年4月19日鋁單板幕墻工程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)范本文檔僅供參考鋁單板幕墻工程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)設(shè)計(jì):校對(duì):審核:批準(zhǔn):二〇一六年九月九日

目錄TOC\f\h\z\t"標(biāo)題2,1,標(biāo)題3,2"1計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料 11.1幕墻設(shè)計(jì)規(guī)范: 11.2建筑設(shè)計(jì)規(guī)范: 11.3鋁材規(guī)范: 11.4金屬板及石材規(guī)范: 21.5玻璃規(guī)范: 21.6鋼材規(guī)范: 21.7膠類(lèi)及密封材料規(guī)范: 31.8五金件規(guī)范: 31.9相關(guān)物理性能等級(jí)測(cè)試方法: 41.10<建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)>(第二版) 41.11土建圖紙: 42基本參數(shù) 42.1幕墻所在地區(qū) 42.2地面粗糙度分類(lèi)等級(jí) 42.3抗震設(shè)防 43幕墻承受荷載計(jì)算 53.1風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算方法 53.2計(jì)算支撐結(jié)構(gòu)時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 63.3計(jì)算面板材料時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 63.4垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 63.5平行于幕墻平面的集中水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 63.6作用效應(yīng)組合 74幕墻立柱計(jì)算 74.1立柱型材選材計(jì)算 84.2確定材料的截面參數(shù) 94.3選用立柱型材的截面特性 94.4立柱的抗彎強(qiáng)度計(jì)算 104.5立柱的撓度計(jì)算 104.6立柱的抗剪計(jì)算 105幕墻橫梁計(jì)算 115.1橫梁型材選材計(jì)算 125.2確定材料的截面參數(shù) 135.3選用橫梁型材的截面特性 145.4幕墻橫梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算 145.5橫梁的撓度計(jì)算 145.6橫梁的抗剪計(jì)算 156鋁單板的選用與校核 166.1鋁單板荷載計(jì)算 166.2B板的強(qiáng)度、撓度校核 167連接件計(jì)算 177.1橫梁與角碼間連接 187.2角碼與立柱連接 197.3立柱與主結(jié)構(gòu)連接 198幕墻埋件計(jì)算(定型化學(xué)錨栓) 218.1荷載值計(jì)算 218.2錨栓群中承受拉力最大錨栓的拉力計(jì)算 228.3群錨受剪內(nèi)力計(jì)算 238.4錨栓鋼材破壞時(shí)的受拉承載力計(jì)算 238.5基材混凝土的受拉承載力計(jì)算 238.6錨栓鋼材受剪破壞承載力計(jì)算 248.7基材混凝土受剪承載力計(jì)算 248.8拉剪復(fù)合受力情況下的混凝土承載力計(jì)算 259幕墻轉(zhuǎn)接件強(qiáng)度計(jì)算 269.1受力分析 269.2轉(zhuǎn)接件的強(qiáng)度計(jì)算 2610幕墻焊縫計(jì)算 2610.1受力分析 2610.2焊縫特性參數(shù)計(jì)算 2610.3焊縫校核計(jì)算 2711鋁單板幕墻幕墻膠類(lèi)及伸縮縫計(jì)算 2711.1立柱連接伸縮縫計(jì)算 2712幕墻板塊壓板計(jì)算 2812.1壓板的彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算 2812.2壓板的應(yīng)力計(jì)算 2812.3螺栓抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算 2913附錄常見(jiàn)材料的力學(xué)及其它物理性能 30鋁單板幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)計(jì)算引用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及資料幕墻設(shè)計(jì)規(guī)范:<鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范>GB50429-<玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范>JGJ102-<建筑瓷板裝飾工程技術(shù)規(guī)程>CECS101:98<建筑幕墻>GB/T21086-<金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范>JGJ133-<小單元建筑幕墻>JG/T216-<建筑幕墻工程技術(shù)規(guī)范>DGJ08-56-建筑設(shè)計(jì)規(guī)范:<地震震級(jí)的規(guī)定>GB/T17740-1999<鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范>GB50017-<高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程>JGJ3-<高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范>GB50045-95()<高處作業(yè)吊藍(lán)>GB19155-<工程抗震術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)>JGJ/T97-<工程網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)規(guī)程>JGJ/T121-99<混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程>JGJ145-<混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范>GB50367-<混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范>GB50010-<混凝土用膨脹型、擴(kuò)孔型建筑錨栓>JG160-<建筑材料放射性核素限量>GB6566-<建筑防火封堵應(yīng)用技術(shù)規(guī)程>CECS154:<建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程>JGJ81-<建筑工程抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)>GB50223-<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>GB50009-<建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)>GB50068-<建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范>GB50011-<建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范>GB50016-<建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范>GB50057-<冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范>GB50018-<民用建筑設(shè)計(jì)通則>GB50352-<擦窗機(jī)>GB19154-<鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范>GB50661-<鋼結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范>GB50755-鋁材規(guī)范:<變形鋁及鋁合金化學(xué)成份>GB/T3190-<建筑用隔熱鋁合金型材>JG175-<建筑用鋁型材、鋁板氟碳涂層>JG/T133-<鋁合金建筑型材第1部分基材>GB5237.1-<鋁合金建筑型材第2部分陽(yáng)極氧化、著色型材>GB5237.2-<鋁合金建筑型材第3部分電泳涂漆型材>GB5237.3-<鋁合金建筑型材第4部分粉末噴涂型材>GB5237.4-<鋁合金建筑型材第5部分氟碳漆噴涂型材>GB5237.5-<鋁合金建筑型材第6部分隔熱型材>GB5237.6-<鋁及鋁合金彩色涂層板、