明框玻璃幕墻立柱計算

1、明框玻璃幕墻明框玻璃幕墻設(shè)計計算書設(shè)計計算書設(shè)計：校核：審核：批準：目 錄1 計算引用的規(guī)范、標準及資料. 11.1 幕墻設(shè)計規(guī)范：.11.2 建筑設(shè)計規(guī)范：.11.3 玻璃規(guī)范：.21.4 鋁材規(guī)范：.21.5 鋼材規(guī)范：.31.6 門窗及五金件規(guī)范：.31.7 膠類及密封材料規(guī)范：. 51.8 相關(guān)物理性能等級測試方法：. 51.9 實用建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊. 61.10 土建圖紙.62 基本參數(shù).62.1 工程概況.62.2 地面粗糙程度分類：.62.3 抗震烈度：.63 玻璃幕墻承受荷載計算.63.1 玻璃幕墻承受的水平風荷載計算：. 63.1.1 水平風荷載標準值計算：. 63.1.

2、2 水平風荷載設(shè)計值計算：. 83.2 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用計算：.83.2.1 垂直于玻璃平面的分布水平地震標準值計算：.83.2.2 垂直于玻璃平面的分布水平地震設(shè)計值計算：.83.3 作用效用組合：.84 幕墻立柱計算.94.1 立柱荷載計算：.104.2 立柱的內(nèi)力計算：.114.3 選用的立柱材料的截面特性：. 124.4 立柱的截面校核：.134.4.1 立柱的荷載分配：. 134.4.2 立柱的抗彎強度校核：. 134.4.3 立柱的抗剪強度校核：. 144.4.4 立柱的撓度校核：. 146 玻璃面板計算.156.1 基本參數(shù)：.156.2 風荷載標準值計算.166

3、.3 玻璃面板強度及撓度校核. 166.2.1 外片玻璃的強度及撓度校核.176.2.2 內(nèi)片玻璃的強度及撓度校核.207 連接計算.227.1 角碼與立柱的連接：.227.1.1 連接處螺栓強度計算：. 227.1.2 角碼壁抗承壓能力計算：. 227.2 立柱與主體的連接：.237.2.1 連接處螺栓強度計算：. 237.2.2 鋼角碼壁抗承壓能力計算：.237.2.3 立柱型材抗承壓能力計算：.24玻璃幕墻設(shè)計計算書玻璃幕墻設(shè)計計算書1 計算引用的規(guī)范、標準及資料計算引用的規(guī)范、標準及資料1.1 幕墻設(shè)計規(guī)范：幕墻設(shè)計規(guī)范：鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50429-2007玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范J

4、GJ102-2003點支式玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)程CECS127-2001點支式玻璃幕墻支撐裝置JG138-2001吊掛式玻璃幕墻支撐裝置JG139-2001建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JGJ113-2003建筑幕墻GB/T21086-20071.21.2 建筑設(shè)計規(guī)范：建筑設(shè)計規(guī)范：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003鋼結(jié)構(gòu)防火涂料GB14907-2002高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范JGJ99-98高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ3-2002高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50045-95(2005 年版)高處作業(yè)吊籃GB19155-2003地震震級的規(guī)定GB/17740-1999工程抗震術(shù)語標準JGJ/T

5、97-95建筑工程抗震設(shè)防分類標準GB50223-2004建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001(2006 年版)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準GB50068-2001建筑抗震設(shè)防分類標準GB50223- 004建筑抗震設(shè)計規(guī)范GB50011-2001公共建筑節(jié)能標準GB50189-2005混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程JGJ145-2004混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2002混凝土用膨脹型、擴孔型建筑錨栓JG160-2004既有居住建筑節(jié)能改造技術(shù)規(guī)程JGJ129-2004建筑表面用有機硅防水劑JC/T902-2002建筑防火封堵應(yīng)用技術(shù)規(guī)程CECS154：2003建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程J

6、GJ81-2002建筑隔聲評價標準GB/T50121-2005建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50016-2006冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50018-2002民用建筑隔聲設(shè)計規(guī)范GBJ118-88民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范GB50176-93夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準JGJ134-2001夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準JGJ175-2003民用建筑設(shè)計通則GB50352-20051.31.3 玻璃規(guī)范：玻璃規(guī)范：鍍膜玻璃GB/T18915.1-2002防彈玻璃GB17840-1999浮法玻璃GB11614-1999夾層玻璃GB/T9962-1999建筑用安全玻璃 第 2 部分：鋼化玻璃GB15763

7、.2-2005建筑用安全玻璃 防火玻璃GB15763.1-2001幕墻用鋼化玻璃與半鋼化玻璃GB17841-1999普通平板玻璃GB4871-1995熱彎玻璃JC/T915-2003壓花玻璃JC/T511-2002中空玻璃GB/T11944-2002著色玻璃GB/T18701-20021.41.4 鋁材規(guī)范：鋁材規(guī)范：變形鋁及鋁合金化學(xué)成份GB/T3190-1996建筑用隔熱鋁合金型材-穿條式JG/T175-2005建筑用鋁型材、鋁板氟碳涂層JGJ133-2000鋁合金建筑型材第 1 部分基材GB5237.1-2004鋁合金建筑型材第 2 部分陽極氧化、著色型材GB5237.2-2004鋁合金

