2.6.幕墻立柱計算

2.6.1.幕墻立柱基本計算參數(shù)

B:幕墻分格寬：1.500m

L:立柱計算跨度：4.000m

A:立柱從屬面積（ni-2）

A=BXL=1.500X4.000=6.000m-2

2.6.1.荷載計算:

心：作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2.277kN/nf2

W:作用在幕墻上的風(fēng)荷載設(shè)計值：3.188kN/m"2

Qk：幕墻所受垂直幕墻面的組合荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2.397kN/m-2

q：幕墻所受垂直幕墻面的組合荷載設(shè)計值：3.344kN/m-2

GAK：幕墻構(gòu)件（包括面板和龍骨）的平均自重標(biāo)準(zhǔn)值：0.600kN/m"2

G,1：幕墻構(gòu)件（包括面板和龍骨）的平均自重設(shè)計值：0.720kN/m*2

2.6.1.1.風(fēng)荷載計算：

久：作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m-2）

W:作用在幕墻上的風(fēng)荷載設(shè)計值（kN/m-2）

Wo:基本風(fēng)壓，按全國基本風(fēng)壓圖取為：0.85kN/m*2

;

Pg2陣風(fēng)系數(shù)，由GB50009-2001表7.5.1得1.58

匕：風(fēng)壓高度變化系數(shù)，由GB50009-2001表7.2.1得1.63

□si：風(fēng)荷載體型系數(shù)，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001（2006年版），取為:

1.0

口siao）=0-8X-⑴

=0.8X1.0=0.80

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按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001:

立柱從屬面積：1.Om"2<A=6.000m*2W10.Onf2,故

口si?=匕I⑴+[八1。。)-匕1。)]乂1。8人

=1.0+[0.80-1.0]XLog6.000=0.84

口si=0.84+0.2=1.04

丫3風(fēng)荷載作用分項系數(shù)：1.4

Wk=BgzX~X—“)XW°(GB50009-2001)

=1.58X1.63X1.0X0.85=2.277kN/m"2

W=YwXW,k

=1.4X2.277=3.188kN/m-2

2.6.1.2.自重荷載計算：

GAK：幕墻構(gòu)件(包括面板和龍骨)的平均自重標(biāo)準(zhǔn)值：0.600kN/m"2

G.v幕墻構(gòu)件(包括面板和龍骨)的平均自重設(shè)計值(kN/m-2)

YG：自重荷載作用分項系數(shù)：L2

G,A=丫G[XGAK.K

=1.2X0.600=0.720kN/nf2

2.6.1.3.地震荷載計算：

QEAK：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m~2)

QEA：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用設(shè)計值(kN/m~2)

B：動力放大系數(shù)，取5.0

a:水平地震影響系數(shù)最大值，本工程抗震設(shè)防烈度：7度，取0.08

YE：地震作用分項系數(shù)：L3

^AK=PXa><GAK

=5.0X0.08X0.600

=0.240kN/m'2

qEA=1.3X0.240=0.312kN/m'2

2.6.1.4.水平荷載組合計算：

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q”幕墻所受水平組合荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/nT2)

q：幕墻所受水平組合荷載設(shè)計值(kN/nT2)

荷載采用SW+0.5XSE組合：

qk=Wk+0,5XqEAk

=2.277+0.5X0.240=2.397kN/m-2

q=W+0.5XqEA

=3.188+0.5X0.312=3.344kN/m-2

2.6.2.立柱彎矩計算：

幕墻立柱按簡支梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計計算(拉彎構(gòu)件)：

qL：立柱所受水平組合荷載線分布最大荷載集度設(shè)計值(kN/m)

q.L=qXB

=3.344X1.500=5.016kN/m

M:水平組合荷載作用下立柱彎矩(kN.m)

