隐框、全玻璃及石材幕墙计算书

'南宁综合楼外装饰工程 设计计算书设计：校对：审核：深圳金x幕墙装饰工程有限公司 目录1计算引用的规范、标准及资料11.1幕墙设计规范：11.2建筑设计规范：11.3铝材规范：11.4金属板及石材规范：21.5玻璃规范：21.6钢材规范：31.7胶类及密封材料规范：31.8五金件规范：41.9相关物理性能等级测试方法：41.10《建筑结构静力计算手册》(第二版)41.11土建图纸：42基本参数52.1幕墙所在地区52.2地面粗糙度分类等级52.3抗震设防5显横隐竖玻璃幕墙(塔楼90米高简支梁)1幕墙承受荷载计算51.1风荷载标准值的计算方法51.2计算支撑结构时的风荷载标准值71.3计算面板材料时的风荷载标准值71.4垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值71.5作用效应组合72幕墙立柱计算82.1立柱型材受力分析92.2选用立柱型材的截面特性102.3立柱的抗弯强度计算102.4立柱的挠度计算112.5立柱的抗剪计算113幕墙横梁计算123.1横梁型材受力分析123.2选用横梁型材的截面特性143.3幕墙横梁的抗弯强度计算143.4横梁的挠度计算153.5横梁的抗剪计算154幕墙埋件计算(后锚固结构)164.1荷载值计算164.2锚栓群中承受拉力最大锚栓的拉力计算174.3群锚受剪内力计算18 4.4锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力计算184.5锚栓或植筋钢材受剪破坏承载力计算195连接件计算195.1横梁与角码间连接205.2角码与立柱连接215.3立柱与主结构连接22显横隐竖玻璃幕墙(塔楼多点连续梁)1幕墙承受荷载计算241.1风荷载标准值的计算方法241.2计算支撑结构时的风荷载标准值251.3计算面板材料时的风荷载标准值251.4垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值261.5作用效应组合262幕墙立柱计算262.1立柱型材受力分析272.2选用立柱型材的截面特性282.3立柱的内力分析282.4幕墙立柱的抗弯强度及抗剪强度验算：312.5幕墙立柱的挠度验算：323幕墙横梁计算333.1横梁型材受力分析333.2选用横梁型材的截面特性353.3幕墙横梁的抗弯强度计算353.4横梁的挠度计算363.5横梁的抗剪计算364玻璃板块的选用与校核374.1玻璃板块荷载计算：384.2玻璃的强度计算：394.3玻璃最大挠度校核：405连接件计算415.1横梁与角码间连接415.2角码与立柱连接425.3立柱与主结构连接436幕墙埋件计算(后锚固结构)456.1荷载及受力分析计算456.2锚栓群中承受拉力最大锚栓的拉力计算466.3群锚受剪内力计算476.4锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力计算476.5锚栓或植筋钢材受剪破坏承载力计算477幕墙转接件强度计算487.1受力分析487.2转接件的强度计算488幕墙焊缝计算498.1受力分析49 8.2焊缝特性参数计算498.3焊缝校核计算509显横隐竖玻璃幕墙胶类及伸缩缝计算509.1抗震设计下结构硅酮密封胶的宽度计算509.2结构硅酮密封胶粘接厚度的计算519.3结构胶设计总结519.4立柱连接伸缩缝计算519.5玻璃镶嵌槽紧固螺钉抗拉强度计算529.6耐侯胶胶缝计算52裙楼石材幕墙1幕墙承受荷载计算531.1风荷载标准值的计算方法531.2计算支撑结构时的风荷载标准值541.3计算面板材料时的风荷载标准值541.4垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值551.5作用效应组合552幕墙立柱计算552.1立柱型材受力计算562.2选用立柱型材的截面特性572.3立柱的抗弯强度计算572.4立柱的挠度计算582.5立柱的抗剪计算583幕墙横梁计算593.1横梁型材受力计算603.2选用横梁型材的截面特性613.3幕墙横梁的抗弯强度计算623.4横梁的挠度计算623.5横梁的抗剪计算624短槽式(托板)连接石材的选用与校核634.1石材板块荷载计算644.2石材的抗弯设计644.3短槽托板在石材中产生的剪应力校核654.4短槽托板剪应力校核655幕墙焊缝计算665.1受力分析665.2焊缝特性参数计算665.3焊缝校核计算671层全隐玻璃幕墙1幕墙承受荷载计算671.1风荷载标准值的计算方法671.2计算支撑结构时的风荷载标准值681.3计算面板材料时的风荷载标准值691.4垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值69 1.5作用效应组合692幕墙立柱计算702.1立柱型材选材计算702.2确定材料的截面参数712.3选用立柱型材的截面特性722.4立柱的抗弯强度计算732.5立柱的挠度计算732.6立柱的抗剪计算743幕墙横梁计算743.1横梁型材受力计算753.2选用横梁型材的截面特性763.3幕墙横梁的抗弯强度计算773.4横梁的挠度计算773.5横梁的抗剪计算784玻璃板块的选用与校核794.1玻璃板块荷载计算：794.2玻璃的强度计算：804.3玻璃最大挠度校核：815连接件计算825.1横梁与角码间连接835.2角码与立柱连接845.3立柱与主结构连接856幕墙埋件计算(后锚固结构)866.1荷载标准值计算876.2锚栓群中承受拉力最大锚栓的拉力计算886.3群锚受剪内力计算896.4锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力计算896.5锚栓或植筋钢材受剪破坏承载力计算897幕墙转接件强度计算907.1受力分析907.2转接件的强度计算908幕墙焊缝计算918.1受力分析918.2焊缝特性参数计算918.3焊缝校核计算929全隐框玻璃幕墙胶类及伸缩缝计算929.1结构硅酮密封胶的宽度计算929.2结构硅酮密封胶粘接厚度的计算939.3结构胶设计总结949.4立柱连接伸缩缝计算949.5耐侯胶胶缝计算94主入口全玻幕墙1幕墙承受荷载计算951.1风荷载标准值的计算方法95 1.2计算玻璃时的风荷载标准值961.3垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值961.4作用效应组合962全玻璃幕墙大面玻璃的计算972.1玻璃板块荷载计算972.2玻璃的强度计算982.3玻璃最大挠度校核993全玻璃幕墙玻璃肋及结构胶的校核993.1肋截面高度的校核993.2玻璃肋的挠度计算1003.3胶缝强度的校核:100附录常用材料的力学及其它物理性能101 1计算引用的规范、标准及资料1.1幕墙设计规范：《铝合金结构设计规范》GB50429-2007《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003《点支式玻璃幕墙工程技术规程》CECS127-2001《玻璃幕墙点支承装置》JG138-2010《吊挂式玻璃幕墙支承装置》JG139-2001《建筑瓷板装饰工程技术规范》CECS101：98《建筑幕墙》GB/T21086-2007《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001《小单元建筑幕墙》JG/T216-20081.2建筑设计规范：《地震震级的规定》GB/T17740-1999《钢结构防火涂料》GB14907-2002《钢结构设计规范》GB50017-2003《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005年版)《高处作业吊蓝》GB19155-2003《工程抗震术语标准》JGJ/T97-2010《工程网络计划技术规程》JGJ/T121-99《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004《混凝土结构设计规范》GB50010-2010《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》JG160-2004《建筑表面用有机硅防水剂》JC/T902-2002《建筑材料放射性核素限量》GB6566-2010《建筑防火封堵应用技术规程》CECS154：2003《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008《建筑工程预应力施工规程》CECS180：2005《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版、局部修订)《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001《建筑抗震设计规范》GB50011-2010《建筑设计防火规范》GB50016-2006《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002《民用建筑设计通则》GB50352-2005《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ85-20101.3铝材规范：《变形铝及铝合金化学成份》GB/T3190-2008105 《建筑用隔热铝合金型材》JG175-2011《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》JG/T133-2000《铝合金建筑型材第1部分基材》GB5237.1-2008《铝合金建筑型材第2部分阳极氧化、着色型材》GB5237.2-2008《铝合金建筑型材第3部分电泳涂漆型材》GB5237.3-2008《铝合金建筑型材第4部分粉末喷涂型材》GB5237.4-2008《铝合金建筑型材第5部分氟碳漆喷涂型材》GB5237.5-2008《铝合金建筑型材第6部分隔热型材》GB5237.6-2004《铝及铝合金彩色涂层板、带材》YS/T431-2000《一般工业用铝及铝合金板、带材》GB/T3880.1～3-2006《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》YS/T437-2009《有色电泳涂漆铝合金建筑型材》YS/T459-20031.1金属板及石材规范：《干挂饰面石材及其金属挂件》JC830.1、2-2005《建筑装饰用微晶玻璃》JC/T872-2000《建筑幕墙用瓷板》JG/T217-2007《建筑装饰用搪瓷钢板》JG/T234-2008《微晶玻璃陶瓷复合砖》JC/T994-2006《超薄天然石材复合板》JC/T1049-2007《铝幕墙板、板基》YS/T429.1-2000《铝幕墙板、氟碳喷漆铝单板》YS/T429.2-2000《建筑幕墙用铝塑复合板》GB/T17748-2008《铝塑复合板用铝带》YS/T432-2000《天然板石》GB/T18600-2009《天然大理石荒料》JC/T202-2001《天然大理石建筑板材》GB/T19766-2005《天然花岗石荒料》JC/T204-2001《天然花岗石建筑板材》GB/T18601-2009《天然石材统一编号》GB/T17670-2008《天然饰面石材术语》GB/T13890-20081.2玻璃规范：《镀膜玻璃第1部分：阳光控制镀膜玻璃》GB/T18915.1-2002《镀膜玻璃第2部分：低辐射镀膜玻璃》GB/T18915.2-2002《防弹玻璃》GB17840-1999《平板玻璃》GB11614-2009《建筑用安全玻璃第3部分：夹层玻璃》GB15763.3-2009《建筑用安全玻璃第2部分：钢化玻璃》GB15763.2-2005《建筑用安全玻璃防火玻璃》GB15763.1-2009《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》GB17841-2008《热弯玻璃》JC/T915-2003《压花玻璃》JC/T511-2002《中空玻璃》GB/T11944-2002105 1.1钢材规范：《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178-2005《不锈钢棒》GB/T1220-2007《不锈钢冷加工钢棒》GB/T4226-2009《不锈钢冷轧钢板及钢带》GB/T3280-2007《不锈钢热轧钢板及钢带》GB/T4237-2007《不锈钢小直径无缝钢管》GB/T3090-2000《擦窗机》GB19154-2003《彩色涂层钢板和钢带》GB/T12754-2006《低合金钢焊条》GB/T5118-1995《低合金高强度结构钢》GB/T1591-2008《建筑幕墙用钢索压管接头》JG/T201-2007《耐候结构钢》GB/T4171-2008《高碳铬不锈钢丝》YB/T096—1997《合金结构钢》GB/T3077-1999《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》GB/T13912-2002《冷拔异形钢管》GB/T3094-2000《碳钢焊条》GB/T5117-1999《碳素结构钢》GB/T700-2006《碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》GB/T912-2008《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》GB/T3274-2007《优质碳素结构钢》GB/T699-19991.2胶类及密封材料规范：《丙烯酸酯建筑密封膏》JC484-2006《幕墙玻璃接缝用密封胶》JC/T882-2001《彩色涂层钢板用建筑密封胶》JC/T884-2001《丁基橡胶防水密封胶粘带》JC/T942-2004《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》JC887-2001《工业用橡胶板》GB/T5574-1994《混凝土建筑接缝用密封胶》JC/T881-2001《建筑窗用弹性密封剂》JC485-2007《建筑密封材料试验方法》GB/T13477.1～20-2002《建筑用防霉密封胶》JC/T885-2001《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-2005《建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品》GB/T19686-2005《建筑用硬质塑料隔热条》JG/T174-2005《建筑装饰用天然石材防护剂》JC/T973-2005《聚氨酯建筑密封胶》JC/T482-2003《聚硫建筑密封胶》JC/T483-2006《绝热用岩棉、矿棉及其制品》GB/T11835-2007《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》GB/T529-1999《石材用建筑密封胶》JC/T883-2001《橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》GB/T531-1999105 《修补用天然橡胶胶粘剂》HG/T3318-2002《中空玻璃用弹性密封胶》JC/T486-2001《中空玻璃用丁基热熔密封胶》JC/T914-20031.1五金件规范：《封闭型沉头抽芯铆钉》GB/T12616-2004《封闭型平圆头抽芯铆钉》GB/T12615-2004《紧固件螺栓和螺钉》GB/T5277-1985《紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母》GB/T3103.1-2002《紧固件机械性能不锈钢螺母》GB/T3098.15-2000《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》GB/T3098.6-2000《紧固件机械性能抽芯铆钉》GB/T3098.19-2004《紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹》GB/T3098.2-2000《紧固件机械性能螺母、细牙螺纹》GB/T3098.4-2000《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB/T3098.1-2010《紧固件机械性能自攻螺钉》GB/T3098.5-2000《紧固件术语盲铆钉》GB/T3099-2004《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》GB/T16823.1-1997《十字槽盘头螺钉》GB/T818-2000《铜合金铸件》GB/T13819-1992《锌合压铸件》GB/T13821-1992《铝合金压铸件》GB/T15114-2009《铸件尺寸公差与机械加工余量》QB/T6414-1999《电动采光排烟窗》JG189-20061.2相关物理性能等级测试方法：《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001《玻璃幕墙光学性能》GB/T18091-2000《彩色涂层钢板和钢带试验方法》GB/T13448-2006《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002《建筑防水材料老化试验方法》GB/T18244-2000《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》GB/T15227-2007《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》GB/T18575-2001《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》GB/T18250-2000《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210-2001《金属材料室温拉伸试验方法》GB/T228-20021.3《建筑结构静力计算手册》(第二版)1.4土建图纸：105 1基本参数1.1幕墙所在地区南宁地区；1.2地面粗糙度分类等级幕墙属于外围护构件，按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)A类：指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类：指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C类：指有密集建筑群的城市市区；D类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区；依照上面分类标准，本工程按B类地形考虑。1.3抗震设防按《建筑工程抗震设防分类标准》，建筑工程应分为以下四个抗震设防类别：1.特殊设防类：指使用上有特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑，简称甲类；2.重点设防类：指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑，简称乙类；3.标准设防类：指大量的除1、2、4款以外按标准要求进行设防的建筑，简称丙类；4.适度设防类：指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑，简称丁类；在维护结构抗震设计计算中：1.特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施，同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用；2.重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施，同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用；3.标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用；4.适度设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用；根据国家规范《建筑抗震设计规范》GB50011-2010，南宁地区地震基本烈度为：6度，地震动峰值加速度为0.05g，由于本工程是标准设防类，因此实际抗震计算中的水平地震影响系数最大值应按本地区抗震设防烈度选取，也就是取：αmax=0.04；显横隐竖玻璃幕墙(塔楼90米高简支梁)1幕墙承受荷载计算1.1风荷载标准值的计算方法幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-20012006年版)计算：105 wk=βgzμzμs1w0……7.1.1-2[GB50009-20012006年版]上式中：wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)；Z：计算点标高：90m；βgz：瞬时风压的阵风系数；根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算)：βgz=K(1+2μf)其中K为地面粗糙度调整系数，μf为脉动系数A类场地：βgz=0.92×(1+2μf)其中：μf=0.387×(Z/10)-0.12B类场地：βgz=0.89×(1+2μf)其中：μf=0.5(Z/10)-0.16C类场地：βgz=0.85×(1+2μf)其中：μf=0.734(Z/10)-0.22D类场地：βgz=0.80×(1+2μf)其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3对于B类地形，90m高度处瞬时风压的阵风系数：βgz=0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.5162μz：风压高度变化系数；根据不同场地类型,按以下公式计算：A类场地：μz=1.379×(Z/10)0.24当Z>300m时，取Z=300m，当Z<5m时，取Z=5m；B类场地：μz=(Z/10)0.32当Z>350m时，取Z=350m，当Z<10m时，取Z=10m；C类场地：μz=0.616×(Z/10)0.44当Z>400m时，取Z=400m，当Z<15m时，取Z=15m；D类场地：μz=0.318×(Z/10)0.60当Z>450m时，取Z=450m，当Z<30m时，取Z=30m；对于B类地形，90m高度处风压高度变化系数：μz=1.000×(Z/10)0.32=2.02μs1：局部风压体型系数；按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3条：验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数μs1：一、外表面1.正压区按表7.3.1采用；2.负压区-对墙面，取-1.0-对墙角边，取-1.8二、内表面对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。本计算点为转角位置。按JGJ102-2003第5.3.2条文说明：风荷载在建筑物表面分布是不均匀的，在檐口附近、边角部位较大。根据风洞试验结果和国外的有关资料，在上述区域风吸力系数可取-1.8，其余墙面可考虑-1.0，由于维护结构有开启的可能，所以还应考虑室内压-0.2。对无开启的结构，《建筑结构荷载规范》条文说明第7.3.3条指出“对封闭建筑物，考虑到建筑物内实际存在的个别洞口和缝隙，以及机械通风等因素，室内可能存在正负不同的气压，参照国外规范，大多取±(0.2-0.25)的压力系数，现取±0.2”。即不论有无开启扇，均要考虑内表面的局部体型系数。另注：上述的局部体型系数μs1(1)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况，当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时，局部风压体型系数μs1105 (10)可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时，局部风压体型系数μs1(A)可按面积的对数线性插值，即：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA在上式中：当A≥10m2时，取A=10m2；当A≤1m2时，取A=1m2；μs1(10)=0.8μs1(1)w0：基本风压值(MPa)，根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，但不小于0.3KN/m2，按重现期50年，南宁地区取0.00035MPa；1.1计算支撑结构时的风荷载标准值计算支撑结构时的构件从属面积：A=1.182×2.265=2.67723m2LogA=0.428μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA=1.646μs1=1.646+0.2=1.846wk=βgzμzμs1w0=1.5162×2.02×1.846×0.00035=0.001979MPa1.2计算面板材料时的风荷载标准值计算面板材料时的构件从属面积：A=1.241×1.215=1.507815m2LogA=0.178μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA=1.736μs1=1.736+0.2=1.936wk=βgzμzμs1w0=1.5162×2.02×1.936×0.00035=0.002075MPa1.3垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；βE：动力放大系数,取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.08；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)；A：幕墙构件的面积(mm2)；1.4作用效应组合荷载和作用效应按下式进行组合：105 S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……5.4.1[JGJ102-2003]上式中：S：作用效应组合的设计值；SGk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值；Swk、SEk：分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值；γG、γw、γE：各效应的分项系数；ψw、ψE：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。