帶材>YS/T431-<鋁型材截面幾何參數(shù)算法及計(jì)算機(jī)程序要求>YS/T437-<有色電泳涂漆鋁合金建筑型材>YS/T459-<變形鋁和鋁合金牌號(hào)表示方法>GB/T16474-金屬板及石材規(guī)范:<干掛飾面石材及其金屬掛件>JC830.1、2-<建筑裝飾用微晶玻璃>JC/T872-<建筑幕墻用瓷板>JG/T217-<建筑裝飾用搪瓷鋼板>JG/T234-<微晶玻璃陶瓷復(fù)合磚>JC/T994-<超薄天然石材復(fù)合板>JC/T1049-<鋁幕墻板板基>YS/T429.1-<鋁幕墻板第2部分:有機(jī)聚合物噴涂鋁單板>YS/T429.2-<建筑幕墻用鋁塑復(fù)合板>GB/T17748-<建筑幕墻用陶板>JG/T324-<建筑裝飾用石材蜂窩復(fù)合板>JG/T328-<建筑幕墻用氟碳鋁單板制品>JG331-<纖維增強(qiáng)水泥外墻裝飾掛板>JC/T2085-<建筑用泡沫鋁板>JG/T359-<金屬裝飾保溫板>JG/T360-<外墻保溫用錨栓>JG/T366-<聚碳酸酯(PC)中空板>JG/T116-<聚碳酸酯(PC)實(shí)心板>JG/T347-<鋁塑復(fù)合板用鋁帶>YS/T432-<天然板石>GB/T18600-<天然大理石荒料>JC/T202-<天然大理石建筑板材>GB/T19766-<天然花崗石荒料>JC/T204-<天然花崗石建筑板材>GB/T18601-<天然石材統(tǒng)一編號(hào)>GB/T17670-<天然飾面石材術(shù)語(yǔ)>GB/T13890-玻璃規(guī)范:<鍍膜玻璃第1部分:陽(yáng)光控制鍍膜玻璃>GB/T18915.1-<鍍膜玻璃第2部分:低輻射鍍膜玻璃>GB/T18915.2-<防彈玻璃>GB17840-1999<平板玻璃>GB11614-<建筑用安全玻璃第3部分:夾層玻璃>GB15763.3-<建筑用安全玻璃第2部分:鋼化玻璃>GB15763.2-<建筑用安全玻璃防火玻璃>GB15763.1-<半鋼化玻璃>GB/T17841-<熱彎玻璃>JC/T915-<壓花玻璃>JC/T511-<中空玻璃>GB/T11944-鋼材規(guī)范:<建筑結(jié)構(gòu)用冷彎矩形鋼管>JG/T178-<不銹鋼棒>GB/T1220-<不銹鋼冷加工鋼棒>GB/T4226-<不銹鋼冷軋鋼板及鋼帶>GB/T3280-<不銹鋼熱軋鋼板及鋼帶>GB/T4237-<不銹鋼小直徑無(wú)縫鋼管>GB/T3090-<彩色涂層鋼板和鋼帶>GB/T12754-<低合金鋼焊條>GB/T5118-<低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼>GB/T1591-<建筑幕墻用鋼索壓管接頭>JG/T201-<耐候結(jié)構(gòu)鋼>GB/T4171-<高碳鉻不銹鋼絲>YB/T096—1997<合金結(jié)構(gòu)鋼>GB/T3077-1999<金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術(shù)要求>GB/T13912-<冷拔異形鋼管>GB/T3094-<碳鋼焊條>GB/T5117-<碳素結(jié)構(gòu)鋼>GB/T700-<碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼板及鋼帶>GB/T912-<碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板及鋼帶>GB/T3274-<優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼>GB/T699-1999膠類(lèi)及密封材料規(guī)范:<丙烯酸酯建筑密封膏>JC484-<幕墻玻璃接縫用密封膠>JC/T882-<彩色涂層鋼板用建筑密封膠>JC/T884-<丁基橡膠防水密封膠粘帶>JC/T942-<干掛石材幕墻用環(huán)氧膠粘劑>JC887-<工業(yè)用橡膠板>GB/T5574-<混凝土建筑接縫用密封膠>JC/T881-<建筑窗用彈性密封劑>JC485-<建筑密封材料試驗(yàn)方法>GB/T13477.1～20-<建筑用防霉密封膠>JC/T885-<建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠>GB16776-<建筑用巖棉、礦渣棉絕熱制品>GB/T19686-<建筑用硬質(zhì)塑料隔熱條>JG/T174-<建筑裝飾用天然石材防護(hù)劑>JC/T973-<聚氨酯建筑密封膠>JC/T482-<聚硫建筑密封膠>JC/T483-<絕熱用巖棉、礦棉及其制品>GB/T11835-<硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測(cè)定>GB/T529-<石材用建筑密封膠>JC/T883-<橡膠袖珍硬度計(jì)壓入硬度試驗(yàn)方法>GB/T531-1999<修補(bǔ)用天然橡膠膠粘劑>HG/T3318-<中空玻璃用彈性密封膠>JC/T486-<中空玻璃用丁基熱熔密封膠>JC/T914-<建筑表面用有機(jī)硅防水劑>JC/T902-<鋼結(jié)構(gòu)防火涂料>GB14907-五金件規(guī)范:<封閉型沉頭抽芯鉚釘>GB/T12616-<封閉型平圓頭抽芯鉚釘>GB/T12615-<緊固件螺栓和螺釘通孔>GB/T5277-1985<緊固件公差螺栓、螺釘、螺柱和螺母>GB/T3103.1-<緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺母>GB/T3098.15-<緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺栓、螺釘、螺柱>GB/T3098.6-<緊固件機(jī)械性能抽芯鉚釘>GB/T3098.19-<緊固件機(jī)械性能螺母、粗牙螺紋>GB/T3098.2-<緊固件機(jī)械性能螺母、細(xì)牙螺紋>GB/T3098.4-<緊固件機(jī)械性能螺栓、螺釘和螺柱>GB/T3098.1-<緊固件機(jī)械性能自攻螺釘>GB/T3098.5-<緊固件術(shù)語(yǔ)盲鉚釘>GB/T3099.2-<螺紋緊固件應(yīng)力截面積和承載面積>GB/T16823.1-1997<十字槽盤(pán)頭螺釘>GB/T818-<銅合金鑄件>GB/T13819-1992<鋅合金壓鑄件>GB/T13821-<鋁合金壓鑄件>GB/T15114-<鑄件尺寸公差與機(jī)械加工余量>GB/T6414-1999<電動(dòng)采光排煙窗>JG189-相關(guān)物理性能等級(jí)測(cè)試方法:<玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)>JGJ/T139-<玻璃幕墻光學(xué)性能>GB/T18091-<彩色涂層鋼板和鋼帶試驗(yàn)方法>GB/T13448-<鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范>GB50205-<混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范>GB50204-()<建筑防水材料老化試驗(yàn)方法>GB/T18244-<建筑幕墻氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測(cè)方法>GB/T15227-<建筑幕墻抗震性能振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)方法>GB/T18575-<建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測(cè)方法>GB/T18250-<建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范>GB50210-<金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法>GB/T228-<建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)>(第二版)土建圖紙:基本參數(shù)幕墻所在地區(qū)淮安地區(qū);地面粗糙度分類(lèi)等級(jí)幕墻屬于外圍護(hù)構(gòu)件,按<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>(GB50009-)A類(lèi):指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū);B類(lèi):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(lèi):指有密集建筑群的城市市區(qū);D類(lèi):指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū);依照上面分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn),本工程按B類(lèi)地形考慮?？