洛陽某文化城全隱框幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書

**文化城全隱框幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書基本參數(shù):洛陽地區(qū)基本風(fēng)壓0.400kN/m^2抗震7度（0.15g）設(shè)防Ⅰ.設(shè)計(jì)依據(jù):《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)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(jì)規(guī)范》GB50011-2001《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003《建筑幕墻》JG3035-1996《玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T139-2001《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ113-2003《鋁合金建筑型材基材》GB/T5237.1-2000《鋁合金建筑型材陽極氧化、著色型材》GB/T5237.2-2000《緊固件機(jī)械性能螺栓、螺釘和螺柱》GB/T3098.1-2000《緊固件機(jī)械性能螺母粗牙螺紋》GB/T3098.2-2000《緊固件機(jī)械性能自攻螺釘》GB/T3098.5-2000《緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺栓、螺釘和螺柱》GB/T3098.6-2000《緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺母》GB/T3098.15-2000《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(jì)算手冊(cè)(第二版)》《BKCADPM集成系統(tǒng)(BKCADPM2005版)》Ⅱ.基本計(jì)算公式:(1).場地類別劃分:地面粗糙度可分為以下類別:--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)。**文化城按B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》GB50009-2001規(guī)定采用風(fēng)荷載計(jì)算公式:Wk=βgz×μs×μz×W0（-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/m^2)；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第條取定。根據(jù)不同場地類型,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)。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+35^(0.108)×(Z/10)^(-0.22)]D類場地:βgz=0.80×[1+35^(0.252)×(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第條取定。根據(jù)不同場地類型,按以下公式計(jì)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B類地區(qū),故μz=(Z/10)^0.32μs---風(fēng)荷載體型系數(shù),按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001第條取為：-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50年一遇的風(fēng)壓采用，但不得小于0.3kN/m^2，洛陽地區(qū)取為0.400kN/m^2(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)防烈度和設(shè)計(jì)基本地震加速度取定:6度(設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g):αmax=0.047度(設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g):αmax=0.087度(設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.15g):αmax=0.128度(設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.20g):αmax=0.168度(設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.30g):αmax=0.249度(設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.40g):αmax=0.32洛陽設(shè)防烈度為7度（0.15g）,故取αmax=0.120GAK---幕墻構(gòu)件的自重(N/m^2)(4).作用效應(yīng)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(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，作用效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值按下式采用：S=γGSGK+γwψwSWK+γEψESEK各項(xiàng)分別為永久荷載、風(fēng)荷載和地震作用。