上面的γG、γw、γE为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]规定如下：进行幕墙构件强度、连接件和预埋件承载力计算时：重力荷载：γG：1.2；风荷载：γw：1.4；地震作用：γE：1.3；进行挠度计算时；重力荷载：γG：1.0；风荷载：γw：1.0；地震作用：可不做组合考虑；上式中，风荷载的组合系数ψw为1.0；地震作用的组合系数ψE为0.5；1幕墙立柱计算基本参数：1：计算点标高：90m；2：力学模型：简支梁；3：立柱跨度：L=2265mm；4：立柱左分格宽：1241mm；立柱右分格宽：1122mm；5：立柱计算间距：B=1182mm；6：板块配置：中空玻璃6+6mm；7：立柱材质：6063-T5；8：安装方式：偏心受拉；本处幕墙立柱按简支梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：105 1.1立柱型材受力分析(1)风荷载作用的线荷载集度(按矩形分布)：qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)；wk：风荷载标准值(MPa)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；qwk=wkB=0.001979×1182=2.339N/mmqw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；qw=1.4qwk=1.4×2.339=3.275N/mm(2)水平地震作用线荷载集度(按矩形分布)：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；βE：动力放大系数，取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.08；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)；A：幕墙构件的面积(mm2)；qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5.0×0.08×0.0005=0.0002MPaqEk：水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；qEk=qEAkB=0.0002×1182=0.236N/mmqE：水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；qE=1.3qEk=1.3×0.236=0.307N/mm(3)幕墙受荷载集度组合：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=3.275+0.5×0.307=3.428N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值：……5.4.1[JGJ102-2003]qk=qwk=2.339N/mm(4)立柱在组合荷载作用下的弯矩设计值：Mx：弯矩组合设计值(N·mm)；Mw：风荷载作用下立柱产生的弯矩设计值(N·mm)；ME：地震作用下立柱产生的弯矩设计值(N·mm)；L：立柱跨度(mm)；采用Sw+0.5SE组合：105 Mw=qwL2/8ME=qEL2/8Mx=Mw+0.5ME=qL2/8=3.428×22652/8=2198301.412N·mm1.1选用立柱型材的截面特性选用型材号：110系列型材的抗弯强度设计值：fa=90MPa型材的抗剪强度设计值：τa=55MPa型材弹性模量：E=70000MPa绕X轴惯性矩：Ix=1644870mm4绕Y轴惯性矩：Iy=637840mm4绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=27330mm3绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=33020mm3型材净截面面积：An=946.95mm2型材线密度：γg=0.025568N/mm型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：t=5mm型材受力面对中性轴的面积矩：Sx=17896mm3塑性发展系数：γ=1.001.2立柱的抗弯强度计算(1)立柱轴向拉力设计值：Nk：立柱轴向拉力标准值(N)；qGAk：幕墙单位面积的自重标准值(MPa)；A：立柱单元的面积(mm2)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；L：立柱跨度(mm)；Nk=qGAkA=qGAkBL=0.0005×1182×2265=1338.615NN：立柱轴向拉力设计值(N)；N=1.2Nk=1.2×1338.615=1606.338N(2)抗弯强度校核：按简支梁(受拉)立柱抗弯强度公式，应满足：N/An+Mx/γWnx≤fa……6.3.7[JGJ102-2003]上式中：N：立柱轴力设计值(N)；Mx：立柱弯矩设计值(N·mm)；An：立柱净截面面积(mm2)；Wnx：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)；105 γx：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；　　　　对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，取1.00；fa：型材的抗弯强度设计值，取90MPa；则：N/An+Mx/γWnx=1606.338/946.95+2198301.412/1.00/27330=82.132MPa≤90MPa立柱抗弯强度满足要求。1.1立柱的挠度计算挠度计算值为：df=5qkL4/384EIx=5×2.339×22654/384/70000/1644870=6.962mm而df,lim=12.583mm所以，立柱挠度满足规范要求。1.2立柱的抗剪计算校核依据：τmax≤τa=55MPa(立柱的抗剪强度设计值)(1)Vwk：风荷载作用下剪力标准值(N)：Vwk=wkBL/2=0.001979×1182×2265/2=2649.119N(2)Vw：风荷载作用下剪力设计值(N)：Vw=1.4Vwk=1.4×2649.119=3708.767N(3)VEk：地震作用下剪力标准值(N)：VEk=qEAkBL/2=0.0002×1182×2265/2=267.723N(4)VE：地震作用下剪力设计值(N)：VE=1.3VEk=1.3×267.723=348.04N(5)V：立柱所受剪力设计值组合：采用Vw+0.5VE组合：V=Vw+0.5VE=3708.767+0.5×348.04=3882.787N(6)立柱剪应力校核：τmax：立柱最大剪应力(MPa)；V：立柱所受剪力(N)；105 Sx：立柱型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)；Ix：立柱型材截面惯性矩(mm4)；t：型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)；τmax=VSx/Ixt=3882.787×17896/1644870/5=8.449MPa8.449MPa≤55MPa立柱抗剪强度满足要求!1幕墙横梁计算基本参数：1：计算点标高：90m；2：横梁跨度：B=1241mm；3：横梁上分格高：1215mm；横梁下分格高：1050mm；4：横梁计算间距：H=1132mm；5：力学模型：梯形荷载简支梁；6：板块配置：中空玻璃6+6mm；7：横梁材质：6063-T5；因为B>H，所以本处幕墙横梁按梯形荷载简支梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：1.1横梁型材受力分析(1)横梁在风荷载作用下的线荷载集度(按梯形分布)：qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)；wk：风荷载标准值(MPa)；H：幕墙横梁计算间距(mm)；qwk=wkH=0.001979×1132=2.24N/mmqw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；105 qw=1.4qwk=1.4×2.24=3.136N/mm(2)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用的线荷载集度(按梯形分布)：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(MPa)；βE：动力放大系数，取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.08；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(主要指面板组件)；A：幕墙平面面积(mm2)；qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5.0×0.08×0.0004=0.00016MPaqEk：横梁受水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)；H：幕墙横梁计算间距(mm)；qEk=qEAkH=0.00016×1132=0.181N/mmqE：横梁受水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；qE=1.3qEk=1.3×0.181=0.235N/mm(3)幕墙横梁受荷载集度组合：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE组合设计值：……5.4.1[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=3.136+0.5×0.235=3.254N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值：……5.4.1[JGJ102-2003]qk=qwk=2.24N/mm(4)横梁在风荷载及地震组合作用下的弯矩值(按梯形分布)：My：横梁受风荷载及地震作用弯矩组合设计值(N·mm)；Mw：风荷载作用下横梁产生的弯矩(N·mm)；ME：地震作用下横梁产生的弯矩(N·mm)；B：横梁跨度(mm)；H：幕墙横梁计算间距(mm)；采用Sw+0.5SE组合：……5.4.1[JGJ102-2003]Mw=qwB2(3-(H/B)2)/24ME=qEB2(3-(H/B)2)/24My=Mw+0.5ME=qB2(3-(H/B)2)/24=3.254×12412×(3-(1132/1241)2)/24=452688.209N·mm(5)横梁在自重荷载作用下的弯矩值(按矩形分布)：Gk：横梁自重线荷载标准值(N/mm)；H1105 ：横梁自重荷载作用高度(mm)，对挂式结构取横梁下分格高，对非挂式结构取横梁上分格高；Gk=0.0004×H1=0.0004×1215=0.486N/mmG：横梁自重线荷载设计值(N/mm)；G=1.2Gk=1.2×0.486=0.583N/mmMx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(N·mm)；B：横梁跨度(mm)；Mx=GB2/8=0.583×12412/8=112233.403N·mm1.1选用横梁型材的截面特性选用型材号：70系列型材抗弯强度设计值：90MPa型材抗剪强度设计值：55MPa型材弹性模量：E=70000MPa绕X轴惯性矩：Ix=198860mm4绕Y轴惯性矩：Iy=204000mm4绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=6856mm3绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=5524mm3绕Y轴净截面抵抗矩：Wny1=8027mm3绕Y轴净截面抵抗矩：Wny2=7821mm3型材净截面面积：An=492.156mm2型材线密度：γg=0.013288N/mm横梁与立柱连接时角片与横梁连接处横梁壁厚：t=2mm横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：tx=4mm横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度：ty=4mm型材受力面对中性轴的面积矩(绕X轴)：Sx=4267mm3型材受力面对中性轴的面积矩(绕Y轴)：Sy=4687mm3塑性发展系数：γx=γy=1.001.2幕墙横梁的抗弯强度计算按横梁强度计算公式，应满足：Mx/γxWnx+My/γyWny≤fa……6.2.4[JGJ102-2003]上式中：Mx：横梁绕X轴方向(幕墙平面内方向)的弯矩设计值(N·mm)；My：横梁绕Y轴方向(垂直于幕墙平面方向)的弯矩设计值(N·mm)；Wnx：横梁绕X轴方向(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩(mm3)；Wny：横梁绕Y轴方向(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩(mm3)；γx、γy：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；　　　　对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；105 对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，均取1.00；fa：型材的抗弯强度设计值，取90MPa。采用SG+Sw+0.5SE组合，则：Mx/γxWnx+My/γyWny=112233.403/1.00/5524+452688.209/1.00/7821=78.199MPa≤90MPa横梁抗弯强度满足要求。1.1横梁的挠度计算横梁挠度的计算值如下：df1=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240EIy=2.24×12414(25/8-5(1132/2/1241)2+2(1132/2/1241)4)/240/70000/204000=3.366mmdf2=5GkB4/384EIx=5×0.486×12414/384/70000/198860=1.078mmdf1,lim=6.894mmdf2,lim=2.482mm所以，横梁挠度满足规范要求。1.2横梁的抗剪计算校核依据：τmax≤τa=55MPa(型材的抗剪强度设计值)(1)Vwk：风荷载作用下剪力标准值(N)；Vwk=qwkB(1-H/2B)/2=2.24×1241(1-1132/2/1241)/2=756N(2)Vw：风荷载作用下剪力设计值(N)；Vw=1.4Vwk=1.4×756=1058.4N(3)VEk：地震作用下剪力标准值(N)；VEk=qEkB(1-H/2B)/2=0.181×1241(1-1132/2/1241)/2=61.087N(4)VE：地震作用下剪力设计值(N)；VE=1.3VEk=1.3×61.087=79.413N(5)Vx：水平总剪力(N)；采用Vw+0.5VE组合Vx=Vw+0.5VE=1058.4+0.5×79.413=1098.106N(6)Vy：垂直总剪力(N)：Vy=1.2×0.0004×BH1/2105 =1.2×0.0004×1241×1215/2=361.876N(7)横梁剪应力校核：τx：横梁水平方向剪应力(MPa)；Vx：横梁水平总剪力(N)；Sy：横梁型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)(绕Y轴)；Iy：横梁型材截面惯性矩(mm4)；ty：横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度(mm)；τx=VxSy/Iyty……6.2.5[JGJ102-2003]=1098.106×4687/204000/4=6.307MPa6.307MPa≤55MPaτy：横梁垂直方向剪应力(N)；Vy：横梁垂直总剪力(N)；Sx：横梁型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)(绕X轴)；Ix：横梁型材截面惯性矩(mm4)；tx：横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)；τy=VySx/Ixtx……6.2.5[JGJ102-2003]=361.876×4267/198860/4=1.941MPa1.941MPa≤55MPa横梁抗剪强度能满足!1幕墙埋件计算(后锚固结构)基本参数：1：计算点标高：90m；2：立柱计算间距：B=1182mm；3：立柱长度：L=2265mm；4：立柱力学模型：单跨梁；5：埋件位置：顶埋；6：板块配置：中空玻璃；7：选用锚栓：膨胀螺栓M10×120；1.1荷载值计算(1)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用：qEk=βEαmaxGk/A=5.0×0.08×0.0005=0.0002MPa(2)幕墙受水平荷载设计值组合：采用Sw+0.5SE组合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=1.4wk+0.5×1.3qEk=1.4×0.001979+0.5×1.3×0.0002=0.002901MPa105 (3)立柱单元自重荷载标准值：Gk=0.0005×BL=0.0005×1182×2265=1338.615N(4)校核处埋件受力分析：V：剪力(N)；N：轴向拉力(N)；e0：剪力作用点到埋件距离，即立柱螺栓连接处到埋件面距离(mm)；　　V=1.2Gk=1.2×1338.615=1606.338N　　N=qBL=0.002901×1182×2265=7766.644NM=e0V=80×1606.338=128507.04N·mm1.1锚栓群中承受拉力最大锚栓的拉力计算按5.2.2[JGJ145-2004]规定，在轴心拉力和弯矩共同作用下(下图所示)，进行弹性分析时，受力最大锚栓的拉力设计值应按下列规定计算：　　1：当N/n-My1/Σyi2≥0时：　　　　Nsdh=N/n+My1/Σyi2　　2：当N/n-My1/Σyi2<0时：　　　　Nsdh=(NL+M)y1//Σyi/2在上面公式中：　　M：弯矩设计值；　　Nsdh：群锚中受拉力最大锚栓的拉力设计值；　　y1，yi：锚栓1及i至群锚形心轴的垂直距离；　　y1/，yi/：锚栓1及i至受压一侧最外排锚栓的垂直距离；　　L：轴力N作用点至受压一侧最外排锚栓的垂直距离；在本例中：105 　　N/n-My1/Σyi2　=7766.644/4-128507.04×75/22500　=1513.304因为：1513.304≥0所以：Nsdh=N/n+My1/Σyi2=2370.018N按JGJ102-2003的5.5.7中第七条规定，这里的Nsdh再乘以2就是现场实际拉拔应该达到的值。另外，我们接着分析一下锚栓群受拉区的总拉力：当N/n-My1/Σyi2≥0时：螺栓群中的所有锚栓在组合外力作用下都承受拉力，中性轴在锚栓群形心位置，这种情况下群锚受拉区总拉力为：Nsdg=N+MΣyi/Σyi2=N而当N/n-My1/Σyi2＜0时：最下排的锚栓底部埋板部分为结构受压区，螺栓群的中性轴取最下一排锚栓位置，这种情况下群锚受拉区总拉力为：Nsdg=(NL+M)Σyi//Σyi/2本例中，因为：1513.304≥0所以：Nsdg=N+MΣyi/Σyi2=N=7766.644N1.1群锚受剪内力计算按5.3.1[JGJ145-2004]规定，当边距c≥10hef时，所有锚栓均匀分摊剪切荷载；当边距c<10hef时，部分锚栓分摊剪切荷载；其中：　　hef：锚栓的有效锚固深度；　　c：锚栓与混凝土基材之间的距离；本例中：　　c=100mm<10hef=800mm所以部分螺栓受剪，承受剪力最大锚栓所受剪力设计值为：Vsdh=V/m=803.169N1.2锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力计算　　NRd,s=kNRk,s/γRS,N6.1.2-1[JGJ145-2004]　　NRk,s=Asfstk6.1.2-2[JGJ145-2004]上面公式中：　　NRd,s：锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力设计值；　　NRk,s：锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力标准值；k：地震作用下锚固承载力降低系数，按表7.0.5[JGJ145-2004]选取；　　As：锚栓或植筋应力截面面积；　　fstk：锚栓或植筋极限抗拉强度标准值；　　γRS,N：锚栓或植筋钢材受拉破坏承载力分项系数；　　NRk,s=Asfstk　　=113.1×800　　=90480N105 　　γRS,N=1.2fstk/fyk≥1.4表4.2.6[JGJ145-2004]　　fyk：锚栓屈服强度标准值；γRS,N=1.2fstk/fyk=1.2×800/640　　　　=1.5　取：γRS,N=1.5NRd,s=kNRk,s/γRS,N　　=1×90480/1.5　　=60320N≥Nsdh=2370.018N锚栓或植筋钢材受拉破坏承载力满足设计要求！1.1锚栓或植筋钢材受剪破坏承载力计算VRd,s=kVRk,s/γRs,V6.2.2-1[JGJ145-2004]其中：VRd,s：钢材或植筋破坏时的受剪承载力设计值；VRk,s：钢材或植筋破坏时的受剪承载力标准值；k：地震作用下锚固承载力降低系数，按表7.0.5[JGJ145-2004]选取；γRs,V：钢材或植筋破坏时的受剪承载力分项系数，按表4.2.6[JGJ145-2004]选用：γRs,V=1.2fstk/fyk表4.2.6[JGJ145-2004]按规范，该系数要求不小于1.25、fstk≤800MPa、fyk/fstk≤0.8；对本例，γRs,V=1.2fstk/fyk表4.2.6[JGJ145-2004]　　　　=1.2×800/640　　　　=1.5实际选取γRs,V=1.5；VRk,s=0.5Asfstk6.2.2-2[JGJ145-2004]=0.5×113.1×800=45240NVRd,s=kVRk,s/γRs,V=1×45240/1.5=30160N≥Vsdh=803.169N所以，锚栓或植筋钢材受剪破坏承载力满足设计要求！2连接件计算基本参数：1：计算点标高：90m；2：立柱计算间距：B1=1182mm；3：横梁计算分格尺寸：宽×高=B×H=1241mm×1132mm；4：幕墙立柱跨度：L=2265mm；5：板块配置：中空玻璃；6：龙骨材质：立柱为：6063-T5；横梁为：6063-T5；105 7：立柱与主体连接钢角码壁厚：6mm；8：立柱与主体连接螺栓公称直径：6mm；9：立柱与横梁连接处铝角码厚度：3mm；10：横梁与角码连接螺栓公称直径：5mm；11：立柱与角码连接螺栓公称直径：5mm；12：立柱受力模型：单跨简支；13：连接形式：螺栓连接；因为B>H，所以本处幕墙横梁按梯形荷载模型进行设计计算：1.1横梁与角码间连接(1)风荷载作用下横梁剪力设计值(按梯形分布)：Vw=1.4wkHB(1-H/2B)/2=1.4×0.001979×1132×1241×(1-1132/2/1241)/2=1058.508N(2)地震作用下横梁剪力标准值(按梯形分布)：VEk=βEαmaxGk/A×HB(1-H/2B)/2=5.0×0.08×0.0004×1132×1241×(1-1132/2/1241)/2=61.128N(3)地震作用下横梁剪力设计值：VE=1.3VEk=1.3×61.128=79.466N(4)连接部位总剪力N1：采用Sw+0.5SE组合：N1=Vw+0.5VE=1058.508+0.5×79.466=1098.241N(5)连接螺栓计算：Nv1b：螺栓受剪承载能力设计值(N)；nv1：剪切面数：取1；d：螺栓杆直径：5mm；fv1b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取175MPa；Nv1b=nv1πd2fv1b/4=1×3.14×52×175/4=3434.375NNnum1：螺栓个数：Nnum1=N1/Nv1b=1098.241/3434.375=0.32个实际取2个(6)连接部位横梁型材壁抗承压能力计算：Nc1：连接部位幕墙横梁型材壁抗承压能力设计值(N)；Nnum1：横梁与角码连接螺栓数量：2个；d：螺栓公称直径：5mm；t1：连接部位横梁壁厚：2mm；fc1：型材抗压强度设计值，对6063-T5取185MPa；105 Nc1=Nnum1dt1fc1=2×5×2×185=3700N3700N≥1098.241N强度可以满足!1.1角码与立柱连接(1)自重荷载计算：N2k：自重荷载标准值(N)：B：横梁宽度(mm)；Hg：横梁受自重荷载分格高(mm)；N2k=0.0004×B×Hg/2=0.0004×1241×1215/2=301.563NN2：自重荷载(N)：N2=1.2×N2k=1.2×301.563=361.876N(2)连接处组合荷载N：采用SG+Sw+0.5SEN=(N12+N22)0.5=(1098.2412+361.8762)0.5=1156.325N(3)连接处螺栓强度计算：Nv2b：螺栓受剪承载能力设计值(N)；nv2：剪切面数：取1；d：螺栓杆直径：5mm；fv2b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取175MPa；Nv2b=nv2πd2fv2b/4=1×3.14×52×175/4=3434.375NNnum2：螺栓个数：Nnum2=N/Nv2b=1156.325/3434.375=0.337个实际取2个(4)连接部位立柱型材壁抗承压能力计算：Nc2：连接部位幕墙立柱型材壁抗承压能力设计值(N)；t2：连接部位立柱壁厚：2.5mm；fc2：型材的承压强度设计值，对6063-T5取185MPa；d：螺栓公称直径：5mm；Nnum2：连接处螺栓个数；Nc2=Nnum2dt2fc2=2×5×2.5×185=4625N4625N≥1156.325N105 强度可以满足!