機(jī)車廠項(xiàng)目幕墻工程（3#-5#樓、10#-11#樓）設(shè)計(jì)計(jì)算書

機(jī)車廠項(xiàng)目幕墻工程（3#-5#樓、10#-11#樓）設(shè)計(jì)計(jì)算書目錄TOC\o"1-3"\h\z第1章顯豎隱橫玻璃幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書 基本參數(shù)幕墻所在地區(qū)四川成都地區(qū)；地面粗糙度分類等級(jí)幕墻屬于外圍護(hù)構(gòu)件，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)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)；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)；依照上面分類標(biāo)準(zhǔn)，本工程按B類地形考慮?？拐鹪O(shè)防按《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》，建筑工程應(yīng)分為以下四個(gè)抗震設(shè)防類別：1.特殊設(shè)防類：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)稱甲類；2.重點(diǎn)設(shè)防類：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)稱乙類；3.標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類：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)稱丙類；4.適度設(shè)防類：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)稱丁類；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，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，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，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，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)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010(2016年版)及《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306-2015的要求，本工程所在地四川成都地區(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，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?。害羗axⅡ=0.08；本工程場(chǎng)地類型為：Ⅱ類場(chǎng)地，查表E.1[GB18306-2015]，場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度調(diào)整系數(shù)Fa=1；因此：αmax=Fa×αmaxⅡ=1×0.08=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》(GB50009-2012)計(jì)算：wk=βgzμs1μzw0……8.1.1-2[GB50009-2012]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：27m；βgz：高度z處的陣風(fēng)系數(shù)；根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按以下公式計(jì)算：βgz=1+2gI10(z/10)-α……條文說明部分8.6.1[GB50009-2012]其中A、B、C、D四類地貌類別截?cái)喔叨确謩e為：5m、10m、15m、30m；A、B、C、D四類地貌類別梯度高度分別為：300m、350m、450m、550m；也就是：對(duì)A類場(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，按GB50009-2012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類地形，27m高度處的陣風(fēng)系數(shù)為：βgz=1+2×2.5×0.14×(27/10)-0.15=1.6031μz：風(fēng)壓高度變化系數(shù)；根據(jù)不同場(chǎng)地類型,按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》條文說明部分8.2.1提供的公式計(jì)算：A類場(chǎng)地：μzA=1.284×(z/10)0.24B類場(chǎng)地：μzB=1.000×(z/10)0.30C類場(chǎng)地：μzC=0.544×(z/10)0.44D類場(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類地形，27m高度處風(fēng)壓高度變化系數(shù)：μz=1.000×(27/10)0.30=1.3471μs1：局部風(fēng)壓體型系數(shù)；按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012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)為墻面轉(zhuǎn)角位置，按如上說明，查表得：μs1(1)=1.4按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012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[GB50009-2012]其中：μs1(25)=0.8μs1(1)=0.8×1.4=1.12計(jì)算支承結(jié)構(gòu)時(shí)的構(gòu)件從屬面積：A=1.5×6.3=9.45m2當(dāng)A>25時(shí)取a=25，當(dāng)A小于1時(shí)取A=1；LogA=0.975則：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(25