拐鹪O(shè)防按<建筑工程抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)>,建筑工程應(yīng)分為以下四個(gè)抗震設(shè)防類(lèi)別:1.特殊設(shè)防類(lèi):指使用上有特殊設(shè)施,涉及國(guó)家公共安全的重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害等特別重大災(zāi)害后果,需要進(jìn)行特殊設(shè)防的建筑,簡(jiǎn)稱(chēng)甲類(lèi);2.重點(diǎn)設(shè)防類(lèi):指地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的生命線相關(guān)建筑,以及地震時(shí)可能導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害后果,需要提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的建筑,簡(jiǎn)稱(chēng)乙類(lèi);3.標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(lèi):指大量的除1、2、4款以外按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)防的建筑,簡(jiǎn)稱(chēng)丙類(lèi);4.適度設(shè)防類(lèi):指使用上人員稀少且震損不致產(chǎn)生次生災(zāi)害,允許在一定條件下適度降低要求的建筑,簡(jiǎn)稱(chēng)丁類(lèi);在圍護(hù)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)計(jì)算中:1.特殊設(shè)防類(lèi),應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求加強(qiáng)其抗震措施,同時(shí),應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評(píng)價(jià)的結(jié)果且高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求確定其地震作用;2.重點(diǎn)設(shè)防類(lèi),應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的要求加強(qiáng)其抗震措施,同時(shí),應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用;3.標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(lèi),應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用;4.適度設(shè)防類(lèi),應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用;根據(jù)國(guó)家規(guī)范<建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范>GB50011-,淮安地區(qū)地震基本烈度為:7度,地震動(dòng)峰值加速度為0.1g,由于本工程是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(lèi),因此實(shí)際抗震計(jì)算中的水平地震影響系數(shù)最大值應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度選取,也就是取:αmax=0.08;幕墻承受荷載計(jì)算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算方法幕墻屬于外圍護(hù)構(gòu)件,按<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>(GB50009-)計(jì)算:wk=βgzμs1μzw0……8.1.1-2[GB50009-]上式中:wk:作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa);z:計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高:22.4m;βgz:高度z處的陣風(fēng)系數(shù);根據(jù)不同場(chǎng)地類(lèi)型,按以下公式計(jì)算:βgz=1+2gI10(z/10)-α……條文說(shuō)明部分8.6.1[GB50009-]其中A、B、C、D四類(lèi)地貌類(lèi)別截?cái)喔叨确謩e為:5m、10m、15m、30m;A、B、C、D四類(lèi)地貌類(lèi)別梯度高度分別為:300m、350m、450m、550m;也就是:對(duì)A類(lèi)場(chǎng)地:當(dāng)z>300m時(shí),取z=300m,當(dāng)z<5m時(shí),取z=5m;對(duì)B類(lèi)場(chǎng)地:當(dāng)z>350m時(shí),取z=350m,當(dāng)z<10m時(shí),取z=10m;對(duì)C類(lèi)場(chǎng)地:當(dāng)z>450m時(shí),取z=450m,當(dāng)z<15m時(shí),取z=15m;對(duì)D類(lèi)場(chǎng)地:當(dāng)z>550m時(shí),取z=550m,當(dāng)z<30m時(shí),取z=30m;g:峰值因子,取2.5;I10:10m高名義湍流度,對(duì)應(yīng)A、B、C、D地面粗糙度,可分別取0.12、0.14、0.23和0.39;α:地面粗糙度指數(shù),對(duì)應(yīng)A、B、C、D地面粗糙度,可分別取0.12、0.15、0.22和0.30;對(duì)于B類(lèi)地形,22.4m高度處的陣風(fēng)系數(shù)為:βgz=1+2×2.5×0.14×(22.4/10)-0.15=1.6202μz:風(fēng)壓高度變化系數(shù);根據(jù)不同場(chǎng)地類(lèi)型,按<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>條文說(shuō)明部分8.2.1提供的公式計(jì)算:A類(lèi)場(chǎng)地:μzA=1.284×(z/10)0.24B類(lèi)場(chǎng)地:μzB=1.000×(z/10)0.30C類(lèi)場(chǎng)地:μzC=0.544×(z/10)0.44D類(lèi)場(chǎng)地:μzD=0.262×(z/10)0.60公式中的截?cái)喔叨群吞荻雀叨扰c計(jì)算陣風(fēng)系數(shù)時(shí)相同,也就是:對(duì)A類(lèi)場(chǎng)地:當(dāng)z>300m時(shí),取z=300m,當(dāng)z<5m時(shí),取z=5m;對(duì)B類(lèi)場(chǎng)地:當(dāng)z>350m時(shí),取z=350m,當(dāng)z<10m時(shí),取z=10m;對(duì)C類(lèi)場(chǎng)地:當(dāng)z>450m時(shí),取z=450m,當(dāng)z<15m時(shí),取z=15m;對(duì)D類(lèi)場(chǎng)地:當(dāng)z>550m時(shí),取z=550m,當(dāng)z<30m時(shí),取z=30m;對(duì)于B類(lèi)地形,22.4m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù):μz=1.000×(22.4/10)0.30=1.2737μs1:局部風(fēng)壓體型系數(shù);按<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>GB50009-第8.3.3條:計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其連接的風(fēng)荷載時(shí),可按下列規(guī)定采用局部體型系數(shù)μs1:1封閉矩形平面房屋的墻面及屋面可按表8.3.3-1的規(guī)定采用;2檐口、雨篷、遮陽(yáng)板、邊棱處的裝飾條等突出構(gòu)件,取-2.0;3其它房屋和構(gòu)筑物可按本規(guī)范第8.3.1條規(guī)定體型系數(shù)的1.25倍取值。