作用的分項(xiàng)系數(shù)，按以下規(guī)定采用：①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)由永久荷載效應(yīng)控制的組合，取1.35；b.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、滑移或漂浮驗(yàn)算，取0.9。②可變荷載根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定取代表值，其分項(xiàng)系數(shù)一般情況取1.4，地震作用取1.3。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+1.3×0.5qEAk一、風(fēng)荷載計(jì)算標(biāo)高為20.0m處風(fēng)荷載計(jì)算(1).風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算:W0:基本風(fēng)壓W0=0.40kN/m^2βgz:20.0m高處陣風(fēng)系數(shù)(按B類區(qū)計(jì)算)βgz=0.89×[1+(Z/10)^(-0.16)]=1.687μz:20.0m高處風(fēng)壓高度變化系數(shù)(按B類區(qū)計(jì)算):(GB50009-2001)μz=(Z/10)^0.32=(20.0/10)^0.24=1.248μs:風(fēng)荷載體型系數(shù)μs=-1.20Wk=βgz×μz×μs×W0(GB50009-2001)=1.687×1.248×1.2×0.400=1.011kN/m^2(2).風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值:W:風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值(kN/m^2)γw: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》GB50009-2001規(guī)定采用W=γw×Wk=1.4×1.011=1.415kN/m^2二、玻璃的選用與校核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:1.175mH:該處玻璃幕墻分格高:1.875mA:該處玻璃板塊面積:A=B×H=1.175×1.875=2.203m^22.該處玻璃板塊自重:GAK:玻璃板塊自重(不包括鋁框):玻璃的重力密度為:25.6(KN/m^3)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/m^23.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:0.120qEAk:垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m^2)qEAk=5×αmax×GAK=5×0.120×0.307=0.184kN/m^2γE: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/m^2)qEA=rE×qEAk=1.3×qEAK=1.3×0.184=0.240kN/m^24.玻璃的強(qiáng)度、撓度計(jì)算:內(nèi)側(cè)玻璃校核依據(jù):σ≤ｆg=84.000N/mm^2外側(cè)玻璃校核依據(jù):σ≤ｆg=84.000N/mm^2Wk:垂直于玻璃平面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm^2)qEK:垂直于玻璃平面的地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm^2)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/mm^2)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/mm^2)θ:參數(shù)η:折減系數(shù)，可由參數(shù)θ按表-2采用a:玻璃短邊邊長:1175.0mmb:玻璃長邊邊長:1875.0mmBT_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-1得:0.0834Wk1中空玻璃分配到外側(cè)玻璃的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm^2)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/mm^2)qEk1中空玻璃分配到外側(cè)玻璃的地震作用標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm^2)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/mm^2)Wk1=1.1×Wk×BT_w^3/(BT_w^3+BT_L^3)=0.556(kN/m^2)Wk2=Wk×BT_L^3/(BT_w^3+BT_L^3)=0.506(kN/m^2)qEk1=0.092(kN/m^2)qEk2=0.092(kN/m^2)在垂直于玻玻璃平面的風(fēng)風(fēng)荷載和地震震作用下玻璃璃截面的最大大應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值值計(jì)算(N/mm^^2)在風(fēng)荷載作作用下外側(cè)玻玻璃參數(shù)θ=(Wk11+0.5××qEK1))×a^4//(E×t^^4)=112.30η:折減系數(shù)，按θ==12.300查查-2表得:0.955在風(fēng)荷載作作用下外側(cè