8、建筑型材第 3 部分電池涂漆型材GB5237.3-2004鋁合金建筑型材第 4 部分粉末噴涂型材GB5237.4-2004鋁合金建筑型材第 5 部分氟碳噴涂型材GB5237.5-2004鋁合金建筑型材第 6 部分隔熱型材GB5237.6-2004鋁及鋁合金金彩色涂層板、帶材YS/T431-2000一般工業(yè)用鋁板及鋁合金板、帶材GB/T3880.13-2006鋁型材截面幾何參數(shù)算法及計算機程序要求YS/T437-2000有色電泳涂漆鋁合金建筑型材YS/T459-20031.51.5 鋼材規(guī)范：鋼材規(guī)范：建筑結(jié)構(gòu)用冷彎矩形鋼管JG/T178-2005高耐候結(jié)構(gòu)鋼GB/T4171-2000高碳鉻不銹

9、鋼絲YB/T096-1997焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼GB/T4172-2000合金結(jié)構(gòu)鋼GB/T3077-1999結(jié)構(gòu)用無縫鋼管JBJ102金屬覆蓋層鋼鐵制品熱渡鋅層技術(shù)要求GB/T13912-2002冷拔異形鋼管GB/T3094-2000碳鋼焊條GB/T5117-1999碳素結(jié)構(gòu)鋼GB/T700-2006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/T912-1989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/T3274-2007優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼GB/T699-1999高耐候結(jié)構(gòu)鋼GB/T4171-2000不銹鋼棒GB/T1220-2007不銹鋼和耐熱鋼冷軋鋼帶GB/T4239-1991不銹鋼冷加工

10、鋼棒GB/T4226-1984不銹鋼冷軋鋼板及鋼帶GB/T3280-2007不銹鋼絲GB/T4240-93建筑用不銹鋼絞線JG/T200-20071.61.6 門窗及五金件規(guī)范：門窗及五金件規(guī)范：封閉型沉頭抽芯鉚釘GB/T12616-2004封閉型平圓頭抽芯鉚釘GB/T12615-2004緊固件螺栓和螺釘GB/T5277-1985緊固件公差螺栓、螺釘、螺柱和螺母GB/T3103.1-2002緊固件機械性能不銹鋼螺母GB/T3098.15-2000緊固件機械性能不銹鋼螺栓、螺釘、螺柱GB/T3098.6-2000緊固件機械性能抽芯鉚釘GB/T3098.19-2004緊固件機械性能螺母、粗牙螺紋G

11、B/T3098.2-2000緊固件機械性能螺母、細牙螺紋GB/T3098.4-2000緊固件機械性能螺栓、螺釘和螺柱GB/T3098.1-2000緊固件機械性能自攻螺釘GB/T3098.5-2000緊固件術(shù)語盲鉚釘GB/T3099-2004鋁合金窗GB/T8479-2003鋁合金門GB/T8478-2003螺紋緊固件應(yīng)力截面積和承載面積GB/T16823.1-1997緊固件機械性能自攻螺釘GB/T3098.5-2000緊固件術(shù)語盲鉚釘GB/T3099-2004地彈簧QB/T3884-1999鋁合金門插鎖QB/T3885-1999平開鋁合金窗把手QB/T3886-1999鋁合金撐擋QB/T388

12、7-1999鋁合金窗不銹鋼滑撐QB/T3888-1999鋁合金門窗拉手QB/T3889-1999鋁合金門鎖QB/T3901-1999鋁合金窗鎖QB/T3900-1999推拉鋁合金門用滑輪QB/T3902-1999外裝門鎖QB/T2473-2000彈子插芯門鎖GB/T2474-2000葉片門鎖QB/T2475-2000球型門鎖QB/T2476-2000銅合金鑄件GB/T13819-1992鋅合壓鑄件GB/T13821-1992鋁合金壓鑄件GB/T15114-1994鑄件尺寸公差與機械加工余量QB/T6414-1999建筑門窗五金件 插銷JG214-2007建筑門窗五金件 傳動機構(gòu)用執(zhí)手JG124

13、-2007建筑門窗五金件 旋壓執(zhí)手JG213-2007建筑門窗五金件 合頁（鉸鏈） JG125-2007建筑門窗五金件 滑撐JG127-2007鑄件尺寸公差與機械加工余量QB/T6414-1999建筑門窗五金件 滑輪JG129-2007建筑門窗五金件 多點鎖閉器JG215-2007建筑門窗五金件 撐擋JG128-2007建筑門窗五金件 通用要求JG212-2007建筑門窗五金件 單點鎖閉器JG130-2007建筑門窗內(nèi)平開下懸五金系統(tǒng)JG168-2004鋼塑共擠門窗JG207-20071.71.7 膠類及密封材料規(guī)范：膠類及密封材料規(guī)范：丙烯酸酯建筑密封膏JC484-2006幕墻玻璃接縫用密封