(5)连接部位铝角码壁抗承压能力计算：Nc3：连接部位铝角码壁抗承压能力设计值(N)；Nnum2：连接处螺栓个数；d：螺栓公称直径：5mm；t3：角码壁厚：3mm；fc3：型材的承压强度设计值，对6063-T5取185MPa；Nc3=Nnum2dt3fc3=2×5×3×185=5550N5550N≥1156.325N强度可以满足!1.1立柱与主结构连接(1)连接处风荷载设计值计算：Nwk：连接处风荷载标准值(N)；B1：立柱计算间距(mm)；L：立柱跨度(mm)；Nwk=wkB1L=0.001979×1182×2265=5298.238NNw：连接处风荷载设计值(N)：Nw=1.4Nwk=1.4×5298.238=7417.533N(2)连接处地震作用设计值：NEk：连接处地震作用标准值(N)；B1：立柱计算间距(mm)；L：立柱跨度(mm)；NEk=βEαmaxGk/A×B1L=5×0.08×0.0005×1182×2265=535.446NNE：连接处地震作用设计值(N)：NE=1.3NEk=1.3×535.446=696.08N(3)连接处水平剪切总力：N1：连接处水平总力(N)：采用Sw+0.5SE组合N1=Nw+0.5NE=7417.533+0.5×696.08=7765.573N(4)连接处重力总力：NGk：连接处自重总值标准值(N)；B1：立柱计算间距(mm)；105 L：立柱跨度(mm)；NGk=0.0005×B1L=0.0005×1182×2265=1338.615NNG：连接处自重总值设计值(N)：NG=1.2NGk=1.2×1338.615=1606.338N(5)连接处总剪力：N：连接处总合力(N)：N=(N12+NG2)0.5=(7765.5732+1606.3382)0.5=7929.971N(6)螺栓承载力计算：Nv3b：螺栓受剪承载能力设计值(N)；nv3：剪切面数：取2；d：螺栓杆直径：6mm；fv3b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取175MPa；Nv3b=nv3πd2fv3b/4=2×3.14×62×175/4=9891NNnum3：螺栓个数：Nnum3=N/Nv3b=7929.971/9891=0.802个实际取2个(7)立柱型材壁抗承压能力计算：Nc4：立柱型材壁抗承压能力(N)；nv3：剪切面数：取2；Nnum3：连接处螺栓个数；d：螺栓公称直径：6mm；t2：连接部位立柱壁厚：2.5mm；fc4：型材的承压强度设计值，对6063-T5取185MPa；Nc4=nv3×Nnum3dt2fc4=2×2×6×2.5×185=11100N11100N≥7929.971N强度可以满足要求!(8)钢角码型材壁抗承压能力计算：Nc5：钢角码型材壁抗承压能力(N)；nv4：剪切面数：取2；Nnum3：连接处螺栓个数；d：连接螺栓公称直径6mm；t4：幕墙钢角码壁厚：6mm；fc5：钢角码的抗压强度设计值，对Q235取305MPa；Nc5=nv4×Nnum3dt4fc5105 =2×2×6×6×305=43920N43920N≥7929.971N强度可以满足要求!显横隐竖玻璃幕墙（塔楼多点连续梁）1幕墙承受荷载计算1.1风荷载标准值的计算方法幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-20012006年版)计算：wk=βgzμzμs1w0……7.1.1-2[GB50009-20012006年版]上式中：wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)；Z：计算点标高：89.8m；βgz：瞬时风压的阵风系数；根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算)：βgz=K(1+2μf)其中K为地面粗糙度调整系数，μf为脉动系数A类场地：βgz=0.92×(1+2μf)其中：μf=0.387×(Z/10)-0.12B类场地：βgz=0.89×(1+2μf)其中：μf=0.5(Z/10)-0.16C类场地：βgz=0.85×(1+2μf)其中：μf=0.734(Z/10)-0.22D类场地：βgz=0.80×(1+2μf)其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3对于B类地形，89.8m高度处瞬时风压的阵风系数：βgz=0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.5164μz：风压高度变化系数；根据不同场地类型,按以下公式计算：A类场地：μz=1.379×(Z/10)0.24当Z>300m时，取Z=300m，当Z<5m时，取Z=5m；B类场地：μz=(Z/10)0.32当Z>350m时，取Z=350m，当Z<10m时，取Z=10m；C类场地：μz=0.616×(Z/10)0.44当Z>400m时，取Z=400m，当Z<15m时，取Z=15m；D类场地：μz=0.318×(Z/10)0.60当Z>450m时，取Z=450m，当Z<30m时，取Z=30m；对于B类地形，89.8m高度处风压高度变化系数：μz=1.000×(Z/10)0.32=2.0186μs1：局部风压体型系数；按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3105 条：验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数μs1：一、外表面1.正压区按表7.3.1采用；2.负压区-对墙面，取-1.0-对墙角边，取-1.8二、内表面对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。本计算点为大面位置。按JGJ102-2003第5.3.2条文说明：风荷载在建筑物表面分布是不均匀的，在檐口附近、边角部位较大。根据风洞试验结果和国外的有关资料，在上述区域风吸力系数可取-1.8，其余墙面可考虑-1.0，由于维护结构有开启的可能，所以还应考虑室内压-0.2。对无开启的结构，《建筑结构荷载规范》条文说明第7.3.3条指出“对封闭建筑物，考虑到建筑物内实际存在的个别洞口和缝隙，以及机械通风等因素，室内可能存在正负不同的气压，参照国外规范，大多取±(0.2-0.25)的压力系数，现取±0.2”。即不论有无开启扇，均要考虑内表面的局部体型系数。另注：上述的局部体型系数μs1(1)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况，当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时，局部风压体型系数μs1(10)可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时，局部风压体型系数μs1(A)可按面积的对数线性插值，即：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA在上式中：当A≥10m2时，取A=10m2；当A≤1m2时，取A=1m2；μs1(10)=0.8μs1(1)w0：基本风压值(MPa)，根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，但不小于0.3KN/m2，按重现期50年，南宁地区取0.00035MPa；1.1计算支撑结构时的风荷载标准值计算支撑结构时的构件从属面积：A=1.122×3.6=4.0392m2LogA=0.606μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA=0.879μs1=0.879+0.2=1.079wk=βgzμzμs1w0=1.5164×2.0186×1.079×0.00035=0.001156MPa1.2计算面板材料时的风荷载标准值计算面板材料时的构件从属面积：A=1.122×1.9=2.1318m2LogA=0.329μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA=0.934105 μs1=0.934+0.2=1.134wk=βgzμzμs1w0=1.5164×2.0186×1.134×0.00035=0.001215MPa1.1垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；βE：动力放大系数,取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.04；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)；A：幕墙构件的面积(mm2)；1.2作用效应组合荷载和作用效应按下式进行组合：S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……5.4.1[JGJ102-2003]上式中：S：作用效应组合的设计值；SGk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值；Swk、SEk：分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值；γG、γw、γE：各效应的分项系数；ψw、ψE：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。上面的γG、γw、γE为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]规定如下：进行幕墙构件强度、连接件和预埋件承载力计算时：重力荷载：γG：1.2；风荷载：γw：1.4；地震作用：γE：1.3；进行挠度计算时；重力荷载：γG：1.0；风荷载：γw：1.0；地震作用：可不做组合考虑；上式中，风荷载的组合系数ψw为1.0；地震作用的组合系数ψE为0.5；2幕墙立柱计算基本参数：1：计算点标高：89.8m；2：力学模型：多跨铰接连续静定梁；3：立柱跨度：参见内力分析部分；4：立柱左分格宽：1122mm；立柱右分格宽：1122mm；5：立柱计算间距：B=1122mm；105 6：板块配置：中空玻璃6+6mm；7：立柱材质：6063-T5；8：安装方式：偏心受拉；本处幕墙立柱按多跨铰接连续静定梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：1.1立柱型材受力分析(1)风荷载作用的线荷载集度(按矩形分布)：qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)；wk：风荷载标准值(MPa)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；qwk=wkB=0.001156×1122=1.297N/mmqw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；qw=1.4qwk=1.4×1.297=1.816N/mm(2)水平地震作用线荷载集度(按矩形分布)：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；βE：动力放大系数，取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.04；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)；A：幕墙平面面积(mm2)；qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5×0.04×0.0005=0.0001MPaqEk：水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；qEk=qEAkB=0.0001×1122105 =0.112N/mmqE：水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；qE=1.3qEk=1.3×0.112=0.146N/mm(3)幕墙受荷载集度组合：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=1.816+0.5×0.146=1.889N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值：……5.4.1[JGJ102-2003]qk=qwk=1.297N/mm1.1选用立柱型材的截面特性选用型材号：110系列型材的抗弯强度设计值：fa=90MPa型材的抗剪强度设计值：τa=55MPa型材弹性模量：E=70000MPa绕X轴惯性矩：Ix=1644870mm4绕Y轴惯性矩：Iy=637840mm4绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=27330mm3绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=33020mm3型材净截面面积：An=946.95mm2型材线密度：γg=0.025568N/mm型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：t=5mm型材受力面对中性轴的面积矩：Sx=17896mm3塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；　　　　对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，取1.00；此处：γ=1.001.2立柱的内力分析第1跨内力分析：RBi=qLi×[1-(Ai/Li)2]/2-Pi×(Ai/Li)，i=1=1.889×3000×[1-(600/3000)2]/2-0×(600/3000)=2720NMi=qLi2×[1-(Ai/Li)2]2/8，i=1=1.889×30002×[1-(600/3000)2]2/8=1958515N·mm第2跨内力分析：Pi=RBi-1，i=2=2720NRBi=qLi×[1-(Ai/Li)2]/2-Pi×(Ai/Li)，i=2105 =1.889×3000×[1-(600/3000)2]/2-2720×(600/3000)=2176NMi=qLi2×[1-(Ai/Li)2]2/8-Pi×Ai×[1-(1+(Ai/Li))2/2+Ai/Li]，i=2=1.889×30002×[1-(600/3000)2]2/8-2720×600×[1-(1+(600/3000)2/2+600/3000]=1175155N·mmMA2=-(Pi×Ai+qAi2/2)，(i=2)=-1972020N·mm第3跨内力分析：Pi=RBi-1，i=3=2176NRBi=qLi×[1-(Ai/Li)2]/2-Pi×(Ai/Li)，i=3=1.889×3000×[1-(600/3000)2]/2-2176×(600/3000)=2285NMi=qLi2×[1-(Ai/Li)2]2/8-Pi×Ai×[1-(1+(Ai/Li))2/2+Ai/Li]，i=3=1.889×30002×[1-(600/3000)2]2/8-2176×600×[1-(1+(600/3000)2/2+600/3000]=1331827N·mmMA3=-(Pi×Ai+qAi2/2)，(i=3)=-1645620N·mm第4跨内力分析：Pi=RBi-1，i=4=2285NRBi=qLi×[1-(Ai/Li)2]/2-Pi×(Ai/Li)，i=4=1.889×3000×[1-(600/3000)2]/2-2285×(600/3000)=2263NMi=qLi2×[1-(Ai/Li)2]2/8-Pi×Ai×[1-(1+(Ai/Li))2/2+Ai/Li]，i=4=1.889×30002×[1-(600/3000)2]2/8-2285×600×[1-(1+(600/3000)2/2+600/3000]=1300435N·mmMA4=-(Pi×Ai+qAi2/2)，(i=4)=-1711020N·mm第5跨内力分析：Pi=RBi-1，i=5=2263NRBi=qLi×[1-(Ai/Li)2]/2-Pi×(Ai/Li)，i=5=1.889×3000×[1-(600/3000)2]/2-2263×(600/3000)=2268NMi=qLi2×[1-(Ai/Li)2]2/8-Pi×Ai×[1-(1+(Ai/Li))2/2+Ai/Li]，i=5=1.889×30002×[1-(600/3000)2]2/8-2263×600×[1-(1+(600/3000)2/2+600/3000]=1306771N·mmMA5=-(Pi×Ai+qAi2/2)，(i=5)=-1697820N·mm第6跨内力分析：Pi=RBi-1，i=6=2268NRBi=qLi×[1-(Ai/Li)2]/2-Pi×(Ai/Li)，i=6=1.889×3000×[1-(600/3000)2]/2-2268×(600/3000)105 =2267NMi=qLi2×[1-(Ai/Li)2]2/8-Pi×Ai×[1-(1+(Ai/Li))2/2+Ai/Li]，i=6=1.889×30002×[1-(600/3000)2]2/8-2268×600×[1-(1+(600/3000)2/2+600/3000]=1305331N·mmMA6=-(Pi×Ai+qAi2/2)，(i=6)=-1700820N·mm第7跨内力分析：Pi=RBi-1，i=7=2267NRBi=qLi×[1-(Ai/Li)2]/2-Pi×(Ai/Li)，i=7=1.889×3000×[1-(600/3000)2]/2-2267×(600/3000)=2267NMi=qLi2×[1-(Ai/Li)2]2/8-Pi×Ai×[1-(1+(Ai/Li))2/2+Ai/Li]，i=7=1.889×30002×[1-(600/3000)2]2/8-2267×600×[1-(1+(600/3000)2/2+600/3000]=1305619N·mmMA7=-(Pi×Ai+qAi2/2)，(i=7)=-1700220N·mm第8跨内力分析：Pi=RBi-1，i=8=2267NRBi=qLi×[1-(Ai/Li)2]/2-Pi×(Ai/Li)，i=8=1.889×3000×[1-(600/3000)2]/2-2267×(600/3000)=2267NMi=qLi2×[1-(Ai/Li)2]2/8-Pi×Ai×[1-(1+(Ai/Li))2/2+Ai/Li]，i=8=1.889×30002×[1-(600/3000)2]2/8-2267×600×[1-(1+(600/3000)2/2+600/3000]=1305619N·mmMA8=-(Pi×Ai+qAi2/2)，(i=8)=-1700220N·mm第9跨内力分析：Pi=RBi-1，i=9=2267NRBi=qLi×[1-(Ai/Li)2]/2-Pi×(Ai/Li)，i=9=1.889×3000×[1-(600/3000)2]/2-2267×(600/3000)=2267NMi=qLi2×[1-(Ai/Li)2]2/8-Pi×Ai×[1-(1+(Ai/Li))2/2+Ai/Li]，i=9=1.889×30002×[1-(600/3000)2]2/8-2267×600×[1-(1+(600/3000)2/2+600/3000]=1305619N·mmMA9=-(Pi×Ai+qAi2/2)，(i=9)=-1700220N·mm第10跨内力分析：Pi=RBi-1，i=10=2267NRBi=qLi×[1-(Ai/Li)2]/2-Pi×(Ai/Li)，i=10=1.889×3000×[1-(600/3000)2]/2-2267×(600/3000)=2267N105 Mi=qLi2×[1-(Ai/Li)2]2/8-Pi×Ai×[1-(1+(Ai/Li))2/2+Ai/Li]，i=10=1.889×30002×[1-(600/3000)2]2/8-2267×600×[1-(1+(600/3000)2/2+600/3000]=1305619N·mmMA10=-(Pi×Ai+qAi2/2)，(i=10)=-1700220N·mm1.1幕墙立柱的抗弯强度及抗剪强度验算：按下面强度公式校核抗弯强度：f=N/An+Mx/γWnx≤fa……6.3.7[JGJ102-2003]上式中:N：立柱轴力设计值(N)；Mx：立柱弯矩设计值(N·mm)；An：立柱净截面面积(mm2)；Wnx：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)；γ：塑性发展系数；fa：型材的抗弯强度设计值，取90MPa；按下面强度公式校核立柱剪强度：τmax≤τa=55MPa(立柱的抗剪强度设计值)(1)第1跨立柱跨中强度验算：N1=1.2×0.0005×1122×(600+3000)=2423.52Nf1=N1/An+M1/γWnx=2423.52/946.95+1958515/(1.00×27330)=74.221MPaf1=74.221MPa≤90MPa第1跨立柱抗弯强度满足设计要求!VB1=RB1=2720Nτ1=VB1Sx/Ixt=2720×17896/1644870/5=5.919MPaτ1max=5.919MPa≤55MPa第1跨立柱抗剪强度满足设计要求!(2)第2跨后跨中弯矩最大处的强度验算：从以上分析可以看到，第2跨后跨中弯矩最大值为：1331827N·mm,M3为一控制截面N3=2423.52Nf3=1331827/(1.00×27330)+2423.52/946.95=51.291MPaf3=51.291MPa≤90MPa第3跨立柱抗弯强度满足设计要求!V3mid=Pi×(Ai/Li)=435N(i=3)τ3=V3midSx/Ixt=435×17896/1644870/5=0.947MPaτ3=0.947MPa≤55MPa第3跨立柱抗剪强度满足设计要求!105 fzs3=(51.2912+0.9472)0.5=51.3MPafzs3≤1.1fa=99MPa第3跨立柱折算强度满足设计要求!(3)支座弯矩最大处的强度验算：从以上分析可以看到，支座弯矩最大处为：-1972020N·mm,M2A为一控制截面N2=2423.52Nf2A=1972020/(1.00×27330)+2423.52/946.95=74.715MPaf2A=74.715MPa≤90MPa第2跨立柱支座处抗弯强度满足设计要求!V2A1=-(Pi+q×Ai/2×(2+Ai/Li))(i=2)=-3966.74NV2A2=Pi×(Ai/Li+q×Li/2)(i=2)=3377.5N|V2A|=3966.74Nτ2A=V2ASx/Ixt=3966.74×17896/1644870/5=8.632MPaτ2A=8.632MPa≤55MPa第2跨立柱支座处抗剪强度满足设计要求!fzs2A=(74.7152+8.6322)0.5=75.212MPafzs2A≤1.1fa=99MPa第2跨立柱支座处折算强度满足设计要求!1.1幕墙立柱的挠度验算：计算校核依据：按相关规范，钢材立柱的相对挠度不应大于L/250，铝材立柱的相对挠度不应大于L/180；同时按[5.1.1.2]《建筑幕墙》GB/T21086-2007的规定，对于构件式玻璃幕墙或单元幕墙（其它形式幕墙或外维护结构无绝对挠度限制）：当跨距≤4500mm时，绝对挠度不应该大于20mm；当跨距＞4500mm时，绝对挠度不应该大于30mm；(1)第1跨立柱跨中挠度验算：df1,mid=5qkL14/384EIx×(1-2.4(a1/L1)2)=10.74mmdf2,C=qka2L23/24EIx×(-1+4(a2/L2)2+3(a2/L2)3+(P2a22L2/3EIx)×(1+a2/L2)=4.001mmdf1=df1,mid+df2,C/2=12.7405mmdf1a=(L1+a2)/180=20mmdf1b=20mmdf1,lim=min((L1+a2)/180,20)=20mmdf1=12.7405mm≤df1,lim=20mm第1跨立柱挠度可以满足要求!