)玻玻璃最大應(yīng)力力標(biāo)準(zhǔn)值σWk=6××m×Wk11×a^2××η/t^2==10.1446N/mmm^2在地震作用用下外側(cè)玻璃璃參數(shù)θ=(Wk11+0.5××qEK1))×a^4//(E×t^^4)=12..30η:折減系數(shù)，按θ==12.300查查-2表得:0.955在地震作用用下外側(cè)玻璃璃最大應(yīng)力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值σEk=6××m×qEkk1×a^22×η/t^2=1..682N//mm^2σ:外側(cè)玻璃所受應(yīng)力力:采用SW++0.5SEE組合:σ=1.4×σWKK+0.5××1.3×σEK=1..4×10..146+00.5×1..3×1.6682=155.297NN/mm^22在風(fēng)荷載作作用下內(nèi)側(cè)玻玻璃參數(shù)θ=(Wk22+0.5××qEK2))×a^4//(E×t^^4)=111.27η:折減系數(shù)，按θ==11.277查查-2表得:0.955在風(fēng)荷載作作用下內(nèi)側(cè)玻玻璃最大應(yīng)力力標(biāo)準(zhǔn)值σWk=6××m×Wk22×a^2××η/t^2==9.2644N/mm^^2在地震作用用下內(nèi)側(cè)玻璃璃參數(shù)θ=(Wk22+0.5××qEK2))×a^4//(E×t^^4)=11..27η:折減系數(shù)，按θ==11.277查查-2表得:0.955在地震作用用下內(nèi)側(cè)玻璃璃最大應(yīng)力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值σEk=6××m×qEkk2×a^22×η/t^2=1..689N//mm^2σ:內(nèi)側(cè)玻璃所受應(yīng)力力:采用SW++0.5SEE組合:σ=1.4×σWKK+0.5××1.3×σEK=1..4×9.2264+0..5×1.33×1.6889=14.067NN/mm^22外側(cè)玻璃最最大應(yīng)力設(shè)計(jì)計(jì)值σ=15.2297N/mmm^2≤ｆg=84..000N//mm^2內(nèi)側(cè)玻璃最最大應(yīng)力設(shè)計(jì)計(jì)值σ=14.0067N/mmm^2≤ｆg=84..000N//mm^2中空玻璃強(qiáng)強(qiáng)度滿足要求求!df:在在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值作用下?lián)蠐隙茸畲笾?mm)D:玻璃璃的剛度(N.mm))te:玻玻璃等效厚度度te=0..95×(BBt_L^33+Bt_ww^3)^((1/3)==7.2mmmν:泊松比，按JGJJ102--2003條采用，取取值為0.200μ:撓度系數(shù):0..008299θ=Wk×a^4//(E×tee^4)=100.06η:折減系數(shù)，按θ==10.066查查表得:0.966D=(E××te^3))/12(11-ν^2)=23114912..50(NN.mm)df=μ××Wk×a^^4×η/D=6.66(mm))由于玻璃的的最大撓度df=6.66mm,小于或等于于玻璃短邊邊邊長的60分之一19.5883(mmm)玻璃的撓度度滿足!三、硅酮結(jié)構(gòu)密封封膠計(jì)算:該處選用結(jié)結(jié)構(gòu)膠類型為為:SS66221.按風(fēng)荷載、水水平地震作用用和自重效應(yīng)應(yīng),計(jì)算硅酮結(jié)結(jié)構(gòu)密封膠的的寬度:(1)在風(fēng)載荷和和水平地震作作用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)膠粘結(jié)寬度度的計(jì)算(抗震設(shè)計(jì)):Cs1:風(fēng)載荷作用用下結(jié)構(gòu)膠粘粘結(jié)寬度(mm))W:風(fēng)荷荷載設(shè)計(jì)值:1.4415kN//m^2a:矩形形玻璃板的短短邊長度:11755.000mmmf1:硅硅酮結(jié)構(gòu)密封封膠在風(fēng)荷載載或地震作用用下的強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值，取0.2N//mm^2。qE:作作用在計(jì)算單單元上的地震震作用設(shè)計(jì)值值:0.2440(kN//m^2)按條規(guī)定采采用Cs1=((W+0.55×qE)××a/(20000×f11)=((1.4155+0.5××0.2400)×11775.0000/(20000×0.22)=44.51mmm取5mm(2)在玻璃永久久荷載作用下下，結(jié)構(gòu)膠粘粘結(jié)寬度的計(jì)計(jì)算:Cs2:自重效應(yīng)結(jié)結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)寬寬度(mm))a:矩形形玻璃板的短短邊長度:11755.0mmb:矩形形玻璃板的長長邊長度:18755.0mmf2:結(jié)結(jié)構(gòu)膠在永久久荷載作用下下的強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)值，取0.01NN/mm^22按按JGJ1002-20003的條規(guī)定采用用Bt_l::中空或夾層層玻璃(雙層)內(nèi)側(cè)玻璃厚厚度6.0mmmBt_w::中空或夾層層玻璃(雙層)外側(cè)玻璃厚厚度6.0mmmCs2=225.6×((Bt_l++Bt_w))×(a×bb)/(20000×(aa+b)×ff2)=111.10mmm取12mm(3)硅酮結(jié)構(gòu)密密封膠的最大大計(jì)算寬度:12mmm2.