)-μs1(1)]logA/1.4=1.4+[1.12-1.4]×0.975/1.4=1.205按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012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)開洞率大于0.02且小于或等于0.10時(shí)，取0.4μs1；-當(dāng)開洞率大于0.10且小于或等于0.30時(shí)，取0.6μs1；-當(dāng)開洞率大于0.30時(shí)，取0.8μs1；3其它情況，應(yīng)按開放式建筑物的μs1取值；注：1：主導(dǎo)洞口的開洞率是指單個(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)荷載的支承結(jié)構(gòu)時(shí)的局部風(fēng)壓體型系數(shù)為：μs1=1.205+0.2=1.405而對(duì)直接承受風(fēng)壓的面板結(jié)構(gòu)來說，其局部風(fēng)壓體型系數(shù)為：μs1=1.4+0.2=1.6w0：基本風(fēng)壓值(MPa)，根據(jù)現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012附表E.5中數(shù)值采用，但不小于0.3KN/m2，按重現(xiàn)期50年，四川成都地區(qū)取0.0003MPa；計(jì)算支承結(jié)構(gòu)時(shí)的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk=βgzμzμs1w0=1.6031×1.3471×1.405×0.0003=0.00091MPa因?yàn)閣k<0.001MPa，所以按JGJ102-2003，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=1.6031×1.3471×1.6×0.0003=0.001037MPa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[JGJ102-2003]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[JGJ102-2003]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[JGJ102-2003]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[JGJ102-2003]及表8.2.10[GB50068-2018]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：1.3；風(fēng)荷載：γw：1.5；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：27m；2：力學(xué)模型：雙跨梁；3：立柱跨度：L=6300mm；其中短跨長(zhǎng)L1=1700mm；長(zhǎng)跨長(zhǎng)L2=4600mm；4：立柱左分格寬：1500mm；立柱右分格寬：1500mm；5：立柱計(jì)算間距：B=1500mm；6：板塊配置：纖維水泥板；7：立柱材質(zhì)：Q235；8：安裝方式：偏心受拉；本處幕墻立柱按雙跨梁力學(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=0.001×1500=1.5N/mmqw：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm)；qw=1.5qwk=1.5×1.5=2.25N/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：幕墻平面面積(mm2)；qEAk=βEαmaxG/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5×0.08×0.00065=0.00026MPaqEk：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=0.00026×1500=0.39N/mmqE：水平地震作用線荷載集度設(shè)計(jì)值(N/mm)；qE=1.3qEk=1.3×0.39=0.507N/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[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=2.25+0.5×0.507=2.504N/mm用于撓度計(jì)算時(shí)，采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值：……5.4.1[JGJ102-2003]qk=qwk=1.5N/mm(4)求支座反力R1及最大彎矩：由雙跨梁彎矩圖可知，兩支點(diǎn)0，2處彎矩為零，中支點(diǎn)彎矩最大為M1，而在均布荷載作用下，最大撓度在長(zhǎng)跨內(nèi)出現(xiàn)。M1：中支座彎矩(N·mm)；R1：中支座反力(N)；M1=-q(L13+L23)/8L=-2.504×(17003+46003)/8/6300=-5079990N·mmR1=qL1/2-M1/L1+qL2/2-M1/L2=2.504×1700/2-(-5079990/1700)+2.504×4600/2-(-5079990/4600)=11980.175N確定材料的截面參數(shù)(1)截面的型材慣性矩要求：k2=0k1=4M1/(qL22)=4×5079990/(2.504×46002)=0.384查《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》第二版表3-9附注說明：x0=A/4+2R1/3cos(θ+240)其中：A=2+k1-k2=2.384R=((A/4)2-k1/2)3/2=0.066θ=1/3arccos((A3-12k1A-8(1-2k1-k2))/64R)=26.79x0=A/4+2R1/3cos(θ+240)=2.384/4+2×0.0661/3cos(26.79+240)=0.551λ=x0(1-2k1+3k1x0-2x02-k1x02+x03)=0.1709代入df,lim=λqkL24/24EIxmin上式中：qk：風(fēng)荷載線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm)；L2：長(zhǎng)跨長(zhǎng)度(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)；df,lim：按規(guī)范要求，立柱的撓度限值(mm)；關(guān)于幕墻龍骨撓度限值問題，由于目前JGJ133-2001、JGJ102-2003、JGJ336-2016、GB/T21086-2007等多部規(guī)范同時(shí)作用，這些規(guī)范制定年限跨度很大，限于規(guī)范制定時(shí)的上位法以及當(dāng)時(shí)的行業(yè)情況不同，這些規(guī)范對(duì)幕墻龍骨的撓度要求各有不同，具體要求分別如下：Ⅰ.