(2)第2跨后跨中弯矩最大处的挠度验算：105 从以上分析可以看到，第2跨后跨中弯矩最大值为：1331827N·mm,M3为挠度控制截面df3,mid=5qkLi4/384EIx-qkAi2Li2/32EIx-PiAiLi2/16EIx=4.362mm(i=3)df4,C=qkAiLi3/24EIx×(-1+4(Ai/Li)2+3(Ai/Li)3)+(PiAi2Li/3EIx)×(1+Ai/Li)=2.369mm(i=4)df3=dfi,mid+df(i+1),C/2=5.5465mm(i=3)df3,lima=L/180=20mmdf3,limb=20mmdf3,lim=min(L/180,20)=20mmdf3,mid=5.5465mm≤df3,lim=20mm立柱挠度可以满足要求!1幕墙横梁计算基本参数：1：计算点标高：89.8m；2：横梁跨度：B=1122mm；3：横梁上分格高：1900mm；横梁下分格高：950mm；4：横梁计算间距：H=1425mm；5：力学模型：三角荷载简支梁；6：板块配置：中空玻璃6+6mm；7：横梁材质：6063-T5；因为B≤H，所以本处幕墙横梁按三角形荷载简支梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：1.1横梁型材受力分析(1)横梁在风荷载作用下的线荷载集度(按三角形分布)：qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)；105 wk：风荷载标准值(MPa)；B：横梁跨度(mm)；qwk=wkB=0.001156×1122=1.297N/mmqw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；qw=1.4qwk=1.4×1.297=1.816N/mm(2)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用的线荷载集度(按三角形分布)：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(MPa)；βE：动力放大系数，取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.04；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(主要指面板组件)；A：幕墙平面面积(mm2)；qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5.0×0.04×0.0004=0.00008MPaqEk：横梁受水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)；B：横梁跨度(mm)；qEk=qEAkB=0.00008×1122=0.09N/mmqE：横梁受水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；qE=1.3qEk=1.3×0.09=0.117N/mm(3)幕墙横梁受荷载集度组合：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=1.816+0.5×0.117=1.874N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值：……5.4.1[JGJ102-2003]qk=qwk=1.297N/mm(4)横梁在风荷载及地震组合作用下的弯矩值(按三角形分布)：My：横梁受风荷载及地震作用弯矩组合设计值(N·mm)；Mw：风荷载作用下横梁产生的弯矩(N·mm)；ME：地震作用下横梁产生的弯矩(N·mm)；B：横梁跨度(mm)；Mw=qwB2/12ME=qEB2/12采用Sw+0.5SE组合：My=Mw+0.5ME=qB2/12105 =1.874×11222/12=196595.718N·mm(5)横梁在自重荷载作用下的弯矩值(按矩形分布)：Gk：横梁自重线荷载标准值(N/mm)；H1：横梁自重荷载作用高度(mm)，对挂式结构取横梁下分格高，对非挂式结构取横梁上分格高；Gk=0.0004×H1=0.0004×1900=0.76N/mmG：横梁自重线荷载设计值(N/mm)；G=1.2Gk=1.2×0.76=0.912N/mmMx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(N·mm)；B：横梁跨度(mm)；Mx=GB2/8=0.912×11222/8=143512.776N·mm1.1选用横梁型材的截面特性选用型材号：70系列型材抗弯强度设计值：90MPa型材抗剪强度设计值：55MPa型材弹性模量：E=70000MPa绕X轴惯性矩：Ix=198860mm4绕Y轴惯性矩：Iy=204000mm4绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=6856mm3绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=5524mm3绕Y轴净截面抵抗矩：：Wny1=8027mm3绕Y轴净截面抵抗矩：：Wny2=7821mm3型材净截面面积：An=492.156mm2型材线密度：γg=0.013288N/mm横梁与立柱连接时角片与横梁连接处横梁壁厚：t=2mm横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：tx=4mm横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度：ty=4mm型材受力面对中性轴的面积矩(绕X轴)：Sx=4267mm3型材受力面对中性轴的面积矩(绕Y轴)：Sy=4687mm3塑性发展系数：γx=γy=1.001.2幕墙横梁的抗弯强度计算按横梁抗弯强度计算公式，应满足：Mx/γxWnx+My/γyWny≤fa……6.2.4[JGJ102-2003]上式中：Mx：横梁绕X轴方向(幕墙平面内方向)的弯矩设计值(N·mm)；My：横梁绕Y轴方向(垂直于幕墙平面方向)的弯矩设计值(N·mm)；105 Wnx：横梁绕X轴方向(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩(mm3)；Wny：横梁绕Y轴方向(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩(mm3)；γx，γy：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；　　　　对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，取1.00；fa：型材的抗弯强度设计值，取90MPa。采用SG+Sw+0.5SE组合，则：Mx/γxWnx+My/γyWny=143512.776/1.00/5524+196595.718/1.00/7821=51.117MPa≤90MPa横梁抗弯强度满足要求。1.1横梁的挠度计算横梁挠度的实际计算值如下：df1=qkB4/120EIy=1.297×11224/120/70000/204000=1.2mmdf2=5GkB4/384EIx=5×0.76×11224/384/70000/198860=1.127mmdf1,lim=6.233mmdf2,lim=2.244mm所以，横梁挠度满足规范要求。1.2横梁的抗剪计算校核依据：τmax≤τa=55MPa(型材的抗剪强度设计值)(1)Vwk：风荷载作用下剪力标准值(N)：Vwk=qwkB/4=1.297×1122/4=363.808N(2)Vw：风荷载作用下剪力设计值(N)：Vw=1.4Vwk=1.4×363.808=509.331N(3)VEk：地震作用下剪力标准值(N)：VEk=qEkB/4=0.09×1122/4=25.245N(4)VE：地震作用下剪力设计值(N)：VE=1.3VEk=1.3×25.245=32.818N(5)Vx：水平总剪力(N)；Vx：横梁受水平总剪力(N)：105 采用Vw+0.5VE组合：Vx=Vw+0.5VE=509.331+0.5×32.818=525.74N(6)Vy：垂直总剪力(N)：Vy=1.2×0.0004×BH1/2=1.2×0.0004×1122×1900/2=511.632N(7)横梁剪应力校核：τx：横梁水平方向剪应力(MPa)；Vx：横梁水平总剪力(N)；Sy：横梁型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)(绕Y轴)；Iy：横梁型材截面惯性矩(mm4)；ty：横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度(mm)；τx=VxSy/Iyty……6.2.5[JGJ102-2003]=525.74×4687/204000/4=3.02MPa3.02MPa≤55MPaτy：横梁垂直方向剪应力(MPa)；Vy：横梁垂直总剪力(N)；Sx：横梁型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)(绕X轴)；Ix：横梁型材截面惯性矩(mm4)；tx：横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)；τy=VySx/Ixtx……6.2.5[JGJ102-2003]=511.632×4267/198860/4=2.745MPa2.745MPa≤55MPa横梁抗剪强度能满足!1玻璃板块的选用与校核基本参数：1：计算点标高：89.8m；2：玻璃板尺寸：宽×高=B×H=1122mm×1900mm；3：玻璃配置：中空玻璃，外片钢化玻璃6mm,内片钢化玻璃6mm；模型简图为：105 1.1玻璃板块荷载计算：(1)外片玻璃荷载计算：t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：内片玻璃厚度(mm)；wk：作用在板块上的风荷载标准值(MPa)；GAk1：外片玻璃单位面积自重标准值(仅指玻璃)(MPa)；qEAk1：外片玻璃地震作用标准值(MPa)；γg1：外片玻璃的体积密度(N/mm3)；wk1：分配到外片上的风荷载作用标准值(MPa)；qk1：分配到外片玻璃上的荷载组合标准值(MPa)；q1：分配到外片玻璃上的荷载组合设计值(MPa)；GAk1=γg1t1=0.0000256×6=0.000154MPaqEAk1=βEαmaxGAk1=5×0.04×0.000154=0.000031MPawk1=1.1wkt13/(t13+t23)=1.1×0.001215×63/(63+63)=0.000668MPaqk1=wk1+0.5qEAk1=0.000668+0.5×0.000031=0.000684MPaq1=1.4wk1+0.5×1.3qEAk1=1.4×0.000668+0.5×1.3×0.000031=0.000955MPa(2)内片玻璃荷载计算：t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：内片玻璃厚度(mm)；wk：作用在板块上的风荷载标准值(MPa)；GAk2：内片玻璃单位面积自重标准值(仅指玻璃)(MPa)105 qEAk2：内片玻璃地震作用标准值(MPa)γg2：内片玻璃的体积密度(N/mm3)；wk2：分配到内片上的风荷载作用标准值(MPa)；qk2：分配到内片玻璃上的荷载组合标准值(MPa)；q2：分配到内片玻璃上的荷载组合设计值(MPa)；GAk2=γg2t2=0.0000256×6=0.000154MPaqEAk2=βEαmaxGAk2=5×0.04×0.000154=0.000031MPawk2=wkt23/(t13+t23)=0.001215×63/(63+63)=0.000608MPaqk2=wk2+0.5qEAk2=0.000608+0.5×0.000031=0.000624MPaq2=1.4wk2+0.5×1.3qEAk2=1.4×0.000608+0.5×1.3×0.000031=0.000871MPa(3)玻璃板块整体荷载组合计算：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=1.4wk+0.5×1.3(qEAk1+qEAk2)=1.4×0.001215+0.5×1.3×(0.000031+0.000031)=0.001741MPa用于挠度计算时，采用Sw标准值：……5.4.1[JGJ102-2003]wk=0.001215MPa1.1玻璃的强度计算：校核依据：σ≤[fg](1)外片校核：θ1：外片玻璃的计算参数；η1：外片玻璃的折减系数；qk1：作用在外片玻璃上的荷载组合标准值(MPa)；a：分格短边长度(mm)；E：玻璃的弹性模量(MPa)；t1：外片玻璃厚度(mm)；θ1=qk1a4/Et14……6.1.2-3[JGJ102-2003]=0.000684×11224/72000/64=11.617按系数θ1，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η1=0.954；σ1：外片玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值(MPa)；q1：作用在板块外片玻璃上的荷载组合设计值(MPa)；a：玻璃短边边长(mm)；b：玻璃长边边长(mm)；105 t1：外片玻璃厚度(mm)；m1：外片玻璃弯矩系数，按边长比a/b查表6.1.2-1[JGJ102-2003]得m1=0.0881；σ1=6m1q1a2η1/t12……6.1.2[JGJ102-2003]=6×0.0881×0.000955×11222×0.954/62=16.841MPa16.841MPa≤fg1=84MPa(钢化玻璃)外片玻璃的强度满足要求!(2)内片校核：θ2：内片玻璃的计算参数；η2：内片玻璃的折减系数；qk2：作用在内片玻璃上的荷载组合标准值(MPa)；a：分格短边长度(mm)；E：玻璃的弹性模量(MPa)；t2：内片玻璃厚度(mm)；θ2=qk2a4/Et24……6.1.2-3[JGJ102-2003]=0.000624×11224/72000/64=10.598按系数θ2，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η2=0.958σ2：内片玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值(MPa)；q2：作用在板块内片玻璃上的荷载组合设计值(MPa)；a：玻璃短边边长(mm)；b：玻璃长边边长(mm)；t2：内片玻璃厚度(mm)；m2：内片玻璃弯矩系数，按边长比a/b查表6.1.2-1[JGJ102-2003]得m2=0.0881；σ2=6m2q2a2η2/t22……6.1.2[JGJ102-2003]=6×0.0881×0.000871×11222×0.958/62=15.424MPa15.424MPa≤fg2=84MPa(钢化玻璃)内片玻璃的强度满足要求!1.1玻璃最大挠度校核：校核依据：df=ημwka4/D≤df,lim……6.1.3-2[JGJ102-2003]上面公式中：df：玻璃板挠度计算值(mm)；η：玻璃挠度的折减系数；μ：玻璃挠度系数，按边长比a/b查表6.1.3[JGJ102-2003]得μ=0.00881；wk：风荷载标准值(MPa)a：玻璃板块短边尺寸(mm)；D：玻璃的弯曲刚度(N·mm)；df,lim：许用挠度，取短边长的1/60，为18.7mm；其中：D=Ete3/(12(1-υ2))……6.1.3-1[JGJ102-2003]上式中：E：玻璃的弹性模量(MPa)；105 te：玻璃的等效厚度(mm)；υ：玻璃材料泊松比，为0.2；te=0.95×(t13+t23)1/3……6.1.5-3[JGJ102-2003]=0.95×(63+63)1/3=7.182mmD=Ete3/(12(1-υ2))=72000×7.1823/(12×(1-0.22))=2315347.704N·mmθ：玻璃板块的计算参数；θ=wka4/Ete4……6.1.2-3[JGJ102-2003]=0.001215×11224/72000/7.1824=10.052按参数θ，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η=0.96df=ημwka4/D=0.96×0.00881×0.001215×11224/2315347.704=7.034mm7.034mm≤df,lim=18.7mm(中空玻璃)玻璃挠度能满足要求!1连接件计算基本参数：1：计算点标高：89.8m；2：立柱计算间距：B1=1122；3：横梁计算分格尺寸：宽×高=B×H=1122mm×1425mm；4：幕墙立柱跨度：L=3600mm；5：板块配置：中空玻璃；6：龙骨材质：立柱为：6063-T5；横梁为：6063-T5；7：立柱与主体连接钢角码壁厚：6mm；8：立柱与主体连接螺栓公称直径：12mm；9：立柱与横梁连接处铝角码厚度：3mm；10：横梁与角码连接螺栓公称直径：5mm；11：立柱与角码连接螺栓公称直径：5mm；12：立柱受力模型：多跨铰接连续静定梁；13：连接形式：螺栓连接；因为B≤H，所以本处幕墙横梁按三角形荷载模型进行设计计算：1.1横梁与角码间连接(1)风荷载作用下横梁剪力设计值(按三角形分布)：Vw=1.4wkB2/4=1.4×0.001156×11222/4=509.344N(2)地震作用下横梁剪力标准值(按三角形分布)：105 VEk=βEαmaxGk/A×B2/4=5.0×0.04×0.0004×11222/4=25.178N(3)地震作用下横梁剪力设计值：VE=1.3VEk=1.3×25.178=32.731N(4)连接部位总剪力N1：采用Sw+0.5SE组合：N1=Vw+0.5VE=509.344+0.5×32.731=525.71N(5)连接螺栓计算：Nv1b：螺栓受剪承载能力设计值(N)；nv1：剪切面数：取1；d：螺栓杆直径：5mm；fv1b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取175MPa；Nv1b=nv1πd2fv1b/4=1×3.14×52×175/4=3434.375NNnum1：螺栓个数：Nnum1=N1/Nv1b=525.71/3434.375=0.153个实际取2个(6)连接部位横梁型材壁抗承压能力计算：Nc1：连接部位幕墙横梁型材壁抗承压能力设计值(N)；Nnum1：横梁与角码连接螺栓数量：2个；d：螺栓公称直径：5mm；t1：连接部位横梁壁厚：2mm；fc1：型材抗压强度设计值，对6063-T5取185MPa；Nc1=Nnum1dt1fc1=2×5×2×185=3700N3700N≥525.71N强度可以满足!1.1角码与立柱连接(1)自重荷载计算：N2k：自重荷载标准值(N)：B：横梁宽度(mm)；Hg：横梁受自重荷载分格高(mm)；N2k=0.0004×B×Hg/2=0.0004×1122×1900/2=426.36NN2：自重荷载(N)：105 N2=1.2×N2k=1.2×426.36=511.632N(2)连接处组合荷载N：采用SG+Sw+0.5SEN=(N12+N22)1/2=(525.712+511.6322)0.5=733.579N(3)连接处螺栓强度计算：Nv2b：螺栓受剪承载能力设计值(N)；nv2：剪切面数：取1；d：螺栓杆直径：5mm；fv2b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取175MPa；Nv2b=nv2πd2fv2b/4=1×3.14×52×175/4=3434.375NNnum2：螺栓个数：Nnum2=N/Nv2b=733.579/3434.375=0.214个实际取2个(4)连接部位立柱型材壁抗承压能力计算：Nc2：连接部位幕墙立柱型材壁抗承压能力设计值(N)；Nnum2：连接处螺栓个数；d：螺栓公称直径：5mm；t2：连接部位立柱壁厚：2.5mm；fc2：型材的承压强度设计值，对6063-T5取185MPa；Nc2=Nnum2dt2fc2=2×5×2.5×185=4625N4625N≥733.579N强度可以满足!(5)连接部位铝角码壁抗承压能力计算Nc3：连接部位幕墙铝角码壁抗承压能力设计值(N)；Nnum2：连接处螺栓个数；d：螺栓公称直径：5mm；t3：角码壁厚：3mm；fc3：型材的承压强度设计值，对6063-T5取185MPa；Nc3=Nnum2dt3fc3=2×5×3×185=5550N5550N≥733.579N强度可以满足!1.1立柱与主结构连接(1)连接处水平剪切总力计算：105 对多跨铰接连续静定梁，支座反力最大值即为立柱连接处最大水平剪切总力，由软件逐跨受力分析后自动计算得到。N1：连接处水平剪切总力(N)；N1=7344.24N(2)连接处重力总力：NGk：连接处自重总值标准值(N)；B1：立柱计算间距(mm)；L：立柱跨度(mm)；NGk=0.0005×B1L=0.0005×1122×3600=2019.6NNG：连接处自重总值设计值(N)：NG=1.2NGk=1.2×2019.6=2423.52N(3)连接处总剪力：N：连接处总剪力(N)；N=(N12+NG2)0.5=(7344.242+2423.522)0.5=7733.777N(4)螺栓承载力计算：Nv3b：螺栓受剪承载能力设计值(N)；nv3：剪切面数：取2；d：螺栓杆直径：12mm；fv3b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取175MPa；Nv3b=nv3πd2fv3b/4=2×3.14×122×175/4=39564NNnum3：螺栓个数：Nnum3=N/Nv3b=7733.777/39564=0.195个实际取2个(5)立柱型材壁抗承压能力计算：Nc4：立柱型材壁抗承压能力(N)；nv3：剪切面数：取2；Nnum3：连接处螺栓个数；d：螺栓公称直径：12mm；t2：连接部位立柱壁厚：2.5mm；fc4：型材的承压强度设计值，对6063-T5取185MPa；Nc4=nv3×Nnum3dt2fc4=2×2×12×2.5×185=22200N22200N≥7733.777N强度可以满足要求!(6)钢角码型材壁抗承压能力计算：105 Nc5：钢角码型材壁抗承压能力(N)；nv4：剪切面数：取2；Nnum3：连接处螺栓个数；d：连接螺栓公称直径：12mm；t4：幕墙钢角码壁厚：6mm；fc5：钢角码的抗压强度设计值，对Q235取305MPa；Nc5=nv4×Nnum3dt4fc5=2×2×12×6×305=87840N87840N≥7733.777N强度可以满足要求!1幕墙埋件计算(后锚固结构)基本参数：1：计算点标高：89.8m；2：立柱计算间距：B=1122mm；3：立柱长度：L=3600mm；4：立柱力学模型：多跨铰接连续梁；5：埋件位置：侧埋；6：板块配置：中空玻璃；7：选用锚栓：膨胀螺栓M12X120；1.1荷载及受力分析计算(1)连接处水平总力计算：对多跨铰接连续梁，支座反力最大值即为立柱连接处最大水平剪切总力。N：连接处水平总力(N)；N=7344.24N(2)立柱单元自重荷载标准值：Gk=0.0005×BL=0.0005×1122×3600=2019.6N(3)校核处埋件受力分析：V：剪力(N)；N：轴向拉力(N)，等于中支座反力R1；e0：剪力作用点到埋件距离，即立柱螺栓连接处到埋件面距离(mm)；V=1.2Gk=1.2×2019.6=2423.52NN=R1=7344.24NM=e0×V=80×2423.52105 =193881.6N·mm1.1锚栓群中承受拉力最大锚栓的拉力计算按5.2.2[JGJ145-2004]规定，在轴心拉力和弯矩共同作用下，进行弹性分析时，受力最大锚栓的拉力设计值应按下列规定计算：　　1：当N/n-My1/Σyi2≥0时：　　　　Nsdh=N/n+My1/Σyi2　　2：当N/n-My1/Σyi2<0时：　　　　Nsdh=(NL+M)y1//Σyi/2在上面公式中：　　M：弯矩设计值；　　Nsdh：群锚中受拉力最大锚栓的拉力设计值；　　y1，yi：锚栓1及i至群锚形心轴的垂直距离；　　y1/，yi/：锚栓1及i至受压一侧最外排锚栓的垂直距离；　　L：轴力N作用点至受压一侧最外排锚栓的垂直距离；在本例中：　　N/n-My1/Σyi2　=7344.24/4-193881.6×75/22500　=1189.788因为：1189.788≥0所以：Nsdh=N/n+My1/Σyi2=2482.332N按JGJ102-2003的5.5.7中第七条规定，这里的Nsdh再乘以2就是现场实际拉拔应该达到的值。另外，我们接着分析一下锚栓群受拉区的总拉力：当N/n-My1/Σyi2≥0时：螺栓群中的所有锚栓在组合外力作用下都承受拉力，中性轴在锚栓群形心位置，这种情况下群锚受拉区总拉力为：Nsdg=N+MΣyi/Σyi2=N而当N/n-My1/Σyi2＜0时：最下排的锚栓底部埋板部分为结构受压区，螺栓群的中性轴取最下一排锚栓位置，这种情况下群锚受拉区总拉力为：105 Nsdg=(NL+M)Σyi//Σyi/2本例中，因为：1189.788≥0所以：Nsdg=N+MΣyi/Σyi2=N=7344.24N1.1群锚受剪内力计算按5.3.1[JGJ145-2004]规定，当边距c≥10hef时，所有锚栓均匀分摊剪切荷载；当边距c<10hef时，部分锚栓分摊剪切荷载；其中：　　hef：锚栓的有效锚固深度；　　c：锚栓与混凝土基材之间的距离；本例中：　　c=100mm<10hef=600mm所以部分螺栓受剪，承受剪力最大锚栓所受剪力设计值为：Vsdh=V/m=1211.76N1.2锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力计算　　NRd,s=kNRk,s/γRS,N6.1.2-1[JGJ145-2004]　　NRk,s=Asfstk6.1.2-2[JGJ145-2004]上面公式中：　　NRd,s：锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力设计值；　　NRk,s：锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力标准值；k：地震作用下锚固承载力降低系数，按表7.0.5[JGJ145-2004]选取；　　As：锚栓或植筋应力截面面积；　　fstk：锚栓或植筋极限抗拉强度标准值；　　γRS,N：锚栓或植筋钢材受拉破坏承载力分项系数；　　NRk,s=Asfstk　　=78.54×800　　=62832N　　γRS,N=1.2fstk/fyk≥1.4表4.2.6[JGJ145-2004]　　fyk：锚栓屈服强度标准值；γRS,N=1.2fstk/fyk=1.2×800/640　　　　=1.5　取：γRS,N=1.5NRd,s=kNRk,s/γRS,N　　=1×62832/1.5　　=41888N≥Nsdh=2482.332N锚栓或植筋钢材受拉破坏承载力满足设计要求！1.3锚栓或植筋钢材受剪破坏承载力计算VRd,s=kVRk,s/γRs,V其中：105 VRd,s：钢材或植筋破坏时的受剪承载力设计值；VRk,s：钢材或植筋破坏时的受剪承载力标准值；k：地震作用下锚固承载力降低系数，按表7.0.5[JGJ145-2004]选取；　γRs,V：钢材或植筋破坏时的受剪承载力分项系数，按表4.2.6[JGJ145-2004]选用：γRs,V=1.2fStk/fYk表4.2.6[JGJ145-2004]按规范，该系数要求不小于1.25、fstk≤800MPa、fyk/fstk≤0.8；对本例，γRs,V=1.2fstk/fyk表4.2.6[JGJ145-2004]　　　　=1.2×800/640　　　　=1.5实际选取γRs,V=1.5；VRk,s=0.5Asfstk6.2.2-2[JGJ145-2004]=0.5×78.54×800=31416NVRd,s=kVRk,s/γRs,V=1×31416/1.5=20944N≥Vsdh=1211.76N所以，锚栓或植筋钢材受剪破坏承载力满足设计要求！1幕墙转接件强度计算基本参数：1：转接件断面面积：A=750mm2；2：转接件断面抵抗矩：W=15625mm3；1.1受力分析转接件的受力情况根据前面埋件的计算结果，有：V：剪力(N)N：轴向拉力(N)M：弯矩(N·mm)V=2423.52NN=7344.24NM=193881.6N·mm1.2转接件的强度计算校核依据：σ=N/A/2+M/γW/2≤f上式中：σ：转接件的抗弯强度(MPa)；f：转接件抗弯强度设计值，为215MPa；N：转接件所受轴向拉力(N)；M：转接件所受弯矩(N·mm)；γ：塑性发展系数，取1.05；105 W：转接件断面抵抗矩(mm3)；σ=N/A/2+M/γW/2=7344.24/750/2+193881.6/1.05/15625/2=10.805MPa≤f=215MPa转接件强度可以满足要求。