2

M=qLXL/8

=5.016X4.000*2/8=10.033kN.m

2.6.3.選用立柱型材的截面特性：

此處立柱選用：6063-T5鋁立柱

f:型材強(qiáng)度設(shè)計值：90.0N/mm'2

E:型材彈性模量：70000N/mm'2

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L：x軸慣性矩：7389357mm"4

wjX軸抵抗矩：81356mm"3

A:型材截面積:2138mm"2

t:型材計算校核處壁厚：3.0mm

i：型材截面回轉(zhuǎn)半徑:58.8mm

Y：塑性發(fā)展系數(shù)：LOO

立柱最大撓度Umax,小于其計算跨度的1/180

2.6.4.幕墻立柱的強(qiáng)度計算:

校核依據(jù)：N/A+M/Y/WWf(JGJ102-20036.3.7)

N:立柱受力設(shè)計值

N=GAXBXL

=0.720X1.500X4.000=4.320kN

M:水平組合荷載作用下立柱彎矩：10.033kN.m

。:立柱計算強(qiáng)度(N/mm.2)

o=NX10"3/A+MX10_6/Y/wx

=4.320X10*3/2138+10.033X10*6/1.00/81356

=125.342N/mm"2

125.342N/mm'2>90.0N/mm'2

立柱強(qiáng)度不能滿足要求

2.6.5.幕墻立柱的穩(wěn)定性計算：

校核依據(jù)：N/w/A+M/[vXwX(1-0.8XN/NE)]Wf(JGJ102-20036.3.8-1)

N:立柱受力設(shè)計值：4.320X10*3=4320N

M:水平組合荷載作用下立柱彎矩：10.033kN.m

X：長細(xì)比：L/i=68.05

W：彎矩作用平面內(nèi)的軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)，由長細(xì)比查JGJ102-2003

表6.3.8得：0.77

庠：臨界軸壓力

埠=JT*2XEXA/1.1/X*2(JGJ102-20036.3.8-2)

=n"2X70000X2138/1.1/68.05~2

=290063N

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立柱穩(wěn)定性計算：

N/v/A+MX10*6/[YXwxX(1-0.8XN/NE)]

=4320/0.77/2138+10.033X10~6/[l.00X81356X(1-0.8X4320/290063)]

=127.448N/mnf2

127.448N/mm"2>90.0N/mm"2

立柱穩(wěn)定性不能滿足要求

2.6.6.幕墻立柱的剛度計算：

校核依據(jù)：Umax<L/180(JGJ102-20036.3.10-1)

L/180=4.000X1000/180=22.22mm

Q11ax:立柱最大撓度(mm)

L:立柱所受水平風(fēng)荷載線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)

WkTXB

=2.277X1.500=3.416kN/m

U皿=5XWkLX(LX1000)*4/(384XEXI)

=5X3.416X(4.000X1000)*4/(384X70000X7389357)

=22.01mm

22.01mm<22.22mm

立柱撓度可以滿足要求

2.7.幕墻立柱與主結(jié)構(gòu)連接

2.7.1.載荷計算：

X：連接處水平總力設(shè)計值(kN)

N=q,XL/2

=5.016X4.000/2=10.033kN

可：連接處自重總值設(shè)計值(kN)

NN=GA,XBXL

=0.720X1.500X4.000=4.320kN

N:連接處總合力設(shè)計值(kN)

N=(N；2+N/2)"0.5

=(10.033*2+4.320*2)*0.5=10.923kN

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2.7.2.連接螺栓計算：

f、,：不銹鋼螺栓連接的抗剪強(qiáng)度計算值：175.0N/mm-2

Nv：剪切面數(shù)：1

斗：螺栓公稱直徑：12mm

D。：螺栓有效直徑：10.360mm

D、一螺栓受剪承載能力計算：

Dv|i=N,XJTXD0'2Xf/4(GB50017-20037.2.1-1)