按《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ133-2001：當(dāng)跨度≤7.5m時(shí)：鋁型材取跨度的1/180且不大于20mm，鋼型材取跨度的1/300且不大于15mm；當(dāng)跨度＞7.5m時(shí)：取跨度的1/500；Ⅱ.按《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003：對(duì)鋁型材取跨度的1/180，鋼型材取跨度的1/250；Ⅲ.按《人造板材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ336-2016：當(dāng)跨度≤4500mm時(shí)，撓度限值為跨度的1/180；當(dāng)4500mm＜跨度≤7000mm時(shí)，撓度限值為跨度的1/250+7；當(dāng)跨度＞7000mm時(shí)，撓度限值為跨度的1/200；Ⅳ.按《建筑幕墻》GB/T21086-2007：對(duì)鋁型材取跨度的1/180，鋼型材取跨度的1/250；對(duì)于構(gòu)件式玻璃幕墻或單元幕墻：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；（其它形式幕墻或外圍護(hù)結(jié)構(gòu)無絕對(duì)撓度限制）表面上看上述規(guī)范應(yīng)用范圍各有不同，但是實(shí)際上這些幕墻形式的龍骨受力并無區(qū)別，JGJ133及JGJ102也在按JGJ336進(jìn)行修訂。按不同規(guī)范中對(duì)相同事物的規(guī)定，應(yīng)以最新規(guī)定為準(zhǔn)的原則：理論上無論是哪種幕墻，其龍骨撓度限值均應(yīng)以最新的JGJ336-2016的要求（與待頒布的新JGJ133及新102規(guī)范要求是相同的）來執(zhí)行，結(jié)合本工程實(shí)際情況，對(duì)本例中的撓度限值按JGJ336-2016?。合鄬?duì)撓度限值為：L2/250+7=4600/250+7=25.4實(shí)際撓度限值為：df,lim=25.4mm代入上式：Ixmin=λqkL24/24Edf,lim=0.1709×1.5×46004/24/206000/25.4=914013.204mm4(2)截面的型材抵抗矩要求：Wnx：立柱凈截面抵抗矩預(yù)選值(mm3)；Mx：彎矩組合設(shè)計(jì)值即M1(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》GB50018-2002，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》GB50429-2007，取1.00； fs：型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)，對(duì)Q235取215；Wnx=Mx/γfs=5079990/1.05/215=22502.724mm3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)：矩形鋼管120×60×5型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：215MPa型材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：τs=125MPa型材彈性模量：E=206000MPa繞X軸慣性矩：Ix=2945500mm4繞Y軸慣性矩：Iy=978500mm4繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=49092mm3繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx2=49092mm3型材凈截面面積：An=1657.08mm2型材線密度：γg=0.130081N/mm型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度：t=10mm型材受力面對(duì)中性軸的面積矩：Sx=31113mm3塑性發(fā)展系數(shù)：γ=1.05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=0.00065×1500×6300=6142.5NN：立柱軸向拉力設(shè)計(jì)值(N)；N=1.3Nk=1.3×6142.5=7985.25N(2)抗彎強(qiáng)度校核：按雙跨梁(受拉)立柱強(qiáng)度公式，應(yīng)滿足：N/An+Mx/γWnx≤fs……6.3.7[JGJ102-2003]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)；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》GB50018-2002，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》GB50429-2007，取1.00；fs：型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取215MPa；則：N/An+Mx/γWnx=7985.25/1657.08+5079990/1.05/49092=103.37MPa≤215MPa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，所以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=2945500mm4預(yù)選值為：Ixmin=914013.204mm4實(shí)際撓度計(jì)算值為：df=λqkL24/24EIx=0.1709×1.5×46004/24/206000/2945500=7.882mm而df,lim=25.4mm所以，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=125MPa(立柱的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值)(1)求中支座剪力設(shè)計(jì)值：采用Vw+0.5VE組合Vw1左=-(qL1/2-M1/L1)=-(2.504×1700/2-(-5079990/1700))=-5116.629NVw1右=qL2/2-M1/L2=2.504×4600/2-(-5079990/4600)=6863.546N取V=6863.546N(2)立柱剪應(yīng)力：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=6863.546×31113/2945500/10=7.25MPa7.25MPa≤125MPa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：27m；2：橫梁跨度：B=1500mm；3：橫梁上分格高：2000mm；橫梁下分格高：2000mm；4：橫梁計(jì)算高度：H=1000mm：非背栓結(jié)構(gòu)取平均分格高；背栓結(jié)構(gòu)取最大分格高度的一半；5：力學(xué)模型：兩點(diǎn)集中荷載簡(jiǎn)支梁；6：集中力作用點(diǎn)到橫梁端部的距離：a=150mm；7：板塊配置：纖維水泥板；8：橫梁材質(zhì)：Q235；本處幕墻橫梁按兩點(diǎn)集中荷載簡(jiǎn)支梁模型進(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)荷載作用下的集中力計(jì)算(按兩點(diǎn)集中荷載簡(jiǎn)支梁)：Pwk：風(fēng)荷載作用下集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)；wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；B：橫梁跨度(mm)；H：橫梁計(jì)算高度(mm)；Pwk=wkBH/2=0.001×1500×1000/2=750NPw：風(fēng)荷載作用下集中荷載設(shè)計(jì)值(N)；Pw=1.5Pwk=1.5×750=1125N(2)垂直于幕墻平面的分布水平地震作用(按兩點(diǎn)集中荷載簡(jiǎn)支梁)：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[JGJ102-2003]=5.0×0.08×0.00055=0.00022MPaPEk：橫梁在水平地震作用下集中力標(biāo)準(zhǔn)值(N)；B：橫梁跨度(mm)；H：橫梁計(jì)算高度(mm)；PEk=qEAkBH/2=0.00022×1500×1000/2=165NPE：橫梁在水平地震作用下集中力設(shè)計(jì)值(N)；PE=1.3PEk=1.3×165=214.5N(3)幕墻橫梁受水平荷載集度組合：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[JGJ102-2003]P=Pw+0.5PE=1125+0.5×214.5=1232.25N用于撓度計(jì)算時(shí)，采用Sw標(biāo)準(zhǔn)值：……5.4.1[JGJ102-2003]Pk=Pwk=750N(4)橫梁在風(fēng)荷載及地震組合作用下的彎矩值(按兩點(diǎn)集中荷載簡(jiǎn)支梁)：My：橫梁受風(fēng)荷載及地震作用彎矩組合設(shè)計(jì)值(N·mm)；P：集中荷載的設(shè)計(jì)值組合(N)；a：集中力作用點(diǎn)到橫梁端部的距離(mm)；My=Pa=1232.25×150=184837.5N·mm(5)橫梁在自重荷載作用下的彎矩值(按兩點(diǎn)集中荷載簡(jiǎn)支梁)：PGk：橫梁自重荷載作用下集中力標(biāo)準(zhǔn)值(N)；B：橫梁跨度(mm)；H1：橫梁自重荷載作用高度(mm)：非背栓結(jié)構(gòu)取橫梁上分格高；背栓結(jié)構(gòu)取最大分格高度的一半；PGk=0.00055×BH1/2=0.00055×1500×1000/2=412.5NPG：橫梁自重荷載作用下集中力設(shè)計(jì)值(N)；PG=1.3PGk=1.3×412.5=536.25NMx：橫梁在自重荷載作用下的彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)；PG：橫梁自重荷載作用下集中力設(shè)計(jì)值(N)；a：集中力作用點(diǎn)到橫梁端部的距離(mm)；Mx=PG×a=536.25×150=80437.5N·mm確定材料的截面參數(shù)(1)橫梁抵抗矩預(yù)選：Wnx：繞X軸橫梁凈截面抵抗矩預(yù)選值(mm3)；Wny：繞Y軸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設(shè)計(jì)值(N·mm)；My：風(fēng)荷載及地震作用彎矩組合設(shè)計(jì)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》GB50018-2002，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》GB50429-2007，均取1.00；此處?。害脁=γy=1.05 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=80437.5/1.05/215=356.312mm3Wny=My/γyfs=184837.5/1.05/215=818.771mm3(2)橫梁慣性矩預(yù)選：B：橫梁的跨度(mm)；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)；不同的幕墻規(guī)范對(duì)橫梁的撓度限值要求與立柱是相同的，懸臂構(gòu)件跨度按其挑出長(zhǎng)度2倍取值；此外：GB/T21086-2007旳5.1.9要求自重標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙炔粦?yīng)超過其跨度的1/500，并且不應(yīng)大于3mm；JGJ336-2016中第7.1.7則要求自重標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙炔粦?yīng)超過其跨度的1/250，且無絕對(duì)撓度要求；按不同規(guī)范中對(duì)相同事物的規(guī)定，應(yīng)以最新規(guī)定為準(zhǔn)的原則：理論上無論是哪種幕墻，其龍骨撓度限值均應(yīng)以最新的JGJ336-2016的要求（與待頒布的新