1幕墙焊缝计算基本参数：1：焊缝形式：L型角焊；2：其它参数同埋件部分；1.1受力分析焊缝实际受力情况同转接件计算部分：V：剪力(N)N：轴向拉力(N)M：弯矩(N·mm)V=2423.52NN=7344.24NM=193881.6N·mm1.2焊缝特性参数计算(1)焊缝有效厚度：he：焊缝有效厚度(mm)；hf：焊角高度(mm)；he=0.7hf=0.7×5=3.5mm(2)焊缝总面积：A：焊缝总面积(mm2)；Lv：竖向焊缝长度(mm)；Lh：横向焊缝长度(mm)；he：焊缝有效厚度(mm)；A=he((Lv-2hf)+(Lh-2hf))=3.5×((90-2×5)+(40-2×5))=385mm2(3)焊缝截面抵抗矩及惯性矩计算：I：截面惯性矩(mm4)；he：焊缝有效厚度(mm)；Lv：竖向焊缝长度(mm)；Lh：横向焊缝长度(mm)；W：截面抵抗距(mm3)；d：三角焊缝中性轴位置(水平焊缝到中性轴距离)(mm)；d=0.5×((Lv-2hf)Lv+(Lh-2hf)He)/(Lv+Lh-4hf)105 =33.205mmI=He(Lv-2hf)3/12+(Lh-2hf)He3/12+He(Lv-2hf)(Lv/2-d)2+(Lh-2hf)He(d-He/2)2=292283.475mm4W=I/(Lv-hf-d)=292283.475/(90-5-33.205)=5643.083mm31.1焊缝校核计算校核依据：双转接件时：((σf/βf)2+τf2)0.5/2≤ffw7.1.3-3[GB50017-2003]单转接件时：((σf/βf)2+τf2)0.5≤ffw7.1.3-3[GB50017-2003]上式中：σf：按焊缝有效截面计算，垂直于焊缝长度方向的应力(MPa)；βf：正面角焊缝的强度设计值增大系数，取1.22；τf：按焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力(MPa)；ffw：角焊缝的强度设计值(MPa)；((σf/βf)2+τf2)0.5/2=((N/1.22A+M/1.22W)2+(V/A)2)0.5/2=((7344.24/1.22/385+193881.6/1.22/5643.083)2+(2423.52/385)2)0.5/2=22.124MPa22.124MPa≤ffw=160MPa，焊缝可以满足要求。2显横隐竖玻璃幕墙胶类及伸缩缝计算基本参数：1：计算点标高：89.8m；2：玻璃分格尺寸：宽×高=B×H=1122mm×1900mm；3：幕墙类型：显横隐竖玻璃幕墙4：年温温差：80℃；2.1抗震设计下结构硅酮密封胶的宽度计算(1)水平荷载作用下结构胶粘结宽度：Cs1：风荷载和地震作用下结构胶粘结宽度最小值(mm)；wk：风荷载标准值(MPa)；qEAk：地震作用标准值(MPa)；a：矩形分格短边长度(mm)；b：矩形分格长边长度(mm)；f1：结构胶的短期强度允许值，取0.2MPa；Cs1=(1.4×wk+0.5×1.3×qEAk)×(2b-a)×a/4bf1=(1.4×0.001215+0.5×1.3×0.000061)×(2×1900-1122)×1122/4/1900/0.2=3.441mm(2)自重效应分析：105 自重荷载由横向支撑板承受，作用力对结构硅酮胶没有影响。实际玻璃与铝框间胶缝宽度取12mm；实际玻璃与玻璃间胶缝宽度取9mm；1.1结构硅酮密封胶粘接厚度的计算(1)玻璃与铝框间温度作用下结构胶粘结厚度：us1：在年温差作用下玻璃与玻璃附框型材相对位移量(mm)；B：玻璃板块宽度(mm)；Δt：年温差：80℃a1：铝型材线膨胀系数，2.3×10-5；a2：玻璃线膨胀系数，1×10-5；us1=BΔt(a1-a2)=1122×80×(2.3-1)×10-5=1.167mmts1：温度作用下结构胶粘结厚度计算值(mm)；δ1：温度作用下结构硅酮密封胶的变位承受能力：10%ts1=us1/(δ1(2+δ1))0.5=1.167/(0.1×(2+0.1))0.5=2.547mm(2)风荷载作用下结构胶粘结厚度：us2：在风荷载作用下玻璃与玻璃附框型材相对位移量(mm)；θ：风荷载标准值作用下主体结构层间位移角限值(rad)；(取值见表20[GB/T21086-2007])hg：幕墙分格高度(mm)；us2=θhg……5.6.5-2[JGJ102-2003]=1/550×1900=3.455mmts2：风荷载作用下结构胶粘结厚度计算值(mm)；δ2：风荷载作用下结构硅酮密封胶的变位承受能力：10%ts2=us2/(δ2(2+δ2))0.5……5.6.5[JGJ102-2003]=3.455/(0.1×(2+0.1))0.5=5.539mm实际玻璃与铝框间胶缝厚度取6mm；实际玻璃与玻璃间胶缝厚度取9mm；1.2结构胶设计总结按5.6.1[JGJ102-2003]规定，硅酮结构胶还需要满足下面要求：1：粘接宽度≥7mm；2：12mm≥粘接厚度≥6mm；3：粘接宽度大于厚度，但不宜大于厚度的2倍；综合上面计算结果，本工程玻璃与铝框间结构胶设计满足规范要求。玻璃与玻璃间结构胶设计满足规范要求。1.3立柱连接伸缩缝计算105 为了适应幕墙温度变形以及施工调整的需要，立柱上下段通过插芯套装，留有一段空隙--伸缩缝d，d值按下式计算：d≥αΔｔL+d1+d2上式中：d：伸缩缝计算值(mm)；α：立柱材料的线膨胀系数，取2.3×10-5；△ｔ：温度变化,取80℃；L：立柱跨度(mm)；d1：施工误差，取3mm；d2：考虑其它作用的预留量，取2mm；d=αΔｔL+d1+d2=0.000023×80×3600+3+2=11.624mm实际伸缩空隙d取20mm，满足要求。.1.1玻璃镶嵌槽紧固螺钉抗拉强度计算(1)每扣板边承受水平总拉力计算：N：每扣板边承受水平总拉力(N)；B：分格宽度(mm)；H：分格高度(mm)；q：板块水平荷载设计值(MPa)；q=1.4wk+0.5×1.3×qEAk=1.4×0.001215+0.5×1.3×0.000061=0.001741MPaN=BH×q=1122×1900×0.001741=3711.464N(2)紧固螺钉抗拉强度计算：ftb：螺栓连接的抗拉强度设计值，对普通碳钢（C级）取170MPa；de：螺栓有效直径：4.249467mm；Ntb：螺栓抗拉承载能力设计值(N)；Ntb=πde2ftb/4=3.14×4.2494672×170/4=2409.836NNnum：每扣板边紧固螺栓个数：Nnum=1.25×N/Ntb=1.25×3711.464/2409.836=1.925个实际取2个，满足要求。1.2耐侯胶胶缝计算ws：胶缝宽度计算值(mm)；α：板块材料的线膨胀系数，为1×10-5；△ｔ：温度变化,取80℃；B：板块的宽度(mm)；δ：耐候硅酮密封胶的变位承受能力：25%105 dc：施工偏差，取3mm；dE：考虑其它作用的预留量，取2mm；ws=α△ｔB/δ+dc+dE=0.00001×80×1122/0.25+3+2=8.59mm实际胶缝取16mm，满足要求。裙楼石材幕墙1幕墙承受荷载计算1.1风荷载标准值的计算方法幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-20012006年版)计算：wk=βgzμzμs1w0……7.1.1-2[GB50009-20012006年版]上式中：wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)；Z：计算点标高：20.7m；βgz：瞬时风压的阵风系数；根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算)：βgz=K(1+2μf)其中K为地面粗糙度调整系数，μf为脉动系数A类场地：βgz=0.92×(1+2μf)其中：μf=0.387×(Z/10)-0.12B类场地：βgz=0.89×(1+2μf)其中：μf=0.5(Z/10)-0.16C类场地：βgz=0.85×(1+2μf)其中：μf=0.734(Z/10)-0.22D类场地：βgz=0.80×(1+2μf)其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3对于B类地形，20.7m高度处瞬时风压的阵风系数：βgz=0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.6822μz：风压高度变化系数；根据不同场地类型,按以下公式计算：A类场地：μz=1.379×(Z/10)0.24当Z>300m时，取Z=300m，当Z<5m时，取Z=5m；B类场地：μz=(Z/10)0.32当Z>350m时，取Z=350m，当Z<10m时，取Z=10m；C类场地：μz=0.616×(Z/10)0.44当Z>400m时，取Z=400m，当Z<15m时，取Z=15m；D类场地：μz=0.318×(Z/10)0.60当Z>450m时，取Z=450m，当Z<30m时，取Z=30m；对于B类地形，20.7m高度处风压高度变化系数：μz=1.000×(Z/10)0.32=1.2621μs1：局部风压体型系数；按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3105 条：验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数μs1：一、外表面1.正压区按表7.3.1采用；2.负压区-对墙面，取-1.0-对墙角边，取-1.8二、内表面对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。本计算点为转角位置。按JGJ102-2003第5.3.2条文说明：风荷载在建筑物表面分布是不均匀的，在檐口附近、边角部位较大。根据风洞试验结果和国外的有关资料，在上述区域风吸力系数可取-1.8，其余墙面可考虑-1.0，由于维护结构有开启的可能，所以还应考虑室内压-0.2。对无开启的结构，《建筑结构荷载规范》条文说明第7.3.3条指出“对封闭建筑物，考虑到建筑物内实际存在的个别洞口和缝隙，以及机械通风等因素，室内可能存在正负不同的气压，参照国外规范，大多取±(0.2-0.25)的压力系数，现取±0.2”。即不论有无开启扇，均要考虑内表面的局部体型系数。另注：上述的局部体型系数μs1(1)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况，当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时，局部风压体型系数μs1(10)可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时，局部风压体型系数μs1(A)可按面积的对数线性插值，即：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA在上式中：当A≥10m2时，取A=10m2；当A≤1m2时，取A=1m2；μs1(10)=0.8μs1(1)w0：基本风压值(MPa)，根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，但不小于0.3KN/m2，按重现期50年，南宁地区取0.00035MPa；1.1计算支撑结构时的风荷载标准值计算支撑结构时的构件从属面积：A=1.232×2.2=2.7104m2LogA=0.433μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA=1.644μs1=1.644+0.2=1.844wk=βgzμzμs1w0=1.6822×1.2621×1.844×0.00035=0.00137MPa1.2计算面板材料时的风荷载标准值计算面板材料时的构件从属面积：A=1.232×0.8=0.9856m2LogA=0μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA=1.8105 μs1=1.8+0.2=2wk=βgzμzμs1w0=1.6822×1.2621×2×0.00035=0.001486MPa1.1垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；βE：动力放大系数,取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.04；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)；A：幕墙构件的面积(mm2)；1.2作用效应组合荷载和作用效应按下式进行组合：S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……5.4.1[JGJ102-2003]上式中：S：作用效应组合的设计值；SGk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值；Swk、SEk：分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值；γG、γw、γE：各效应的分项系数；ψw、ψE：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。上面的γG、γw、γE为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]规定如下：进行幕墙构件强度、连接件和预埋件承载力计算时：重力荷载：γG：1.2；风荷载：γw：1.4；地震作用：γE：1.3；进行挠度计算时；重力荷载：γG：1.0；风荷载：γw：1.0；地震作用：可不做组合考虑；上式中，风荷载的组合系数ψw为1.0；地震作用的组合系数ψE为0.5；2幕墙立柱计算基本参数：1：计算点标高：20.7m；2：力学模型：双跨梁；3：立柱跨度：L=2200mm，短跨长L1=1000mm，长跨长L2=1200mm；4：立柱左分格宽：1232mm；立柱右分格宽：1232mm；5：立柱计算间距：B=1232mm；105 6：板块配置：石材；7：立柱材质：Q235；8：安装方式：偏心受拉；本处幕墙立柱按双跨梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：1.1立柱型材受力计算(1)风荷载作用的线荷载集度(按矩形分布)：qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)；wk：风荷载标准值(MPa)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；qwk=wkB=0.00137×1232=1.688N/mmqw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；qw=1.4qwk=1.4×1.688=2.363N/mm(2)水平地震作用线荷载集度(按矩形分布)：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；βE：动力放大系数，取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.04；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)；A：幕墙平面面积(mm2)；qEAk=βEαmaxG/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5×0.04×0.0011=0.00022MPaqEk：水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；105 qEk=qEAkB=0.00022×1232=0.271N/mmqE：水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；qE=1.3qEk=1.3×0.271=0.352N/mm(3)幕墙受荷载集度组合：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=2.363+0.5×0.352=2.539N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值：……5.4.1[JGJ102-2003]qk=qwk=1.688N/mm(4)求支座反力R1及最大弯矩：由双跨梁弯矩图可知，两支点0，2处弯矩为零，中支点弯矩最大为M1，而在均布荷载作用下，最大挠度在长跨内出现。M1：中支座弯矩(N·mm)；R1：中支座反力(N)；M1=-q(L13+L23)/8L=-2.539×(10003+12003)/8/2200=-393545N·mmR1=qL1/2-M1/L1+qL2/2-M1/L2=2.539×1000/2-(-393545/1000)+2.539×1200/2-(-393545/1200)=3514.399N1.1选用立柱型材的截面特性选用型材号：L50X4角钢型材的抗弯强度设计值：215MPa型材的抗剪强度设计值：τs=125MPa型材弹性模量：E=206000MPa绕X轴惯性矩：Ix=92610mm4绕Y轴惯性矩：Iy=92610mm4绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=2571mm3绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=6625mm3型材净截面面积：An=384mm2型材线密度：γg=0.030144N/mm型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：t=4mm型材受力面对中性轴的面积矩：Sx=2595mm3塑性发展系数：γ=1.051.2立柱的抗弯强度计算(1)立柱轴向拉力设计值：Nk：立柱轴向拉力标准值(N)；105 qGAk：幕墙单位面积的自重标准值(MPa)；A：立柱单元的面积(mm2)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；L：立柱跨度(mm)；Nk=qGAkA=qGAkBL=0.0011×1232×2200=2981.44NN：立柱轴向拉力设计值(N)；N=1.2Nk=1.2×2981.44=3577.728N(2)抗弯强度校核：按双跨梁(受拉)立柱强度公式，应满足：N/An+Mx/γWnx≤fs……6.3.7[JGJ102-2003]上式中：N：立柱轴力设计值(N)；Mx：立柱弯矩设计值(N·mm)；An：立柱净截面面积(mm2)；Wnx：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)；γ：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；　　　　对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，取1.00；fs：型材的抗弯强度设计值，取215MPa；则：N/An+Mx/γWnx=3577.728/384+393545/1.05/2571=155.099MPa≤215MPa立柱抗弯强度满足要求。1.1立柱的挠度计算实际挠度计算值为：df=λqkL24/24EIx=0.1542×1.688×12004/24/206000/92610=1.179mm而df,lim=4.8mm所以，立柱挠度满足规范要求。1.2立柱的抗剪计算校核依据：τmax≤τs=125MPa(立柱的抗剪强度设计值)(1)求中支座剪力设计值：采用Vw+0.5VE组合Vw1左=-(qL1/2-M1/L1)=-(2.539×1000/2-(-393545/1000))105 =-1663.045NVw1右=qL2/2-M1/L2=2.539×1200/2-(-393545/1200)=1851.354N取V=1851.354N(2)立柱剪应力：τmax：立柱最大剪应力(MPa)；V：立柱所受剪力(N)；Sx：立柱型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)；Ix：立柱型材截面惯性矩(mm4)；t：型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)；τmax=VSx/Ixt=1851.354×2595/92610/4=12.969MPa12.969MPa≤125MPa立柱抗剪强度满足要求!1幕墙横梁计算基本参数：1：计算点标高：20.7m；2：横梁跨度：B=1232mm；3：横梁上分格高：850mm；横梁下分格高：850mm；4：横梁计算间距：H=850mm；5：力学模型：梯形荷载简支梁；6：板块配置：石材；7：横梁材质：Q235；因为B>H，所以本处幕墙横梁按梯形荷载简支梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：105 1.1横梁型材受力计算(1)横梁在风荷载作用下的线荷载集度(按梯形分布)：qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)；wk：风荷载标准值(MPa)；H：幕墙横梁计算间距(mm)；qwk=wkH=0.00137×850=1.164N/mmqw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；qw=1.4qwk=1.4×1.164=1.63N/mm(2)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用的线荷载集度(按梯形分布)：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(MPa)；βE：动力放大系数，取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.04；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(主要指面板组件)；A：幕墙平面面积(mm2)；qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5.0×0.04×0.001=0.0002MPaqEk：横梁受水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)；H：幕墙横梁计算间距(mm)；qEk=qEAkH=0.0002×850=0.17N/mmqE：横梁受水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；qE=1.3qEk=1.3×0.17=0.221N/mm(3)幕墙横梁受荷载集度组合：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE组合设计值：……5.4.1[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=1.63+0.5×0.221=1.74N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值：……5.4.1[JGJ102-2003]qk=qwk=1.164N/mm(4)横梁在风荷载及地震组合作用下的弯矩值(按梯形分布)：My：横梁受风荷载及地震作用弯矩组合设计值(N·mm)；Mw：风荷载作用下横梁产生的弯矩(N·mm)；ME：地震作用下横梁产生的弯矩(N·mm)；B：横梁跨度(mm)；H：幕墙横梁计算间距(mm)；105 采用Sw+0.5SE组合：……5.4.1[JGJ102-2003]Mw=qwB2(3-(H/B)2)/24ME=qEB2(3-(H/B)2)/24My=Mw+0.5ME=qB2(3-(H/B)2)/24=1.74×12322×(3-(850/1232)2)/24=277745.47N·mm(5)横梁在自重荷载作用下的弯矩值(按矩形分布)：Gk：横梁自重线荷载标准值(N/mm)；H1：横梁自重荷载作用高度(mm)，对挂式结构取横梁下分格高，对非挂式结构取横梁上分格高；Gk=0.001×H1=0.001×850=0.85N/mmG：横梁自重线荷载设计值(N/mm)；G=1.2Gk=1.2×0.85=1.02N/mmMx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(N·mm)；B：横梁跨度(mm)；Mx=GB2/8=1.02×12322/8=193522.56N·mm1.1选用横梁型材的截面特性选用型材号：角钢L5×4型材抗弯强度设计值：215MPa型材抗剪强度设计值：125MPa型材弹性模量：E=206000MPa绕X轴惯性矩：Ix=92600mm4绕Y轴惯性矩：Iy=92600mm4绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=6700mm3绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=2560mm3绕Y轴净截面抵抗矩：Wny1=6700mm3绕Y轴净截面抵抗矩：Wny2=2560mm3型材净截面面积：An=389.7mm2型材线密度：γg=0.030591N/mm横梁与立柱连接时角片与横梁连接处横梁壁厚：t=4mm横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：tx=4mm横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度：ty=4mm型材受力面对中性轴的面积矩(绕X轴)：Sx=2595mm3型材受力面对中性轴的面积矩(绕Y轴)：Sy=2595mm3塑性发展系数：γx=γy=1.05105 1.1幕墙横梁的抗弯强度计算按横梁强度计算公式，应满足：Mx/γxWnx+My/γyWny≤fs……6.2.4[JGJ102-2003]上式中：Mx：横梁绕X轴方向(幕墙平面内方向)的弯矩设计值(N·mm)；My：横梁绕Y轴方向(垂直于幕墙平面方向)的弯矩设计值(N·mm)；Wnx：横梁绕X轴方向(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩(mm3)；Wny：横梁绕Y轴方向(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩(mm3)；γx、γy：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；　　　　对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，均取1.00；fs：型材的抗弯强度设计值，取215MPa。采用SG+Sw+0.5SE组合，则：Mx/γxWnx+My/γyWny=193522.56/1.05/2560+277745.47/1.05/2560=175.323MPa≤215MPa横梁抗弯强度满足要求。1.2横梁的挠度计算横梁挠度的实际计算值如下：df1=qkB4(25/8-5(H/2B)2+2(H/2B)4)/240EIy=1.164×12324(25/8-5(850/2/1232)2+2(850/2/1232)4)/240/206000/92600=1.499mmdf2=5GkB4/384EIx=5×0.85×12324/384/206000/92600=1.337mmdf1,lim=4.928mmdf2,lim=2.464mm所以，横梁挠度满足规范要求。