=1XnX10.360*2X175.0/4

=14752N

治“：螺栓個數(shù)：

Nm=NX10*3/Nbh

=10.923X10~3/14752=0.740

取2個

Nbl：連接部位立柱型材壁抗承壓能力計算：

f/：構(gòu)件承壓強(qiáng)度設(shè)計值：185.0N/mnT2

t:立柱型材校核處最小壁厚：3.0mm

N/D°XEtXf’bXN/OOO(GB50017-20037.2,1-3)

=10X3.0X185.0X2/1000

=11.500kN

11.500kN>10.923kN

強(qiáng)度可以滿足

Neb」：連接部位鋼角碼壁抗承壓能力計算：

fj：構(gòu)件承壓強(qiáng)度設(shè)計值：305.0N/mm"2

t:角碼校核處最小壁厚：5.0mm

b

Nb=D0XStXfXN/1000(GB50017-20037.2.1-3)

=1X10X5.0X305.0X2/1000

=31.599kN

31.599kN>10.923kN

強(qiáng)度可以滿足

2.7.3.連接角碼計算

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2.7.3.1.載荷計算：

N】k：連接處水平總力標(biāo)準(zhǔn)值:7.192kN

Mk：連接處自重總值標(biāo)準(zhǔn)值：3.600kN

M：連接處水平總力設(shè)計值：10.033kN

心：連接處自重總值設(shè)計值：4.320kN

2.7.3.2.選用連接角碼的截面特性：

此處連接角碼選用：Q235b冷成型鋼角碼

f：型材強(qiáng)度設(shè)計值：205.0N/mnf2

E:型材彈性模量：206000N/mnT2

Y：塑性發(fā)展系數(shù)：1.05

b:連接角碼寬：80mm

t:連接角碼厚：5mm

L:連接角碼計算長度：120mm

Nj連接角碼個數(shù)：2個

L：連接角碼自重方向截面慣性矩(mm'4)

I=NXtXb_3/12

xuni

=2X5X80*3/12=426667mm*4

Wx：連接角碼自重方向抵抗矩(mm'3)

w=N,XtXb-2/6

=2X5X80~2/6=10667mm*3

2.7.3.3.連接角碼強(qiáng)度計算：

校核依據(jù)：Mx/Y/wx+My/YWf

Mj自重荷載作用下角碼的彎矩(N.mm)

Mx=N2Xai><10"3110mm)

=4.320X110X10"3=475200N.mm

。：連接角碼計算強(qiáng)度(N/mm-2)

o=N1X10'3/(bXt)+M/Y/wx

=10.033X10-3/(80X5)+475200/1.05/10667

=67.511N/mm*2

67.511N/mm_2<205.0N/mm"2

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連接角碼強(qiáng)度可以滿足

2.7.3.4.連接角碼剛度計算：

校核依據(jù)：UmaxW2L/250

ar110mmbr10mm

m=1+1.54血

=1+1.5X10/110=1.136

Lx：角碼最大撓度

Ux=N2Xa*3Xm/(3XEXIx)

=3.600X110"3X1.136X10-3/(3X206000X426667)

=0.02mm

0.02mm<2X120/250=0.96mm

連接角碼撓度可以滿足要求

2.8.預(yù)埋件計算

2.8.1.荷載計算：

力：作用于預(yù)埋件的水平荷載設(shè)計值：10.033kN

P\：作用于預(yù)埋件的豎直荷載設(shè)計值：4.320kN

2.8.2.預(yù)埋件計算：

此處預(yù)埋件受拉力和剪力

M:彎矩設(shè)計值(N.mm)

e°：套通中心與錨板邊緣距離：150mm

M=PvXeo

=4.320X10*3X150=648000N.mm

N^：錨筋根數(shù)：4根

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錨筋層數(shù)：2層

(：錨筋層數(shù)影響系數(shù)：1.00

關(guān)于混凝土：混凝土標(biāo)號C30

混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值：fc=14.3N/mm"2

按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002采用。

選用HRB335級錨筋

錨筋強(qiáng)度設(shè)計值：fy=300.0N/mm'2

d：鋼筋直徑：612mm

K.：鋼筋受剪承載力系數(shù)：

K=(4-0.08Xd)X(fc/fy)"O.5(JGJ102-2003C.0.1-5)