硅酮結(jié)構(gòu)密密封膠粘接厚厚度的計(jì)算:(1)溫度變化效效應(yīng)膠縫厚度度的計(jì)算:ts1:溫度變化效效應(yīng)結(jié)構(gòu)膠的的粘結(jié)厚度:mmδ1:硅酮結(jié)構(gòu)密密封膠的溫差差變位承受能能力:12..0%△Ｔ:年溫差:80..0℃b:矩形形玻璃板的長長邊長度:18755.0mmUs1:玻璃板塊在在年溫差作用用下玻璃與鋁鋁型材相對(duì)位位移量:mm鋁型材線膨膨脹系數(shù):α1=2.335×10^^-5玻璃線膨脹脹系數(shù):α2=1.000×10^^-5Us1=b××△Ｔ×(α1-α2)=1.8875×800.000××(2.355-1)×110^-5=2.0025mmts1=Uss)/(δ1×(2+δ1))^00.5=2.0025/(00.120××(2+0..120)))^0.5=4.00mm(2)地震作用下下膠縫厚度的的計(jì)算:ts2:地震作用下下結(jié)構(gòu)膠的粘粘結(jié)厚度:mmhg:玻玻璃面板高度度:18755.0mθ:風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用用下主體結(jié)構(gòu)構(gòu)的樓層彈性性層間位移角角限值(rad)::0.00013ψ:膠縫變位折減系數(shù)數(shù)1.0000δ2:硅酮結(jié)構(gòu)密密封膠的變位位承受能力，取取對(duì)應(yīng)于其受受拉應(yīng)力為0.14NN/mm^22時(shí)的伸長率:40..0%ts2=θθ×hg×ψ/(δ2×(2+δ2))^00.5=00.00133×18755.0×1..000/((0.4000×(2+00.400)))^0.55=22.4mm3.膠縫強(qiáng)度驗(yàn)驗(yàn)算膠縫選定定寬度為:10mmm膠縫選定定厚度為:6mm(1)在風(fēng)荷載和和水平地震作作用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)膠中產(chǎn)生的的拉應(yīng)力:W:風(fēng)荷荷載設(shè)計(jì)值:1.4415kN//m^2qE:作作用在計(jì)算單單元上的地震震作用設(shè)計(jì)值值:0.2440(kN//m^2)a:矩形形分格短邊長長度:11755.0mmCs:結(jié)結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)寬寬度:10.00mmσ1=(W+0.55×qE)××a/(20000×Css)=((1.4155+0.5××0.2400)×11775.0000/(20000×10..000)=00.090NN/mm^22(2)在永久荷載載作用下，結(jié)結(jié)構(gòu)膠中產(chǎn)生生的剪應(yīng)力:a:矩形形玻璃板的短短邊長度:11755.0mmb:矩形形玻璃板的長長邊長度:11755.0mmBt_l::中空或夾層層玻璃(雙層)內(nèi)側(cè)玻璃厚厚度6.0mmmBt_w::中空或夾層層玻璃(雙層)外側(cè)玻璃厚厚度6.0mmmσ2=25.6×((Bt_l++Bt_w))×(a×bb)/(20000×(aa+b)×CCs)=00.011NN/mm^22(3)結(jié)構(gòu)膠中產(chǎn)產(chǎn)生的總應(yīng)力力:σ=(σ1^2+σ2^22)^0.55=(00.090^^2+0.0011^2))^0.5=0..091N/mm^2≤0.2N/mm^2結(jié)構(gòu)膠強(qiáng)度可以滿滿足要求！四、固定片（壓板板）計(jì)算:Wfg__x:計(jì)算單元總總寬為11775.0mmmHfg__y:計(jì)算單元總總高為18775.0mmmHyb11:壓板上部分分高為3500.0mmHyb22:壓板下部分分高為3500.0mmWyb::壓板長為200.0mmHyb::壓板寬為200.0mmByb::壓板厚為7..0mmDyb::壓板孔直徑徑為6.0mmmWk:作用在玻璃璃幕墻上的風(fēng)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值值為1.0111(kN/mm^2)qEAkk:垂直于玻璃璃幕墻平面的的分布水平地地震作用為0.1844(kN/mm^2)(不包括立柱柱與橫梁傳來來的地震作用用)A:每每個(gè)壓板承受受作用面積(m^2)A=(WWfg_x//1000//2)×(HHyb1+HHyb2)//1000//2=(11.17500/2)×((0.35000+0.33500)//2=0..2056(m^2))Pwk::每個(gè)壓板承承受風(fēng)荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值(KN)Pwk==Wk×A==1.0111×0.20056=0..208(KKN)Pw:每個(gè)壓板承承受風(fēng)荷載設(shè)設(shè)計(jì)值(KN)Pw=11.4×Pwwk=1.44×0.2008=0.2291(KNN)Mw:每個(gè)壓板承承受風(fēng)荷載產(chǎn)產(chǎn)生的最大彎彎矩(KN.m))Mw=11.5×Pww×(Wybb/2)=11.5×0..291×((0.02000/2)==0.0044(KN..m)Pek::每個(gè)壓板承承受地震作用用標(biāo)準(zhǔn)值(KN)Pek==qEAK××A=0.1184×0..2056==0.0388(KN)Pe:每個(gè)壓板承承受地震作用用設(shè)計(jì)值(KN)Pe=11.3×Peek=1.33×0.0338=0.0049(KNN)Me:每個(gè)壓板承承受地震作用用產(chǎn)生的最大大彎矩(KN.m))Me=11.5×Pee×(Wybb/2)=11.5×0..049×((0.02000/2)==0.0011(KN..m)采用Sww+0.5SSe組合M:每每個(gè)壓板承受受的最大彎矩矩(KN.m))M=Mww+0.5××Me=0..004+00.5×0..001=00.005((KN.m))W:壓壓板截面抵抗抗矩(mm^3))W=(((Hyh-DDyb)×BByb^2))/6=(((20.0--6.0)××7.0^22)/6=1114.3((mm^3))I:壓壓板截面慣性性矩(mm^4))I=(((Hyh-DDyb)×BByb^3))/12=(((20.0--6.0)××7.0^33)/12=4000.2((mm^4))σ=10^6×M//W=10^^6×0.0005/1114.3=441.4((N/mm^^2)σ=41.4(N//mm^2))≤84.22(N/mmm^2)強(qiáng)度滿足要要求U:壓板板變形(mm)U=1.55×10000×2×(PPwk+0..5×Pekk)×Wybb^3/(448×E×II)=1.55×10000×(0.2208+0..5×0.0038)×220.0^33)/(244×0.7××10^5××400.22)=0.0002mmDu:壓壓板相對(duì)變形形(mm)Du=U//L=U/((Wyb/22)=0.0002/100.0=0..0002Du=0..0002≤1/1500符合要求Nvbh::壓板螺栓(受拉)承載能力計(jì)計(jì)算(N):D:壓板板螺栓有效直直徑為5.0600(mm)Nvbh==(π×D^2××170)//4=(3..1416××5.0600^2×1770)/4==3418..5(N))Nvbh==3418..5≥2×(Pww+0.5××Pe)=6631.4((N)滿足要求五、幕墻立柱計(jì)算算:幕墻立柱按簡支梁梁力學(xué)模型進(jìn)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算算：1.選料:(1)風(fēng)荷載線分分布荷載設(shè)計(jì)計(jì)值(矩形分布)qw:風(fēng)荷荷載線分布荷荷載設(shè)計(jì)值(kN/m))W:風(fēng)荷載載設(shè)計(jì)值:1.4415kN//m^2B:幕墻墻分格寬:1.1775mqw=W××B=1..415×11.175=1..663kNN/m(2)立柱彎矩::Mw:風(fēng)風(fēng)荷載作用下下立柱彎矩(kN.m))qw:風(fēng)風(fēng)荷載線分布布荷載設(shè)計(jì)值值:1.6663(kNN/m)Hsjcgg:立柱計(jì)算跨跨度:4.7225mMw=qww×Hsjccg^2/88=1..663×44.725^^2/8=4..641kNN·mqEA:地震作用設(shè)設(shè)計(jì)值(KN/m^^2):GAk:玻璃幕墻構(gòu)構(gòu)件(包括玻璃和和框)的平均自重:5000N/m^22垂直于玻璃幕墻平平面的分布水水平地震作用用:qEAk::垂直于玻璃璃幕墻平面的的分布水平地地震作用(kN//m^2)qEAk==5×αmax×GGAk==5×0.1120×5000.0000/10000==0.3000kN/m^^2γE:幕墻地震作作用分項(xiàng)系數(shù)數(shù):1.33qEA=11.3×qEEAk=11.3×0..300=00.390kkN/m^22qE：水平平地震作用線線分布作用設(shè)設(shè)計(jì)值(矩形分布)qE=qEEA×B=0..390×11.175=0..458kNN/mME:地地震作用下立立柱彎矩(kN·m)):ME=qEE×Hsjccg^2/88=0..458×44.725^^2/8=1..279kNN·mM:幕墻墻立柱在風(fēng)荷荷載和地震作作用下產(chǎn)生彎彎矩(kN·m))采用SW++0.5SEE組合M=Mw++0.5×MME=4.6641+0..5×1.2279=5.2281kN··m2.選用立柱型型材的截面特特性:選用型材號(hào)號(hào):XC99\L選用的立柱柱材料牌號(hào):60633T5型材強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值:抗拉、抗壓85.5000N/mmm^2抗剪49.6NN/mm^22型材彈性模模量:E=00.70×110^5N//mm^2X軸慣性矩矩:Ix==469.8896cm^^4Y軸慣性矩矩:Iy==121.6697cm^^4立柱型材在在彎矩作用方方向凈截面抵抵抗矩:Wn==60.6776cm^33立柱型材截截面積:A=155.149ccm^2立柱型材截截面垂直于X軸腹板的截截面總寬度:LT__x=6.0000mm立柱型材計(jì)計(jì)算剪應(yīng)力處處以上(或下)截面對(duì)中和和軸的面積矩矩:Ss==38.7119cm^33塑性發(fā)展系系數(shù):γ=1.0553.幕墻立柱的的強(qiáng)度計(jì)算:校核依據(jù)::N/Ann+M/γ/Wn≤ｆa=85..5N/mmm^2(拉彎構(gòu)件)B:幕墻墻分格寬:1.1775mGAk:幕墻自重:5000N/m^22幕墻自重線線荷載:Gk=5000×B/11000=5000×1.1175/10000=0..588kNN/mNk:立立柱受力:Nk=Gkk×L=0..588×44.725=2..776kNNN:立柱柱受力設(shè)計(jì)值值:rG:結(jié)結(jié)構(gòu)自重分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù):1.22N=1.22×Nk=1.22×2.7776=3.3331kNσ:立柱計(jì)算強(qiáng)度(NN/mm^22)(立柱為拉彎彎構(gòu)件)N:立柱柱受力設(shè)計(jì)值值:3.3331kNAn:立立柱型材凈截截面面積:15.1149cm^^2M:立柱柱彎矩:5.2281kN··mWn:立立柱在彎矩作作用方向凈截截面抵抗矩:60.6676cm^^3γ:塑性發(fā)展系數(shù):1.05σ=N×10/Ann+M×100^3/1..05/Wnn=3..331×110/15..149+55.281××10^3//(1.055×60.6676)=855.084NN/mm^2285.0884N/mmm^2≤ｆa=85..5N/mmm^2立柱強(qiáng)度可可以滿足4.