14、膠JC/T882-2001丁基橡膠防水密封膠粘帶JC/T942-2004工業(yè)用橡膠板GB/T5574-1994彩色涂層鋼板用建筑密封膠JC/T884-2001干掛石材幕墻用環(huán)氧膠粘結(jié)劑JC887-2001混凝土建筑接縫用密封膠JC/T881-2001建筑窗用彈性密封劑JC485-2007建筑密封材料試驗方法GB/T13477.120-2002建筑用防霉密封膠JC/T885-2001建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠GB16776-2005聚氨酯建筑密封膠JC/T482-2003修補用天然橡膠膠粘劑HG/T3318-2002絕熱用巖棉、礦棉及其制品GB/T11835-2007硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強度的測定

15、GB/T529-1999橡膠袖珍硬度計壓入硬度試驗方法GB/T531-1999修補用天然橡膠粘結(jié)劑HG/T3318-2002中空玻璃用彈性密封膠JC/T486-2001中空玻璃用丁基熱熔密封膠JC/T914-20031.81.8 相關(guān)物理性能等級測試方法：相關(guān)物理性能等級測試方法：玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗標準JGJ/T139-2001玻璃幕墻光學(xué)性能GB/T18091-2000采暖居住建筑節(jié)能檢驗標準JGJ132-2001建筑幕墻氣密、水密、抗風壓性能檢測方法GB/T15227-2007建筑幕墻抗震性能振動臺試驗方法GB/T18575-2001建筑幕墻平面內(nèi)變形性能檢測方法GB/T18250-20

16、00建筑外窗保溫性能分級及檢測方法GB/T8484-2002建筑外窗采光性能分級及檢測方法GB/T11976-2002建筑外窗抗風壓性能分級及檢測方法GB/T7106-2002建筑外窗空氣隔聲性能分級及檢測方法GB/T8485-2002建筑外窗氣密性能分級及檢測方法GB/T7107-2002建筑外窗水密性能分級及檢測方法GB/T7108-2002建筑裝飾裝修工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50210-20011.91.9 實用建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊實用建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊1.101.10 土建圖紙土建圖紙2 2 基本參數(shù)基本參數(shù)2.1 工程概況工程概況工程名稱：工程地點：杭州工程標高：10.2m建筑物使

17、用年限：50 年2.22.2 地面粗糙程度分類：地面粗糙程度分類：幕墻屬于外圍護構(gòu)件，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 （GB5009-2001）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)。依據(jù)上面分類標準，本工程為 C 類地形2.32.3 抗震烈度：抗震烈度：由國家規(guī)范建筑抗震設(shè)計規(guī)范 （GB50011-2001）知：杭州地區(qū)地震基本烈度為 6 度，地震動峰值加速度為：0.05g，水平地震影響系數(shù)最大值為：max= 0.043 3 玻璃幕墻承受荷載計算玻璃幕墻

18、承受荷載計算3.1 玻璃幕墻承受的水平風荷載計算：玻璃幕墻承受的水平風荷載計算：水平風荷載標準值計算：水平風荷載標準值計算：按現(xiàn)行國家標準玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 （JGJ102-2003） ，玻璃幕墻風荷載標準值按下式計算，并且不小于 1.010-3MPaWk= gz.z.s.Wo式中Wk 風荷載標準值（MPa） ；gz 陣風系數(shù)；z 風壓高度變化系數(shù)；s 風荷載體型系數(shù)；Wo 基本風壓（MPa） 。該幕墻工程的計算標高為 ：10.2 m，地面粗糙度類別為：C 類。按現(xiàn)行國家標準建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 （GB50009-2001（2006 版） ）表 由插值法可得陣風系數(shù)：gz= 1.991。按現(xiàn)行國

19、家標準建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 （GB50009-2001（2006 版） ）表 7.2.1 由插值法可得風壓高度變化系數(shù)：z= .736。按現(xiàn)行國家標準按按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 （GB50009-2001 (2006 版)）第條：驗算圍護構(gòu)件及其連接的強度時，可按下列規(guī)定采用局部風壓體型系數(shù)：一、外表面1. 正壓區(qū)按表采用；2. 負壓區(qū) 對墻面，取 -1.0； 對墻角邊，取 -1.8；二、內(nèi)表面對封閉式建筑物、按外表面風壓的正負情況取 -0.2 或 0.2 。注：上述的局部體型系數(shù) s1(1)是適用于圍護構(gòu)件的從屬面積 A 小于或等于 1m2的情況，當圍護構(gòu)件的從屬面積大于或等于 10m2時，局部風壓體

20、型系數(shù) s1(10)可乘以折減系數(shù) 0.8，當構(gòu)件的從屬面積小于 10m2而大于 1m2時，局部風壓體型系數(shù) s1(A)可按面積的對數(shù)線性插值，即s1(A) = s1(1) + s1(10) - s1(1) logA計算面板材料時的構(gòu)件從屬面積 ：A = a b = 5.1 1.4 = 7.14m2logA = .854由上述規(guī)定將 A ，logA 代入公式可得：s1= .829由此可得，該幕墻結(jié)構(gòu)的風荷載體型系數(shù)為：s= s1+ 0.2 = 1.029按現(xiàn)行國家標準建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 （GB50009-2001 (2006 版)）附表 D.4（全國各城市的雪壓和風壓值表）可知：杭州地區(qū)，按 5