JGJ133及新102規(guī)范要求是相同的）來執(zhí)行；結(jié)合本工程的實(shí)際情況，按JGJ336-2016取：本工程的撓度限值取值為：df1,lim=B/180=8.333mmdf2,lim=B/250=6mmPk：風(fēng)荷載作用下的水平集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)；a：集中力作用點(diǎn)到橫梁端部的距離(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)；df,lim=Pka(3B2-4a2)/24EIymin……(受風(fēng)荷載與地震作用的撓度計(jì)算)Iymin=Pka(3B2-4a2)/24Edf1,lim=750×150×(3×15002-4×1502)/24/206000/8.333=18186.407mm4PGk：重力作用下的集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)；a：集中力作用點(diǎn)到橫梁端部的距離(mm)；B：橫梁的跨度(mm)；E：型材的彈性模量(MPa)，對(duì)Q235取206000MPa；Ixmin：繞X軸最小慣性矩(mm4)；df,lim=PGka(3B2-4a2)/24EIxmin……(自重作用下產(chǎn)生的撓度計(jì)算)Ixmin=PGka(3B2-4a2)/24Edf2,lim=412.5×150×(3×15002-4×1502)/24/206000/6=13891.839mm4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)：角鋼L5×4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=92600mm4繞Y軸慣性矩：Iy=92600mm4繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=6700mm3繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx2=2560mm3繞Y軸凈截面抵抗矩：：Wny1=6700mm3繞Y軸凈截面抵抗矩：：Wny2=2560mm3型材凈截面面積：An=389.7mm2型材線密度：γg=0.030591N/mm橫梁與立柱連接時(shí)角片與橫梁連接處橫梁壁厚：t=4mm橫梁截面垂直于X軸腹板的截面總寬度：tx=4mm橫梁截面垂直于Y軸腹板的截面總寬度：ty=4mm型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(繞X軸)：Sx=2595mm3型材受力面對(duì)中性軸的面積矩(繞Y軸)：Sy=2595mm3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》GB50018-2002，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》GB50429-2007，均取1.00； 此處?。害脁=γy=1.05幕墻橫梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算按橫梁抗彎強(qiáng)度計(jì)算公式，應(yīng)滿足：Mx/γxWnx+My/γyWny≤fs……6.2.4[JGJ102-2003]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：塑性發(fā)展系數(shù)，取1.05；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=80437.5/1.05/2560+184837.5/1.05/2560=98.689MPa≤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，所以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=92600mm4Iy=92600mm4預(yù)選值為：Ixmin=13891.839mm4Iymin=18186.407mm4橫梁的實(shí)際撓度計(jì)算值為：df1=Pka(3B2-4a2)/24EIy=750×150×(3×15002-4×1502)/24/206000/92600=1.637mmdf2=PGka(3B2-4a2)/24EIx=412.5×150×(3×15002-4×1502)/24/206000/92600=0.9mm而df1,lim=8.333mmdf2,lim=6mm所以，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=Pwk=750N(2)Vw：風(fēng)荷載作用下剪力設(shè)計(jì)值(N)：Vw=1.5Pwk=1125N(3)VEk：地震作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值(N)：VEk=PEk=165N(4)VE：地震作用下剪力設(shè)計(jì)值(N)：VE=1.3PEk=214.5N(5)Vx：水平總剪力(N)；Vx：橫梁受水平總剪力(N)：采用Vw+0.5VE組合：Vx=Vw+0.5VE=1125+0.5×214.5=1232.25N(6)Vy：垂直總剪力(N)：Vy=PG=536.25N(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[JGJ102-2003]=1232.25×2595/92600/4=8.633MPa8.633MPa≤125MPaτy：橫梁垂直方向剪應(yīng)力(MPa)；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[JGJ102-2003]=536.25×2595/92600/4=3.757MPa3.757MPa≤125MPa橫梁抗剪強(qiáng)度能滿足!