本計(jì)算點(diǎn)為墻面大面位置,按如上說(shuō)明,查表得:μs1(1)=1按<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>GB50009-第8.3.4條:計(jì)算非直接承受風(fēng)荷載的圍護(hù)構(gòu)件風(fēng)荷載時(shí),局部體型系數(shù)可按構(gòu)件的從屬面積折減,折減系數(shù)按下列規(guī)定采用:1當(dāng)從屬面積不大于1m2時(shí),折減系數(shù)取1.0;2當(dāng)從屬面積大于或等于25m2時(shí),對(duì)墻面折減系數(shù)取0.8,對(duì)局部體型系數(shù)絕對(duì)值大于1.0的屋面區(qū)域折減系數(shù)取0.6,對(duì)其它屋面區(qū)域折減系數(shù)取1.0;3當(dāng)從屬面積大于1m2且小于25m2時(shí),墻面和絕對(duì)值大于1.0的屋面局部體型系數(shù)可采用對(duì)數(shù)插值,即按下式計(jì)算局部體型系數(shù):μs1(A)=μs1(1)+[μs1(25)-μs1(1)]logA/1.4……8.3.4[GB50009-]其中:μs1(25)=0.8μs1(1)=0.8×1=0.8計(jì)算支撐結(jié)構(gòu)時(shí)的構(gòu)件從屬面積:A=2.1×2.6=5.46m2當(dāng)A>25時(shí)取a=25,當(dāng)A小于1時(shí)取A=1;LogA=0.737則:μs1(A)=μs1(1)+[μs1(25)-μs1(1)]logA/1.4=1+[0.8-1]×0.737/1.4=0.895按<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>GB50009-第8.3.5條:計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載時(shí),建筑物內(nèi)部壓力的局部體型系數(shù)可按下列規(guī)定采用:1封閉式建筑物,按其外表面風(fēng)壓的正負(fù)情況取-0.2或0.2;2僅一面墻有主導(dǎo)洞口的建筑物:-當(dāng)開(kāi)洞率大于0.02且小于或等于0.10時(shí),取0.4μs1;-當(dāng)開(kāi)洞率大于0.10且小于或等于0.30時(shí),取0.6μs1;-當(dāng)開(kāi)洞率大于0.30時(shí),取0.8μs1;3其它情況,應(yīng)按開(kāi)放式建筑物的μs1取值;注:1:主導(dǎo)洞口的開(kāi)洞率是指單個(gè)主導(dǎo)洞口與該墻面全部面積之比;2:μs1應(yīng)取主導(dǎo)洞口對(duì)應(yīng)位置的值;本計(jì)算中建筑物內(nèi)部壓力的局部體型系數(shù)為0.2(封閉式建筑內(nèi)表面);因此,計(jì)算非直接承受風(fēng)荷載的支撐結(jié)構(gòu)時(shí)的局部風(fēng)壓體型系數(shù)為:μs1=0.895+0.2=1.095而對(duì)直接承受風(fēng)壓的面板結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),其局部風(fēng)壓體型系數(shù)為:μs1=1+0.2=1.2w0:基本風(fēng)壓值(MPa),根據(jù)現(xiàn)行<建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范>GB50009-附表E.5中數(shù)值采用,但不小于0.3KN/m2,按重現(xiàn)期50年,淮安地區(qū)取0.0004MPa;計(jì)算支撐結(jié)構(gòu)時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk=βgzμzμs1w0=1.6202×1.2737×1.095×0.0004=0.000904MPa因?yàn)閣k<0.001MPa,因此按JGJ102-,取wk=0.001MPa。計(jì)算面板材料時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk=βgzμzμs1w0=1.6202×1.2737×1.2×0.0004=0.000991MPa因?yàn)閣k<0.001MPa,因此按JGJ102-,取wk=0.001MPa。垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值qEk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-]qEk:垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa);βE:動(dòng)力放大系數(shù),取5.0;αmax:水平地震影響系數(shù)最大值,取0.08;Gk:幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N);A:幕墻構(gòu)件的面積(mm2);平行于幕墻平面的集中水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值PEk=βEαmaxGk……5.3.5[JGJ102-]PEk:平行于幕墻平面的集中水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(N);βE:動(dòng)力放大系數(shù),取5.0;αmax:水平地震影響系數(shù)最大值,取0.08;Gk:幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N);按照J(rèn)GJ102規(guī)范5.4節(jié)條文說(shuō)明部分的規(guī)定,對(duì)于豎向幕墻和與水平面夾角大于75度、小于90度的斜玻璃幕墻,可不考慮豎向地震作用效應(yīng)的計(jì)算和組合。作用效應(yīng)組合荷載和作用效應(yīng)按下式進(jìn)行組合:S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……5.4.1[JGJ102-]上式中:S:作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值;SGk:重力荷載作為永久荷載產(chǎn)生的效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值;Swk、SEk:分別為風(fēng)荷載,地震作用作為可變荷載產(chǎn)生的效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值;γG、γw、γE:各效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù);ψw、ψE:分別為風(fēng)荷載,地震作用效應(yīng)的組合系數(shù)。上面的γG、γw、γE為分項(xiàng)系數(shù),按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-]規(guī)定如下:進(jìn)行幕墻構(gòu)件強(qiáng)度、連接件和預(yù)埋件承載力計(jì)算時(shí):重力荷載:γG:1.2;風(fēng)荷載:γw:1.4;地震作用:γE:1.3;進(jìn)行撓度計(jì)算時(shí);重力荷載:γG:1.0;風(fēng)荷載:γw:1.0;地震作用:可不做組合考慮;上式中,風(fēng)荷載的組合系數(shù)ψw為1.0;地震作用的組合系數(shù)ψE為0.5;幕墻立柱計(jì)算基本參數(shù):1:計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高:22.4m;2:力學(xué)模型:簡(jiǎn)支梁;3:立柱跨度:L=2600mm;4:立柱左分格寬:2100mm;立柱右分格寬:2100mm;5:立柱計(jì)算間距:B=2100mm;6:板塊配置:鋁單板;7:立柱材質(zhì):Q235;8:安裝方式:偏心受拉;本處幕墻立柱按簡(jiǎn)支梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,受力模型如下:立柱型材選材計(jì)算(1)風(fēng)荷載作用的線荷載集度(按矩形分布):qwk:風(fēng)荷載線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm);wk:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa);B:幕墻立柱計(jì)算間距(mm);qwk=wkB=0.001×2100=2.1N/mmqw:風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm);qw=1.4qwk=1.4×2.1=2.94N/mm(2)水平地震作用線荷載集度(按矩形分布):qEAk:垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(MPa);βE:動(dòng)力放大系數(shù),取5.0;αmax:水平地震影響系數(shù)最大值,取0.08;Gk:幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N),(含面板和框架);A:幕墻構(gòu)件的面積(mm2);qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-]=5.0×0.08×0.0004=0.00016MPaqEk:水平