21、0 年重現(xiàn)期，取基本風壓值為：Wo= .4510-3MPa由上述公式可得作用在幕墻上的風荷載標準值為：Wk= gz.z.s.Wo= 1.991 .736 1.029 .45= .67910-3MPa按現(xiàn)行國家標準玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 （JGJ102-2003） ，玻璃幕墻風荷載標準值不小于1.010-3MPa 因此，取水平風荷載標準值為：Wk= 1.0 10-3MPa水平風荷載設(shè)計值計算：水平風荷載設(shè)計值計算：作用于幕墻上的風荷載設(shè)計值為：W = w.Wkw 風荷載分項系數(shù)按現(xiàn)行國家標準 玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 （JGJ102-2003） 第條取風荷載分項系數(shù)為：1.4；W 作用在幕墻上的風荷載

22、設(shè)計值因此，作用在幕墻上的風荷載設(shè)計值為：W = 1.4 1 10-3= 1.4 10-3MPa3.2 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用計算：垂直于玻璃平面的分布水平地震作用計算：垂直于玻璃平面的分布水平地震標準值計算：垂直于玻璃平面的分布水平地震標準值計算：按現(xiàn)行國家標準玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 （JGJ102-2003）第條，垂直于玻璃平面的分布水平地震標準值可按下式計算：qEk= E.max.Gk式中qEk 垂直于玻璃平面的分布水平地震標準值（MPa） ；E 動力放大系數(shù)，可取 5.0；max 水平地震影響系數(shù)最大值，按表采用，本工程取值為：.04；Gk 玻璃幕墻構(gòu)件（僅包括玻璃面板）的重力

23、荷載標準值（kN） ；A 玻璃幕墻平面面積（m2） 。垂直于玻璃平面的分布水平地震設(shè)計值計算：垂直于玻璃平面的分布水平地震設(shè)計值計算：垂直于玻璃平面的分布水平地震設(shè)計值為：qE= EqEkE 水平地震作用分項系數(shù)；按現(xiàn)行國家標準 玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 （JGJ102-2003） 第條取地震作用項系數(shù)為：1.3；qE 水平地震作用設(shè)計值（MPa） 。3.3 作用效用組合：作用效用組合：幕墻構(gòu)件承載力極限狀態(tài)設(shè)計時，其作用效用應(yīng)按下式進行組合：S = GSGk+ wwSwk+ EESEk式中S 作用效應(yīng)組合的設(shè)計值；SGk 永久荷載效應(yīng)標準值；Swk 風荷載效應(yīng)標準值；SEk 地震作用效應(yīng)標準值；

24、G 永久荷載分項系數(shù)；w 風荷載分項系數(shù)；E 地震作用分項系數(shù)；w 風荷載的組合值系數(shù)；E 地震作用的組合值系數(shù)。按現(xiàn)行國家標準玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 （JGJ102-2003）第條上式中的分項系數(shù)及組合值系數(shù)的取值分別如下：進行幕墻構(gòu)件的承載力設(shè)計時：重力荷載分項系數(shù)：G= 1.2；風荷載分項系數(shù)：w= 1.4；地震作用分項系數(shù)：E= 1.3；進行撓度計算時分項系數(shù)取值：重力荷載分項系數(shù)：G= 1；風荷載分項系數(shù)：w= 1；地震作用分項系數(shù)：可不做組合考慮；4 4 幕墻立柱計算幕墻立柱計算基本參數(shù)：1.計算點標高：10.2m2.力學(xué)模型：簡支梁3.立柱跨度為：L = 5100mm4.立柱左分格

25、寬度：B1=1400mm；立柱右分格寬度：B2=1400mm；5.立柱的計算寬度為：B=1400mm6.板塊配置：玻璃的厚度為：12mm本處幕墻立柱的計算模型如下圖所示：立柱的模型簡圖簡支梁4.1 立柱荷載計算：立柱荷載計算：(1) 風荷載作用的線荷載集度(按矩形分布)：風荷載線分布最大荷載集度標準值(N/mm)qwk= Wk.B式中：qwk 風荷載標準值（MPa）B 幕墻立柱計算間距(mm)，取值為：B = 1400mmqwk= Wk.B = 110-3 1400 = 1.400 N/mm風荷載線分布最大荷載集度設(shè)計值(N/mm)qw= qwk.w= 1.400 1.4 = 1.960 N/

26、mm(2)水平地震作用線荷載集度(按矩形分布)：垂直于面板平面的分布水平地震作用標準值按現(xiàn)行國家標準玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范(JGJ102-2003)第條，垂直于玻璃平面的分布水平地震標準值可按下式計算：qEAk= E.max.GAk式中qEAk垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值（MPa）E 動力放大系數(shù)，可取 5.0；max 水平地震影響系數(shù)最大值，按表采用，本工程取值為：.04；GAk 玻璃幕墻構(gòu)件（含面板和框架）的重力荷載標準值（MPa）本工程取值為：0.45710-3MPa則：qEAk= E.max.GAk=5.0.04 .000457 =.09110-3MPa水平地震作用線荷載集度標