背栓支承連接纖維水泥板的選用與校核基本參數(shù)：1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：27m；2：板塊尺寸：a×b=1500mm×2400mm；支承點(diǎn)間距：a0×b0=500mm×800mm；3：面板的計(jì)算厚度：te=25mm；4：連接形式：背栓支承連接；模型簡(jiǎn)圖為：面板的荷載計(jì)算(1)垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：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：面板的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)；A：幕墻平面面積(mm2)；γgk：面板材料自重密度，查表5.3.1[JGJ336-2016]確定；t：面板總厚度(mm)；qEAk=βEαmaxGk/A=βEαmaxγgkt=5×0.08×0.0000167×25=0.000167MPa(2)面板水平荷載集度設(shè)計(jì)值組合：采用Sw+0.5SE設(shè)計(jì)值組合：q=1.5wk+0.5×1.3qEAk=1.5×0.001037+0.5×1.3×0.000167=0.001664MPa面板的抗彎強(qiáng)度計(jì)算校核依據(jù)：σ=6mqb02/te2≤f=11.5MPaσ：面板的彎曲應(yīng)力計(jì)算值(MPa)；f：面板材料的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)，查表5.2.5[JGJ336-2016]確定；m：板最大彎矩系數(shù)，按短邊與長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)比a0/b0=0.625，查表6.2.1[JGJ336-2016]得：m=0.135；q：板塊水平荷載集度設(shè)計(jì)值組合(MPa)；b0：支承點(diǎn)長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm)；te：面板的計(jì)算厚度(mm)；應(yīng)力計(jì)算值為：σ=6mqb02/te2=6×0.135×0.001664×8002/252=1.38MPa1.38MPa≤f=11.5MPa選用面板的抗彎強(qiáng)度能滿足要求。面板最大撓度校核：校核依據(jù)：df=μwkb04/D≤df,lim上面公式中：df：纖維水泥板撓度計(jì)算值(mm)；μ：撓度系數(shù)，按短邊與長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)比a0/b0=0.625，查表6.4.3[JGJ336-2016]得：μ=0.0154；wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)；b0：支承點(diǎn)長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)(mm)；D：面板的彎曲剛度(N·mm)；df,lim：許用撓度，取跨度的1/250，即b0/250=3.2mm；其中：D=Ete3/(12(1-υ2))上式中：E：面板的的彈性模量(MPa)；te：面板的計(jì)算厚度(mm)；υ：材料泊松比；D=Ete3/(12(1-υ2))=14000×253/(12×(1-0.252))=19444444.444N·mmdf=μwkb04/D=0.0154×0.001037×8004/19444444.444=0.336mm0.336mm≤df,lim=3.2mm纖維水泥板撓度能滿足要求!背栓在面板中產(chǎn)生的剪應(yīng)力計(jì)算校核依據(jù)：τ=1.25qab/(2nπd1(t-h))≤τsc=2.3MPaτ：背栓在面板槽口中產(chǎn)生的剪應(yīng)力設(shè)計(jì)值(MPa)；τsc：面板的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)；q：板塊水平荷載集度設(shè)計(jì)值組合(MPa)；a、b：面板的兩邊邊長(zhǎng)(mm)；n：一個(gè)連接邊上的背栓數(shù)量；d1：背栓在面板中前端拓孔直徑(mm)；h：背栓在面板中鉆孔深度(mm)；t：面板厚度(mm)；τ=1.25qab/(2nπd1(t-h))=1.25×0.001664×1500×2400/(2×6×3.14×10×(25-15))=1.987MPa1.987MPa≤τsc=2.3MPa背栓在面板槽口中剪應(yīng)力能滿足要求。背栓連接抗拉計(jì)算校核依據(jù)：N=qabβ/nN≤P/gr上面公式中：N：水平荷載作用下單個(gè)背栓所受的拉力計(jì)算值(N)；q：板塊水平荷載集度設(shè)計(jì)值組合(MPa)；a、b：面板邊長(zhǎng)(mm)；n：背栓數(shù)量；β：應(yīng)力調(diào)整系數(shù)，按表6.2.2[JGJ336-2016]取值；P：實(shí)測(cè)所得背栓受拉破壞承載力最小值(N)，查廠家資料取8000；gr：背栓連接承載力分項(xiàng)系數(shù)，取2.15；N=qabβ/12=0.001664×1500×2400×1.25/12=624NP/gr=8000/2.15=3720.93NN=624N≤P/gr=3720.93N背栓抗拉強(qiáng)度能滿足。背栓連接抗剪計(jì)算校核依據(jù)：V=1.35Gkβ/n1V≤0.8P/grGk=γgkabt上面公式中：V：水平荷載作用下單個(gè)背栓所受的剪力計(jì)算值(N)；Gk：面板的自重標(biāo)準(zhǔn)值(N)；γgk：面板材料自重密度，查表5.3.1[JGJ336-2016]確定；t：面板總厚度(mm)；a、b：面板邊長(zhǎng)(mm)；P：實(shí)測(cè)所得背栓受拉破壞承載力最小值(N)，查廠家資料取8000；n1：承受面板自重荷載的背栓數(shù)量；Gk=γgkabt=0.0000167×1500×2400×25=1503NV=1.35Gkβ/n1=1.35×1503×1.25/6=422.719N0.8P/gr=0.8×8000/2.15=2976.744NV=422.719N≤0.8P/gr=2976.744N背栓抗剪強(qiáng)度能滿足。掛件的強(qiáng)度校核板塊通過掛件將荷載傳遞到橫梁上，我們可以近似的把掛件簡(jiǎn)化為帶懸臂的梁，其強(qiáng)度計(jì)算值應(yīng)不大于材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，下面我們具體的對(duì)此進(jìn)行計(jì)算。