地震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm);B:幕墻立柱計(jì)算間距(mm);qEk=qEAkB=0.00016×2100=0.336N/mmqE:水平地震作用線荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm);qE=1.3qEk=1.3×0.336=0.437N/mm(3)幕墻受荷載集度組合:用于強(qiáng)度計(jì)算時(shí),采用Sw+0.5SE設(shè)計(jì)值組合:……5.4.1[JGJ102-]q=qw+0.5qE=2.94+0.5×0.437=3.158N/mm用于撓度計(jì)算時(shí),采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值:……5.4.1[JGJ102-]qk=qwk=2.1N/mm(4)立柱在組合荷載作用下的彎矩設(shè)計(jì)值:Mx:彎矩組合設(shè)計(jì)值(N·mm);Mw:風(fēng)荷載作用下立柱產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm);ME:地震作用下立柱產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm);L:立柱跨度(mm);采用Sw+0.5SE組合:Mw=qwL2/8ME=qEL2/8Mx=Mw+0.5ME=qL2/8=3.158×26002/8=2668510N·mm確定材料的截面參數(shù)(1)立柱抵抗矩預(yù)選值計(jì)算:Wnx:立柱凈截面抵抗矩預(yù)選值(mm3);Mx:彎矩組合設(shè)計(jì)值(N·mm);γ:塑性發(fā)展系數(shù):對(duì)于冷彎薄壁型鋼龍骨,按<冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范>GB50018-,取1.00;對(duì)于熱軋型鋼龍骨,按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05;對(duì)于鋁合金龍骨,按最新<鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范>GB50429-,取1.00; fs:型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa),對(duì)Q235取205MPa;Wnx=Mx/γfs=2668510/1/205=13017.122mm3(2)立柱慣性矩預(yù)選值計(jì)算:qk:風(fēng)荷載線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm);E:型材的彈性模量(MPa),對(duì)Q235取206000MPa;Ixmin:材料需滿足的繞X軸最小慣性矩(mm4);L:計(jì)算跨度(mm);df,lim:按規(guī)范要求,立柱的撓度限值(mm);df,lim=5qkL4/384EIxminL/250=2600/250=10.4mm按[5.1.1.2]<建筑幕墻>GB/T21086-的規(guī)定,對(duì)于構(gòu)件式玻璃幕墻或單元幕墻(其它形式幕墻或外圍護(hù)結(jié)構(gòu)無(wú)絕對(duì)撓度限制):當(dāng)跨距≤4500mm時(shí),絕對(duì)撓度不應(yīng)該大于20mm;當(dāng)跨距＞4500mm時(shí),絕對(duì)撓度不應(yīng)該大于30mm;對(duì)本例取:df,lim=10.4mmIxmin=5qkL4/384Edf,lim=5×2.1×26004/384/206000/10.4=583244.842mm4選用立柱型材的截面特性按上一項(xiàng)計(jì)算結(jié)果選用型材號(hào):鋼管80×60×4型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:fs=205MPa型材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:τs=120MPa型材彈性模量:E=206000MPa繞X軸慣性矩:Ix=942600mm4繞Y軸慣性矩:Iy=596400mm4繞X軸凈截面抵抗矩:Wnx1=23560mm3繞X軸凈截面抵抗矩:Wnx2=23560mm3型材凈截面面積:An=1056mm2型材線密度:γg=0.082896N/mm型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度:t=8mm型材受力面對(duì)中性軸的面積矩:Sx=14300mm3塑性發(fā)展系數(shù):γ=1立柱的抗彎強(qiáng)度計(jì)算(1)立柱軸向拉力設(shè)計(jì)值:Nk:立柱軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值(N);qGAk:幕墻單位面積的自重標(biāo)準(zhǔn)值(MPa);A:立柱單元的面積(mm2);B:幕墻立柱計(jì)算間距(mm);L:立柱跨度(mm);Nk=qGAkA=qGAkBL=0.0004×2100×2600=2184NN:立柱軸向拉力設(shè)計(jì)值(N);N=1.2Nk=1.2×2184=2620.8N(2)抗彎強(qiáng)度校核:按簡(jiǎn)支梁(受拉)立柱抗彎強(qiáng)度公式,應(yīng)滿足:N/An+Mx/γWnx≤fs……6.3.7[JGJ102-]上式中:N:立柱軸力設(shè)計(jì)值(N);Mx:立柱彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm);An:立柱凈截面面積(mm2);Wnx:在彎矩作用方向的凈截面抵抗矩(mm3);γx:塑性發(fā)展系數(shù):對(duì)于冷彎薄壁型鋼龍骨,按<冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范>GB50018-,取1.00;對(duì)于熱軋型鋼龍骨,按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05;對(duì)于鋁合金龍骨,按最新<鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范>GB50429-,取1.00;fs:型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,取205MPa;則:N/An+Mx/γWnx=2620.8/1056+2668510/1/23560=115.746MPa≤205MPa立柱抗彎強(qiáng)度滿足要求。立柱的撓度計(jì)算因?yàn)閼T性矩預(yù)選是根據(jù)撓度限值計(jì)算的,因此只要選擇的立柱慣性矩大于預(yù)選值,撓度就滿足要求:實(shí)際選用的型材慣性矩為:Ix=942600mm4預(yù)選值為:Ixmin=583244.842mm4實(shí)際撓度計(jì)算值為:df=5qkL4/384EIx=5×2.1×26004/384/206000/942600=6.435mm而df,lim=10.4mm因此,立柱撓度滿足規(guī)范要求。立柱的抗剪計(jì)算校核依據(jù):τmax≤τs=120MPa(立柱的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值)(1)Vwk:風(fēng)荷載作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(N):Vwk=wkBL/2=0.001×2100×2600/2=2730N(2)Vw:風(fēng)荷載作用下剪力設(shè)計(jì)值(N):Vw=1.4Vwk=1.4×2730=3822N(3)VEk:地震作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(N):VEk=qEAkBL/2=0.00016×2100×2600/2=436.8N(4)VE:地震作用下剪力設(shè)計(jì)值(N):VE=1.3VEk=1.3×436.8=567.84N(5)V:立柱所受剪力設(shè)計(jì)值組合:采用Vw+0.5VE組合:V=Vw+0.5VE=3822+0.5×567.84=4105.92N(6)立柱剪應(yīng)力校核:τmax:立柱最大剪應(yīng)力(MPa);V:立柱所受剪力(N);Sx:立柱型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(mm3);Ix:立柱型材截面慣性矩(mm4);t:型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度(mm);τmax=VSx/Ixt=4105.92×14300/942600/8=7.786MPa7.786MPa≤120MPa立柱抗剪強(qiáng)度滿足要求!