESEK2無地震作用效應(yīng)組合時，應(yīng)按下式進(jìn)行：S=γGSGK+ψwγwSWKS作用效應(yīng)組合的設(shè)計值；SGk永久荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；SWk風(fēng)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；SEk地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；γG永久荷載分項系數(shù)；γW風(fēng)荷載分項系數(shù)；γE地震作用分項系數(shù)；ψW風(fēng)荷載的組合值系數(shù)；ψE地震作用的組合值系數(shù)；進(jìn)行幕墻構(gòu)件的承載力設(shè)計時，作用分項系數(shù)，按下列規(guī)定取值：①一般情況下，永久荷載、風(fēng)荷載和地震作用的分項系數(shù)γG、γW、γE應(yīng)分別取1.2、1.4和1.3；②當(dāng)永久荷載的效應(yīng)起控制作用時，其分項系數(shù)γG應(yīng)取1.35；此時，參與組合的可變荷載效應(yīng)僅限于豎向荷載效應(yīng)；③當(dāng)永久荷載的效應(yīng)對構(gòu)件利時，其分項系數(shù)γG的取值不應(yīng)大于1.0。可變作用的組合系數(shù)應(yīng)按下列規(guī)定采用：①一般情況下，風(fēng)荷載的組合系數(shù)ψW應(yīng)取1.0，地震作用于的組合系數(shù)ψE應(yīng)取0.5。②對水平倒掛玻璃及框架，可不考慮地震作用效應(yīng)的組合，風(fēng)荷載的組合系數(shù)ψW應(yīng)取1.0（永久荷載的效應(yīng)不起控制作用時）或0.6(永久荷載的效應(yīng)起控制作用時)。幕墻構(gòu)件的撓度驗算時，風(fēng)荷載分項系數(shù)γW和永久荷載分項系數(shù)均應(yīng)取1.0，且可不考慮作用效應(yīng)的組合。Ⅲ.材料力學(xué)性能:材料力學(xué)性能，主要參考JGJ102-2003《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》。(1).玻璃的強(qiáng)度設(shè)計值應(yīng)按表5.2.1的規(guī)定采用。表5.2.1玻璃的強(qiáng)度設(shè)計值fg(N/mm2)種類厚度（mm）大面?zhèn)让嫫胀úＡ?28.019.5浮法玻璃5～1228.019.515～1924.017.0≧2020.014.0鋼化玻璃5～1284.058.815～1972.050.4≧2059.041.3注：夾層玻璃和中空玻璃的強(qiáng)度設(shè)計值可按所采用的玻璃類型確定；當(dāng)鋼化玻璃的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到浮法玻璃強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的3倍時，表中數(shù)值應(yīng)根據(jù)實測結(jié)果予于調(diào)整；半鋼化玻璃強(qiáng)度設(shè)計值可取浮法玻璃強(qiáng)度設(shè)計值的2倍。當(dāng)半鋼化玻璃的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)不到浮法玻璃強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的2倍時，其設(shè)計值應(yīng)根據(jù)實測結(jié)果予于調(diào)整；側(cè)面玻璃切割后的斷面，其寬度為玻璃厚度。(2).鋁合金型材的強(qiáng)度設(shè)計值應(yīng)按表5.2.2的規(guī)定采用。表5.2.2鋁合金型材的強(qiáng)度設(shè)計值fa（N/mm2）鋁合金牌號狀態(tài)壁厚（mm）強(qiáng)度設(shè)計值fa抗拉、抗壓抗剪局部承壓6061T4不區(qū)分85.549.6133.0T6不區(qū)分190.5110.5199.06063T5不區(qū)分85.549.6120.0T6不區(qū)分140.081.2161.06063AT5≦10124.472.2150.0〉10116.667.6141.5T6≦10147.785.7172.0〉10140.081.2163.0(3).鋼材的強(qiáng)度設(shè)計值應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017-2003的規(guī)定采用，也可按表5.2.3采用。表5.2.3鋼材的強(qiáng)度設(shè)計值fs（N/mm2）鋼材牌號厚度或直徑d（mm）抗拉、抗壓、抗彎抗剪端面承壓Q235d≤1621512532516＜d≤4020512040＜d≤60200115Q345d≤1631018040016＜d≤3529517035＜d≤50265155注：表中厚度是指計算點的鋼材厚度；對軸心受力桿件是指截面中較厚鋼板的厚度.(4).