27、準值（N/mm） ：qEk= qEAk.B = .09110-3 1400 = 0.127 N/mm水平地震作用線荷載集度設(shè)計值(N/mm)qE= qEk.E= 0.127 1.3 = 0.167 N/mm(3)幕墻所受荷載線集度組合設(shè)計值：依據(jù)相關(guān)規(guī)范及設(shè)計資料， 進行幕墻構(gòu)件的承載力計算時， 作用于幕墻上的風荷載和地震作用的組合系數(shù)分別如下：風荷載組合系數(shù)：w= 1地震作用組合系數(shù)：e= .5幕墻所受荷載線集度組合設(shè)計值（N/mm） ：q = w.qw+ e.qE=1 1.960 + .5 0.167 = 2.043 N/mm4.2 立柱的內(nèi)力計算：立柱的內(nèi)力計算：(1)受力最不利處立柱承

28、受的軸向拉力設(shè)計值N = GA.L.B式中：N 立柱軸向拉力設(shè)計值（N） ；GA 玻璃幕墻構(gòu)件（含面板和框架）的重力荷載標準值（MPa）GA= G.GAk= 1.2 0.45710-3= 0.54910-3MPaL 立柱跨度（mm） ；B 幕墻立柱計算間距（mm） ；N = GA.L.B = 0.54910-3 5100 1400 = 3917.29 N(2) 立柱在組合荷載作用下的彎矩設(shè)計值M =qL28=2.043 510028= 6642303.75 N.mm立柱在水平方向荷載作用下的彎矩圖如下圖所示：立柱彎矩圖(3) 立柱在組合荷載作用下的剪力設(shè)計值V =qL2=2.043 51002

29、= 5209.65 N立柱在水平方向荷載作用下的剪力圖如下圖所示：立柱剪力圖4.3 選用的立柱材料的截面特性：選用的立柱材料的截面特性：截面采用鋼鋁組合截面形式，所選截面特性分別如下：所選鋁材型號為 6063-T5鋁材的抗彎強度設(shè)計值：fa= 85.5MPa鋁材的抗剪強度設(shè)計值：a= 49.6MPa鋁材的彈性模量：E = 70000MPa鋁材繞 X 軸的慣性矩：Ix= 4066722 mm4鋁材繞 Y 軸的慣性矩：Iy= 782952.9 mm4鋁材繞 X 軸的凈截面抵抗矩：Wnx1= 49170 mm3鋁材繞 X 軸的凈截面抵抗矩：Wnx2= 49415.1 mm3鋁材凈截面面積：An= 1

30、372.5 mm2鋁材截面垂直于 X 軸腹板的截面總厚度：t =6mm鋁材受力面對中性軸的面積矩：Sx= 33407.3 mm3所選鋼材型號為 Q235(d16)鋼材的抗彎強度設(shè)計值：fa= 215MPa鋼材的抗剪強度設(shè)計值：a= 125MPa鋼材的彈性模量：E1 = 206000MPa鋼材繞 X 軸的慣性矩：Ix= 1767672 mm4鋼材繞 Y 軸的慣性矩：Iy= 440752 mm4鋼材繞 X 軸的凈截面抵抗矩：Wnx1= 29461.2 mm3鋼材繞 X 軸的凈截面抵抗矩：Wnx2= 29461.2 mm3鋼材凈截面面積：An= 984 mm2鋼材截面垂直于 X 軸腹板的截面總寬度：

31、t =6mm鋼材受力面對中性軸的面積矩：Sx= 18522 mm34.4 立柱的截面校核：立柱的截面校核：立柱的荷載分配：立柱的荷載分配：由于立柱截面為鋼鋁組合截面，按等撓度原則，將垂直于截面的荷載分別按k1=E1I1E1I1+ E2I2，k2=E2I2E1I1+ E2I2的比例分別分配到鋁材和鋼材截面上， 軸向荷載對材料的抗彎強度影響較小，這里近似的平均分配，因此需分別對鋁材和鋼材進行截面校核。垂直于截面的荷載分配系數(shù)分別為：k1=E1I1E1I1+ E2I2=70000 406672270000 4066722 + 206000 1767672= .439k2=E2I2E1I1+ E2I2

32、=206000 176767270000 4066722 + 206000 1767672= .561式中k1 分配到鋁材截面上的荷載比例E1 鋁材的彈性模量I1 鋁材繞 X 軸的慣性矩k2 分配到鋼材截面上的荷載比例E2 鋼材的彈性模量I2 鋼材繞 X 軸的慣性矩（1）軸力分配值鋁材截面軸力分配值為：N1= 1958.645 N鋼材截面軸力分配值為：N2= 1958.645 N（2）彎矩分配值鋁材截面彎矩分配值為：M1= M k1= 6642303.75 .439 = 2914359.154 N.mm鋼材截面彎矩分配值為：M2= M k2= 6642303.75 .561 = 3727944