幕墻橫梁計(jì)算基本參數(shù):1:計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高:22.4m;2:橫梁跨度:B=2100mm;3:橫梁上分格高:1138mm;橫梁下分格高:1138mm;4:橫梁計(jì)算間距:H=1138mm;5:力學(xué)模型:梯形荷載簡(jiǎn)支梁;6:板塊配置:鋁單板;7:橫梁材質(zhì):Q235;因?yàn)锽>H,因此本處幕墻橫梁按梯形荷載簡(jiǎn)支梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,受力模型如下:橫梁型材選材計(jì)算(1)橫梁在風(fēng)荷載作用下的線荷載集度(按梯形分布):qwk:風(fēng)荷載線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm);wk:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa);H:幕墻橫梁計(jì)算間距(mm);qwk=wkH=0.001×1138=1.138N/mmqw:風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm);qw=1.4qwk=1.4×1.138=1.593N/mm(2)垂直于幕墻平面的分布水平地震作用的線荷載集度(按梯形分布):qEAk:垂直于幕墻平面的分布水平地震作用(MPa);βE:動(dòng)力放大系數(shù),取5.0;αmax:水平地震影響系數(shù)最大值,取0.08;Gk:幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N),(主要指面板組件);A:幕墻平面面積(mm2);qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-]=5.0×0.08×0.0003=0.00012MPaqEk:橫梁受水平地震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm);H:幕墻橫梁計(jì)算間距(mm);qEk=qEAkH=0.00012×1138=0.137N/mmqE:橫梁受水平地震作用線荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm);qE=1.3qEk=1.3×0.137=0.178N/mm(3)幕墻橫梁受荷載集度組合:用于強(qiáng)度計(jì)算時(shí),采用Sw+0.5SE組合設(shè)計(jì)值:……5.4.1[JGJ102-]q=qw+0.5qE=1.593+0.5×0.178=1.682N/mm用于撓度計(jì)算時(shí),采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值:……5.4.1[JGJ102-]qk=qwk=1.138N/mm(4)橫梁在風(fēng)荷載及地震組合作用下的彎矩值(按梯形分布):My:橫梁受風(fēng)荷載及地震作用彎矩組合設(shè)計(jì)值(N·mm);Mw:風(fēng)荷載作用下橫梁產(chǎn)生的彎矩(N·mm);ME:地震作用下橫梁產(chǎn)生的彎矩(N·mm);B:橫梁跨度(mm);H:幕墻橫梁計(jì)算間距(mm);采用Sw+0.5SE組合:……5.4.1[JGJ102-]Mw=qwB2(3-(H/B)2)/24ME=qEB2(3-(H/B)2)/24My=Mw+0.5ME=qB2(3-(H/B)2)/24=1.682×21002×(3-(1138/2100)2)/24=836441.5N·mm(5)橫梁在自重荷載作用下的彎矩值(按矩形分布):Gk:橫梁自重線荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm);H1:橫梁自重荷載作用高度(mm),對(duì)掛式結(jié)構(gòu)取橫梁下分格高,對(duì)非掛式結(jié)構(gòu)取橫梁上分格高;Gk=0.0003×H1=0.0003×1138=0.341N/mmG:橫梁自重線荷載設(shè)計(jì)值(N/mm);G=1.2Gk=1.2×0.341=0.409N/mmMx:橫梁在自重荷載作用下的彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm);B:橫梁跨度(mm);Mx=GB2/8=0.409×21002/8=225461.25N·mm確定材料的截面參數(shù)(1)橫梁抵抗矩預(yù)選:Wnx:繞X方向橫梁凈截面抵抗矩預(yù)選值(mm3);Wny:繞Y方向橫梁凈截面抵抗矩預(yù)選值(mm3);Mx:橫梁在自重荷載作用下的彎矩(N·mm);My:風(fēng)荷載及地震作用彎矩組合值(N·mm);γx,γy:塑性發(fā)展系數(shù):對(duì)于冷彎薄壁型鋼龍骨,按<冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范>GB50018-,取1.00;對(duì)于熱軋型鋼龍骨,按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05;對(duì)于鋁合金龍骨,按最新<鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范>GB50429-,均取1.00;fs:型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa),對(duì)Q235取215;按下面公式計(jì)算:Wnx=Mx/γxfs=225461.25/1.05/215=998.721mm3Wny=My/γyfs=836441.5/1.05/215=3705.167mm3(2)橫梁慣性矩預(yù)選:df1,lim:按規(guī)范要求,橫梁在水平力標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度限值(mm);df2,lim:按規(guī)范要求,橫梁在自重力標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度限值(mm);B:橫梁跨度(mm);按相關(guān)規(guī)范,鋼材橫梁的相對(duì)撓度不應(yīng)大于L/250,鋁材橫梁的相對(duì)撓度不應(yīng)大于L/180;<建筑幕墻>GB/T21086-還有如下規(guī)定:按[5.1.1.2],對(duì)于構(gòu)件式玻璃幕墻或單元幕墻(其它形式幕墻或外圍護(hù)結(jié)構(gòu)無(wú)絕對(duì)撓度限制):當(dāng)跨距≤4500mm時(shí),絕對(duì)撓度不應(yīng)該大于20mm;當(dāng)跨距＞4500mm時(shí),絕對(duì)撓度不應(yīng)該大于30mm;按[5.1.9,b],自重標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙炔粦?yīng)超過(guò)其跨度的1/500,而且不應(yīng)大于3mm;B/250=2100/250=8.4mmB/500=2100/500=4.2mm對(duì)本例取:df1,lim=8.4mmdf2,lim=3mmqk:風(fēng)荷載作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm);E:型材的彈性模量(MPa),對(duì)Q235取206000MPa;Iymin:繞Y軸最小慣性矩(mm4);B:橫梁跨度(mm);df1,lim=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240EIymin……(受風(fēng)荷載與地震作用的撓度計(jì)算)Iymin=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240Edf1,lim=1.138×21004(25/8-5(1138/2/2100)2+2(1138/2/2100)4)/240/206000/8.4=147549.642mm4Gk:橫梁自重線荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm);Ixmin:繞X軸最小慣性矩(mm4);df2,lim=5GkB4/384EIxmin……(自重作用下產(chǎn)生的撓度計(jì)算)Ixmin=5GkB4/384Edf2,lim=5×0.341×21004/384/206000/3=139727.492mm4 