1.3横梁的抗剪计算校核依据：τmax≤τs=125MPa(型材的抗剪强度设计值)(1)Vwk：风荷载作用下剪力标准值(N)；Vwk=qwkB(1-H/2B)/2=1.164×1232(1-850/2/1232)/2=469.674N(2)Vw：风荷载作用下剪力设计值(N)；Vw=1.4Vwk=1.4×469.674=657.544N(3)VEk：地震作用下剪力标准值(N)；VEk=qEkB(1-H/2B)/2105 =0.17×1232(1-850/2/1232)/2=68.595N(4)VE：地震作用下剪力设计值(N)；VE=1.3VEk=1.3×68.595=89.174N(5)Vx：水平总剪力(N)；采用Vw+0.5VE组合Vx=Vw+0.5VE=657.544+0.5×89.174=702.131N(6)Vy：垂直总剪力(N)：Vy=1.2×0.001×BH1/2=1.2×0.001×1232×850/2=628.32N(7)横梁剪应力校核：τx：横梁水平方向剪应力(MPa)；Vx：横梁水平总剪力(N)；Sy：横梁型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)(绕Y轴)；Iy：横梁型材截面惯性矩(mm4)；ty：横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度(mm)；τx=VxSy/Iyty……6.2.5[JGJ102-2003]=702.131×2595/92600/4=4.919MPa4.919MPa≤125MPaτy：横梁垂直方向剪应力(N)；Vy：横梁垂直总剪力(N)；Sx：横梁型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)(绕X轴)；Ix：横梁型材截面惯性矩(mm4)；tx：横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)；τy=VySx/Ixtx……6.2.5[JGJ102-2003]=628.32×2595/92600/4=4.402MPa4.402MPa≤125MPa横梁抗剪强度能满足!1短槽式(托板)连接石材的选用与校核基本参数：1：计算点标高：20.7m；2：板块净尺寸：a×b=1232mm×800mm；3：石材配置：托板式δ25mm，对边连接；模型简图为：105 1.1石材板块荷载计算(1)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；βE：动力放大系数，取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.04；Gk：石材板块的重力荷载标准值(N)；A：幕墙平面面积(mm2)；qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5×0.04×0.00075=0.00015MPa(2)石材板块荷载集度设计值组合：采用Sw+0.5SE设计值组合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=1.4wk+0.5×1.3qEAk=1.4×0.001486+0.5×1.3×0.00015=0.002178MPa1.2石材的抗弯设计(1)计算边长的确定：a：短槽连接边边长：1232mm；b：无槽边边长：800mm；a1：短槽中心到面板边侧距离150mm；a0：计算短边边长(mm)；b0：计算长边边长(mm)；因为：a-2a1=932>b=800，所以：a0=800mmb0=932mm(2)石材强度校核：校核依据：σ≤fsc=3.72MPaσ：石材中产生的弯曲应力设计值(MPa)；fsc：石材的抗弯强度设计值(MPa)；m：四点支撑石材最大弯矩系数，按短边与长边的边长比0.858，查表得：0.1468；q：石材板块水平荷载集度设计值组合(MPa)；105 b0：计算长边边长(mm)；t：石材厚度：25mm；应力设计值为：σ=6×m×q×b02/t2……5.5.4[JGJ133-2001]=6×0.1468×0.002178×9322/252=2.666MPa2.666MPa≤3.72MPa强度能满足要求。1.1短槽托板在石材中产生的剪应力校核校核依据：τ1≤τsc=1.86MPaτ1：短槽托板在石材中产生的剪应力设计值(MPa)；τsc：石材的抗剪强度设计值(MPa)；q：石材板块水平荷载集度设计值组合(MPa)；a：短槽连接边边长(mm)；b：无短槽边边长(mm)；β：应力调整系数，按表5.5.5[JGJ133-2001]，取1.25；n：一个连接边上的短槽数量：2；t：石材厚度：25mm；c：短槽槽口宽度：6mm；s：单个槽底总长度：80mm；τ1=qabβ/(n×(t-c)s)……5.5.7-1[JGJ133-2001]=0.002178×1232×800×1.25/(2×(25-6)×80)=0.883MPa0.883MPa≤1.86MPa石材抗剪强度能满足。1.2短槽托板剪应力校核校核依据：τ2≤τp=140MPaτ2：短槽托板的剪应力设计值(MPa)；τp：短槽托板的抗剪强度设计值(MPa)；q：石材板块水平荷载集度设计值组合(MPa)；a：短槽连接边边长(mm)；b：无短槽边边长(mm)；β：应力调整系数，按表5.5.5[JGJ133-2001]，取1.25；n：一个连接边上的短槽数量：2；Ap：短槽托板截面面积：300mm；τ2=qabβ/(2n×Ap)……5.5.5-1[JGJ133-2001]=0.002178×1232×800×1.25/(2×2×300)=2.236MPa2.236MPa≤140MPa短槽托板抗剪强度能满足。105 1幕墙焊缝计算基本参数：1：焊缝形式：L型角焊；2：其它参数同埋件部分；1.1受力分析焊缝实际受力情况同转接件计算部分：V：剪力(N)N：轴向拉力(N)M：弯矩(N·mm)V=3577.728NN=3514.399NM=286218.24N·mm1.2焊缝特性参数计算(1)焊缝有效厚度：he：焊缝有效厚度(mm)；hf：焊角高度(mm)；he=0.7hf=0.7×5=3.5mm(2)焊缝总面积：A：焊缝总面积(mm2)；Lv：竖向焊缝长度(mm)；Lh：横向焊缝长度(mm)；he：焊缝有效厚度(mm)；A=he((Lv-2hf)+(Lh-2hf))=3.5×((90-2×5)+(40-2×5))=385mm2(3)焊缝截面抵抗矩及惯性矩计算：I：截面惯性矩(mm4)；he：焊缝有效厚度(mm)；Lv：竖向焊缝长度(mm)；Lh：横向焊缝长度(mm)；W：截面抵抗距(mm3)；d：三角焊缝中性轴位置(水平焊缝到中性轴距离)(mm)；d=0.5×((Lv-2hf)Lv+(Lh-2hf)He)/(Lv+Lh-4hf)=33.205mmI=He(Lv-2hf)3/12+(Lh-2hf)He3/12+He(Lv-2hf)(Lv/2-d)2+(Lh-2hf)He(d-He/2)2=292283.475mm4W=I/(Lv-hf-d)=292283.475/(90-5-33.205)=5643.083mm3105 1.1焊缝校核计算校核依据：双转接件时：((σf/βf)2+τf2)0.5/2≤ffw7.1.3-3[GB50017-2003]单转接件时：((σf/βf)2+τf2)0.5≤ffw7.1.3-3[GB50017-2003]上式中：σf：按焊缝有效截面计算，垂直于焊缝长度方向的应力(MPa)；βf：正面角焊缝的强度设计值增大系数，取1.22；τf：按焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力(MPa)；ffw：角焊缝的强度设计值(MPa)；((σf/βf)2+τf2)0.5/2=((N/1.22A+M/1.22W)2+(V/A)2)0.5/2=((3514.399/1.22/385+286218.24/1.22/5643.083)2+(3577.728/385)2)0.5/2=24.9645MPa24.9645MPa≤ffw=160MPa，焊缝可以满足要求。1层全隐框玻璃幕墙1幕墙承受荷载计算1.1风荷载标准值的计算方法幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-20012006年版)计算：wk=βgzμzμs1w0……7.1.1-2[GB50009-20012006年版]上式中：wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)；Z：计算点标高：6.6m；βgz：瞬时风压的阵风系数；根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算)：βgz=K(1+2μf)其中K为地面粗糙度调整系数，μf为脉动系数A类场地：βgz=0.92×(1+2μf)其中：μf=0.387×(Z/10)-0.12B类场地：βgz=0.89×(1+2μf)其中：μf=0.5(Z/10)-0.16C类场地：βgz=0.85×(1+2μf)其中：μf=0.734(Z/10)-0.22D类场地：βgz=0.80×(1+2μf)其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3对于B类地形，6.6m高度处瞬时风压的阵风系数：βgz=0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.8412μz：风压高度变化系数；根据不同场地类型,按以下公式计算：A类场地：μz=1.379×(Z/10)0.24当Z>300m时，取Z=300m，当Z<5m时，取Z=5m；105 B类场地：μz=(Z/10)0.32当Z>350m时，取Z=350m，当Z<10m时，取Z=10m；C类场地：μz=0.616×(Z/10)0.44当Z>400m时，取Z=400m，当Z<15m时，取Z=15m；D类场地：μz=0.318×(Z/10)0.60当Z>450m时，取Z=450m，当Z<30m时，取Z=30m；对于B类地形，6.6m高度处风压高度变化系数：μz=1.000×(Z/10)0.32=1μs1：局部风压体型系数；按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3条：验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数μs1：一、外表面1.正压区按表7.3.1采用；2.负压区-对墙面，取-1.0-对墙角边，取-1.8二、内表面对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。本计算点为大面位置。按JGJ102-2003第5.3.2条文说明：风荷载在建筑物表面分布是不均匀的，在檐口附近、边角部位较大。根据风洞试验结果和国外的有关资料，在上述区域风吸力系数可取-1.8，其余墙面可考虑-1.0，由于维护结构有开启的可能，所以还应考虑室内压-0.2。对无开启的结构，《建筑结构荷载规范》条文说明第7.3.3条指出“对封闭建筑物，考虑到建筑物内实际存在的个别洞口和缝隙，以及机械通风等因素，室内可能存在正负不同的气压，参照国外规范，大多取±(0.2-0.25)的压力系数，现取±0.2”。即不论有无开启扇，均要考虑内表面的局部体型系数。另注：上述的局部体型系数μs1(1)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况，当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时，局部风压体型系数μs1(10)可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时，局部风压体型系数μs1(A)可按面积的对数线性插值，即：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA在上式中：当A≥10m2时，取A=10m2；当A≤1m2时，取A=1m2；μs1(10)=0.8μs1(1)w0：基本风压值(MPa)，根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，但不小于0.3KN/m2，按重现期50年，南宁地区取0.00035MPa；1.1计算支撑结构时的风荷载标准值计算支撑结构时的构件从属面积：A=1.232×6.5=8.008m2LogA=0.904μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA=0.819μs1=0.819+0.2=1.019105 wk=βgzμzμs1w0=1.8412×1×1.019×0.00035=0.000657MPa因为wk<0.001MPa,所以按JGJ102-2003，取wk=0.001MPa.1.1计算面板材料时的风荷载标准值计算面板材料时的构件从属面积：A=1.232×2.325=2.8644m2LogA=0.457μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA=0.909μs1=0.909+0.2=1.109wk=βgzμzμs1w0=1.8412×1×1.109×0.00035=0.000715MPa因为wk<0.001MPa,所以按JGJ102-2003，取wk=0.001MPa.1.2垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；βE：动力放大系数,取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.04；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)；A：幕墙构件的面积(mm2)；1.3作用效应组合荷载和作用效应按下式进行组合：S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……5.4.1[JGJ102-2003]上式中：S：作用效应组合的设计值；SGk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值；Swk、SEk：分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值；γG、γw、γE：各效应的分项系数；ψw、ψE：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。上面的γG、γw、γE为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]规定如下：进行幕墙构件强度、连接件和预埋件承载力计算时：重力荷载：γG：1.2；风荷载：γw：1.4；地震作用：γE：1.3；进行挠度计算时；重力荷载：γG：1.0；风荷载：γw：1.0；地震作用：可不做组合考虑；上式中，风荷载的组合系数ψw为1.0；地震作用的组合系数ψE为0.5；105 1幕墙立柱计算基本参数：1：计算点标高：6.6m；2：力学模型：双跨梁；3：立柱跨度：L=6500mm，短跨长L1=650mm，长跨长L2=5850mm；4：立柱左分格宽：1232mm；立柱右分格宽：1232mm；5：立柱计算间距：B=1232mm；6：板块配置：中空玻璃6+6mm；7：立柱材质：6063-T6；8：安装方式：偏心受拉；本处幕墙立柱按双跨梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：1.1立柱型材选材计算(1)风荷载作用的线荷载集度(按矩形分布)：qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)；wk：风荷载标准值(MPa)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；qwk=wkB=0.001×1232=1.232N/mmqw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；qw=1.4qwk=1.4×1.232=1.725N/mm(2)水平地震作用线荷载集度(按矩形分布)：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；βE：动力放大系数，取5.0；105 αmax：水平地震影响系数最大值，取0.04；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)；A：幕墙平面面积(mm2)；qEAk=βEαmaxG/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5×0.04×0.0005=0.0001MPaqEk：水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；qEk=qEAkB=0.0001×1232=0.123N/mmqE：水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；qE=1.3qEk=1.3×0.123=0.16N/mm(3)幕墙受荷载集度组合：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=1.725+0.5×0.16=1.805N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值：……5.4.1[JGJ102-2003]qk=qwk=1.232N/mm(4)求支座反力R1及最大弯矩：由双跨梁弯矩图可知，两支点0，2处弯矩为零，中支点弯矩最大为M1，而在均布荷载作用下，最大挠度在长跨内出现。M1：中支座弯矩(N·mm)；R1：中支座反力(N)；M1=-q(L13+L23)/8L=-1.805×(6503+58503)/8/6500=-6958839.062N·mmR1=qL1/2-M1/L1+qL2/2-M1/L2=1.805×650/2-(-6958839.062/650)+1.805×5850/2-(-6958839.062/5850)=17761.701N1.1确定材料的截面参数(1)截面的型材惯性矩要求：k2=0k1=4M1/(qL22)=4×6958839.062/(1.805×58502)=0.451查《建筑结构静力计算手册》第二版表3-9附注说明：x0=A/4+2R1/3cos(θ+240)其中：A=2+k1-k2=2.451105 R=((A/4)2-k1/2)3/2=0.058θ=1/3arccos((A3-12k1A-8(1-2k1-k2))/64R)=26.518x0=A/4+2R1/3cos(θ+240)=2.451/4+2×0.0581/3cos(26.518+240)=0.566λ=x0(1-2k1+3k1x0-2x02-k1x02+x03)=0.1305代入df,lim=λqkL24/24EIxmin上式中：df,lim：按规范要求，立柱的挠度限值(mm)；qk：风荷载线荷载集度标准值(N/mm)；L2：长跨长度(mm)；E：型材的弹性模量(MPa)，对6063-T6取70000MPa；Ixmin：材料需满足的绕X轴最小惯性矩(mm4)；L2/180=5850/180=32.5按[5.1.1.2]《建筑幕墙》GB/T21086-2007的规定，对于构件式玻璃幕墙或单元幕墙（其它形式幕墙或外维护结构无绝对挠度限制）：当跨距≤4500mm时，绝对挠度不应该大于20mm；当跨距＞4500mm时，绝对挠度不应该大于30mm；对本例取：df,lim=30mm代入上式：Ixmin=λqkL24/24Edf,lim=0.1305×1.232×58504/24/70000/30=4211301.242mm4(2)截面的型材抵抗矩要求：Wnx：立柱净截面抵抗矩预选值(mm3)；Mx：弯矩组合设计值即M1(N·mm)；γ：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；　　　　对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，取1.00；fa：型材抗弯强度设计值(MPa)，对6063-T6取150；Wnx=Mx/γfa=6958839.062/1.00/150=46392.26mm31.1选用立柱型材的截面特性选用型材号：150系列型材的抗弯强度设计值：150MPa型材的抗剪强度设计值：τa=85MPa型材弹性模量：E=70000MPa绕X轴惯性矩：Ix=3795380mm4绕Y轴惯性矩：Iy=968840mm4绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=59979mm3105 绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=48584mm3型材净截面面积：An=1272.91mm2型材线密度：γg=0.034369N/mm型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：t=6mm型材受力面对中性轴的面积矩：Sx=30554mm3塑性发展系数：γ=1.001.1立柱的抗弯强度计算(1)立柱轴向拉力设计值：Nk：立柱轴向拉力标准值(N)；qGAk：幕墙单位面积的自重标准值(MPa)；A：立柱单元的面积(mm2)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；L：立柱跨度(mm)；Nk=qGAkA=qGAkBL=0.0005×1232×6500=4004NN：立柱轴向拉力设计值(N)；N=1.2Nk=1.2×4004=4804.8N(2)抗弯强度校核：按双跨梁(受拉)立柱强度公式，应满足：N/An+Mx/γWnx≤fa……6.3.7[JGJ102-2003]上式中：N：立柱轴力设计值(N)；Mx：立柱弯矩设计值(N·mm)；An：立柱净截面面积(mm2)；Wnx：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)；γ：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；　　　　对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，取1.00；fa：型材的抗弯强度设计值，取150MPa；则：N/An+Mx/γWnx=4804.8/1272.91+6958839.062/1.00/48584=147.008MPa≤150MPa立柱抗弯强度满足要求。1.2立柱的挠度计算实际挠度计算值为：df=λqkL24/24EIx=0.1305×1.232×58504/24/70000/3795380=29.53mm105 而df,lim=30mm所以，立柱挠度满足规范要求。1.1立柱的抗剪计算校核依据：τmax≤τa=85MPa(立柱的抗剪强度设计值)(1)求中支座剪力设计值：采用Vw+0.5VE组合Vw1左=-(qL1/2-M1/L1)=-(1.805×650/2-(-6958839.062/650))=-11292.531NVw1右=qL2/2-M1/L2=1.805×5850/2-(-6958839.062/5850)=6469.17N取V=11292.531N(2)立柱剪应力：τmax：立柱最大剪应力(MPa)；V：立柱所受剪力(N)；Sx：立柱型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)；Ix：立柱型材截面惯性矩(mm4)；t：型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)；τmax=VSx/Ixt=11292.531×30554/3795380/6=15.151MPa15.151MPa≤85MPa立柱抗剪强度满足要求!2幕墙横梁计算基本参数：1：计算点标高：6.6m；2：横梁跨度：B=1232mm；3：横梁上分格高：2325mm；横梁下分格高：2325mm；4：横梁计算间距：H=2325mm；5：力学模型：三角荷载简支梁；6：板块配置：中空玻璃6+6mm；7：横梁材质：Q235；因为B≤H，所以本处幕墙横梁按三角形荷载简支梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：105 1.1横梁型材受力计算(1)横梁在风荷载作用下的线荷载集度(按三角形分布)：qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)；wk：风荷载标准值(MPa)；B：横梁跨度(mm)；qwk=wkB=0.001×1232=1.232N/mmqw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；qw=1.4qwk=1.4×1.232=1.725N/mm(2)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用的线荷载集度(按三角形分布)：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(MPa)；βE：动力放大系数，取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.04；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(主要指面板组件)；A：幕墙平面面积(mm2)；qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5.0×0.04×0.0004=0.00008MPaqEk：横梁受水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)；B：横梁跨度(mm)；qEk=qEAkB=0.00008×1232=0.099N/mmqE：横梁受水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；qE=1.3qEk=1.3×0.099105 =0.129N/mm(3)幕墙横梁受荷载集度组合：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=1.725+0.5×0.129=1.79N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值：……5.4.1[JGJ102-2003]qk=qwk=1.232N/mm(4)横梁在风荷载及地震组合作用下的弯矩值(按三角形分布)：My：横梁受风荷载及地震作用弯矩组合设计值(N·mm)；Mw：风荷载作用下横梁产生的弯矩(N·mm)；ME：地震作用下横梁产生的弯矩(N·mm)；B：横梁跨度(mm)；Mw=qwB2/12ME=qEB2/12采用Sw+0.5SE组合：My=Mw+0.5ME=qB2/12=1.79×12322/12=226408.747N·mm(5)横梁在自重荷载作用下的弯矩值(按矩形分布)：Gk：横梁自重线荷载标准值(N/mm)；H1：横梁自重荷载作用高度(mm)，对挂式结构取横梁下分格高，对非挂式结构取横梁上分格高；Gk=0.0004×H1=0.0004×2325=0.93N/mmG：横梁自重线荷载设计值(N/mm)；G=1.2Gk=1.2×0.93=1.116N/mmMx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(N·mm)；B：横梁跨度(mm)；Mx=GB2/8=1.116×12322/8=211736.448N·mm1.1选用横梁型材的截面特性选用型材号：70系列型材抗弯强度设计值：215MPa型材抗剪强度设计值：125MPa型材弹性模量：E=206000MPa绕X轴惯性矩：Ix=198860mm4绕Y轴惯性矩：Iy=204000mm4105 绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=6856mm3绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=5524mm3绕Y轴净截面抵抗矩：：Wny1=8027mm3绕Y轴净截面抵抗矩：：Wny2=7821mm3型材净截面面积：An=492.156mm2型材线密度：γg=0.038634N/mm横梁与立柱连接时角片与横梁连接处横梁壁厚：t=2mm横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：tx=4mm横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度：ty=4mm型材受力面对中性轴的面积矩(绕X轴)：Sx=4267mm3型材受力面对中性轴的面积矩(绕Y轴)：Sy=4687mm3塑性发展系数：γx=γy=1.051.1幕墙横梁的抗弯强度计算按横梁抗弯强度计算公式，应满足：Mx/γxWnx+My/γyWny≤fs……6.2.4[JGJ102-2003]上式中：Mx：横梁绕X轴方向(幕墙平面内方向)的弯矩设计值(N·mm)；My：横梁绕Y轴方向(垂直于幕墙平面方向)的弯矩设计值(N·mm)；Wnx：横梁绕X轴方向(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩(mm3)；Wny：横梁绕Y轴方向(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩(mm3)；γx，γy：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；　　　　对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，取1.00；fs：型材的抗弯强度设计值，取215MPa。