玻璃幕墻材料的彈性模量可按表5.2.8的規(guī)定采用。表5.2.8材料的彈性模量E（N/mm2）材料E玻璃0.72ｘ105鋁合金0.70ｘ105鋼、不銹鋼2.06ｘ105消除應(yīng)力的高強(qiáng)鋼絲2.05ｘ105不銹鋼絞線1.20ｘ105～1.50ｘ105高強(qiáng)鋼絞線1.95ｘ105鋼絲繩0.80ｘ105～1.00ｘ105注：鋼絞線彈性模量可按實測值采用。(5).玻璃幕墻材料的泊松比可按表5.2.9的規(guī)定采用。表5.2.9材料的泊松比υ材料υ材料υ玻璃0.20鋼、不銹鋼0.30鋁合金0.33高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線0.30(6).玻璃幕墻材料的線膨脹系數(shù)可按表5.2.10的規(guī)定采用。表5.2.10材料的線膨脹系數(shù)α(1/℃)材料α材料α玻璃0.80×10-5～1.00×10-5不銹鋼板1.80×10-5鋁合金2.35×10-5混凝土1.00×10-5鋁材1.20×10-5砌磚體0.50×10-5(7).玻璃幕墻材料的重力密度標(biāo)準(zhǔn)值可按表5.3.1的規(guī)定采用。表5.3.1材料的重力密度γg（kN/m3)材料γg材料γg普通玻璃、夾層玻璃、鋼化玻璃、半鋼化玻璃25.6礦棉1.2~1.5玻璃棉0.5~1.0鋼材78.5巖棉0.5~2.5鋁合金28.0一、風(fēng)荷載計算標(biāo)高為65.0m處風(fēng)荷載計算(1).風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算:W0:基本風(fēng)壓W0=0.50kN/m2βgz:65.0m高處陣風(fēng)系數(shù)(按C類區(qū)計算)βgz=0.85×[1+350.108×(Z/10)-0.22]=1.677μz:65.0m高處風(fēng)壓高度變化系數(shù)(按C類區(qū)計算):(GB50009-2001)μz=0.616×(Z/10)0.44=0.616×(65.0/10)0.44=1.404μs:風(fēng)荷載體型系數(shù)μs=-1.20Wk=βgz×μz×μs×W0(GB50009-2001)=1.677×1.404×1.2×0.500=1.412kN/m2(2).風(fēng)荷載設(shè)計值:W:風(fēng)荷載設(shè)計值(kN/m2)γw:風(fēng)荷載作用效應(yīng)的分項系數(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=γw×Wk=1.4×1.412=1.977kN/m2二、玻璃的選用與校核本處選用玻璃種類為:鋼化玻璃1.本處采用中空玻璃玻璃的重力密度為:25.6(KN/m3)BT_L中空玻璃內(nèi)側(cè)玻璃厚度為:6.0(mm)BT_w中空玻璃外側(cè)玻璃厚度為:6.0(mm)GAK=25.6×(Bt_L+Bt_w)/1000=25.6×(6.000+6.000)/1000=0.307kN/m22.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:0.160qEAk:垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m2)qEAk=5×αmax×GAK=5×0.160×0.307=0.246kN/m2γE:地震作用分項系數(shù):1.3qEA:垂直于玻璃平面的分布水平地震作用設(shè)計值(kN/m2)qEA=rE×qEAk=1.3×qEAK=1.3×0.246=0.319kN/m23.玻璃的強(qiáng)度計算:內(nèi)側(cè)玻璃校核依據(jù):σ≤ｆg=84.000N/mm2外側(cè)玻璃校核依據(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)qEAk: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下玻璃截面的最大應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2)θ:參數(shù)η:折減系數(shù)，可由參數(shù)θ按JGJ102-2003表6.1.2-2采用表6.1.2-2折減系數(shù)ηθ≤5.010.020.040.060.080.0100.0η1.000.960.920.840.780.730.68θ120.0150.0200.0250.0300.0350.0≥400.0η0.650.610.570.540.520.510.50a:玻璃短邊邊長:900.0mmb:玻璃長邊邊長:1000.0mmBT_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)m:玻璃板的彎矩系數(shù),按邊長比a/b查表6.1.2-1得:0.0528表6.1.2-1四邊支承玻璃板的彎矩系數(shù)ma/b0.000.250.330.400.500.550.600.65m0.12500.12300.11800.11150.10000.09340.08680.0804a/b0.700.750.800.850