33、.596 N.mm（3）剪力分配值鋁材截面剪力分配值為：V1= V k1= 5209.65 .439 = 2285.772 N鋼材截面剪力分配值為：V2= V k2= 5209.65 .561 = 2923.878 N立柱的抗彎強度校核：立柱的抗彎強度校核：承受軸力和彎矩作用的立柱，其承載力應(yīng)符合下式要求： （JGJ102-2003 玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范 ）NAn+M Wnf式中N 立柱的軸力（拉力）設(shè)計值（N）M 立柱的最大彎矩設(shè)計值（N.mm）An 立柱型材截面的凈截面面積（mm2）Wn 立柱型材截面在彎矩作用方向的凈截面抵抗矩（mm2） 截面塑性發(fā)展系數(shù)，取值為 1.05f 型材的抗彎強

34、度設(shè)計值（MPa）依據(jù)上述公式，鋁材和鋼材的抗彎強度的校核分別如下：（1）鋁材截面的抗彎強度校核：NAn+M Wn=1958.6451372.5+2914359.1541.05 49170= 57.876 MPaf= 85.5 MPa立柱鋁材的抗彎強度滿足要求（2）鋼材截面的抗彎強度校核：NAn+M Wn=1958.645984+3727944.5961.05 29461.2= 122.502 MPaf= 215 MPa立柱鋼材的抗彎強度滿足要求立柱的抗剪強度校核：立柱的抗剪強度校核：立柱截面受剪承載力應(yīng)符合下式要求：V SxIxt 式中V 立柱的 X 方向上最大剪力設(shè)計值（N）Sx 立柱型材

35、截面繞 X 軸的截面面積矩（mm3）Ix 立柱型材截面繞 X 軸的截面慣性矩（mm3）t 立柱型材截面垂直于 X 軸腹板的截面總寬度（mm）依據(jù)上述公式，鋁材和鋼材的抗剪強度的校核分別如下：（1）鋁材截面的抗剪強度校核：V SxIxt=2285.772 33407.34066722 6= 3.13 MPa= 49.6MPa立柱鋁材的抗剪強度滿足要求（2）鋼材截面的抗剪強度校核：V SxIxt=2923.878 185221767672 6= 5.106 MPa= 125MPa立柱鋼材的抗剪強度滿足要求立柱的撓度校核：立柱的撓度校核：在風荷載標準值作用下，立柱的撓度限制應(yīng)滿足下式要求：dfdf-

36、lim= min L250, 20(30) = min 5100250, 20(30) =20.4 mm經(jīng)計算所得，立柱的撓度最大值為：df= 19.01mm 20.4mm立柱撓度滿足要求立柱在水平方向荷載作用下的撓度圖如下圖所示：立柱撓度圖6 6 玻璃面板計算玻璃面板計算6.1 基本參數(shù)：基本參數(shù)：(1) 計算點標高：10.2m(2) 玻璃面板短邊長度：a = 1400 mm ；(3) 玻璃面板長邊長度：b = 2700 mm ；(4) 玻璃配置：中空玻璃(5) 外片玻璃種類：鋼化玻璃(6) 內(nèi)片玻璃種類：鋼化玻璃(7) 外片玻璃厚度：t1= 6 mm ；(8) 內(nèi)片玻璃厚度：t2= 6 m

37、m ；面板的計算模型為：四邊簡支；模型簡圖如下：四邊簡支板塊計算模型6.2 風荷載標準值計算風荷載標準值計算按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 （GB5009-2001）第條，視玻璃面板為主體結(jié)構(gòu)，體型系數(shù)不進行折減，對墻面負壓區(qū)體型系數(shù)取值為 1.2，對墻角負壓區(qū)體型系數(shù)為 2.0。故此，本工程計算處的體型系數(shù)取值為s= 1.2按現(xiàn)行國家標準玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范(JGJ102-2003)第條，玻璃幕墻風荷載標準值按下式計算：并且不小于 1.010-3MPaWk=gzzsW0= 1.991 .736 1.2 .45 10-3= .791 10-3MPa按現(xiàn)行國家標準玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范(JGJ102-2003

38、)，玻璃幕墻風荷載標準值不小于 1.010-3MPa 因此取水平風荷載標準值為：Wk= 1.0 10-3MPa6.3 玻璃面板強度及撓度校核玻璃面板強度及撓度校核按現(xiàn)行國家標準玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003 第條的規(guī)定，作用于中空玻璃上 的 內(nèi) 外 片 玻 璃 的 風 荷 載 值 分 別 按 外 片 為Wk1= 1.1 Wkt13t13+ t23， 內(nèi) 片 為Wk2= Wkt23t13+ t23進行荷載分配，地震作用標準值按各單片玻璃的自重按玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003 第 5.4.3 條的規(guī)定計算。由于內(nèi)外片玻璃的荷載不同，所以應(yīng)分別計算內(nèi)外片玻璃的強度和撓度。外片

39、玻璃的強度及撓度校核外片玻璃的強度及撓度校核1.外片玻璃的荷載計算外片玻璃的荷載計算(1) 外片玻璃面板的自重：GAk：玻璃面板單位面積自重(僅包括玻璃)（MPa）t ：外片玻璃面板厚度(mm)，t = t1= 6 mmg：材料的重力密度，對玻璃取值為：25.6 kN/m3GAk1= gt1= 0.0000256 6 = .1536 10-3MPa(2)垂直于面板平面的分布水平地震作用：a.垂直于面板平面的分布水平地震作用標準值按現(xiàn)行國家標準玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范(JGJ102-2003)第條，垂直于玻璃平面的分布水平地震標準值可按下式計算：qEk1= E.max.GAk1= 5.0 .04 .