采用SG+Sw+0.5SE组合，则：Mx/γxWnx+My/γyWny=211736.448/1.05/5524+226408.747/1.05/7821=64.075MPa≤215MPa横梁抗弯强度满足要求。1.2横梁的挠度计算横梁挠度的计算值如下：df1=qkB4/120EIy=1.232×12324/120/206000/204000=0.563mmdf2=5GkB4/384EIx=5×0.93×12324/384/206000/198860=0.681mmdf1,lim=4.928mmdf2,lim=2.464mm所以，横梁挠度满足规范要求。105 1.1横梁的抗剪计算校核依据：τmax≤τs=125MPa(型材的抗剪强度设计值)(1)Vwk：风荷载作用下剪力标准值(N)：Vwk=qwkB/4=1.232×1232/4=379.456N(2)Vw：风荷载作用下剪力设计值(N)：Vw=1.4Vwk=1.4×379.456=531.238N(3)VEk：地震作用下剪力标准值(N)：VEk=qEkB/4=0.099×1232/4=30.492N(4)VE：地震作用下剪力设计值(N)：VE=1.3VEk=1.3×30.492=39.64N(5)Vx：水平总剪力(N)；Vx：横梁受水平总剪力(N)：采用Vw+0.5VE组合：Vx=Vw+0.5VE=531.238+0.5×39.64=551.058N(6)Vy：垂直总剪力(N)：Vy=1.2×0.0004×BH1/2=1.2×0.0004×1232×2325/2=687.456N(7)横梁剪应力校核：τx：横梁水平方向剪应力(MPa)；Vx：横梁水平总剪力(N)；Sy：横梁型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)(绕Y轴)；Iy：横梁型材截面惯性矩(mm4)；ty：横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度(mm)；τx=VxSy/Iyty……6.2.5[JGJ102-2003]=551.058×4687/204000/4=3.165MPa3.165MPa≤125MPaτy：横梁垂直方向剪应力(MPa)；Vy：横梁垂直总剪力(N)；Sx：横梁型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)(绕X轴)；Ix：横梁型材截面惯性矩(mm4)；tx：横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)；105 τy=VySx/Ixtx……6.2.5[JGJ102-2003]=687.456×4267/198860/4=3.688MPa3.688MPa≤125MPa横梁抗剪强度能满足!1玻璃板块的选用与校核基本参数：1：计算点标高：6.6m；2：玻璃板尺寸：宽×高=B×H=1232mm×2325mm；3：玻璃配置：中空玻璃，外片钢化玻璃6mm,内片钢化玻璃6mm；模型简图为：1.1玻璃板块荷载计算：(1)外片玻璃荷载计算：t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：内片玻璃厚度(mm)；wk：作用在板块上的风荷载标准值(MPa)；GAk1：外片玻璃单位面积自重标准值(仅指玻璃)(MPa)；qEAk1：外片玻璃地震作用标准值(MPa)；γg1：外片玻璃的体积密度(N/mm3)；wk1：分配到外片上的风荷载作用标准值(MPa)；qk1：分配到外片玻璃上的荷载组合标准值(MPa)；q1：分配到外片玻璃上的荷载组合设计值(MPa)；GAk1=γg1t1=0.0000256×6=0.000154MPaqEAk1=βEαmaxGAk1=5×0.04×0.000154=0.000031MPawk1=1.1wkt13/(t13+t23)=1.1×0.001×63/(63+63)=0.00055MPaqk1=wk1+0.5qEAk1105 =0.00055+0.5×0.000031=0.000566MPaq1=1.4wk1+0.5×1.3qEAk1=1.4×0.00055+0.5×1.3×0.000031=0.00079MPa(2)内片玻璃荷载计算：t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：内片玻璃厚度(mm)；wk：作用在板块上的风荷载标准值(MPa)；GAk2：内片玻璃单位面积自重标准值(仅指玻璃)(MPa)qEAk2：内片玻璃地震作用标准值(MPa)γg2：内片玻璃的体积密度(N/mm3)；wk2：分配到内片上的风荷载作用标准值(MPa)；qk2：分配到内片玻璃上的荷载组合标准值(MPa)；q2：分配到内片玻璃上的荷载组合设计值(MPa)；GAk2=γg2t2=0.0000256×6=0.000154MPaqEAk2=βEαmaxGAk2=5×0.04×0.000154=0.000031MPawk2=wkt23/(t13+t23)=0.001×63/(63+63)=0.0005MPaqk2=wk2+0.5qEAk2=0.0005+0.5×0.000031=0.000516MPaq2=1.4wk2+0.5×1.3qEAk2=1.4×0.0005+0.5×1.3×0.000031=0.00072MPa(3)玻璃板块整体荷载组合计算：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=1.4wk+0.5×1.3(qEAk1+qEAk2)=1.4×0.001+0.5×1.3×(0.000031+0.000031)=0.00144MPa用于挠度计算时，采用Sw标准值：……5.4.1[JGJ102-2003]wk=0.001MPa1.1玻璃的强度计算：校核依据：σ≤[fg](1)外片校核：θ1：外片玻璃的计算参数；η1：外片玻璃的折减系数；qk1：作用在外片玻璃上的荷载组合标准值(MPa)；a：分格短边长度(mm)；105 E：玻璃的弹性模量(MPa)；t1：外片玻璃厚度(mm)；θ1=qk1a4/Et14……6.1.2-3[JGJ102-2003]=0.000566×12324/72000/64=13.974按系数θ1，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η1=0.944；σ1：外片玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值(MPa)；q1：作用在板块外片玻璃上的荷载组合设计值(MPa)；a：玻璃短边边长(mm)；b：玻璃长边边长(mm)；t1：外片玻璃厚度(mm)；m1：外片玻璃弯矩系数，按边长比a/b查表6.1.2-1[JGJ102-2003]得m1=0.0961；σ1=6m1q1a2η1/t12……6.1.2[JGJ102-2003]=6×0.0961×0.00079×12322×0.944/62=18.13MPa18.13MPa≤fg1=84MPa(钢化玻璃)外片玻璃的强度满足要求!(2)内片校核：θ2：内片玻璃的计算参数；η2：内片玻璃的折减系数；qk2：作用在内片玻璃上的荷载组合标准值(MPa)；a：分格短边长度(mm)；E：玻璃的弹性模量(MPa)；t2：内片玻璃厚度(mm)；θ2=qk2a4/Et24……6.1.2-3[JGJ102-2003]=0.000516×12324/72000/64=12.74按系数θ2，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η2=0.949σ2：内片玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值(MPa)；q2：作用在板块内片玻璃上的荷载组合设计值(MPa)；a：玻璃短边边长(mm)；b：玻璃长边边长(mm)；t2：内片玻璃厚度(mm)；m2：内片玻璃弯矩系数，按边长比a/b查表6.1.2-1[JGJ102-2003]得m2=0.0961；σ2=6m2q2a2η2/t22……6.1.2[JGJ102-2003]=6×0.0961×0.00072×12322×0.949/62=16.611MPa16.611MPa≤fg2=84MPa(钢化玻璃)内片玻璃的强度满足要求!1.1玻璃最大挠度校核：校核依据：df=ημwka4/D≤df,lim……6.1.3-2[JGJ102-2003]上面公式中：df：玻璃板挠度计算值(mm)；105 η：玻璃挠度的折减系数；μ：玻璃挠度系数，按边长比a/b查表6.1.3[JGJ102-2003]得μ=0.00969；wk：风荷载标准值(MPa)a：玻璃板块短边尺寸(mm)；D：玻璃的弯曲刚度(N·mm)；df,lim：许用挠度，取短边长的1/60，为20.533mm；其中：D=Ete3/(12(1-υ2))……6.1.3-1[JGJ102-2003]上式中：E：玻璃的弹性模量(MPa)；te：玻璃的等效厚度(mm)；υ：玻璃材料泊松比，为0.2；te=0.95×(t13+t23)1/3……6.1.5-3[JGJ102-2003]=0.95×(63+63)1/3=7.182mmD=Ete3/(12(1-υ2))=72000×7.1823/(12×(1-0.22))=2315347.704N·mmθ：玻璃板块的计算参数；θ=wka4/Ete4……6.1.2-3[JGJ102-2003]=0.001×12324/72000/7.1824=12.026按参数θ，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η=0.952df=ημwka4/D=0.952×0.00969×0.001×12324/2315347.704=9.179mm9.179mm≤df,lim=20.533mm(中空玻璃)玻璃挠度能满足要求!1连接件计算基本参数：1：计算点标高：6.6m；2：立柱计算间距：B1=1232mm；3：横梁计算分格尺寸：宽×高=B×H=1232mm×2325mm；4：幕墙立柱跨度：L=6500mm，短跨L1=650mm，长跨L2=5850mm；5：板块配置：中空玻璃；6：龙骨材质：立柱为：6063-T6；横梁为：Q235；7：立柱与主体连接钢角码壁厚：6mm；8：立柱与主体连接螺栓公称直径：12mm；9：立柱与横梁连接处铝角码厚度：3mm；10：横梁与角码连接螺栓公称直径：5mm；11：立柱与角码连接螺栓公称直径：5mm；12：立柱受力模型：双跨；13：连接形式：螺栓连接；105 因为B≤H，所以本处幕墙横梁按三角形荷载模型进行设计计算：1.1横梁与角码间连接(1)风荷载作用下横梁剪力设计值(按三角形分布)：Vw=1.4wkB2/4=1.4×0.001×12322/4=531.238N(2)地震作用下横梁剪力标准值(按三角形分布)：VEk=βEαmaxGk/A×B2/4=5.0×0.04×0.0004×12322/4=30.356N(3)地震作用下横梁剪力设计值：VE=1.3VEk=1.3×30.356=39.463N(4)连接部位总剪力N1：采用Sw+0.5SE组合：N1=Vw+0.5VE=531.238+0.5×39.463=550.97N(5)连接螺栓计算：Nv1b：螺栓受剪承载能力设计值(N)；nv1：剪切面数：取1；d：螺栓杆直径：5mm；fv1b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取175MPa；Nv1b=nv1πd2fv1b/4=1×3.14×52×175/4=3434.375NNnum1：螺栓个数：Nnum1=N1/Nv1b=550.97/3434.375=0.16个实际取2个(6)连接部位横梁型材壁抗承压能力计算：Nc1：连接部位幕墙横梁型材壁抗承压能力设计值(N)；Nnum1：横梁与角码连接螺栓数量：2个；d：螺栓公称直径：5mm；t1：连接部位横梁壁厚：2mm；fc1：型材抗压强度设计值，对Q235取305MPa；Nc1=Nnum1dt1fc1=2×5×2×305=6100N6100N≥550.97N强度可以满足!105 1.1角码与立柱连接(1)自重荷载计算：N2k：自重荷载标准值(N)：B：横梁宽度(mm)；Hg：横梁受自重荷载分格高(mm)；N2k=0.0004×B×Hg/2=0.0004×1232×2325/2=572.88NN2：自重荷载(N)：N2=1.2×N2k=1.2×572.88=687.456N(2)连接处组合荷载N：采用SG+Sw+0.5SEN=(N12+N22)1/2=(550.972+687.4562)0.5=881.002N(3)连接处螺栓强度计算：Nv2b：螺栓受剪承载能力设计值(N)；nv2：剪切面数：取1；d：螺栓杆直径：5mm；fv2b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取175MPa；Nv2b=nv2πd2fv2b/4=1×3.14×52×175/4=3434.375NNnum2：螺栓个数：Nnum2=N/Nv2b=881.002/3434.375=0.257个实际取2个(4)连接部位立柱型材壁抗承压能力计算：Nc2：连接部位幕墙立柱型材壁抗承压能力设计值(N)；Nnum2：连接处螺栓个数；d：螺栓公称直径：5mm；t2：连接部位立柱壁厚：3mm；fc2：型材的承压强度设计值，对6063-T6取240MPa；Nc2=Nnum2dt2fc2=2×5×3×240=7200N7200N≥881.002N强度可以满足!(5)连接部位铝角码壁抗承压能力计算：Nc3：连接部位幕墙铝角码壁抗承压能力设计值(N)；Nnum2：连接处螺栓个数；d：螺栓公称直径：5mm；105 t3：角码壁厚：3mm；fc3：型材的承压强度设计值，对6063-T5取185MPa；Nc3=Nnum2dt3fc3=2×5×3×185=5550N5550N≥881.002N强度可以满足!1.1立柱与主结构连接(1)连接处水平剪切总力计算：对双跨梁，中支座反力R1，即为立柱连接处最大水平剪切总力。qw：风荷载线分布集度设计值(N/mm)；qw=1.4wkB1=1.4×0.001×1232=1.725N/mmqE：地震作用线分布集度设计值(N/mm)；qE=1.3βEαmaxGk/A×B1=1.3×5.0×0.04×0.0005×1232=0.16N/mm采用Sw+0.5SE组合：q=qw+0.5×qE=1.725+0.5×0.16=1.805N/mmN1：连接处水平剪切总力(N)；R1：中支座反力(N)；N1=R1=qL(L12+3L1L2+L22)/8L1L2=1.805×6500×(6502+3×650×5850+58502)/8/650/5850=17761.701N(2)连接处重力总力：NGk：连接处自重总值标准值(N)；B1：立柱计算间距(mm)；L：立柱跨度(mm)；NGk=0.0005×B1L=0.0005×1232×6500=4004NNG：连接处自重总值设计值(N)：NG=1.2NGk=1.2×4004=4804.8N(3)连接处总剪力：N：连接处总剪力(N)：N=(N12+NG2)0.5=(17761.7012+4804.82)0.5=18400.112N(4)螺栓承载力计算：105 Nv3b：螺栓受剪承载能力设计值(N)；nv3：剪切面数：取2；d：螺栓杆直径：12mm；fv3b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取175MPa；Nv3b=nv3πd2fv3b/4=2×3.14×122×175/4=39564NNnum3：螺栓个数：Nnum3=N/Nv3b=18400.112/39564=0.465个实际取2个(5)立柱型材壁抗承压能力计算：Nc4：立柱型材壁抗承压能力(N)；nv3：剪切面数：取2；Nnum3：连接处螺栓个数；d：螺栓公称直径：12mm；t2：连接部位立柱壁厚：3mm；fc4：型材的承压强度设计值，对6063-T6取240MPa；Nc4=nv3×Nnum3dt2fc4=2×2×12×3×240=34560N34560N≥18400.112N强度可以满足要求!(6)钢角码型材壁抗承压能力计算：Nc5：钢角码型材壁抗承压能力(N)；nv4：剪切面数：取2；Nnum3：连接处螺栓个数；d：连接螺栓直径：12mm；t4：幕墙钢角码壁厚：6mm；fc5：钢角码的抗压强度设计值，对Q235取305MPa；Nc5=nv4×Nnum3dt4fc5=2×2×12×6×305=87840N87840N≥18400.112N强度可以满足要求!1幕墙埋件计算(后锚固结构)基本参数：1：计算点标高：6.6m；3：幕墙立柱跨度：L=6500mm，短跨L1=650mm，长跨L2=5850mm；3：立柱计算间距：B=1232mm；4：立柱力学模型：双跨梁，侧埋；5：板块配置：中空玻璃；105 6：选用锚栓：慧鱼-化学锚栓FHB-A10×60/10；1.1荷载标准值计算(1)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用：qEk=βEαmaxGk/A=5.0×0.04×0.0005=0.0001MPa(2)连接处水平总力计算：对双跨梁，中支座反力R1，即为立柱连接处最大水平总力。qw：风荷载线荷载设计值(N/mm)；qw=1.4wkB=1.4×0.001×1232=1.725N/mmqE：地震作用线荷载设计值(N/mm)；qE=1.3qEkB=1.3×0.0001×1232=0.16N/mm采用Sw+0.5SE组合：……5.4.1[JGJ133-2001]q=qw+0.5qE=1.725+0.5×0.16=1.805N/mmN：连接处水平总力(N)；R1：中支座反力(N)；N=R1=qL(L12+3L1L2+L22)/8L1L2=1.805×6500×(6502+3×650×5850+58502)/8/650/5850=17761.701N(3)立柱单元自重荷载标准值：Gk=0.0005×BL=0.0005×1232×6500=4004N(4)校核处埋件受力分析：V：剪力(N)；N：轴向拉力(N)，等于中支座反力R1；e0：剪力作用点到埋件距离，即立柱螺栓连接处到埋件面距离(mm)；V=1.2Gk=1.2×4004=4804.8NN=R1=17761.701NM=e0×V=80×4804.8=384384N·mm105 1.1锚栓群中承受拉力最大锚栓的拉力计算按5.2.2[JGJ145-2004]规定，在轴心拉力和弯矩共同作用下(下图所示)，进行弹性分析时，受力最大锚栓的拉力设计值应按下列规定计算：　　1：当N/n-My1/Σyi2≥0时：　　　　Nsdh=N/n+My1/Σyi2　　2：当N/n-My1/Σyi2<0时：　　　　Nsdh=(NL+M)y1//Σyi/2在上面公式中：　　M：弯矩设计值；　　Nsdh：群锚中受拉力最大锚栓的拉力设计值；　　y1，yi：锚栓1及i至群锚形心轴的垂直距离；　　y1/，yi/：锚栓1及i至受压一侧最外排锚栓的垂直距离；　　L：轴力N作用点至受压一侧最外排锚栓的垂直距离；在本例中：　　N/n-My1/Σyi2　=17761.701/4-384384×75/22500　=3159.145因为：3159.145≥0所以：Nsdh=N/n+My1/Σyi2=5721.705N按JGJ102-2003的5.5.7中第七条规定，这里的Nsdh再乘以2就是现场实际拉拔应该达到的值。另外，我们接着分析一下锚栓群受拉区的总拉力：当N/n-My1/Σyi2≥0时：螺栓群中的所有锚栓在组合外力作用下都承受拉力，中性轴在锚栓群形心位置，这种情况下群锚受拉区总拉力为：Nsdg=N+MΣyi/Σyi2=N而当N/n-My1/Σyi2＜0时：最下排的锚栓底部埋板部分为结构受压区，螺栓群的中性轴取最下一排锚栓位置，这种情况下群锚受拉区总拉力为：Nsdg=(NL+M)Σyi//Σyi/2105 本例中，因为：3159.145≥0所以：Nsdg=N+MΣyi/Σyi2=N=17761.701N1.1群锚受剪内力计算按5.3.1[JGJ145-2004]规定，当边距c≥10hef时，所有锚栓均匀分摊剪切荷载；当边距c<10hef时，部分锚栓分摊剪切荷载；其中：　　hef：锚栓的有效锚固深度；　　c：锚栓与混凝土基材之间的距离；本例中：　　c=100mm<10hef=600mm所以部分螺栓受剪，承受剪力最大锚栓所受剪力设计值为：Vsdh=V/m=2402.4N1.2锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力计算　　NRd,s=kNRk,s/γRS,N6.1.2-1[JGJ145-2004]　　NRk,s=Asfstk6.1.2-2[JGJ145-2004]上面公式中：　　NRd,s：锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力设计值；　　NRk,s：锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力标准值；k：地震作用下锚固承载力降低系数，按表7.0.5[JGJ145-2004]选取；　　As：锚栓或植筋应力截面面积；　　fstk：锚栓或植筋极限抗拉强度标准值；　　γRS,N：锚栓或植筋钢材受拉破坏承载力分项系数；　　NRk,s=Asfstk　　=78.54×800　　=62832N　　γRS,N=1.2fstk/fyk≥1.4表4.2.6[JGJ145-2004]　　fyk：锚栓屈服强度标准值；γRS,N=1.2fstk/fyk=1.2×800/640　　　　=1.5　取：γRS,N=1.5NRd,s=kNRk,s/γRS,N　　=1×62832/1.5　　=41888N≥Nsdh=5721.705N锚栓或植筋钢材受拉破坏承载力满足设计要求！1.3锚栓或植筋钢材受剪破坏承载力计算VRd,s=kVRk,s/γRs,V6.2.2-1[JGJ145-2004]其中：VRd,s：钢材或植筋破坏时的受剪承载力设计值；VRk,s：钢材或植筋破坏时的受剪承载力标准值；105 k：地震作用下锚固承载力降低系数，按表7.0.5[JGJ145-2004]选取；　γRs,V：钢材或植筋破坏时的受剪承载力分项系数，按表4.2.6[JGJ145-2004]选用：γRs,V=1.2fStk/fYk表4.2.6[JGJ145-2004]按规范，该系数要求不小于1.25、fstk≤800MPa、fyk/fstk≤0.8；对本例，γRs,V=1.2fstk/fyk表4.2.6[JGJ145-2004]　　　　=1.2×800/640　　　　=1.5实际选取γRs,V=1.5；VRk,s=0.5Asfstk6.2.2-2[JGJ145-2004]=0.5×78.54×800=31416NVRd,s=kVRk,s/γRs,V=1×31416/1.5=20944N≥Vsdh=2402.4N所以，锚栓或植筋钢材受剪破坏承载力满足设计要求！1幕墙转接件强度计算基本参数：1：转接件断面面积：A=750mm2；2：转接件断面抵抗矩：W=15625mm3；1.1受力分析转接件的受力情况根据前面埋件的计算结果，有：V：剪力(N)N：轴向拉力(N)M：弯矩(N·mm)V=4804.8NN=17761.701NM=384384N·mm1.2转接件的强度计算校核依据：σ=N/A/2+M/γW/2≤f上式中：σ：转接件的抗弯强度(MPa)；f：转接件抗弯强度设计值，为215MPa；N：转接件所受轴向拉力(N)；M：转接件所受弯矩(N·mm)；γ：塑性发展系数，取1.05；W：转接件断面抵抗矩(mm3)；σ=N/A/2+M/γW/2=17761.701/750/2+384384/1.05/15625/2105 =23.5555MPa≤f=215MPa转接件强度可以满足要求。