.900.951.00m0.07420.06830.06280.05760.05280.04830.0442Wk1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)=0.777(kN/m2)Wk2=Wk×BT_L3/(BT_w3+BT_L3)=0.706(kN/m2)qEk1=0.123(kN/m2)qEk2=0.123(kN/m2)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)值計算(N/mm2)在風(fēng)荷載作用下外側(cè)玻璃參數(shù)θ=(Wk1+0.5×qEK1)×a4/(E×t4)=5.89η:折減系數(shù)，按θ=5.89查JGJ102-20036.1.2-2表得:η=0.99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×m×Wk1×a2×η/t2=5.496N/mm2在地震作用下外側(cè)玻璃參數(shù)θ=(Wk1+0.5×qEK1)×a4/(E×t4)=5.89η:折減系數(shù)，按θ=5.89查6.1.2-2表得:0.99在地震作用下外側(cè)玻璃最大應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值σEk=6×m×qEk1×a2×η/t2=0.870N/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=1.4×5.496+0.5×1.3×0.870=8.260N/mm2在風(fēng)荷載作用下內(nèi)側(cè)玻璃參數(shù)θ=(Wk2+0.5×qEK2)×a4/(E×t4)=5.40η:折減系數(shù)，按θ=5.40查JGJ102-20036.1.2-2表得:η=1.00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×m×Wk2×a2×η/t2=5.016N/mm2在地震作用下內(nèi)側(cè)玻璃參數(shù)θ=(Wk2+0.5×qEK2)×a4/(E×t4)=5.40η:折減系數(shù)，按θ=5.40查6.1.2-2表得:η=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×m×qEk2×a2×η/t2=0.873N/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=1.4×5.016+0.5×1.3×0.873=7.591N/mm2外側(cè)玻璃最大應(yīng)力設(shè)計值σ=8.260N/mm2<ｆg=84.000N/mm2內(nèi)側(cè)玻璃最大應(yīng)力設(shè)計值σ=7.591N/mm2<ｆg=84.000N/mm2中空玻璃強(qiáng)度滿足要求!4.玻璃的撓度計算:df: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0.20表5.2.9材料的泊松比υ材料υ材料υ玻璃0.20鋼、不銹鋼0.30鋁合金0.33高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線0.30μ:撓度系數(shù):按JGJ102-2003表6.1.3采用μ=0.00496表6.1.3四邊支承板的撓度系數(shù)μa/b0.0030.50μ0.013020.012970.012820.012230.01013a/b0.550.600.650.700.75μ0.009400.008670.007960.007270.00663a/b0.800.850.900.951.00μ0.006030.005470.004960.004490.00406θ=Wk×a4/(E×te4)=4.84η:折減系數(shù)，按θ=4.84查JGJ102-20036.1.2-2表得:η=1.00D=(E×te3)/12(1-ν2)=2314912.52(N.mm)df=μ×Wk×a4×η/D=2.0(mm)df/a<1/60玻璃的撓度滿足!三、硅酮結(jié)構(gòu)密封膠計算:該處選用結(jié)構(gòu)膠類型為:SS6231.按風(fēng)荷載、水平地震作用和自重效應(yīng),計算硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的寬度:(1)在風(fēng)載荷和水平地震作用下，結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)寬度的計算(抗震設(shè)計):Cs1:風(fēng)載荷作用下結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)寬度(mm)W:風(fēng)荷載設(shè)計值:1.977kN/m2a:矩形玻璃板的短邊長度:900.000mmf1:硅酮結(jié)構(gòu)密封膠在風(fēng)荷載或地震作用下的強(qiáng)度設(shè)計值，取0.2N/mm2。