40、0001536= .031 10-3MPab.垂直于玻璃平面的分布水平地震設(shè)計值為：按現(xiàn)行國家標準玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范(JGJ102-2003)第條，垂直于玻璃平面的分布水平地震設(shè)計值可按下式計算：qE1= E.qEk1= 1.3 .031 10-3= .04 10-3MPa(3) 外片玻璃所受風荷載按現(xiàn)行國家標準玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范(JGJ102-2003)第條的規(guī)定，分配到外片玻璃的荷載組合的標準值(MPa)和荷載組合的設(shè)計值分別為：a.分配到外片玻璃的風荷載標準值Wk1= 1.1 Wkt13t13+ t23= 1.1 1 6363+ 6310-3= .55 10-3MPab.分配到外片玻

41、璃的風荷載設(shè)計值W1= 1.1 Wt13t13+ t23= 1.1 1.4 6363+ 6310-3= .77 10-3MPa(3)作用于玻璃面板的風荷載及地震作用荷載組合：按現(xiàn)行國家標準玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范(JGJ102-2003)第條，作用于幕墻上的風荷載和地震作用的組合系數(shù)分別如下：風荷載組合系數(shù)：w= 1 ；地震作用組合系數(shù)：w= .5 。a.外片玻璃所受荷載組合標準值為：qk1= wWk1+ eqEk1= 1 .00055 + .5 .000031= .565 10-3MPab.外片玻璃所受荷載組合設(shè)計值為：q1= wW1+ eqE1= 1 .00077 + .5 .00004= .

42、79 10-3MPa2 2、外片玻璃的強度校核、外片玻璃的強度校核按現(xiàn)行國家標準玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范(JGJ102-2003)第 條,單片玻璃在垂直于玻璃幕墻平面的風荷載和地震作用下，玻璃截面最大應(yīng)力應(yīng)滿足下列條件： =6mqa2t2fg式中 玻璃截面最大應(yīng)力設(shè)計值 （MPa） ； 折減系數(shù)，由參數(shù)確定，其中=qka4Et4qk 荷載組合標準值(MPa)；E 玻璃的彈性模量(MPa)m 彎矩系數(shù)；q 荷載組合設(shè)計值 （MPa） ；a 矩形玻璃板材短邊邊長(mm)；t 玻璃厚度(mm)；(1) 外片玻璃的強度折減系數(shù)：1=qk1a4E t14=.000565 140040.72 105 64=

43、23.26按現(xiàn)行國家標準玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范(JGJ102-2003)查表-2 可得：折減系數(shù)：1= .90696(2) 彎矩系數(shù)：由ab=14002700= .52按現(xiàn)行國家標準玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范(JGJ102-2003)查表-1 可得：彎矩系數(shù)：m = .097556(3) 外片玻璃強度校核：外片玻璃產(chǎn)生的最大應(yīng)力為：1=6mq1a2t121=6 .097556 .79 1400262 .90696= 22.834 MPa fg= 84 MPa外片玻璃強度滿足要求!3.3.外片玻璃撓度校核外片玻璃撓度校核按現(xiàn)行國家標準玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范(JGJ102-2003)第 條,單片玻璃在風荷載

44、作用下的跨中撓度，應(yīng)滿足下列條件：df= Wka4Ddf-lim=a60式中 撓度系數(shù)；Wk 風荷載標準值(MPa)；a 矩形玻璃板材短邊邊長(mm)； 折減系數(shù)；D 玻璃剛度。按現(xiàn)行國家標準玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范(JGJ102-2003)第條，計算中空玻璃的折減系數(shù)時，玻璃的厚度 t 取兩片玻璃的等效厚度t = te= 0.953t13+ t23=0.95363+ 63= 7.2 (mm)依據(jù)上述公式可以算得參數(shù)： =Wka4E t4=.001 140040.72 105 7.24= 19.85按現(xiàn)行國家標準玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范(JGJ102-2003)查表-2 可得：折減系數(shù)： = .920

45、58(2) 撓度系數(shù)：由ab=14002700= .52 按現(xiàn)行國家標準玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范(JGJ102-2003)查表可得：撓度系數(shù)： = .01(3) 外片玻璃剛度外片玻璃的厚度為 t = t1= 6 mm，由此可得外片玻璃的剛度為：D1=E t1312( 1- 2)=72000 6312 ( 1 - 0.22)= 1350000( N.mm )(4) 風荷載標準值取外片玻璃所分配的風荷載標準值，即：Wk= Wk1= .55 10-3MPa(5) 外片玻璃撓度校核：外片玻璃產(chǎn)生的最大撓度為：df= Wka4D=.01 .00055 140041350000 .92058= 14.21 m