幕墻立柱的的剛度計(jì)算:校核依據(jù)::Umaxx≤L/1800Umax::立柱最大撓撓度Umax==5×qWkk×Hsjccg^4×11000/3384/0..7/Ix==23.4339mmDu:立立柱最大撓度度與其所在支支承跨度(支點(diǎn)間的距距離)比值:L:立柱柱計(jì)算跨度:4.7225mDu=U//(L×10000)=233.439//4.7255/10000=0..005≤1/1800撓度可以滿滿足要求！5.立柱抗剪計(jì)計(jì)算:校核依據(jù)::τmax≤[τ]=49..6N/mmm^2(1)Qwk:風(fēng)荷載作用用下剪力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值(kN)Qwk=WWk×Hsjjcg×B//2=11.011××4.7255×1.1775/2=22.806kkN(2)Qw:風(fēng)風(fēng)荷載作用下下剪力設(shè)計(jì)值值(kN)Qw=1..4×Qwkk=1..4×2.8806=3..929kNN(3)QEk:地震作用下下剪力標(biāo)準(zhǔn)值值(kN)QEk=qqEAk×HHsjcg××B/2=00.300××4.7255×1.1775/2=00.833kkN(4)QE:地地震作用下剪剪力設(shè)計(jì)值(kN)QE=1..3×QEkk=1..3×0.8833=1..083kNN(5)Q:立柱柱所受剪力:采用Qw++0.5QEE組合Q=Qw++0.5×QQE=3.9929+0..5×1.0083=4.4470kN(6)立柱剪應(yīng)力力:τ:立柱剪應(yīng)力:Ss:立立柱型材計(jì)算算剪應(yīng)力處以以上(或下)截面對(duì)中和和軸的面積矩矩:38.7719cm^^3立柱型材截截面垂直于X軸腹板的截截面總寬度:LT__x=6.0000mmIx:立立柱型材截面面慣性矩:469..896cmm^4τ=Q×Ss×1000/Ix//LT_x=4..470×338.7199×100//469.8896/6..000=6..139N//mm^26.1339N/mmm^2≤49.6NN/mm^22立柱抗剪強(qiáng)強(qiáng)度可以滿足足六、立柱與主結(jié)構(gòu)構(gòu)連接Lct2::連接處鋼角角碼壁厚:6.0000mmJy:連連接處鋼角碼碼承壓強(qiáng)度:3055.000NN/mm^22D2:連連接螺栓公稱稱直徑:10.0000mmD0:連連接螺栓有效效直徑:8.5990mm選擇的立柱柱與主體結(jié)構(gòu)構(gòu)連接螺栓為為:普通螺栓4.6級(jí)L_L:連連接螺栓抗拉拉強(qiáng)度:170NN/mm^22L_J:連連接螺栓抗剪剪強(qiáng)度:140NN/mm^22采用SG++SW+0..5SE組合N1wk::連接處風(fēng)荷荷載總值(N):N1wk==Wk×B××Hsjcgg×10000==1.0111×1.1775×4.7725×10000==5612..946N連接處風(fēng)荷荷載設(shè)計(jì)值(N):N1w=11.4×N11wk=11.4×56612.9446=77858.1124NN1Ek::連接處地震震作用(N):N1Ek==qEAk××B×Hsjjcg×10000==0.3000×1.1775×4.7725×10000==1665..563NN1E:連接處地震震作用設(shè)計(jì)值值(N):N1E=11.3×N11Ek=11.3×16665.5663=22165.2231NN1:連連接處水平總總力(N):N1=N11w+0.55×N1E=78858.1224+0.55×21655.231=89940.7440NN2:連連接處自重總總值設(shè)計(jì)值(N):N2k=5500×B××Hsjcgg=5500×1..175×44.725=22775.9938NN2:連連接處自重總總值設(shè)計(jì)值(N):N2=1..2×N2kk=1..2×27775.9388=33331.1225NN:連接接處總合力(N):N=(N11^2+N22^2)^00.5=(89940.7440^2+33331.1125^2))^0.5=95441.1333NNvb:螺栓的受剪剪承載能力:Nv:螺螺栓受剪面數(shù)數(shù)目:2Nvb=22×π×D0^22×L_J//4=22×3.144×8.5990^2×1140/4=116218..624N立柱型材種種類:60663T55Ncbl::用一顆螺栓栓時(shí)，立柱型型材壁抗承壓壓能力(N):D2:連連接螺栓直徑徑:10.0000mmNv:連連接處立柱承承壓面數(shù)目:2t:立柱柱壁厚:3.0mmmXC_y::立柱局部承承壓強(qiáng)度:1200.0N/mmm^2Ncbl==D2×t××2×XC__y==10.0000×3.00×2×1220.0==7200..000NNum1::立柱與建筑筑物主結(jié)構(gòu)連連接的螺栓個(gè)個(gè)數(shù):計(jì)算時(shí)應(yīng)取取螺栓受剪承承載力和立柱柱型材承壓承承載力設(shè)計(jì)值值中的較小者者計(jì)算螺栓個(gè)個(gè)數(shù)。