qE:作用在計算單元上的地震作用設(shè)計值:0.319(kN/m2)按5.6.3條規(guī)定采用Cs1=(W+0.5×qE)×a/(2000×f1)=(1.977+0.5×0.319)×900.000/(2000×0.2)=4.81mm取5mm(2)在玻璃永久荷載作用下，結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)寬度的計算:Cs2:自重效應(yīng)結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)寬度(mm)a:矩形玻璃板的短邊長度:900.0mmb:矩形玻璃板的長邊長度:1000.0mmf2:結(jié)構(gòu)膠在永久荷載作用下的強(qiáng)度設(shè)計值，取0.01N/mm2按JGJ102-2003的5.6.3條規(guī)定采用Bt_l:中空或夾層玻璃(雙層)內(nèi)側(cè)玻璃厚度6.0mmBt_w:中空或夾層玻璃(雙層)外側(cè)玻璃厚度6.0mmCs2=25.6×(Bt_l+Bt_w)×(a×b)/(2000×(a+b)×f2)=7.28mm取8mm(3)硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的最大計算寬度:8mm2.硅酮結(jié)構(gòu)密封膠粘接厚度的計算:(1)溫度變化效應(yīng)膠縫厚度的計算:ts1:溫度變化效應(yīng)結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)厚度:mmδ1:硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的溫差變位承受能力:16.0%△Ｔ:年溫差:68.1℃b:矩形玻璃板的長邊長度:1000.0mmUs1:玻璃板塊在年溫差作用下玻璃與鋁型材相對位移量:mm鋁型材線膨脹系數(shù):α1=2.35×10-5玻璃線膨脹系數(shù):α2=1.00×10-5Us1=b×△Ｔ×(α1-α2)=1.000×68.100×(2.35-1)×10-5=0.919mmts1=Us1/(δ1×(2+δ1))0.5=0.919/(0.160×(2+0.160))0.5=1.6mm(2)地震作用下膠縫厚度的計算:ts2:地震作用下結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)厚度:mmhg:玻璃面板高度:1000.0mθ:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下主體結(jié)構(gòu)的樓層彈性層間位移角限值(rad):0.0018ψ:膠縫變位折減系數(shù)1.000δ2:硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的變位承受能力，取對應(yīng)于其受拉應(yīng)力為0.14N/mm2時的伸長率:50.0%ts2=θ×hg×ψ/(δ2×(2+δ2))0.5=0.0018×1000.0×1.000/(0.500×(2+0.500))0.5=1.6mm3.膠縫強(qiáng)度驗算膠縫選定寬度為:10mm膠縫選定厚度為:8mm(1)在風(fēng)荷載和水平地震作用下，結(jié)構(gòu)膠中產(chǎn)生的拉應(yīng)力:W:風(fēng)荷載設(shè)計值:1.977kN/m2qE:作用在計算單元上的地震作用設(shè)計值:0.319(kN/m2)a:矩形分格短邊長度:900.0mmCs:結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)寬度:10.0mmσ1=(W+0.5×qE)×a/(2000×Cs)=(1.977+0.5×0.319)×900.000/(2000×10.000)=0.096N/mm2(2)在永久荷載作用下，結(jié)構(gòu)膠中產(chǎn)生的剪應(yīng)力:a:矩形玻璃板的短邊長度:900.0mmb:矩形玻璃板的長邊長度:1000.0mmBt_l:中空或夾層玻璃(雙層)內(nèi)側(cè)玻璃厚度6.0mmσ2=25.6×(Bt_l+Bt_w)×(a×b)/(2000×(a+b)×Cs)=0.007N/mm2(3)結(jié)構(gòu)膠中產(chǎn)生的總應(yīng)力:σ=(σ12+σ22)0.5=(0.0962+0.0072)0.5=0.096N/mm2≤0.2N/mm2結(jié)構(gòu)膠強(qiáng)度可以滿足要求！