1幕墙焊缝计算基本参数：1：焊缝形式：L型角焊；2：其它参数同埋件部分；1.1受力分析焊缝实际受力情况同转接件计算部分：V：剪力(N)N：轴向拉力(N)M：弯矩(N·mm)V=4804.8NN=17761.701NM=384384N·mm1.2焊缝特性参数计算(1)焊缝有效厚度：he：焊缝有效厚度(mm)；hf：焊角高度(mm)；he=0.7hf=0.7×5=3.5mm(2)焊缝总面积：A：焊缝总面积(mm2)；Lv：竖向焊缝长度(mm)；Lh：横向焊缝长度(mm)；he：焊缝有效厚度(mm)；A=he((Lv-2hf)+(Lh-2hf))=3.5×((90-2×5)+(40-2×5))=385mm2(3)焊缝截面抵抗矩及惯性矩计算：I：截面惯性矩(mm4)；he：焊缝有效厚度(mm)；Lv：竖向焊缝长度(mm)；Lh：横向焊缝长度(mm)；W：截面抵抗距(mm3)；d：三角焊缝中性轴位置(水平焊缝到中性轴距离)(mm)；d=0.5×((Lv-2hf)Lv+(Lh-2hf)He)/(Lv+Lh-4hf)=33.205mmI=He(Lv-2hf)3/12+(Lh-2hf)He3/12+He(Lv-2hf)(Lv/2-d)2+(Lh-2hf)He(d-He/2)2=292283.475mm4105 W=I/(Lv-hf-d)=292283.475/(90-5-33.205)=5643.083mm31.1焊缝校核计算校核依据：双转接件时：((σf/βf)2+τf2)0.5/2≤ffw7.1.3-3[GB50017-2003]单转接件时：((σf/βf)2+τf2)0.5≤ffw7.1.3-3[GB50017-2003]上式中：σf：按焊缝有效截面计算，垂直于焊缝长度方向的应力(MPa)；βf：正面角焊缝的强度设计值增大系数，取1.22；τf：按焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力(MPa)；ffw：角焊缝的强度设计值(MPa)；((σf/βf)2+τf2)0.5/2=((N/1.22A+M/1.22W)2+(V/A)2)0.5/2=((17761.701/1.22/385+384384/1.22/5643.083)2+(4804.8/385)2)0.5/2=47.238MPa47.238MPa≤ffw=160MPa，焊缝可以满足要求。2全隐框玻璃幕墙胶类及伸缩缝计算基本参数：1：计算点标高：6.6m；2：玻璃分格尺寸：宽×高=B×H=1232mm×2325mm；3：幕墙类型：全隐框玻璃幕墙4：年温温差：80℃；2.1结构硅酮密封胶的宽度计算(1)水平荷载作用下结构胶粘结宽度：Cs1：风荷载和地震作用下结构胶粘结宽度最小值(mm)；wk：风荷载标准值(MPa)；qEAk：地震作用标准值(MPa)，对于不等片合片的中空玻璃，取外片重量，其它情况，取组成板块的玻璃总重量，按公式5.3.4[JGJ102-2003]计算；a：矩形分格短边长度(mm)；f1：结构胶的短期强度允许值，取0.2MPa；Cs1=(1.4×wk+0.5×1.3×qEAk)×a/2f1……5.6.3-2[JGJ102-2003]=(1.4×0.001+0.5×1.3×0.000061)×1232/2/0.2=4.434mm(2)自重效应(永久荷载)作用下胶缝宽度的计算(玻璃与铝框间)：Cs2：自重效应下玻璃与铝框间结构胶粘结宽度最小值(mm)；qG1：结构胶承担的玻璃单位面积重力荷载设计值(MPa)，分项系数取1.35；a：分格短边长(mm)；105 b：分格长边长(mm)；f2：结构胶的长期强度允许值，取0.015MPa；Cs2=qG1ab/2(a+b)f2……5.6.3-3[JGJ102-2003]=0.000415×1232×2325/2/(1232+2325)/0.015=11.14mm(3)自重效应(永久荷载)作用下胶缝宽度的计算(玻璃与玻璃间)：Cs3：自重效应下玻璃与玻璃间结构胶粘结宽度最小值(mm)；qG2：结构胶承担的玻璃单位面积重力荷载设计值(MPa)，分项系数取1.35；a：分格短边长(mm)；b：分格长边长(mm)；f2：结构胶的长期强度允许值，取0.01MPa；Cs3=qG2ab/2(a+b)f2……5.6.3-3[JGJ102-2003]=0.000207×1232×2325/2/(1232+2325)/0.015=5.55mm实际玻璃与铝框间胶缝宽度取12mm.玻璃与玻璃间胶缝宽度取9mm.1.1结构硅酮密封胶粘接厚度的计算(1)玻璃与铝框间温度作用下结构胶粘结厚度：us1：在年温差作用下玻璃与玻璃附框型材相对位移量(mm)；b：玻璃板块最大边(mm)；Δt：年温差：80℃a1：铝型材线膨胀系数，2.3×10-5；a2：玻璃线膨胀系数，1×10-5；us1=bΔt(a1-a2)=2325×80×(2.3-1)×10-5=2.418mmts1：温度作用下结构胶粘结厚度计算值(mm)；δ1：温度作用下结构硅酮密封胶的变位承受能力：10%ts1=us1/(δ1(2+δ1))0.5=2.418/(0.1×(2+0.1))0.5=5.277mm(2)风荷载作用下结构胶粘结厚度：us2：在风荷载作用下玻璃与玻璃附框型材相对位移量(mm)；θ：风荷载标准值作用下主体结构层间位移角限值(rad)；(取值见表20[GB/T21086-2007])hg：幕墙玻璃面板高度(mm)；us2=θhg……5.6.5-2[JGJ102-2003]=1/550×2325=4.227mmts2：风荷载作用下结构胶粘结厚度计算值(mm)；δ2：风荷载作用下结构硅酮密封胶的变位承受能力：10%ts2=us2/(δ2(2+δ2))0.5……5.6.5[JGJ102-2003]=4.227/(0.1×(2+0.1))0.5=8.924mm实际玻璃与铝框间胶缝厚度取6mm.105 玻璃与玻璃间胶缝厚度取9mm.1.1结构胶设计总结按5.6.1[JGJ102-2003]规定，硅酮结构胶还需要满足下面要求：1：粘接宽度≥7mm；2：12mm≥粘接厚度≥6mm；3：粘接宽度大于厚度，但不宜大于厚度的2倍；综合上面计算结果，本工程设计中玻璃与铝框间结构胶满足规范要求。玻璃与玻璃间结构胶满足规范要求。1.2立柱连接伸缩缝计算为了适应幕墙温度变形以及施工调整的需要，立柱上下段通过插芯套装，留有一段空隙—伸缩缝(d)，d值按下式计算：d≥αΔｔL+d1+d2上式中：d：伸缩缝计算值(mm)；α：立柱材料的线膨胀系数，取2.3×10-5；△ｔ：温度变化,取80℃；L：立柱跨度(mm)；d1：施工误差，取3mm；d2：考虑其它作用的预留量，取2mm；d=αΔｔL+d1+d2=0.000023×80×6500+3+2=16.96mm实际伸缩空隙d取20mm，满足要求。.1.3耐侯胶胶缝计算ws：胶缝宽度计算值(mm)；α：板块材料的线膨胀系数，为1×10-5；△ｔ：温度变化,取80℃；b：板块的长边长度(mm)；δ：耐候硅酮密封胶的变位承受能力：25%dc：施工偏差，取3mm；dE：考虑其它作用的预留量，取2mm；ws=α△ｔb/δ+dc+dE=0.00001×80×2325/0.25+3+2=12.44mm实际胶缝取16mm，满足要求。.105 主入口全玻璃幕墙1幕墙承受荷载计算1.1风荷载标准值的计算方法幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-20012006年版)计算：wk=βgzμzμs1w0……7.1.1-2[GB50009-20012006年版]上式中：wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)；Z：计算点标高：6.6m；βgz：瞬时风压的阵风系数；根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算)：βgz=K(1+2μf)其中K为地面粗糙度调整系数，μf为脉动系数A类场地：βgz=0.92×(1+2μf)其中：μf=0.387×(Z/10)-0.12B类场地：βgz=0.89×(1+2μf)其中：μf=0.5(Z/10)-0.16C类场地：βgz=0.85×(1+2μf)其中：μf=0.734(Z/10)-0.22D类场地：βgz=0.80×(1+2μf)其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3对于B类地形，6.6m高度处瞬时风压的阵风系数：βgz=0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.8412μz：风压高度变化系数；根据不同场地类型,按以下公式计算：A类场地：μz=1.379×(Z/10)0.24当Z>300m时，取Z=300m，当Z<5m时，取Z=5m；B类场地：μz=(Z/10)0.32当Z>350m时，取Z=350m，当Z<10m时，取Z=10m；C类场地：μz=0.616×(Z/10)0.44当Z>400m时，取Z=400m，当Z<15m时，取Z=15m；D类场地：μz=0.318×(Z/10)0.60当Z>450m时，取Z=450m，当Z<30m时，取Z=30m；对于B类地形，6.6m高度处风压高度变化系数：μz=1.000×(Z/10)0.32=1μs1：局部风压体型系数；按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3条：验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数μs1：一、外表面1.正压区按表7.3.1采用；2.负压区-对墙面，取-1.0-对墙角边，取-1.8二、内表面105 对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。本计算点为转角位置。按JGJ102-2003第5.3.2条文说明：风荷载在建筑物表面分布是不均匀的，在檐口附近、边角部位较大。根据风洞试验结果和国外的有关资料，在上述区域风吸力系数可取-1.8，其余墙面可考虑-1.0，由于维护结构有开启的可能，所以还应考虑室内压-0.2。对无开启的结构，《建筑结构荷载规范》条文说明第7.3.3条指出“对封闭建筑物，考虑到建筑物内实际存在的个别洞口和缝隙，以及机械通风等因素，室内可能存在正负不同的气压，参照国外规范，大多取±(0.2-0.25)的压力系数，现取±0.2”。即不论有无开启扇，均要考虑内表面的局部体型系数。另注：上述的局部体型系数μs1(1)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况，当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时，局部风压体型系数μs1(10)可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时，局部风压体型系数μs1(A)可按面积的对数线性插值，即：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA在上式中：当A≥10m2时，取A=10m2；当A≤1m2时，取A=1m2；μs1(10)=0.8μs1(1)w0：基本风压值(MPa)，根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，但不小于0.3KN/m2，按重现期50年，南宁地区取0.00035MPa；1.1计算玻璃时的风荷载标准值计算玻璃时的构件从属面积：A=1.7×6=10.2m2LogA=1μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA=1.44μs1=1.44+0.2=1.64wk=βgzμzμs1w0=1.8412×1×1.64×0.00035=0.001057MPa1.2垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；βE：动力放大系数,取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.04；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)；A：幕墙构件的面积(mm2)；1.3作用效应组合荷载和作用效应按下式进行组合：S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……5.4.1[JGJ102-2003]上式中：105 S：作用效应组合的设计值；SGk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值；Swk、SEk：分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值；γG、γw、γE：各效应的分项系数；ψw、ψE：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。上面的γG、γw、γE为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]规定如下：进行幕墙构件强度、连接件和预埋件承载力计算时：重力荷载：γG：1.2；风荷载：γw：1.4；地震作用：γE：1.3；进行挠度计算时；重力荷载：γG：1.0；风荷载：γw：1.0；地震作用：可不做组合考虑；上式中，风荷载的组合系数ψw为1.0；地震作用的组合系数ψE为0.5；1全玻璃幕墙大面玻璃的计算基本参数：1：计算点标高：6.6m；2：分格尺寸：宽×高=B×H=1700mm×6000mm；3：玻璃配置：单片玻璃，钢化玻璃15mm,四边简支；模型简图为：1.1玻璃板块荷载计算(1)玻璃板块自重：GAk：玻璃板块单位面积自重(仅指玻璃)(MPa)；t：玻璃板块厚度(mm)；γg：玻璃的体积密度(N/mm3)；GAk=γgt=0.0000256×15105 =0.000384MPa(2)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(MPa)；βE：动力放大系数,取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.04；GAk：玻璃单位面积自重(MPa)；qEAk=βEαmaxGAk……5.2.5[JGJ133-2001]=5.0×0.04×0.000384=0.000077MPa(3)作用在玻璃上的风荷载及地震作用荷载组合：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=1.4wk+0.5×1.3qEAk=1.4×0.001057+0.5×1.3×0.000077=0.00153MPaSw+0.5SE标准值组合：qk=wk+0.5qEAk=0.001057+0.5×0.000077=0.001096MPa用于挠度计算时，采用Sw标准值：……5.4.1[JGJ102-2003]wk=0.001057MPa1.1玻璃的强度计算校核依据：σ≤[fg]θ：玻璃的计算参数；η：玻璃的折减系数；qk：作用在玻璃上的荷载组合标准值(MPa)；a：玻璃面板短边边长(mm)；E：玻璃的弹性模量(MPa)；t：玻璃厚度(mm)；θ=qka4/Et4……6.1.2-3[JGJ102-2003]=0.001096×17004/72000/154=2.511按系数θ，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η=1；σ：玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值(MPa)；q：作用在幕墙玻璃上的荷载组合设计值(MPa)；a：玻璃面板短边边长(mm)；t：玻璃厚度(mm)；m：玻璃弯矩系数,取m=0.1209；σ=6mqa2η/t2……6.1.2[JGJ102-2003]=6×0.1209×0.00153×17002×1/152=14.256MPa14.256MPa≤fg=72MPa(钢化玻璃)玻璃的强度满足要求!105 1.1玻璃最大挠度校核校核依据：df=ημwka4/D≤df,lim……6.1.3-2[JGJ102-2003]上面公式中：df：玻璃板挠度计算值(mm)；η：玻璃的挠度折减系数，按θ=wka4/Et4查表，为1；μ：玻璃挠度系数，取μ=0.01257；wk：风荷载标准值(MPa)a：玻璃面板短边边长(mm)；D：玻璃的弯曲刚度(N·mm)；df,lim：许用挠度，取玻璃面板短边边长的1/60，为28.333mm；其中：D=Et3/(12(1-υ2))……6.1.3-1[JGJ102-2003]上式中：E：玻璃的弹性模量(MPa)；t：玻璃的厚度(mm)；υ：玻璃材料泊松比，为0.2；D=Et3/(12(1-υ2))=72000×153/(12×(1-0.22))=21093750N·mmdf=ημwka4/D=1×0.01257×0.001057×17004/21093750=5.261mm5.261mm≤df,lim=28.333mm(钢化玻璃)能满足要求!2全玻璃幕墙玻璃肋及结构胶的校核2.1肋截面高度的校核校核依据：hr≥(3qLh2/(4fgt))0.5上面公式中：hr：玻璃肋的截面高度(mm)；q：板块水平荷载作用下组合设计值(MPa)；L：两肋之间的玻璃面板跨度(mm)；h：玻璃肋上下支点间距，即计算跨度(mm)；t：玻璃肋截面厚度(mm)；fg：玻璃侧面强度设计值(MPa)；(3qLh2/(4fgt))0.5=(3×0.00153×1700×60002/(4×50.4×19))0.5=270.807mm实际选用的玻璃肋宽度为：300mm≥270.807mm105 能够满足要求。1.1玻璃肋的挠度计算校核依据：df=≤df,lim上面公式中：df：在水平荷载标准值作用下肋挠度(mm)；df,lim：玻璃肋的挠度限值，取计算跨度的1/200，为30mm；wk：风荷载标准值(MPa)；L：两肋之间的玻璃面板跨度(mm)；h：玻璃肋上下支点间距，即计算跨度(mm)；E：玻璃的弹性模量(MPa)；t：玻璃肋截面厚度(mm)；hr：玻璃肋的截面高度(mm)；5wkLh4/(32Ethr3)=5×0.001057×1700×60004/(32×72000×19×3003)=9.851mm9.851mm≤30mm所以，能满足要求。1.2胶缝强度的校核:校核依据：qL/t2≤f1上面公式中:q：水平作用设计值组合(MPa)；L：两肋之间的玻璃面板跨度(mm)；t2：胶缝宽度，取玻璃肋截面厚度(mm)；f1：硅酮结构胶在荷载作用下的强度设计值，取0.2MPa；qL/t2=0.00153×1700/19=0.137MPa所以，胶缝强度满足要求。105 附录常用材料的力学及其它物理性能一、玻璃的强度设计值fg(MPa)JGJ102-2003表5.2.1种类厚度(mm)大面侧面普通玻璃528.019.5浮法玻璃5~1228.019.515~1924.017.0≥2020.014.0钢化玻璃5~1284.058.815~1972.050.4≥2059.041.3二、长期荷载作用下玻璃的强度设计值fg(MPa)JGJ113-2009表4.1.9种类厚度(mm)大面侧面平板玻璃5~129615~1975≥2064半钢化玻璃5~12282015~192417≥202014半钢化玻璃5~12423015~193626≥203021三、铝合金型材的强度设计值(MPa)GB50429-2007表4.3.4铝合金牌号状态厚度强度设计值(mm)抗拉、抗压抗剪6061T4不区分9055T6不区分2001156063T5不区分9055T6不区分150856063AT5≤1013575T6≤1016090四、钢材的强度设计值(1-热轧钢材)fs(MPa)JGJ102-2003表5.2.3钢材牌号厚度或直径d(mm)抗拉、抗压、抗弯抗剪端面承压Q235d≤16215125325Q345d≤16310180400105 一、钢材的强度设计值(2-冷弯薄壁型钢)fs(MPa)GB50018-2002表4.2.1钢材牌号抗拉、抗压、抗弯抗剪端面承压Q235205120310Q345300175400二、材料的弹性模量E(MPa)JGJ102-2003表5.2.8、JGJ133-2001表5.3.9材料E材料E玻璃0.72×105不锈钢绞线1.2×105~1.5×105铝合金、单层铝板0.70×105高强钢绞线1.95×105钢、不锈钢2.06×105钢丝绳0.8×105~1.0×105消除应力的高强钢丝2.05×105花岗石板0.8×105蜂窝铝板10mm0.35×105铝塑复合板4mm0.2×105蜂窝铝板15mm0.27×105铝塑复合板6mm0.3×105蜂窝铝板20mm0.21×105　三、材料的泊松比υJGJ102-2003表5.2.9、JGJ133-2001表5.3.10、GB50429-2007表4.3.7材料υ材料υ玻璃0.2钢、不锈钢0.3铝合金0.3(按GB50429)高强钢丝、钢绞线0.3铝塑复合板0.25蜂窝铝板0.25花岗岩0.125四、材料的膨胀系数α(1/℃)JGJ102-2003表5.2.10、JGJ133-2001表5.3.11、GB50429-2007表4.3.7材料α材料α玻璃0.8×10-5~1.0×10-5不锈钢板1.80×10-5铝合金、单层铝板2.3×10-5(按GB50429)混凝土1.00×10-5钢材1.20×10-5砖砌体0.50×10-5铝塑复合板≤4.0×10-5蜂窝铝板2.4×10-5花岗岩0.8×10-5五、材料的重力密度γg(KN/m3)JGJ102-2003表5.3.1、GB50429-2007表4.3.7材料γg材料γg普通玻璃、夹层玻璃钢化、半钢化玻璃25．6矿棉1.2~1.5玻璃棉0.5~1.0钢材78．5岩棉0.5~2.5铝合金2700kg/m3(按GB50429)六、板材单位面积重力标准值（MPa）JGJ133-2001表5.2.2板材厚度（mm）qk(N/m2)板材厚度（mm）qk(N/m2)105 单层铝板2.53.04.067.581.0112.0不锈钢板1.52.02.53.0117.8157.0196.3235.5铝塑复合板4.06.055.073.6蜂窝铝板（铝箔芯）10.015.020.053.070.074.0花岗石板20.025.030.0500～560625～700750～840一、螺栓连接的强度设计值一(MPa)JGJ102-2003表B.0.1-1螺栓的性能等级锚栓和构件钢材的牌号普通螺栓锚栓承压型连接高强度螺栓C级螺栓A、B级螺栓抗拉抗剪承压抗拉抗剪承压抗拉抗拉抗剪承压ftbfvbfcbftbfvbfcbftbftbfvbfcb普通螺栓4.6、4.8级170140--------5.6级---210190-----8.8级---400320-----锚栓Q235钢------140---Q345钢------180---承压型连接高强度螺栓8.8级-------400250-10.9级-------500310-构件Q235钢--305--405---470Q345钢--385--510---590Q390钢--400--530---615二、螺栓连接的强度设计值二(MPa)GB50429-2007表4.3.5-1螺栓的材料、性能等级和构件铝合金牌号普通螺栓铝合金不锈钢钢抗拉ftv抗剪fvb承压fcb抗拉ftv抗剪fvb承压fcb抗拉ftv抗剪fvb承压fcb普通螺栓铝合金2B11170160———————2A90150145———————不锈钢A2-50、A4-50———200190————A2-70、A4-70———280265————钢4.6、4.8级——————170140—构件6061-T4——210——210——2106061-T6——305——305——3056063-T5——185——185——1856063-T6——240——240——2406063A-T5——220——220——220105 6063A-T6——255——255——2555083-O/F/H112——315——315——315一、焊缝的强度设计值(MPa)JGJ102-2003表B.0.1-3焊接方法和焊条型号构件钢材对接焊缝角焊缝牌号厚度或直径d（mm）抗压fcw抗拉和抗弯受拉ftw抗剪fvw抗拉、抗压和一级、二级三级抗剪ffw自动焊、半自动焊和E43型焊条的手工焊Q235钢d≤1621521518512516016＜d≤4020520517512016040＜d≤60200200170115160自动焊、半自动焊和E50型焊条的手工焊Q345钢d≤1631031026518020016＜d≤3529529525017020035＜d≤50265265225155200自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊Q390钢d≤1635035030020522016＜d≤3533533528519022035＜d≤50315315270180220自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊Q420钢d≤1638038032022022016＜d≤3536036030521022035＜d≤50240240290195220二、不锈钢螺栓连接的强度设计值(MPa)JGJ102-2003表B.0.3类别组别性能等级σb抗拉抗剪A(奥氏体)A1、A250500230175A3、A470700320245A580800370280C(马氏体)C150500230175707003202451001000460350C380800370280C45050023017570700320245F(铁素体)F14545021016060600275210三、楼层弹性层间位移角限值GB/T21086-2007表20建筑高度结构类型建筑高度H（m）H≤150150＜H≤250H＞250框架1/550——板柱-剪力墙1/800——105 框架-剪力墙、框架-核心筒1/800线性插值筒中筒1/1000线性插值1/500剪力墙1/1000线性插值框支层1/1000——多、高层钢结构1/250（GB50011-2010）一、部分单层铝合板强度设计值（MPa）JGJ133-2001表5.3.2牌号试样状态厚度（mm）抗拉强度fta1抗剪强度fva12A11T420.5～2.9129.575.1＞2.9～10.0136.579.22A12T420.5～2.9171.599.5＞2.9～10.0185.5107.67A04T620.5～2.9273.0158.4＞2.9～10.0287.0166.57A09T620.5～2.9273.0158.4＞2.9～10.0287.0166.5二、铝塑复合板强度设计值（MPa）JGJ133-2001表5.3.3板厚t(mm)抗拉强度fta2抗剪强度fva247020三、蜂窝铝板强度设计值（MPa）JGJ133-2001表5.3.4板厚t(mm)抗拉强度fta3抗剪强度fva32010.51.4四、不锈钢板强度设计值（MPa）JGJ133-2001表5.3.5序号屈服强度标准值σ0.2抗弯、抗拉强度fts1抗剪强度fvs11170154120220018014032202001554250226176105'