選用橫梁型材的截面特性按照上面的預(yù)選結(jié)果選取型材:選用型材號(hào):鋼管60×40×3型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:215MPa型材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值:125MPa型材彈性模量:E=206000MPa繞X軸慣性矩:Ix=208500mm4繞Y軸慣性矩:Iy=208500mm4繞X軸凈截面抵抗矩:Wnx1=8340mm3繞X軸凈截面抵抗矩:Wnx2=8340mm3繞Y軸凈截面抵抗矩:Wny1=8340mm3繞Y軸凈截面抵抗矩:Wny2=8340mm3型材凈截面面積:An=564mm2型材線密度:γg=0.044274N/mm橫梁與立柱連接時(shí)角片與橫梁連接處橫梁壁厚:t=3mm橫梁截面垂直于X軸腹板的截面總寬度:tx=6mm橫梁截面垂直于Y軸腹板的截面總寬度:ty=6mm型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(繞X軸):Sx=4980mm3型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(繞Y軸):Sy=4980mm3塑性發(fā)展系數(shù):γx=γy=1.05幕墻橫梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算按橫梁強(qiáng)度計(jì)算公式,應(yīng)滿足:Mx/γxWnx+My/γyWny≤fs……6.2.4[JGJ102-]上式中:Mx:橫梁繞X軸方向(幕墻平面內(nèi)方向)的彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm);My:橫梁繞Y軸方向(垂直于幕墻平面方向)的彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm); Wnx:橫梁繞X軸方向(幕墻平面內(nèi)方向)的凈截面抵抗矩(mm3);Wny:橫梁繞Y軸方向(垂直于幕墻平面方向)的凈截面抵抗矩(mm3);γx、γy:對(duì)于冷彎薄壁型鋼龍骨,按<冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范>GB50018-,取1.00;對(duì)于熱軋型鋼龍骨,按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05;對(duì)于鋁合金龍骨,按最新<鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范>GB50429-,均取1.00; fs:型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,取215MPa。采用SG+Sw+0.5SE組合,則:Mx/γxWnx+My/γyWny=225461.25/1.05/8340+836441.5/1.05/8340=121.263MPa≤215MPa橫梁抗彎強(qiáng)度滿足要求。橫梁的撓度計(jì)算因?yàn)閼T性矩預(yù)選是根據(jù)撓度限值計(jì)算的,因此只要選擇的橫梁慣性矩大于預(yù)選值,撓度就滿足要求:實(shí)際選用的型材慣性矩為:Ix=208500mm4Iy=208500mm4預(yù)選值為:Ixmin=139727.492mm4Iymin=147549.642mm4橫梁撓度的實(shí)際計(jì)算值如下:df1=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240EIy=1.138×21004(25/8-5(1138/2/2100)2+2(1138/2/2100)4)/240/206000/208500=5.944mmdf2=5GkB4/384EIx=5×0.341×21004/384/206000/208500=2.01mmdf1,lim=8.4mmdf2,lim=3mm因此,橫梁撓度滿足規(guī)范要求。橫梁的抗剪計(jì)算校核依據(jù):τmax≤τs=125MPa(型材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值)(1)Vwk:風(fēng)荷載作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(N);Vwk=qwkB(1-H/2B)/2=1.138×2100(1-1138/2/2100)/2=871.139N(2)Vw:風(fēng)荷載作用下剪力設(shè)計(jì)值(N);Vw=1.4Vwk=1.4×871.139=1219.595N(3)VEk:地震作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(N);VEk=qEkB(1-H/2B)/2=0.137×2100(1-1138/2/2100)/2=104.874N(4)VE:地震作用下剪力設(shè)計(jì)值(N);VE=1.3VEk=1.3×104.874=136.336N(5)Vx:水平總剪力(N);采用Vw+0.5VE組合Vx=Vw+0.5VE=1219.595+0.5×136.336=1287.763N(6)Vy:垂直總剪力(N):Vy=1.2×0.0003×BH1/2=1.2×0.0003×2100×1138/2=430.164N(7)橫梁剪應(yīng)力校核:τx:橫梁水平方向剪應(yīng)力(MPa);Vx:橫梁水平總剪力(N);Sy:橫梁型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(mm3)(繞Y軸);Iy:橫梁型材截面慣性矩(mm4);ty:橫梁截面垂直于Y軸腹板的截面總寬度(mm);τx=VxSy/Iyty……6.2.5[JGJ102-]=1287.763×4980/208500/6=5.126MPa5.126MPa≤125MPaτy:橫梁垂直方向剪應(yīng)力(N);Vy:橫梁垂直總剪力(N);Sx:橫梁型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(mm3)(繞X軸);Ix:橫梁型材截面慣性矩(mm4);tx:橫梁截面垂直于X軸腹板的截面總寬度(mm);τy=VySx/Ixtx……6.2.5[JGJ102-]=430.164×4980/208500/6=1.712MPa1.712MPa≤125MPa橫梁抗剪強(qiáng)度能滿足!鋁單板的選用與校核基本參數(shù):1:板塊分格尺寸:a×b=1138mm×2100mm;2:鋁單板厚度:t=4mm;模型簡(jiǎn)圖為:鋁單板荷載計(jì)算(1)板塊自重:GAk:板塊單位面積自重(MPa);GAk=0.000081MPa(2)垂直于幕墻平面的分布水平地震作用:qEAk:垂直于幕墻平面的分布水平地震作用(MPa);βE:動(dòng)力放大系數(shù),取5.0;αmax:水平地震影響系數(shù)最大值,取0.08;GAk:鋁單板單位面積自重(MPa);qEAk=βEαmaxGAk……5.3.4[JGJ102-]=5.0×0.08×0.000081=0.000032MPa(3)作用在板塊上的風(fēng)荷載及地震作用荷載組合:用于強(qiáng)度計(jì)算時(shí),采用Sw+0.5SE設(shè)計(jì)值組合:……5.4.1[JGJ102-]q=1.4wk+0.5×1.3qEAk=1.4×0.001+0.5×1.3×0.000032=0.001421MPaSw+0.5SE標(biāo)準(zhǔn)值組合:qk=wk+0.5qEAk=0.001+0.5×0.000032=0.001016MPa用于撓度計(jì)算時(shí),采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值:……5.4.1[JGJ102-]wk=0.001MPaB板的強(qiáng)度、撓度校核Lx=1050mm,Ly=1138mm(1)強(qiáng)度校核:校核依據(jù):σ=6mqa2η/t2≤f……5.4.3[JGJ133-]上式中:σ:板塊在組合荷載作用下的板中最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值(MPa);m:彎矩系數(shù),按邊長(zhǎng)比a/b查表,m=0.0903;q:作用在幕墻上的荷載組合設(shè)計(jì)值(MPa);a:板分格的短邊邊長(zhǎng)(mm);b:板分格的長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm);η:板塊的折減系數(shù);t:板的厚度(mm);f:鋁單板抗彎強(qiáng)度(MPa);首先按下面公式計(jì)算θ值:θ=qka4/Et4……5.4.3-3[JGJ133-]其中:θ:計(jì)算參數(shù);qk:作用在板塊上的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值(MPa);a:分格短邊長(zhǎng)度(mm);E:鋁單板的彈性模量(MPa);t:鋁單板的厚度(mm);θ=qka4/Et4=0.001016×10504/70000/34=217.805按系數(shù)θ,查表5.4.3[JGJ133-],η=0.48576;σ=6mqa2η/t2……5.4.3[JGJ133-]=6×0.0903×0.001421×10502×0.48576/32=45.813MPa45.813MPa≤f=47MPa(鋁單板)強(qiáng)度滿足要求!