=(4-0.08X12)X(14.3/300.0)~0.5=0.664

t:錨板厚度：10mm

仁錨板彎曲變形折減系數(shù)：

Kb=0.6+0.25Xt/d(JGJ102-2003C.0.1-6)

=0.6+0.25X10/12=0.808

Z:外層鋼筋中心線距離：100mm

As：錨筋實際總截面積：

A=N|nlXKXd-2/4

=4XnX12"2/4=452.389mm-2

錨筋總截面積計算值：

As,=(PvX10_3/Kr/K+PHX10-3/0.8/%+M/L3/K/K/Z)/fy

=93.967mm"2(JGJ102-2003C.0.1-1)

AS2=(PHX10*3/0.8/Kb+M/0.4/K/Kh/Z)/fy

=118.520mm'2(JGJ102-2003C.0.1-2)

最大錨筋總截面積計算值：118.520mm*2W452.389mn/2

4根612mm錨筋可以滿足要求

a:錨板寬度:250mm

b:錨板長度：200mm

A：錨板面積：

A=aXb

=250X200=50000.000nrnT2

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0.5XfcXA/1000

=0.5X14.3X50000.000/1000=357.500kN

p?=10.033kNW357.500kN

錨板尺寸可以滿足要求

1:受拉鋼筋實際錨固長度：250mm

a:錨筋的外形系數(shù)：0.14

混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值：ft=1.43N/mm'2

1”受拉鋼筋總錨固長度

la=aXdXfy/ft(JGJ102-2003C.0.5)

=0.14X12X300/1.43=352mm

1：：修正后鋼筋總錨固長度

11”公

=352X118.520/452.389=92mm

0.7Xla=0.7X352=247mm

15Xd=15X12=180mm

最小鋼筋總錨固長度：250mm

1=250mm2250mm

鋼筋錨固長度可以滿足要求

2.9.連接焊縫計算

2.9.1.荷載計算：

M：連接處總豎向力設(shè)計值：4.320kN

可：連接處總法向力設(shè)計值：10.033kN

M:連接處總彎矩:648000N.m

2.9.2.連接焊縫計算：

可：角焊縫連接的強(qiáng)度設(shè)計值：160N/mm-2

連接板用2條角焊縫，焊腳尺寸hf=6mm,

焊縫計算長度lw：

lw=a-2hf

=100-2X6=88mm

其中：a=100mm

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h0：角焊縫的計算厚度

he=0.7hf=0.7X6=4.2mm

Bf：正面角焊縫的強(qiáng)度增大系數(shù)，Pf=1.22

°J：彎矩引起的應(yīng)力

of*<=6XM/(2XheXl/2X6f)

=6X648000/(2X4.2X88"2X1.22)=48.992N/mm"2

。fN：法向力引起的應(yīng)力

ofN=N2X10-3/(2XheXLwXpf)

=10.033X10-3/(2X4.2X88X1.22)=11.125N/mm"2

T:剪應(yīng)力

T=N1Xl(/3/(2XHfXL*)

=4.320X10*3/(2X6X88)=4.091N/mm'2

。：總應(yīng)力

o=E(0fM+。J)~2+T、2「0.5

=[(48.992+11.125)~2+4.091*2]*0.5=60.256N/mm*2

60.256N/mnT2<160N/mm"2

焊縫強(qiáng)度可以滿足要求

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立柱

選用型材厚：3選用牌號：6063選用鋁合金狀態(tài):