四、固定片（壓板）計算:Wfg_x:計算單元總寬為900.0mmHfg_y:計算單元總高為1000.0mmHyb1:壓板上部分高為250.0mmHyb2:壓板下部分高為250.0mmWyb:壓板長為30.0mmHyb:壓板寬為35.0mmByb:壓板厚為5.0mmDyb:壓板孔直徑為6.0mmWk:作用在玻璃幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為1.412(kN/m2)qEAk:垂直于玻璃幕墻平面的分布水平地震作用為0.246(kN/m2)(不包括立柱與橫梁傳來的地震作用)A:每個壓板承受作用面積(m2)A=(Wfg_x/1000/2)×(Hyb1+Hyb2)/1000/2=(0.9000/2)×(0.2500+0.2500)/2=0.1125(m2)Pwk:每個壓板承受風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(KN)Pwk=Wk×A=1.412×0.1125=0.159(KN)Pw:每個壓板承受風(fēng)荷載設(shè)計值(KN)Pw=1.4×Pwk=1.4×0.159=0.222(KN)Mw:每個壓板承受風(fēng)荷載產(chǎn)生的最大彎矩(KN.m)Mw=1.5×Pw×(Wyb/2)=1.5×0.222×(0.0300/2)=0.005(KN.m)Pek:每個壓板承受地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(KN)Pek=qEAK×A=0.246×0.1125=0.028(KN)Pe:每個壓板承受地震作用設(shè)計值(KN)Pe=1.3×Pek=1.3×0.028=0.036(KN)Me:每個壓板承受地震作用產(chǎn)生的最大彎矩(KN.m)Me=1.5×Pe×(Wyb/2)=1.5×0.036×(0.0300/2)=0.001(KN.m)采用Sw+0.5Se組合M:每個壓板承受的最大彎矩(KN.m)M=Mw+0.5×Me=0.005+0.5×0.001=0.005(KN.m)W:壓板截面抵抗矩(mm3)W=((Hyh-Dyb)×Byb2)/6=((35.0-6.0)×5.02)/6=120.8(mm3)I:壓板截面慣性矩(mm4)I=((Hyh-Dyb)×Byb3)/12=((35.0-6.0)×5.03)/12=302.1(mm4)σ=106×M/W=106×0.005/120.8=44.8(N/mm2)σ=44.8(N/mm2)≤84.2(N/mm2)強(qiáng)度滿足要求U:壓板變形(mm)U=1.5×1000×2×(Pwk+0.5×Pek)×Wyb3/(48×E×I)=1.5×1000×(0.159+0.5×0.028)×30.03)/(24×0.7×105×302.1)=0.007mmDu:壓板相對變形(mm)Du=U/L=U/(Wyb/2)=0.007/15.0=0.0005Du=0.0005≤1/180符合要求Nvbh:壓板螺栓(受拉)承載能力計算(N):D:壓板螺栓有效直徑為5.060(mm)Nvbh=(π×D2×170)/4=(3.1416×5.0602×170)/4=3418.5(N)Nvbh=3418.5≥2×(Pw+0.5×Pe)=480.7(N)滿足要求五、幕墻立柱計算:幕墻立柱按簡支梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計計算：1.荷載計算:(1)風(fēng)荷載均布線荷載設(shè)計值(矩形分布)計算qw:風(fēng)荷載均布線荷載設(shè)計值(kN/m)W:風(fēng)荷載設(shè)計值:1.977kN/m2B:幕墻分格寬:0.900mqw=W×B=1.977×0.900=1.779kN/m(2)地震荷載計算qEA:地震作用設(shè)計值(KN/m2):GAk:玻璃幕墻構(gòu)件(包括玻璃和框)的平均自重:500N/m2垂直于幕墻平面的均布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值:qEAk:垂直于幕墻平面的均布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)qEAk=5×αmax×GAk=5×0.160×500.000/1000=0.400kN/m2γE:幕墻地震作用分項系數(shù):1.3qEA=1.3×qEA=1.3×0.400=0.520kN/m2qE：水平地震作用均布線作用設(shè)計值(矩形分布)qE=qEA×B=0.520×0.900=0.468kN/m(3)立柱彎矩:立柱的受力如圖所示。Mw:風(fēng)荷載作用下立柱彎矩(kN.m)qw:風(fēng)荷載均布線荷載設(shè)計值:1.779(kN/m)Hsjcg:立柱計算跨度:1.800mMw=qw×Hsjcg2/8=1.779×1.8002/8=0.721kN·mME:地震作用下立柱彎矩(kN·m):ME=qE×Hsjcg2/8=0.468×1.8002/8=0.190kN·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=0.721+0.5×0.190=0.815kN·m2.選用立柱型材的截面特性:立柱型材號:XC1\AL10001選用的立柱材料牌號:6063T5型材強(qiáng)度設(shè)計值:抗拉、抗壓85.500N/mm2抗剪49.6N/mm2型材彈性模量:E=0.70×105N/mm2X軸慣性矩:Ix=92.945cm4Y軸慣性矩:Iy=22.345cm4立柱型材在彎矩作用方向凈截面抵抗矩:Wn=18.422cm3立柱型材凈截面積:An=7.704cm2立柱型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度:LT_x=6.000mm立柱型材計算剪應(yīng)力處以上(或下)截面對中和軸的面積矩:Ss=11.409cm3塑性發(fā)展系數(shù):γ=1.053.