(2)撓度校核:校核依據(jù):df=ημwka4/D≤df,lim……6.1.3-2[JGJ102-]上面公式中:df:鋁單板撓度計(jì)算值(mm);η:鋁單板撓度的折減系數(shù),按θ=wka4/Et4查表,為0.4885;μ:鋁單板撓度系數(shù),按邊長(zhǎng)比a/b查表,得μ=0.00319;wk:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)a:短邊尺寸(mm);D:彎曲剛度(N·mm);df,lim:許用撓度,取短邊長(zhǎng)的1/60,為17.5mm;其中:D=Et3/(12(1-υ2))……6.1.3-1[JGJ102-]上式中:E:鋁單板的彈性模量(MPa);t:鋁單板的厚度(mm);υ:鋁單板材料泊松比,為0.3;D=Et3/(12(1-υ2))=70000×33/(12×(1-0.32))=173076.923N·mmdf=ημwka4/D=0.4885×0.00319×0.001×10504/173076.923=10.944mm10.944mm≤df,lim=17.5mm(鋁單板)撓度滿足要求!連接件計(jì)算基本參數(shù):1:計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高:22.4m;2:立柱計(jì)算間距:B1=2100mm;3:橫梁計(jì)算分格尺寸:寬×高=B×H=2100mm×1138mm;4:幕墻立柱跨度:L=2600mm;5:板塊配置:鋁單板;6:龍骨材質(zhì):立柱為:Q235;橫梁為:Q235;7:立柱與主體連接鋼角碼壁厚:6mm;8:立柱與主體連接螺栓公稱(chēng)直徑:10mm;9:立柱與橫梁連接處鋼角碼厚度:5mm;10:橫梁與角碼連接螺栓公稱(chēng)直徑:5mm;11:立柱與角碼連接螺栓公稱(chēng)直徑:5mm;12:立柱受力模型:單跨簡(jiǎn)支;13:連接形式:立柱與主體:螺栓連接橫梁與立柱:螺栓連接;因?yàn)锽>H,因此本處幕墻橫梁按梯形荷載模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算:橫梁與角碼間連接(1)風(fēng)荷載作用下橫梁剪力設(shè)計(jì)值(按梯形分布):Vw=1.4wkHB(1-H/2B)/2=1.4×0.001×1138×2100×(1-1138/2/2100)/2=1219.595N(2)地震作用下橫梁剪力標(biāo)準(zhǔn)值(按梯形分布):VEk=βEαmaxGk/A×HB(1-H/2B)/2=5.0×0.08×0.0003×1138×2100×(1-1138/2/2100)/2=104.537N(3)地震作用下橫梁剪力設(shè)計(jì)值:VE=1.3VEk=1.3×104.537=135.898N(4)連接部位總剪力N1:采用Sw+0.5SE組合:N1=Vw+0.5VE=1219.595+0.5×135.898=1287.544N(5)連接螺栓計(jì)算:Nv1b:螺栓受剪承載能力設(shè)計(jì)值(N);nv1:剪切面數(shù):取1;d:螺栓桿直徑:5mm;fv1b:螺栓連接的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,對(duì)奧氏體不銹鋼(A50)取175MPa;Nv1b=nv1πd2fv1b/4=1×3.14×52×175/4=3434.375NNnum1:螺栓個(gè)數(shù):Nnum1=N1/Nv1b=1287.544/3434.375=0.375個(gè)實(shí)際取2個(gè)(6)連接部位橫梁型材壁承壓能力計(jì)算:Nc1:連接部位幕墻橫梁型材壁承壓能力設(shè)計(jì)值(N);Nnum1:橫梁與角碼連接螺栓數(shù)量:2個(gè);d:螺栓公稱(chēng)直徑:5mm;t1:連接部位橫梁壁厚:3mm;fc1:型材承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,對(duì)Q235取305MPa;Nc1=Nnum1dt1fc1=2×5×3×305=9150N9150N≥1287.544N強(qiáng)度能夠滿足!角碼與立柱連接(1)自重荷載計(jì)算:N2k:自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N):B:橫梁寬度(mm);Hg:橫梁受自重荷載分格高(mm);N2k=0.0003×B×Hg/2=0.0003×2100×1138/2=358.47NN2:自重荷載(N):N2=1.2×N2k=1.2×358.47=430.164N(2)連接處組合荷載N:采用SG+Sw+0.5SEN=(N12+N22)0.5=(1287.5442+430.1642)0.5=1357.502N(3)連接處螺栓強(qiáng)度計(jì)算:Nv2b:螺栓受剪承載能力設(shè)計(jì)值(N);nv2:剪切面數(shù):取1;d:螺栓桿直徑:5mm;fv2b:螺栓連接的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,對(duì)奧氏體不銹鋼(A50)取175MPa;Nv2b=nv2πd2fv2b/4=1×3.14×52×175/4=3434.375NNnum2:螺栓個(gè)數(shù):Nnum2=N/Nv2b=1357.502/3434.375=0.395個(gè)實(shí)際取2個(gè)(4)連接部位立柱型材壁承壓能力計(jì)算:Nc2:連接部位幕墻立柱型材壁承壓能力設(shè)計(jì)值(N);t2:連接部位立柱壁厚:4mm;fc2:型材的承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,對(duì)Q235取290MPa;d:螺栓公稱(chēng)直徑:5mm;Nnum2:連接處螺栓個(gè)數(shù);Nc2=Nnum2dt2fc2=2×5×4×290=11600N11600N≥1357.502N強(qiáng)度能夠滿足!(5)連接部位鋼角碼壁承壓能力計(jì)算:Nc3:連接部位鋼角碼壁承壓能力設(shè)計(jì)值(N);Nnum2:連接處螺栓個(gè)數(shù);d:螺栓公稱(chēng)直徑:5mm;t3:角碼壁厚:5mm;fc3:型材的承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,對(duì)Q235取305MPa;Nc3=Nnum2dt3fc3=2×5×5×305=15250N15250N≥1357.502N強(qiáng)度能夠滿足!立柱與主結(jié)構(gòu)連接(1)連接處風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算:Nwk:連接處風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N);B1:立柱計(jì)算間距(mm);L:立柱跨度(mm);Nwk=wkB1L=0.001×2100×2600=5460NNw:連接處風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(N):Nw=1.4Nwk=1.4×5460=7644N(2)連接處地震作用設(shè)計(jì)值:NEk:連接處地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(N);B1:立柱計(jì)算間距(mm);L:立柱跨度(mm);NEk=βEαmaxGk/A×B1L=5×0.08×0.0004×2100×2600=873.6NNE:連接處地震作用設(shè)計(jì)值(N):NE=1.3NEk=1.3×873.6=1135.68N(3)連接處水平剪切總力:N1:連接處水平總力(N):采用Sw+0.5SE組合N1=Nw+0.5NE=7644+0.5×1135.68=8211.84N(4)連接處重力總力:NGk:連接處自重總值標(biāo)準(zhǔn)值(N);B1:立柱計(jì)算間距(mm);L:立柱跨度(mm);NGk=0.0004×B1L=0.0004×2100×2600=2184NNG:連接處自重總值設(shè)計(jì)值(N):NG=1.2NGk=1.2×2184=2620.8N(5)連接處總剪力:N:連接處總合力(N):N=(N12+NG2)0.5=(8211.842+2620.82)0.5=8619.914N(6)螺栓承載力計(jì)算:Nv3b:螺栓受剪承載能力設(shè)計(jì)值(N);nv3:剪切面數(shù):取2;d:螺栓桿直徑:10mm;fv3b:螺栓連接的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,對(duì)奧氏體不銹鋼(A50)取175MPa;Nv3b=nv3πd2fv3b/4=2×3.14×102×175/4=27475NNnum3:螺栓個(gè)數(shù):Nnum3=N/Nv3b=8619.914/27475=0.314個(gè)實(shí)際取2個(gè)(7)立柱型材壁承壓能力計(jì)算:Nc4:立柱型材壁承壓能力(N);nv3:剪切面數(shù):取2;Nnum3:連接處螺栓個(gè)數(shù);d:螺栓公稱(chēng)直徑:10mm;t2:連接部位立柱壁厚:4mm;fc4:型材的承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,對(duì)Q23