N：每個(gè)掛件所承受的水平集中荷載設(shè)計(jì)值(N)；q：板塊水平荷載集度設(shè)計(jì)值組合(MPa)；a、b：分別為面板的邊長(zhǎng)(mm)；n1：所計(jì)算的板塊中承受水平荷載的掛件數(shù)量；N=1.25q×a×b/n1=1.25×0.001664×1500×2400/12=624NA：每個(gè)掛件的斷面面積(mm2)；B：每個(gè)掛件的寬度(mm)；t：掛件型材厚度(mm)；A=B×t=70×4=280mm2Pk：每個(gè)掛件所承受的垂直集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)；Gk/A：是計(jì)算構(gòu)件時(shí)的每平米自重，近似取0.000418MPa；P：每個(gè)掛件所承受的垂直集中荷載設(shè)計(jì)值(N)；n2：所計(jì)算的板塊中承受垂直荷載的掛件數(shù)量；Pk=Gk/A×a×b/n2=0.000418×1500×2400/4=376.2NP=1.3Pk=1.3×376.2=489.06NMgj：掛件最大彎矩設(shè)計(jì)值(N·mm)；e：簡(jiǎn)化為帶懸臂的梁的掛件的懸臂端長(zhǎng)度(mm)；Mgj=P×e=489.06×30=14671.8N·mmWgj：每個(gè)掛件的抗彎距(mm3)；Wgj=B×t2/6=70×42/6=186.667mm3fgj：掛件的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)，本處掛件材質(zhì)為6063-T6，fgj=150MPa；σ3：掛件的抗彎強(qiáng)度計(jì)算值(MPa)；σ3=N/A+Mgj/Wgj=624/280+14671.8/186.667=80.827MPa≤fgj=150MPa所以，掛件的抗彎強(qiáng)度能滿足設(shè)計(jì)要求！掛件的撓度校核板塊通過掛件將荷載傳遞到橫梁上，我們可以近似的把掛件簡(jiǎn)化為帶懸臂的梁，其相對(duì)撓度應(yīng)不大于懸臂長(zhǎng)度的2/180(鋁材)或2/250（鋼材），而其絕對(duì)撓度應(yīng)不大于1mm，下面我們具體的對(duì)此進(jìn)行計(jì)算。Igj：每個(gè)掛件的慣性距(mm4)；B：每個(gè)掛件的寬度(mm)；t：掛件型材厚度(mm)；Igj=B×t3/12=70×43/12=373.333mm4df：掛件懸臂端最大撓度計(jì)算值(mm)；df,lim：掛件相對(duì)撓度最大限制，應(yīng)不大于懸臂長(zhǎng)度的2/180(鋁材)或2/250（鋼材），絕對(duì)撓度應(yīng)不大于1mm，因此本處取為0.333mm；Pk：每個(gè)掛件所承受的垂直集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值(N)；e：簡(jiǎn)化為帶懸臂的梁的掛件的懸臂端長(zhǎng)度(mm)；L：簡(jiǎn)化為帶懸臂的梁的掛件的懸臂端到螺栓中線距離(mm)；L-e：簡(jiǎn)化為帶懸臂的梁的掛件的簡(jiǎn)支端長(zhǎng)度(mm)；E：掛件型材的彈性模量(MPa)，本處掛件材質(zhì)為6063-T6，E=70000MPa；df=Pk×e2×(L-e)×(1+e/(L-e))/3EIgj=376.2×302×20×(1+30/20)/3/70000/373.333=0.216mm≤df,lim=0.333mm所以，掛件的撓度能滿足設(shè)計(jì)要求！掛件緊固螺栓校核(1)螺栓的基本荷載計(jì)算N1：自重荷載引起的彎矩作用下螺栓產(chǎn)生的拉力計(jì)算值(N)；P：每個(gè)掛件所承受的垂直集中荷載設(shè)計(jì)值(N)；n3：每個(gè)掛件所用螺栓數(shù)；N1=P×e/(L-e)/n3=489.06×30/20/1=733.59NV1：水平荷載作用下螺栓產(chǎn)生的剪力計(jì)算值(N)；N：每個(gè)掛件所承受的水平集中荷載設(shè)計(jì)值(N)；V1=N/n3=624/1=624N(2)螺栓抗拉承載力計(jì)算校核依據(jù)：Ntb=Aeftb≥N1上式中：Ntb：?jiǎn)蝹€(gè)螺栓的抗拉承載力設(shè)計(jì)值(N)；Ae：螺栓的應(yīng)力截面面積，M8螺栓取36.6mm2；ftb：螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)，對(duì)碳鋼：4.6-C級(jí)，取170MPa；N1：自重荷載引起的彎矩作用下螺栓產(chǎn)生的拉力計(jì)算值(N)；代入已知參數(shù)：Ntb=Aeftb=36.6×170=6222N≥N1=733.59N所以，螺栓的抗拉承受力能滿足設(shè)計(jì)要求！(3)螺栓抗剪承載力計(jì)算校核依據(jù)：Nvb=A0fvb≥V1上式中：Nvb：?jiǎn)蝹€(gè)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值(N)；A0：螺栓的剪切截面面積，M8螺栓取36.6mm2；fvb：螺栓的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)，對(duì)碳鋼：4.6-C級(jí)，取140MPa；V1：水平荷載作用下螺栓產(chǎn)生的剪力計(jì)算值(N)；代入已知參數(shù)：Nvb=A0fvb=36.6×140=5124N≥V1=624N所以，螺栓的抗剪承受力能滿足設(shè)計(jì)要求！(4)螺栓的拉剪復(fù)合承載力計(jì)算校核依據(jù)：(N1/Ntb)2+(V1/Nvb)2≤1代入數(shù)值得：(N1/Ntb)2+(V1/Nvb)2=(733.59/6222)2+(624/5124)2=0.028731≤1所以，螺栓的拉剪復(fù)合承載力能滿足設(shè)計(jì)要求！連接件計(jì)算基本參數(shù)：1：計(jì)算點(diǎn)標(biāo)高：27m；2：立柱計(jì)算間距：B1=1500；3：橫梁計(jì)算分格尺寸：寬×高=B×H=1500mm×1000mm；對(duì)于背栓結(jié)構(gòu)，H取最大分格的一半；對(duì)于非背栓結(jié)構(gòu)，H取平均分格高度；4：幕墻立柱跨度：L=6300mm，短跨L1=1700mm，長(zhǎng)跨L2=4600mm；5：板塊配置：纖維水泥板；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直徑：12mm；9：立柱與橫梁連接處鋼角碼厚度：4mm；10：橫梁與角碼連接螺栓公稱直徑：6mm；11：立柱與角碼連接螺栓公稱直徑：6mm；12：立柱受力模型：雙跨；13：連接形式：立柱與主體：螺栓連接橫梁與立柱：螺栓連接；本處幕墻橫梁按兩點(diǎn)集中荷載模型進(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(按兩點(diǎn)集中荷載)：Vw=1.5wkBH/2=1.5×0.001×1500×1000/2=1125N(2)地震作用下橫梁剪力標(biāo)準(zhǔn)值(按兩點(diǎn)集中荷載)：VEk=βEαmaxGk/A×BH/2=5.0×0.08×0.00055×