46、m df-lim=a60= 23.33 mm外片玻璃的撓度滿足要求!內(nèi)片玻璃的強度及撓度校核內(nèi)片玻璃的強度及撓度校核1、內(nèi)片玻璃的荷載計算、內(nèi)片玻璃的荷載計算(1)內(nèi)片玻璃的自重內(nèi)片玻璃的厚度為：t = t2= 6 mm內(nèi)片玻璃的自重為：GAk1= g.t2= 0.0000256 6 = .1536 10-3MPa(2)垂直于面板平面的分布水平地震作用：a.垂直于面板平面的分布水平地震作用標準值qEk2= E.max.GAk2= 5.0 .04 .0001536= .031 10-3MPab.垂直于玻璃平面的分布水平地震設(shè)計值為：qE2= E.qEk2= 1.3 .031 = .04 10-3

47、MPa(3) 內(nèi)片玻璃所受風荷載a.分配到內(nèi)片玻璃的風荷載標準值Wk2=Wkt23t13+ t23= 1 6363+ 6310-3= .5 10-3MPab.分配到內(nèi)片玻璃的風荷載設(shè)計值W2=Wt23t13+ t23=1.4 6363+ 6310-3= .7 10-3MPa(4) 荷載組合值a.內(nèi)片玻璃所受荷載組合標準值為：qk2= 1 .0005 + .5 .000031 = .515 10-3MPab.內(nèi)片玻璃所受荷載組合設(shè)計值為：q2= 1 .0007 + .5 .00004 = .72 10-3MPa2 2、內(nèi)片玻璃的強度校核、內(nèi)片玻璃的強度校核(1) 玻璃的強度折減系數(shù)：2=qk2a

48、4E t24=.000515 140040.72 105 64= 21.2按現(xiàn)行國家標準玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范(JGJ102-2003)查表-2 可得：折減系數(shù)：2= .91519(2) 彎矩系數(shù)：由ab=14002700= .52按現(xiàn)行國家標準玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范(JGJ102-2003)查表-1 可得：彎矩系數(shù)：m = .097556(3) 內(nèi)片玻璃強度校核：內(nèi)片玻璃產(chǎn)生的最大應(yīng)力為：2=6mq2a2t222=6 .097556 .72 1400262 .91519= 21 MPa fg= 84 MPa內(nèi)片玻璃強度滿足要求!3.3.內(nèi)片片玻璃撓度校核內(nèi)片片玻璃撓度校核(1)內(nèi)片玻璃的撓度系數(shù)

49、由上述計算知，內(nèi)片玻璃的撓度系數(shù)為： = .01(2)內(nèi)片玻璃的撓度折減系數(shù)由上述計算知，內(nèi)片玻璃的撓度折減系數(shù)為： = .92058(3)內(nèi)片玻璃剛度內(nèi)玻璃的厚度為 t = t2= 6 mm ，由此可得外片玻璃的剛度為：D2=E t2312( 1- 2)=72000 6312 ( 1 - 0.22)= 1350000( N.mm )(4) 風荷載標準值取外片玻璃所分配的風荷載標準值，即：Wk= Wk2= .5 10-3MPa(5) 內(nèi)片玻璃撓度校核：內(nèi)片玻璃產(chǎn)生的最大撓度為：df= Wka4D=.01 .0005 140041350000 .92058= 13.1 mm df-lim=a60

50、= 23.33 mm內(nèi)片玻璃的撓度滿足要求!7 7 連接計算連接計算7.1 角碼與立柱的連接：角碼與立柱的連接：連接處螺栓強度計算：連接處螺栓強度計算：立柱與角碼通過螺栓連接， 因此需要對連接部位的螺栓的抗剪強度進行驗算， 螺栓抗剪承載力設(shè)計值按下式計算：Nv= nv d24 fv式中Nv 一個螺栓的抗剪承載力設(shè)計值；nv 每個螺栓的剪面數(shù)，此處連接為單剪，取值為 1.0；d 取螺栓有效直徑，取值為 5.062mm；fv 螺栓的抗剪強度設(shè)計值，取值為：265 MPa 。則：Nv= nv d24 fv=1.0 3.14 5.06224265 = 5333.1 N螺栓所受的剪力為：V =Vx2+

51、Vy2式中V 螺栓所受的總剪力Vx 連接處水平剪力，其值為橫梁所受水平向的剪力，即：Vx= 715.4 NVy 連接處豎直向剪力，其值為橫梁所受豎直向的剪力，即：Vy= 691.6 N則：V =Vx2+ Vy2=715.42+ 691.62= 995.04 N所需螺栓的個數(shù)為：n =VNv=995.045333.1=.19 個實際選取螺栓數(shù)為 2 個， 滿足要求!角碼壁抗承壓能力計算：角碼壁抗承壓能力計算：角碼的局部承壓能力設(shè)計值為：Nc= n.d.t.fc式中Nc 角碼型材的局部承壓能力設(shè)計值（N） ；n 螺栓的個數(shù)，即 2 個；d 螺栓直徑，取值為 6mm；t 承壓構(gòu)件的較小總厚度，取值為 4mm；fc 角碼型材的承壓強度設(shè)計值（MPa） ，取值為 120 MPa則：Nc= n.d.t.fc= 264120 = 5760 N V= 995.04N角碼壁抗壓強度滿足要求!7.2 立柱與主體的連接：立柱與主體的連接：連接處螺栓強度計算：連