幕墻立柱的強(qiáng)度計算:校核依據(jù):N/An+M/(γ×Wn)≤ｆa=85.5N/mm2(拉彎構(gòu)件)B:幕墻分格寬:0.900mGAk:幕墻自重:500N/m2幕墻自重線荷載:Gk=500×B/1000=500×0.900/1000=0.450kN/mNk:立柱受力:Nk=Gk×L=0.450×1.800=0.810kNN:立柱受力設(shè)計值:rG:結(jié)構(gòu)自重分項系數(shù):1.2N=1.2×Nk=1.2×0.810=0.972kNσ:立柱計算強(qiáng)度(N/mm2)(立柱為拉彎構(gòu)件)N:立柱受力設(shè)計值:0.972kNAn:立柱型材凈截面面積:7.704cm2M:立柱彎矩:0.815kN·mWn:立柱在彎矩作用方向凈截面抵抗矩:18.422cm3γ:塑性發(fā)展系數(shù):1.05σ=N×10/An+M×103/(1.05×Wn)=0.972×10/7.704+0.815×103/(1.05×18.422)=43.411N/mm243.411N/mm2<ｆa=85.5N/mm2立柱強(qiáng)度可以滿足4.幕墻立柱的剛度計算:校核依據(jù):df≤L/180df:立柱最大撓度Du:立柱最大撓度與其所在支承跨度(支點間的距離)比值:L:立柱計算跨度:1.800mdf=5×qWk×Hsjcg4×1000/(384×0.7×Ix)=2.670mmDu=U/(L×1000)=2.670/(1.800×1000)=1/6741/674<1/180撓度可以滿足要求！5.立柱抗剪計算: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=1.412×1.800×0.900/2=1.144kN(2)Qw:風(fēng)荷載作用下剪力設(shè)計值(kN)Qw=1.4×Qwk=1.4×1.144=1.601kN(3)QEk:地震作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)QEk=qEAk×Hsjcg×B/2=0.400×1.800×0.900/2=0.324kN(4)QE:地震作用下剪力設(shè)計值(kN)QE=1.3×QEk=1.3×0.324=0.421kN(5)Q:立柱所受剪力:采用Qw+0.5QE組合Q=Qw+0.5×QE=1.601+0.5×0.421=1.812kN(6)立柱剪應(yīng)力:τ:立柱剪應(yīng)力:Ss:立柱型材計算剪應(yīng)力處以上(或下)截面對中和軸的面積矩:11.409cm3立柱型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度:LT_x=6.000mmIx:立柱型材截面慣性矩:92.945cm4τ=Q×Ss×100/(Ix×LT_x)=1.812×11.409×100/(92.945×6.000)=3.707N/mm2τ=3.707N/mm2<49.6N/mm2立柱抗剪強(qiáng)度可以滿足六、立柱與主結(jié)構(gòu)連接Lct2:連接處鋼角碼壁厚:6.0mmJy:連接處鋼角碼承壓強(qiáng)度:305.0N/mm2D2:連接螺栓公稱直徑:12.0mmD0:連接螺栓有效直徑:10.4mm選擇的立柱與主體結(jié)構(gòu)連接螺栓為:不銹鋼螺栓A3,A4組70級L_L:連接螺栓抗拉強(qiáng)度:320N/L_J:連接螺栓抗剪強(qiáng)度:245N/mm2采用SG+SW+0.5SE組合N1wk:連接處風(fēng)荷載總值(N):N1wk=Wk×B×Hsjcg×1000=1.412×0.900×1.800×1000=2287.4N連接處風(fēng)荷載設(shè)計值(N):N1w=1.4×N1wk=1.4×2287.4=3202.4NN1Ek:連接處地震作用(N):N1Ek=qEAk×B×Hsjcg×1000=0.400×0.900×1.800×1000=648.0NN1E:連接處地震作用設(shè)計值(N):N1E=1.3×N1Ek=1.3×648.0=842.4NN1:連接處水平總力(N):N1=N1w+0.5×N1E=3202.4+0.5×842.4=3623.6NN2:連接處自重總值設(shè)計值(N):N2k=500×B×Hsjcg=500×0.900×1.800=810.0NN2:連接處自重總值設(shè)計值(N):N2=1.2×N2k=1.2×810.0=972.0NN:連接處總合力(N):N=(N12+N22)0.5=(3623.6152+972.0002)0.5=3751.7NNvb:螺栓的受剪承載能力:Nv:螺栓受剪面數(shù)目:2Nvb=2×π×D02×L_J/4=2×3.14×10.3602×245/4=41284.3N立柱型材種類:6063T5Ncbl:用一顆螺栓時，立柱型材壁抗承壓能力(N):D2:連接螺栓直徑:12.000mmNv:連接處立柱承壓面數(shù)目:2t:立柱壁厚:3.0mmXC_y:立柱局部承壓強(qiáng)度:120.0N/mm2Ncbl=D2×t×2×XC_y=12.000×3.0×2×120.0=8640.0NNum1:立柱與建筑物主結(jié)構(gòu)連接的螺栓個數(shù):計算時應(yīng)取螺栓受剪承載力和立柱型材承壓承載力設(shè)計值中的較小者計算螺栓個數(shù)。