螺栓的受剪剪承載能力Nvb=116218..624N大于立柱型型材承壓承載載力Ncbl==7200..000NNum1==N/Ncbbl==9541..133/77200.0000==1.3255個(gè)取2個(gè)根據(jù)選擇的的螺栓數(shù)目，計(jì)計(jì)算螺栓的受受剪承載能力力Nvb=332437..249N根據(jù)選擇的的螺栓數(shù)目，計(jì)計(jì)算立柱型材材承壓承載能能力Ncbl==144000.000NN324377.249NN≥95411.133NN144000.000NN≥95411.133NN強(qiáng)度可以滿滿足角碼抗承壓壓能力計(jì)算:角碼材料牌牌號(hào):Q235鋼(C級(jí)螺栓)Lct2::角碼壁厚:6.0mmmJy:角角碼承壓強(qiáng)度度:3055.000NN/mm^22Ncbg::鋼角碼型材材壁抗承壓能能力(N):Ncbg==D2×2××Jy×Lcct2×Nuum1==10.0000×2×3305×6..000×22.000==732000.000NN732000.000NN≥9541..133N強(qiáng)度可以滿滿足七、幕墻預(yù)埋件總總截面面積計(jì)計(jì)算本工程預(yù)埋埋件受拉力和和剪力V:剪力力設(shè)計(jì)值:V=N2=33331.1255NN:法向向力設(shè)計(jì)值:N=N1=89440.7400NM:彎矩矩設(shè)計(jì)值(N·mm)):e2:螺螺孔中心與錨錨板邊緣距離離:100..000mmmM=V×ee2=33331.1255×100..000=3333112.5500N·mmNum1::錨筋根數(shù):4根錨筋層數(shù)::2層αr:錨筋層數(shù)影影響系數(shù):1.0000關(guān)于混凝土土：強(qiáng)度等級(jí)級(jí)C30混凝土軸心心抗壓強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值:fc=114.3000N/mm^^2按現(xiàn)行國家家標(biāo)準(zhǔn)≤混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范≥GB500010-22002表采用。選用HPBB235錨筋錨筋強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值:fy=2210.0000N/mmm^2d:鋼筋筋直徑:Φ12.0000mmαv:鋼筋受剪承承載力系數(shù):α×d)×(fc//fy)^00.5依據(jù)GB500010-5式計(jì)算×12.000))×(14..300/2210.0000)^0..5=00.793因?yàn)棣羦大大于0.7，所以取αv=0.77t:錨板板厚度:8.0000mmαb:錨板彎曲變變形折減系數(shù)數(shù):αb=0.6+0..25×t//d依據(jù)GB500010-6式計(jì)算=00.6+0..25×8..000/112.0000=0..767Z:外層層鋼筋中心線線距離:180..000mmmAs:錨錨筋實(shí)際總截截面積:As=Nuum1×π×d^2//4=4..000×33.14×dd^2/4=4552.1600mm^2錨筋的總截截面積計(jì)算值值:依據(jù)GB500010-1和10.9..1-2等公式計(jì)算算As1=VV/(αr×αv×fy))+N/(00.8×αb×fy))+M/(11.3×αr×αb×fy××Z)=1100.9118mm^22As2=NN/(0.88×αb×fy))+M/(00.4×αr×αb×fy××Z)=998.1522mm^2100.918mmm^2≤452.1160mm^^298.152mmm^2≤452.1160mm^^24根φ122.000錨筋可以滿滿足要求!錨板面積A=450000.0000mm^^20.5fccA=3211750.0000NN=89440.7400N≤0.5fccA錨板尺寸可可以滿足要求求!八、幕墻預(yù)埋件焊焊縫計(jì)算根據(jù)《鋼結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范范》GB500017-20003公式-1、7.1.11-2和7.1.11-3計(jì)算hf:角焊焊縫焊腳尺寸寸8.0000mmL:角焊縫縫實(shí)際長度1100.0000mmhe:角焊焊縫的計(jì)算厚厚度=0.7hhf=5.66mmLw:角焊焊縫的計(jì)算長長度=L-2hhf=84..0mmfhf:角角焊縫的強(qiáng)度度設(shè)計(jì)值:160NN/mm^22βf:角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)值增大系數(shù)數(shù)，取值為:1.222σm:彎矩引起的應(yīng)力σm=6×M/(22×he×llw^2×βf)=220.7300N/mm^^2σn:法向力引起的應(yīng)力力σn=N/(2××he×Lww×βf)=77.790NN/mm^22τ:剪應(yīng)力τ=V/(2×Hff×Lw)=2..479N//mm^2σ:總應(yīng)力σ=((σm+σnn)^2+τ^2)^00.5=28.627σ=28.627NN/mm^2≤fhf=1660N/mm^2焊縫強(qiáng)度可以滿足足!九、幕墻橫梁計(jì)算算1.選用橫梁型型材的截面特特性:選用型材號(hào)號(hào):XC99\H選用的橫梁梁材料牌號(hào):60663T55橫梁型材抗抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)值:49..600N//mm^2橫梁型材抗抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)值:85..500N//mm^2橫梁型材彈彈性模量:E=00.70×110^5N//mm^2Mx橫梁繞繞截面X軸(平行于幕墻墻平面方向)的凈截面抵抵抗矩(N.mm))Wy橫梁繞繞截面Y軸(垂直于幕墻墻平面方向)的凈截面抵抵抗矩(N.mm))Wnx橫梁梁截面繞截面面X軸(幕墻平面內(nèi)內(nèi)方向)的凈截面抵抵抗矩:Wnxx=8.2883cm^33Wny橫梁梁截面繞截面面Y軸(垂直于幕墻墻平面方向)的凈截面抵抵抗矩:Wnyy=13.9964cm^^3型材截面積積:A=7..567cmm^2塑性發(fā)展系系數(shù):γ=1.0552.