型材的強(qiáng)度設(shè)計值（N/mm2）

鋁合金牌強(qiáng)度設(shè)計作選用型材強(qiáng)度試

狀態(tài)壁厚

號抗拉、抗壓抗剪局部承壓抗拉、抗壓抗剪

T4不區(qū)分905514000

6061

T5不區(qū)分20011520500

T5不區(qū)分90551259055

6063

T6不區(qū)分1508516000

W101357515000

T5

>101257014500

6063A

W101609017500

T6

>101508517000

一W1621512500

Q235R一16<d<4020512032500

一40Vd<6020011500

一1631018000

Q345R一一16Vd<3529517040000

一35VdW5026515500

Q235L一不區(qū)分20512031000

Q345L一不區(qū)分30017540000

不銹鋼不區(qū)分不區(qū)分180100一一00

9055

材料的彈性模量

1選用材料：鋁撓度限值：180

板材鋁鋼單層鋁板鋁塑復(fù)合板蜂窩鋁板

厚度

一——一461015

(mm)

E

700002060007000020000300003500027000

(N/mm2)

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70000000000

70000

軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)

長細(xì)比：68.05選用牌號:6063選用鋁1，金狀態(tài)：

Q235RQ235L

Q345RQ345L

Y20.0040.0060.0080.0090.00100.00

W0.9700.90.810.690.62000.5600

20.0020.0020.0010.010.00

八…-0.070-0.09-0.12-0.0700-0.0600

Q235

BankOnUU0000

between0.0000.0000.7620.0000.0000.000

Max.

Y20.0040.0060.0080.0090.00100.00

W0.9600.880.730.580.50000.4300

20.0020.0020.0010.010.00

-0.080-0.15-0.15-0.0800-0.0700

Q345o0

BankOnUU0000

between0.0000.0000.6700.0000.0000.000

Max.

Y20.0040.0060.0080.0090.00100.00

W0.9800.880.810.70.63000.5600

6063-T520.0020.0020.0010.010.00

-0.100-0.07-0.11-0.0700-0.0700

6061-T4BankOn000000

between0.0000.0000.7660.0000.0000.000

Max.

Y20.0040.0060.0080.0090.00100.00

6063-T6W0.9600.840.750.580.48000.3800

20.0020.0020.0010.010.00

6063A-T5-0.120-0.09-0.17-0.1000-0.1000

BankOn0()0000

6063A-T6between0.0000.0000.6820.0000.0000.000

Max.

Y20.0040.0060.0080.0090.00100.00

W0.9600.840.750.580.48000.3800

20.0020.0020.0010.010.00

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SANXINFACADEENGINEERINGCO.LTD.

-0.120-0.09-0.17-0.1000-0.1000

6061-T6

BankOn000000

between0.0000.0000.6820.0000.0000.000

Max.

0.76570

選用的軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)0.7657

立柱連接螺栓

選用螺栓：不銹鋼螺栓選用等級：50選用螺栓組別：A2

選用角碼構(gòu)件牌號：Q235b熱軋鋼選用立柱構(gòu)件牌號：6063-T5鋁選用角碼構(gòu)件厚：5

螺栓連接的強(qiáng)度設(shè)計值（N/mm2）

螺栓、錨栓

和構(gòu)件鋼材等級抗拉、抗

的牌號抗剪

壓Q235b熱軋鋼Q345b熱軋鋼Q390b熱軋鋼

4.6級170140305385400

4.8級170140305385400

普通螺栓

5.6級210190405510530

8.8級400320405510530

Q235鋼140一一一一一一

錨栓

Q345鋼180一一一一一

承壓型連接8.8級400250470590615

高強(qiáng)度螺栓

10.9級500310470590615

A150230175

A250230175

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A370320245

A470320245

A580370280

50230175

不銹鋼螺

Cl305385400

栓70320215

100460350

C380370280

50230175

C4

70320245

45210160

Fl

60275210

螺栓直徑

d=12

d3.004.005.006.007.008.0010

As5.038.7814.2020.1028.9036.6058

dO2.5313.3444.2525.0596.0666.8268.593

BankOn0000000

Max.d0=10.36

連接角碼

選用型材厚：5選用牌號：Q235L選用鋁合金狀態(tài):