1500×1000/2=165N(3)地震作用下橫梁剪力設(shè)計(jì)值：VE=1.3VEk=1.3×165=214.5N(4)連接部位總剪力N1：采用Sw+0.5SE組合：N1=Vw+0.5VE=1125+0.5×214.5=1232.25N(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；de：螺紋有效直徑：5.061833mm；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=nv1πde2fv1b/4=1×3.14×5.0618332×175/4=3519.843NNnum1：螺栓個(gè)數(shù)：Nnum1=N1/Nv1b=1232.25/3519.843=0.35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：螺栓公稱直徑：6mm；t1：連接部位橫梁壁厚：4mm；fc1：型材承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對(duì)Q235取305MPa；Nc1=Nnum1dt1fc1=2×6×4×305=14640N14640N≥1232.25N強(qiáng)度可以滿足!角碼與立柱連接(1)自重荷載計(jì)算：PGk：橫梁自重荷載作用下集中力標(biāo)準(zhǔn)值(N)；B：橫梁跨度(mm)；Hg：橫梁受自重荷載分格高(mm)；對(duì)于背栓結(jié)構(gòu)，取最大分格的一半；對(duì)于非背栓結(jié)構(gòu)，取上分格高度；PGk=0.00055×BHg/2=0.00055×1500×1000/2=412.5NPG：橫梁自重荷載作用下集中力設(shè)計(jì)值(N)；PG=1.3PGk=1.3×412.5=536.25NN2：自重荷載(N)：N2=PG=536.25N(2)連接處組合荷載N：采用SG+Sw+0.5SEN=(N12+N22)1/2=(1232.252+536.252)0.5=1343.877N(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；de：螺紋有效直徑：5.061833mm；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=nv2πde2fv2b/4=1×3.14×5.0618332×175/4=3519.843NNnum2：螺栓個(gè)數(shù)：Nnum2=N/Nv2b=1343.877/3519.843=0.382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)；Nnum2：連接處螺栓個(gè)數(shù)；d：螺栓公稱直徑：6mm；t2：連接部位立柱壁厚：5mm；fc2：型材的承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對(duì)Q235取305MPa；Nc2=Nnum2dt2fc2=2×6×5×305=18300N18300N≥1343.877N強(qiáng)度可以滿足!(5)連接部位鋼角碼壁承壓能力計(jì)算Nc3：連接部位幕墻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：螺栓公稱直徑：6mm；t3：角碼壁厚：4mm；fc3：型材的承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對(duì)Q235取305MPa；Nc3=Nnum2dt3fc3=2×6×4×305=14640N14640N≥1343.877N強(qiáng)度可以滿足!立柱與主結(jié)構(gòu)連接(1)連接處水平剪切總力計(jì)算：對(duì)雙跨梁，中支座反力R1，即為立柱連接處最大水平剪切總力。qw：風(fēng)荷載線分布集度設(shè)計(jì)值(N/mm)；qw=1.5wkB1=1.5×0.001×1500=2.25N/mmqE：地震作用線分布集度設(shè)計(jì)值(N/mm)；qE=1.3βEαmaxGk/A×B1=1.3×5.0×0.08×0.00065×1500=0.507N/mm采用Sw+0.5SE組合：q=qw+0.5×qE=2.25+0.5×0.507=2.504N/mmN1：連接處水平剪切總力(N)；R1：中支座反力(N)；N1=R1=qL(L12+3L1L2+L22)/8L1L2=2.504×6300×(17002+3×1700×4600+46002)/8/1700/4600=11980.175N(2)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=0.00065×B1L=0.00065×1500×6300=6142.5NNG：連接處自重總值設(shè)計(jì)值(N)：NG=1.3NGk=1.3×6142.5=7985.25N(3)連接處總剪力：N：連接處總剪力(N)：N=(N12+NG2)0.5=(11980.1752+7985.252)0.5=14397.528N(4)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；de：螺紋有效直徑：10.35821mm；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=nv3πde2fv3b/4=2×3.14×10.358212×175/4=29478.618NNnum3：螺栓個(gè)數(shù)：Nnum3=N/Nv3b=14397.528/29478.618=0.488個(gè)實(shí)際取2個(gè)(5)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：螺栓公稱直徑：12mm；t2：連接部位立柱壁厚：5mm；fc4：型材的承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對(duì)Q235取305MPa；Nc4=nv3×Nnum3dt2fc4=2×2×12×5×305=73200N73200N≥14397.528N強(qiáng)度可以滿足要求!(6)鋼角碼型材壁承壓能力計(jì)算：Nc5：鋼角碼型材壁承壓能力(N)；nv4：剪切面數(shù)：取2；Nnum3：連接處螺栓個(gè)數(shù)；d：連接螺栓直徑：12mm；t4：幕墻鋼角碼壁厚：6mm；fc5：鋼角碼的承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對(duì)Q235取305MPa；Nc5=nv4×Nnum3dt4fc5=2×2×12×6×305=87840N