螺栓的受剪承載能力Nvb=41284.3N大于立柱型材承壓承載力Ncbl=8640.0NNum1=N/Ncbl=3751.716/8640.000=0個取2個根據(jù)選擇的螺栓數(shù)目，計算螺栓的受剪承載能力Nvb=82568.7N根據(jù)選擇的螺栓數(shù)目，計算立柱型材承壓承載能力Ncbl=17280.0NNvb=82568.7N>3751.7NNcbl=17280.0N>3751.7N強(qiáng)度可以滿足角碼抗承壓能力計算:角碼材料牌號:Q235鋼(C級螺栓)Lct2:角碼壁厚:6.0mmJy:角碼承壓強(qiáng)度:305.000N/mm2Ncbg:鋼角碼型材壁抗承壓能力(N):Ncbg=D2×2×Jy×Lct2×Num1=12.000×2×305×6.000×2.000=87840.0N87840.0N>3751.7N強(qiáng)度可以滿足七、幕墻后錨固連接設(shè)計計算幕墻與主體結(jié)構(gòu)連接采用后錨固技術(shù)。本計算主要依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》JGJ145-2004。后錨固連接設(shè)計，應(yīng)根據(jù)被連接結(jié)構(gòu)類型、錨固連接受力性質(zhì)及錨栓類型的不同，對其破壞型態(tài)加以控制。本設(shè)計只考慮錨栓鋼材受拉或受剪破壞類型。并認(rèn)為錨栓是群錨錨栓。本工程錨栓受壓力和剪力V:剪力設(shè)計值:V=N1=3623.6NN:法向力設(shè)計值:N=N2=972.0NM:彎矩設(shè)計值(N·mm):e1:螺孔中心與錨板中心距離:80.0mme2:螺孔中心與錨板邊緣距離:50.0mmM=N×e1+V×e2=972.0×80.0+3623.6×50.0=258940.7N·m本設(shè)計的錨栓是在拉剪復(fù)合力的作用之下工作，所以拉剪復(fù)合受力下錨栓或植筋鋼材破壞時的承載力，應(yīng)按照下列公式計算：式中群錨中受力最大錨栓的拉力設(shè)計值；群錨中受力最大錨栓的剪力設(shè)計值；錨栓受拉承載力設(shè)計值；錨栓受剪承載力設(shè)計值；錨栓受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值；錨栓受剪承載力標(biāo)準(zhǔn)值；錨栓鋼材受拉破壞，錨固承載力分項系數(shù)；錨栓鋼材受剪破壞，錨固承載力分項系數(shù)。幕墻后錨固連接設(shè)計中的錨栓是在軸心拉力與彎矩共同作用下工作，彈性分析時，受力最大錨栓的拉力設(shè)計值應(yīng)按下列規(guī)定計算：當(dāng)時當(dāng)時式中彎矩設(shè)計值（N.m）；群錨中受力最大錨栓的拉力設(shè)計值；錨栓1及i至群錨形心軸的垂直距離（mm）；錨栓1及i至受壓一側(cè)最外排錨栓的垂直距離（mm）；軸力N作用點至受壓一側(cè)最外排錨栓的垂直距離（mm）。錨栓的分布如下圖所示：a錨栓間距=180.0(mm)；b錨栓間距=160.0(mm)；d錨栓桿、螺桿外螺紋公稱直徑及鋼筋直徑=12.0(mm)；γR錨固承載力分項系數(shù)；γRs,N錨栓鋼材受拉破壞，錨固承載力分項系數(shù)=1.40；γRs,V錨栓鋼材受剪破壞，錨固承載力分項系數(shù)=1.25；fstk錨栓抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(N)；NRk,s錨栓受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值(N)；NRd,s錨栓受拉承載力設(shè)計值(N)；VRk,s錨栓受剪承載力標(biāo)準(zhǔn)值(N)；VRd,s錨栓受剪承載力設(shè)計值(N)；L軸力N作用點至受壓一側(cè)最外排錨栓的距離=80.0(mm)；n群錨錨栓個數(shù)=4；N^hsd群錨中受力最大錨栓的拉力設(shè)計值(N)；八、幕墻預(yù)埋件焊縫計算根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017-2003公式7.1.1-1、7.1.1-2和7.1.1-3計算hf:角焊縫焊腳尺寸8.000mmL:角焊縫實際長度100.000mmhe:角焊縫的計算厚度=0.7hf=5.6mmLw:角焊縫的計算長度=L-2hf=84.0mmfhf:角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計值:160N/mm2βf:角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計值增大系數(shù)，取值為:1.22σm:彎矩引起的應(yīng)力σm=6×M/(2×he×lw2×βf)=16.114N/mm2σn:法向力引起的應(yīng)力σn=N/(2×he×Lw×βf)=0.847N/mm2τ:剪應(yīng)力τ=V/(2×Hf×Lw)=2.696N/mm2σ:總應(yīng)力σ=((σm+σn)2+τ2)0.5=17.174σ=17.174N/mm2≤fhf=160N/mm2焊縫強(qiáng)度可以滿足!九、幕墻橫梁計算幕墻橫梁計算簡圖如下圖所示：1.選用橫梁型材的截面特性:選用型材號:XC1\ALMQ028選用的橫梁材料牌號:6063T5橫梁型材抗剪強(qiáng)度設(shè)計值:49.600N/mm2橫梁型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計值:85.500N/mm2橫梁型材彈性模量:E=0.70×105N/mm2Mx橫梁繞截面X軸(平行于幕墻平面方向)的彎矩(N.mm)My橫梁繞截面Y軸(垂直于幕墻平面方向)的彎矩(N.mm)Wnx橫梁截面繞截面X軸(幕墻平面內(nèi)方向)的凈截面抵抗矩:Wnx=5.006cm3Wny橫梁截面繞截面Y軸(垂直于幕墻平面方向)的凈截面抵抗矩:Wny=9.071cm3型材截面積:A=6.284cm2γ塑性發(fā)展系數(shù)，可取1.052.幕墻橫梁的強(qiáng)度計算:校核依據(jù):Mx/γWnx+My/γWny≤f=85.5(1)橫梁在自重作用下的彎矩(kN·m)橫梁上分格高:1.000m橫梁下分格高:0.750mH橫梁受荷單元高(應(yīng)為上下分格高之和的一半):0.875ml橫梁跨度,l=900mmGAk:橫梁自重:400N/m2Gk:橫梁自重荷載線分布均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m):Gk=400×H/1000=400×0.875/1000=0.350kN/mG:橫梁自重荷載線分布均布荷載設(shè)計值(kN/m)G=1.2×Gk=1.2×0.350=0.420kN/mMy:橫梁在自重荷載作用下的彎矩(kN·m)My=G×B2/8=0.420×0.9002/8=0.043kN·m(2)橫梁在風(fēng)荷載作用下的彎矩(kN·m)風(fēng)荷載線分布最大集度標(biāo)準(zhǔn)值(梯形分布)qwk=Wk×H=1.412×0.875=1.236KN/m風(fēng)荷載線分布最大集度設(shè)計值qw=1.4×qwk=1.4×1.236=1.730kN/mMxw:橫梁在風(fēng)荷載作用下的彎矩(kN·m)Mxw=qw×B2×(3-H2/B2)/24=1.730×0.9002×(3-0.8752/0.9002)/24=0.120kN·m(3)地震作用下橫梁彎矩qEAk:橫梁平面外地震作用:βE:動力放大系數(shù):5αmax:地震影響系數(shù)最大值:0.160GAk:幕墻構(gòu)件自重:400N/m2qEAk=5×αmax×400/1000=5×0.160×400/1000=0.320kN/m2qex:水平地震作用最大集度標(biāo)準(zhǔn)值B:幕墻分格寬:0.900m水平地震作用最大集度標(biāo)準(zhǔn)值(梯形分布)qex=qEAk×H=0.320×0.875=0.280KN/mqE:水平地震作用最大集度設(shè)計值γE:地震作用分項系數(shù):1.3qE=1.3×qex=1.3×0.280=0.364kN/MxE:地震作用下橫梁彎矩:MxE=qE×B2×(3-H2/B2)/24=0.364×0.9002×(3-0.8752/0.9002)/24=0.025kN·m(4)橫梁強(qiáng)度:σ:橫梁計算強(qiáng)度(N/mm2):采用SG+SW+0.5SE組合Wnx:橫梁截面繞截面X軸的凈截面抵抗矩:5.006cm3Wny:橫梁截面繞截面Y軸的凈截面抵抗矩:9.071cm3γ:塑性發(fā)展系數(shù):1.05σ=103×My/(1.05×Wny)+103×Mxw/(1.05×Wnx)+0.5×103×MxE/(1.05×Wnx)=29.690N/mm229.690N/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)度計算:校核依據(jù):τx=Vy×Sx/(Ix×tx)≤49.6N/mm2校核依據(jù):τy=Vx×Sy/(Iy×ty)≤49.6N/mm2Vx橫梁水平方向(X軸)的剪力設(shè)計值N；Vy橫梁豎直方向(Y軸)的剪力設(shè)計值N；Sx橫梁截面計算剪應(yīng)力處以上(或下)截面對中性軸(X軸)的面積矩=4.360cm3；Sy橫梁截面計算剪應(yīng)力處左邊(或右邊)截面對中性軸(Y軸)的面積矩=5.932cm3；Ix橫梁繞截面X軸的毛截面慣性矩=18.132cm4；Iy橫梁繞截面y軸的毛截面慣性矩=25.598cm4；tx橫梁截面垂直于X軸腹板的截面總寬度=4.0mm；ty橫梁截面垂直于Y軸腹板的截面總寬度=4.0mm；f型材抗剪強(qiáng)度設(shè)計值=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:1.412kN/m2B:幕墻分格寬:0.900m風(fēng)荷載呈梯形分布時：Qwk=Wk×H×B×(1-H/B/2)/2=1.412×0.875×0.900×(1-0.875/(0.900×2))/2=0.286kN(2)Qw:風(fēng)荷載作用下橫梁剪力設(shè)計值(kN)Qw=1.4×Qwk=1.4×0.286=0.400kN(3)QEk:地震作用下橫