型材的強(qiáng)度設(shè)計值（N/mm2）

鋁合金牌強(qiáng)度設(shè)計作選用型材強(qiáng)度試

狀態(tài)壁厚

抗拉、抗壓抗剪局部承壓抗拉、抗壓抗剪

T4不區(qū)分905514000

6061

T5不區(qū)分20011520500

T5不區(qū)分905512500

6063

T6不區(qū)分1508516000

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W101357515000

T5

>101257014500

6063A

W101609017500

T6

>101508517000

一W1621512500

Q235R一一16VdW4020512032500

一40VdW6020011500

一W1631018000

Q345R一16VdW3529517040000

一35Vd<5026515500

Q235L一不區(qū)分205120310205120

Q345L一不區(qū)分30017540000

不銹鋼不區(qū)分不區(qū)分180100一一00

205120

材料的彈性模量

##選用材料：鋼撓度限值：250

板材鋁鋼單層鋁板鋁塑復(fù)合板蜂窩鋁板

厚度

——————461015

(mm)

E

700002060007000020000300003500027000

(N/mm2)

020600000000

206000

悌縫

選用焊縫：角焊縫主桿構(gòu)件：Q235b熱軋鋼副桿構(gòu)件:

主桿構(gòu)件副桿構(gòu)件

Q235b熱軋鋼160160160

Q345b熱軋鋼20000

Q235b冷成型鋼14000

Q345b冷成型鋼19500

160160160

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T5選用材料:6063-T5鋁

________0

，計值

局部承壓

0

0

125

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

125

石材玻璃

20————

210008000072000

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000

T56063-T5

110120.00130.00140.00150.00200.00

0.490.440.390.350.310.12

10.0010.0010.0010.0010.0050.00

-0.0700-0.0500-0.05-0.04-0.04-0.19

0000000

0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.762

w=0.761722

110120.00130.00140.00150.00200.00

0.370.320.280.250.210.1

10.0010.0010.0010.0010.0010.00

-0.0600-0.0500-0.04-0.03-0.04-0.04

0000000

0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.670

w=0.669652

110120.00130.00140.00150.00

0.490.410.330.290.24

10.0010.0010.0010.0010.00

-0.0700-0.0800-0.08-0.04-0.05

000000

0.0000.0000.0000.0000.0000.766

0.765745

110120.00130.00140.00150.00

0.340.30.260.220.19

10.0010.0010.0010.0010.00

-0.0400-0.0400-0.04-0.04-0.03

000000

0.0000.0000.0000.0000.0000.682

0.681606

110120.00130.00140.00150.00

0.340.30.260.220.19

10.0010.0010.0010.0010.00

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-0.0400-0.0400-0.04-0.04-0.03

000000

0.0000.0000.0000.0000.0000.682

W=0.681606

選用立柱構(gòu)件厚：3

強(qiáng)度設(shè)計值

構(gòu)件承壓

Q235b冷成型鋼Q345b冷成型鋼6061-T4鋁6061-T6鋁6063-T5鋁6063-T6鋁6063A-T5鋁6063A-T5鋁6063A-T6鋁

290370

290370

一一一一

一一一一

一一一一

一一一一

一一

一一一

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210305185240220220255

290370

12.0014.0016.0018.0020.0022.0024.0027.0030.00

84.30115.00157.00192.00245.00303.00353.00459.00561.00

10.36012.10114.13915.63517.66219.64221.20024.17526.726

10.3600000000

選用材料：Q235b冷成型鋼

________Q235b冷成型

;計值

局部承壓

0

0

0

0

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0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

310

0

0

310

石材玻璃

20————

210008000072000

000

Q235b熱軋鋼

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深圳市三鑫幕墻工程有限公司

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選用型材強(qiáng)度設(shè)計值

抗拉、抗構(gòu)件承壓

抗剪

6063-T6鋁壓角碼構(gòu)件承壓立柱構(gòu)

000000

000000

000000

0000