幕墻橫梁的的強(qiáng)度計(jì)算:校核依據(jù)::Mx/γWnx+MMy/γWny≤f=85..5(1)橫梁在自重重作用下的彎彎矩(kN·m))H:玻璃璃面板高度:1.4338mGAk:橫梁自重:4000N/m^22Gk:橫橫梁自重荷載載線分布均布布荷載標(biāo)準(zhǔn)值值(kN/m)):Gk=4000×H/11000=4000×1.4438/10000=0..575kNN/mG:橫梁梁自重荷載線線分布均布荷荷載設(shè)計(jì)值(kN/m))G=1.22×Gk=1.22×0.5775=0.6690kN//mMy:橫橫梁在自重荷荷載作用下的的彎矩(kN·m))My=G××B^2/88=0..690×11.175^^2/8=0..119kNN·m(2)橫梁在風(fēng)荷荷載作用下的的彎矩(kN·m))風(fēng)荷載線分分布最大荷載載標(biāo)準(zhǔn)值(三角形分布)qwk=WWk×B=11.011××1.1755=11.188kkN/m風(fēng)荷載線分分布最大荷載載設(shè)計(jì)值qw=1..4×qwkk=1..4×1.1188=1..663kNN/mMxw:橫梁在風(fēng)荷荷載作用下的的彎矩(kN·m))Mxw=qqw×B^22/12=11.663××1.1755^2/122=00.191kkN·m(3)地震作用下下橫梁彎矩qEAk::橫梁平面外外地震作用:βE:動(dòng)力放大系系數(shù):5αmax:地震影影響系數(shù)最大大值:0.1120Gk:幕幕墻構(gòu)件自重重:4000N/m^^2qEAk==5×αmax×4400/10000==5×0.1120×4000/10000==0.2400kN/m^^2qex:水平地震作作用最大作用用集度標(biāo)準(zhǔn)值值B:幕墻墻分格寬:1.1775m水平地震作作用最大作用用集度標(biāo)準(zhǔn)值值(三角形分布)qex=qqEAk×BB=00.240××1.1755=00.282KKN/mqE:水水平地震作用用最大作用集集度設(shè)計(jì)值γE:地震作用分分項(xiàng)系數(shù):1.33qE=1..3×qexx=1..3×0.2282=0..367kNN/mMxE:地震作用下下橫梁彎矩:MxE=qqE×B^22/12=00.367××1.1755^2/122=00.042kkN·m(4)橫梁強(qiáng)度::σ:橫梁計(jì)算強(qiáng)度(NN/mm^22):采用SG++SW+0..5SE組合Wnx:橫梁截面繞繞截面X軸的凈截面面抵抗矩:8.2883cm^33Wny:橫梁截面繞繞截面Y軸的凈截面面抵抗矩:13.9964cm^^3γ:塑性發(fā)展系數(shù):1.05σ=(My/Wnyy+Mxw//Wnx+00.5×MxxE/Wnxx)×10^^3/1.005=322.549NN/mm^2232.5449N/mmm^2≤ｆa=85..5N/mmm^2橫梁正應(yīng)力力強(qiáng)度可以滿滿足3.幕墻橫梁的的抗剪強(qiáng)度計(jì)計(jì)算:校核依據(jù)::τx=Vy××Sx/(IIx×tx))≤[τ]=49..6N/mmm^2校核依據(jù)::τy=Vx××Sy/(IIy×ty))≤[τ]=49..6N/mmm^2Vx-----橫梁水平方方向(X軸)的剪力設(shè)計(jì)計(jì)值N；Vy-----橫梁豎直方方向(Y軸)的剪力設(shè)計(jì)計(jì)值N；Sx-----橫梁截面計(jì)計(jì)算剪應(yīng)力處處以上(或下)截面對(duì)中性性軸(X軸)的面積矩=6.9911cm^3；Sy-----橫梁截面計(jì)計(jì)算剪應(yīng)力處處左邊(或右邊)截面對(duì)中性性軸(Y軸)的面積矩=8.5577cm^3；Ix-----橫梁繞截面X軸的毛截面面慣性矩=33.9888cm^4；Iy-----橫梁繞截面y軸的毛截面面慣性矩=42.4885cm^4；tx-----橫梁截面垂垂直于X軸腹板的截截面總寬度=6.0mmm；ty-----橫梁截面垂垂直于Y軸腹板的截截面總寬度=7.0mmm；f-----型材抗剪強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=49.66N/mm^^2；(1)Qwk:風(fēng)荷載作用用下橫梁剪力力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)Wk:風(fēng)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值值:1.0011kN//m^2B:幕墻墻分格寬:1.1775m風(fēng)荷載呈三三角形分布時(shí)時(shí)：Qwk=WWk×B^22/4=11.011××1.1755^2/4=00.349kkN(2)Qw:風(fēng)風(fēng)荷載作用下下橫梁剪力設(shè)設(shè)計(jì)值(kN)Qw=1..4×Qwkk=1..4×0.3349=0..489kNN(3)QEk:地震作用下下橫梁剪力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值(kN)地震作用呈呈三角形分布布時(shí)：QEk=qqEAk×BB^2/4=00.240××1.1755^2/4=00.083kkN(4)QE:地地震作用下橫橫梁剪力設(shè)計(jì)計(jì)值(kN)γE:地震作用分分項(xiàng)系數(shù):1.33QE=1..3×QEkk=1..3×0.0083=0..108kNN(5)Vy:橫橫梁豎直方向向(y軸)的剪力設(shè)計(jì)計(jì)值(kN):采用Vy==Qw+0..5QE組合Vy=Qww+0.5××QE=0.4489+0..5×0.1108=0.5542kN(6)Vx: