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万州卷烟厂(外墙装饰项目)显横隐竖玻璃幕墙设计计算书Usl局部风压体型系数;按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第
8.
3.3条计算围护结构及其连接的风荷载时,可按下列规定采用局部体型系数Usl1封闭矩形平面房屋的墙面及屋面可按表
8.
3.3-1的规定采用;2檐口、雨篷、遮阳板、边棱处的装饰条等突出构件,取-
2.0;3其它房屋和构筑物可按本规范第
8.
3.1条规定体型系数的
1.25倍取值本计算点为墙面大面位置,按如上说明,查表得Usl⑴=1按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第
8.
3.4条计算非直接承受风荷载的围护构件风荷载时,局部体型系数可按构件的从属面积折减,折减系数按下列规定采用1当从属面积不大于In时,折减系数取
1.0;2当从属面积大于或等于2511时,对墙面折减系数取
0.8,对局部体型系数绝对值大于
1.0的屋面区域折减系数取
0.6,对其它屋面区域折减系数取
1.0;3当从属面积大于In且小于25n时,墙面和绝对值大于
1.的屋面局部体型系数可采用对数插值,即按下式计算局部体型系数u S1A=u sil+[u si25-u sil]logA/
1.4……
8.
3.4[GB50009-2012]其中Psi25=
0.8Lisil=
0.8X1=
0.8计算支承结构时的构件从属面积A=
0.842X
4.2=
3.5364m2当A25时取a=25,当A小于1时取A=1;LogA=
0.549则Li S1A=u sil+[U si25-Usil]logA/
1.4=1+[
0.8-1]X
0.549/
1.4=
0.922按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第
8.
3.5条计算围护结构风荷载时,建筑物内部压力的局部体型系数可按下列规定采用1封闭式建筑物,按其外表面风压的正负情况取-
0.2或
0.2;2仅一面墙有主导洞口的建筑物-当开洞率大于
0.02且小于或等于
0.10时,取
0.4Psi;-当开洞率大于
0.10且小于或等于
0.30时,取
0.6U si;-当开洞率大于
0.30时,取
0.8Usi;3其它情况,应按开放式建筑物的u si取值;注1主导洞口的开洞率是指单个主导洞口与该墙面全部面积之比;2Usi应取主导洞口对应位置的值;本计算中建筑物内部压力的局部体型系数为.2封闭式建筑内表面;因此,计算非直接承受风荷载的支承结构时的局部风压体型系数为u si=
0.922+
0.2=
1.122而对直接承受风压的面板结构来说,其局部风压体型系数为u si=l+
0.2=
1.2wo基本风压值MPa,根据现行《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附表E.5中数值采用,但不小于
0.3KN/m2,按重现期50年,重庆万州地区取
0.00035MPa;
3.2计算支承结构时的风荷载标准值Wk=8gz U z Hsi WO=
1.6648XI.1086X
1.122X
0.00035=
0.000725MPa因为WkVO.OOIMPa,所以按JGJ102-2003,取Wk=
0.001MPa
3.3计算面板材料时的风荷载标准值Wk=B gz UzU siWO=
1.6648X
1.1086X
1.2X
0.00035=
0.000775MPa因为WkVO.OOIMPa,所以按JGJ102-2003,取Wk=
0.001MPa
3.4垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值qEk=BEmaxGk/A……
5.
3.4[JGJ102-2003]qEk垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值MPa;BE动力放大系数,取
5.0;a max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;
3.5平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值PEL BEmaxGk……
5.
3.5[JGJ102-2003]PER平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值N;BE动力放大系数,取
5.0;a max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;按照JGJ102规范
5.4节条文说明部分的规定,对于竖向幕墙和与水平面夹角大于75度、小于90度的斜玻璃幕墙,可不考虑竖向地震作用效应的计算和组合
5.
4.1[JGJ102-2003]上式中S作用效应组合的设计值;SG k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;YG YW、YE各效应的分项系数;Ww、WE分别为风荷载,地震作用效应的组合系数上面的YG、YW、YE为分项系数,按
542、
543、
5.
4.4[JGJ102-2003]及表
8.
2.9[GB50068-2018]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YG
1.3;风荷载Y w
1.5;地震作用YE
1.3;进行挠度计算时;重力荷载YG
1.0;风荷载Y w
1.0;地震作用可不做组合考虑;上式中,风荷载的组合系数巾可为
1.;地震作用的组合系数WE为
0.5;4幕墙立柱计算基本参数1计算点标高
14.1m;2力学模型简支梁;3立柱跨度L=420mm;4立柱左分格宽1685mm;立柱右分格宽0mm;5立柱计算间距B二842mm;6板块配置中空玻璃6+6mm;7立柱材质6063-T6,断热;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:弯矩图M翦力图V qN/mni/,01丫简支梁受力模型
4.1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=
0.001X842=
0.842N/mm qw风荷载线分布最大荷载集度设计值N/mm;qw=l.5qwk=
1.5X
0.842=
1.263N/mm2水平地震作用线荷载集度按矩形分布qE Ak垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值MPa;BE动力放大系数,取
5.0;a max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幕墙构件的面积mm2;qEAk二B Ea maxGk/A……
5.
3.4[JGJ102-2003]=
5.0X
0.04X
0.0005=
0.0001MPa qEk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二qEAkB=
0.0001X842=
0.084N/mm qE水平地震作用线荷载集度设计值N/mm;qE=l・3qEk=
1.3X
0.084=
0.109N/mm3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=1263+
0.5X
0.109=
1.318N/mm用于挠度计算时,采用Sw标准值……
5.
4.1[JGJ102-2003]qk=qwk=
0.842N/mm4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Mw=qwL2/8ME=qEL2/8MX=MW+
0.5ME=qL2/8=
1.318X4202/8=2906190N•mm
4.2确定材料的截面参数1立柱抵抗矩预选值计算Wnx立柱净截面抵抗矩预选值mn;Mx弯矩组合设计值N-mm;Y: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,断热取15MPa;Wnx=Mx/Y fa=2906190/
1.00/150=
19374.6mm32立柱惯性矩预选值计算qk风荷载线荷载集度标准值N/mm;E型材的弹性模量MPa,对6063-T6,断热取70000MPa;Ixmin材料需满足的绕X轴最小惯性矩mm4;L计算跨度mm;dfjim按规范要求,立柱的挠度限值mm;关于幕墙龙骨挠度限值问题,由于目前JGJ133-200K JGJ102-2003>JGJ
336.
2016、GB/T21086-2007等多部规范同时作用,这些规范制定年限跨度很大,限于规范制定时的上位法以及当时的行业情况不同,这些规范对幕墙龙骨的挠度要求各有不同,具体要求分别如下I.按《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001当跨度W
7.5m时铝型材取跨度的1/180且不大于20mm,钢型材取跨度的1/300且不大于15mm;当跨度>
7.5m时取跨度的1/500;II.按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003对铝型材取跨度的1/180,钢型材取跨度的1/250;III.按《人造板材幕墙工程技术规范》JGJ336-2016当跨度W4500mm时,挠度限值为跨度的1/180;当4500mm<跨度<7000mm时,挠度限值为跨度的1/250+7;当跨度>7000mm时,挠度限值为跨度的1/200;IV.按《建筑幕墙》GB/T21086-2007对铝型材取跨度的1/180,钢型材取跨度的1/250;对于构件式玻璃幕墙或单兀幕墙当跨距<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;其它形式幕墙或外围护结构无绝对挠度限制表面上看上述规范应用范围各有不同,但是实际上这些幕墙形式的龙骨受力并无区别,结合本工程实际情况,对本例中的挠度限值按JGJ336-2016取相对挠度限值为17180=4200/180=
23.333mm实际挠度限值为df,iim=
23.333mm df,lim=5qkL4/384EIxmin Ixmin—5C|kL^/384EdfJim=5X
0.842X42004/384/70000/
23.333=
2088716.089mm
44.3选用立柱型材的截面特性按上一项计算结果选用型材号45x130x3收边立柱型材的抗弯强度设计值fa=150MPa型材的抗剪强度设计值J=85MPa型材弹性模量E=70000MPa绕X轴惯性矩Ix=3504430mm4绕Y轴惯性矩Iy=379690mm4绕X轴净截面抵抗矩Wnxi=43423mm3绕X轴净截面抵抗矩Wnx2=40283mm3型材净截面面积An=
1435.147mm2型材线密度Y g=
0.038749N/mm型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度t=8mm型材受力面对中性轴的面积矩Sx=33297mm3塑性发展系数Y=l.
004.4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;qG Ak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=
0.0005X842X4200二
1768.2N N立柱轴向拉力设计值N;N=
1.3Nk=
1.3X
1768.2=
2298.66N2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/Y WnxWfa.......
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;Yx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/Y Wnx=
2298.66/
1435.147+2906190/
1.00/40283=
73.746MPaW150MPa立柱抗弯强度满足要求
4.5立柱的挠度计算因为惯性矩预选是根据挠度限值计算的,所以只要选择的立柱惯性矩大于预选值,挠度就满足要求实际选用的型材惯性矩为Ix=3504430mm4预选值为Ixmin=
2088716.089mm4实际挠度计算值为df=5qk L4/384EIx=5X
0.842X42004/384/70000/3504430=
13.907mm而df,iim=
23.333mm所以,立柱挠度满足规范要求
4.6立柱的抗剪计算校核依据T maxWT a=85MPa立柱的抗剪强度设计值1Vwk风荷载作用下剪力标准值NVwk=WkBL/2=
0.001X842X4200/2=
1768.2N2Vw风荷载作用下剪力设计值NVw=l・5Vwk=
1.5X
1768.2=
2652.3N3VE k地震作用下剪力标准值NVEk=qEAkBL/2=
0.0001X842X4200/2=
176.82N4VE地震作用下剪力设计值NVE=
1.3VE k=
1.3X
176.82=
229.866N5V_立柱所受剪力设计值组合采用VW+
0.5VE组合V=VW+
0.5VE二
2652.3+
0.5X
229.866=
2767.233N6立柱剪应力校核…丁max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;lx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;T max=VSx/Ixt=
2767.233X33297/3504430/8=
3.287MPa
3.287MPaW85MPa立柱抗剪强度满足要求!5幕墙横梁计算基本参数1计算点标高
14.1m;2横梁跨度B=1685mm;3横梁上分格高1150mm;横梁下分格高1000mm;4横梁计算间距H=1075mm;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BH,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:弯矩图M剪力矗I qN/mm梯形荷载简支梁受力模型
5.1横梁型材选材计算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=
0.001X1075=
1.075N/mm qw风荷载线分布最大荷载集度设计值N/mm;qw=
1.5qw k=
1.5X
1.075=
1.612N/mm2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qE Ak垂直于幕墙平面的分布水平地震作用MPa;BE动力放大系数,取
5.0;a max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=B Ea maxGk/A……
5.
3.4[JGJ102-2003]=
5.0X
0.04X
0.0004=
0.00008MPa qEk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二qEAkH=
0.00008X1075=
0.086N/mm qE横梁受水平地震作用线荷载集度设计值N/mm;qE=l・3qEk=
1.3X
0.086=
0.112N/mm3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=
1.612+
0.5X
0.112=
1.668N/mm用于挠度计算时,采用Sw标准值……
5.
4.1[JGJ102-2003]qk=qwk=
1.075N/mm4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=qw B23-H/B2/24ME=qE B23-H/B2/24My=Mw+
0.5ME=qB23-H/B2/24=
1.668X16852X3-1075/16852/24=
511662.475N•mm5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;Hi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=
0.0004XHi=
0.0004X1150=
0.46N/mm G横梁自重线荷载设计值N/mm;G=
1.3Gk=
1.3X
0.46=
0.598N/mm Mx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=
0.598X16852/8二
212232.069N•mm
5.2确定材料的截面参数1横梁抵抗矩预选Wnx绕X方向横梁净截面抵抗矩预选值mm3;Wny绕Y方向横梁净截面抵抗矩预选值mm3;Mx横梁在自重荷载作用下的弯矩N•mm;My风荷载及地震作用弯矩组合值N•mm;Yx,Yy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,均取
1.00;fa型材抗弯强度设计值MPa,对6063-T5取90;按下面公式计算Wnx二Mx/Y xfa=
212232.069/
1.00/90=
2358.134mm3Wny=My/Y yfa=
511662.475/
1.00/90=
5.
1.9要求自重标准值作用下挠度不应超过其跨度的1/500,并且不应大于3mm;JGJ336-2016中第
7.
1.7则要求自重标准值作用下挠度不应超过其跨度的1/250,且无绝对挠度要求;结合本工程的实际情况,按JGJ336-2016取本工程的挠度限值取值为dfi』im=B/l80=
9.361mm df2,iim=B/250=
6.74mm qk风荷载作用线荷载集度标准值N/mm;E型材的弹性模量MPa,对6063-T5取70MPa;lymin绕Y轴最小惯性矩mm4;B横梁跨度mm;dfi,iim=qkB425/8-5H/2B2+2H/2B4/240EIymin……受风荷载与地震作用的挠度计算Iymin=qkB425/8-5H/2B2+2H/2B4/240Edfi,iim=
1.075X1685425/8-51075/2/16852+21075/2/16854/240/70000/
9.361=
145303.286mm4Gk横梁自重线荷载标准值N/mm;Ixmin绕X轴最小惯性矩mm4;df2,lim=5GkB4/384EIxmin……自重作用下产生的挠度计算Ixmin—5GkB^/384Edf2,lim=5X
0.46X16854/384/70000/
6.74=
102338.323mm45-3选用横梁型材的截面特性按照上面的预选结果选取型材选用型材号隐框65X62X
2.5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=243340mm4绕Y轴惯性矩Iy=753740mm4绕X轴净截面抵抗矩Wnx i=9157mm3绕X轴净截面抵抗矩Wnx2=6333mm3绕Y轴净截面抵抗矩Wny i=l1387mm3绕Y轴净截面抵抗矩Wny2=18030mm3型材净截面面积An=
844.708mm2型材线密度Y g=
0.022807N/mm横梁与立柱连接时角片与横梁连接处横梁壁厚t=
2.5mm横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度tx=5mm横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度ty=5mm型材受力面对中性轴的面积矩绕X轴Sx=5439mm3型材受力面对中性轴的面积矩绕Y轴Sy=l1167mm3塑性发展系数Yx=Y y=l・OO
5.4幕墙横梁的抗弯强度计算按横梁强度计算公式,应满足Mx/Y xWnx+My/丫yWnyWfa……
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;Yx、Yy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;fa型材的抗弯强度设计值,取90MPao采用SG+SW+
0.5SE组合,则:Mx/y xWnx+My/Y yWny=
212232.069/l.00/6333+
511662.475/l.00/11387=
78.446MPa90MPa横梁抗弯强度满足要求
5.5横梁的挠度计算因为惯性矩预选是根据挠度限值计算的,所以只要选择的横梁惯性矩大于预选值,挠度就满足要求实际选用的型材惯性矩为Ix=243340mm4Iy=753740mm4预选值为Ixmin=
102338.323mm4Iymin=
145303.286mm4横梁挠度的实际计算值如下dfi=qk B425/8-5H/2B2+2H/2B4/240EIy=
1.075X1685*25/8-51075/2/16852+21075/2/16854/240/70000/753740=
1.805mm df2=5Gk B4/384EIx=5X
0.46X16854/384/70000/243340=
2.835mm dfi,iim=
9.361mm df2,iim=
6.74mm所以,横梁挠度满足规范要求
5.6横梁的抗剪计算校核依据T maxWT a=55MPa型材的抗剪强度设计值1Vwk风荷载作用下剪力标准值N;Vwk=qwkBl-H/2B/2=
1.075X16851-1075/2/1685/2=
616.781N2Vw风荷载作用下剪力设计值N;Vw=l.5Vwk=
1.5X
616.781=
925.171N3VE k地震作用下剪力标准值N;VEk=qEkBl-H/2B/2=
0.086X16851-1075/2/1685/2=
49.342N4VE地震作用下剪力设计值N;VE=l・3VEk=
1.3X
49.342=
64.145N5*水平总剪力N;采用VW+
0.5VE组合Vx=VW+
0.5VE=
925.171+
0.5X
64.145=
957.244N6Vy垂直总剪力NVy=l.3X
0.0004XBHi/2=
1.3X
0.0004X1685X1150/2=
503.815N7横梁剪应力校核TX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;T x=VxSy/Iyty……
6.
2.5[JGJ102-2003]=
957.244X11167/753740/5=
2.836MPa
2.836MPaW55MPa Ty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;lx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;T y=Vy Sx/Ixtx……
6.
2.5[JGJ102-2003]=
503.815X5439/243340/5=
2.252MPa
2.252MPaW55MPa横梁抗剪强度能满足!6玻璃板块的选用与校核基本参数1:计算点标高
14.1m;2玻璃板尺寸宽X高=BXH=1685mmX1150mm;3玻璃配置中空玻璃,外片钢化玻璃6mm,内片钢化玻璃6mm;模型简图为四边简支板
6.1玻璃板块荷载计算1外片玻璃荷载计算ti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;GA ki外片玻璃单位面积自重标准值仅指玻璃MPa;qE Aki外片玻璃地震作用标准值MPa;Ygi外片玻璃的体积密度N/mm3;wk i分配到外片上的风荷载作用标准值MPa;qki分配到外片玻璃上的荷载组合标准值MPa;qi分配到外片玻璃上的荷载组合设计值MPa;GARI-Y giti=
0.0000256X6=
0.000154MPa qEAkl=BEmaxGAkl=5X
0.04X
0.000154=
0.000031MPa Wkl=l.lWktl3/tl3+t23=
1.1X
0.00lX63/63+63=
0.00055MPa qki=Wki+
0.5qEAki=
0.00055+
0.5X
0.000031=
0.000566MPa qi=
1.5wki+
0.5X
1.3qEAki=
1.5X
0.00055+
0.5X
1.3X
0.000031=
0.000845MPa2内片玻璃荷载计算ti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;GA k2内片玻璃单位面积自重标准值仅指玻璃MPa qE Ak2内片玻璃地震作用标准值MPa Yg2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;GAR2=Y g2t2=
0.0000256X6=
0.000154MPa qEAk2=BEmaxGAk2=5X
0.04X
0.000154=
0.000031MPa Wk2=Wkt23/tl3+t23=
0.001X63/63+63=
0.0005MPa qk2=Wk2+
0.5qEAk2=
0.0005+
0.5X
0.000031=
0.000516MPa q2=
1.5wk2+
0.5X
1.3qEAk2=
1.5X
0.0005+
0.5X
1.3X
0.000031=
0.00077MPa3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=
1.5wk+
0.5X
1.3qEAki+qEAk2=
1.5X
0.001+
0.5X
1.3X
0.000031+
0.000031=
0.00154MPa用于挠度计算时,采用Sw标准值……
5.
4.1[JGJ102-2003]Wk=
0.001MPa
6.2玻璃的强度计算校核依据oW[fg]1外片校核01:外片玻璃的计算参数;n1外片玻璃的折减系数;qki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;ti外片玻璃厚度mm;0i=qk ia4/Eti4……
6.
1.2-3[JGJ102-2003]=
0.000566X11504/72000/64=
10.609按系数1,查表
6.
1.2-2[JGJ102-2003],n1=
0.958;1外片玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值MPa;qi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;ti外片玻璃厚度mm;mi外片玻璃弯矩系数,按边长比a/b查表
6.
1.2-1[JGJ102-2003]得mi=
0.0764;o i=6miqia2rii/ti2……
6.
1.2[JGJ102-2003]=6X
0.0764X
0.000845X11502X
0.958/62=
13.632MPa
13.632MPaWfgi=84MPa钢化玻璃外片玻璃的强度满足要求!2内片校核02内片玻璃的计算参数;U2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;02=qk2a4/Et24……
6.
1.2-3[JGJ102-2003]=
0.000516X11504/72000/64=
9.672按系数2,查表
6.
1.2-2[JGJ102-2003],n2=
0.9632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=
0.0764;2=6m2q2a2n22/t2……
6.
1.2[JGJ102-2003]=6X
0.0764X
0.00077X11502X
0.963/62=
12.487MPa
12.487MPaWfg2=84MPa钢化玻璃内片玻璃的强度满足要求!
6.3玻璃最大挠度校核校核依据df=n Uwk a4/D^dfjim……
6.
1.3-2[JGJ102-2003]上面公式中df玻璃板挠度计算值mm;n玻璃挠度的折减系数;U玻璃挠度系数,按边长比a/b查表
6.
1.3[JGJ102-2003]得一=
0.00751;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,iim许用挠度,取短边长的1/60,为
19.167mm;其中D=Ete3/12l-U2……
6.
1.3-l[JGJ102-2003]上式中E玻璃的弹性模量MPa;te玻璃的等效厚度mm;u玻璃材料泊松比,为
0.2;te=
0.95Xti3+t31/
6.
1.5-3[JGJ102-2003]=
0.95X63+631/3=
7.182mm D=Et3e/12l-u2=72000X
7.1823/12Xl-
0.22=
2315347.704N•mm0:玻璃板块的计算参数;0=wk a4/Et4e……
6.
1.2-3[JGJ102-2003]=
0.001X11504/72000/
7.1824=
9.13按参数查表
6.
1.2-2[JGJ102-2003],n=
0.967df=H uWka4/D=
0.967X
0.00751X
0.001X11504/
2315347.704=
5.486mm
5.486mm Wdf,iim=
19.167mm中空玻璃玻璃挠度能满足要求!7连接件计算基本参数1计算点标高
14.1m;2立柱计算间距:Bi=842mm;3横梁计算分格尺寸宽X高=B XH=1685mmX1075mm;4幕墙立柱跨度L=4200mm;5板块配置中空玻璃;6龙骨材质立柱为6063-T6;横梁为6063-T5;7立柱与主体连接钢角码壁厚8mm;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6mm;11立柱与角码连接螺栓公称直径6mm;12立柱受力模型单跨简支;13连接形式立柱与主体螺栓连接横梁与立柱螺栓连接;因为BH,所以本处幕墙横梁按梯形荷载模型进行设计计算
7.1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=l・5wkHBl-H/2B/2=
1.5X
0.001X1075X1685X1-1075/2/1685/2=
925.172N2地震作用下横梁剪力标准值按梯形分布VEk=BEmaxGk/AX HBl-H/2B/2=
5.0X
0.04X
0.0004X1075X1685X1-1075/2/1685/2=
49.342N3地震作用下横梁剪力设计值VE=
1.3VE k=
1.3X
49.342=
64.145N写连接部位总剪力Ni采用SW+
0.5SE组合NI=VW+
0.5VE=
925.172+
0.5X
64.145=
957.244N5连接螺栓计算Nvi%螺栓受剪承载能力设计值N;nv i剪切面数取1;de螺纹有效直径
5.061833mm;fvi%螺栓连接的抗剪强度设计值,对奥氏体不锈钢A50取190MPa;Nv ib=n2v i兀de fvib/4=1X
3.14X
5.0618332X190/4=
3821.544N Nnuml螺栓个数Nnuml=Ni/Nvl^=
957.244/
3821.544=
0.25个实际取2个6连接部位横梁型材壁承压能力计算Nd连接部位幕墙横梁型材壁承压能力设计值N;Nnuml横梁与角码连接螺栓数量2个;d螺栓公称直径6mm;ti连接部位横梁壁厚
2.5mm;fci型材承压强度设计值,对6063-T5取185MPa;Nc1—Nnum1dt1fc1=2X6X
2.5X185=5550N5550NN
957.244N强度可以满足!
7.2角码与立柱连接1自重荷载计算N2k自重荷载标准值NB横梁宽度mm;Hg横梁受自重荷载分格高mm;N2k=
0.0004XBX Hg/2=
0.0004X1685X1150/2=
387.55N N2自重荷载NN2=
1.3XN2k=
1.3X
387.55=
503.815N2连色处组合荷载N采用SG+SW+
0.5SE N=N2+N25I20-=
957.2442+
503.8152・5=
1081.733N3连接处螺栓强度计算Nv2%螺栓受剪承载能力设计值N;nV2剪切面数取1;de螺纹有效直径
5.061833mm;以朽螺栓连接的抗剪强度设计值,对奥氏体不锈钢A50取190MPa;Nv2b=nv2兀de2fv2b/4=1X
3.14X
5.O618332X190/4=
3821.544N Nnum2螺栓个数Nnum2=N/Nv2b=
1081.733/
3821.544=
0.283个实际取2个4连接部位立柱型材壁承压能力计算NC2连接部位幕墙立柱型材壁承压能力设计值N;t2连接部位立柱壁厚5mm;fc2型材的承压强度设计值,对6063-T6取240MPa;d螺栓公称直径6mm;Nnum2连接处螺栓个数;Nc2=Nnum2dt2fc2=2X6X5X240=14400N14400NN
1081.733N强度可以满足!5连接部位铝角码壁承压能力计算NC3连接部位铝角码壁承压能力设计值N;Nnum2连接处螺栓个数;d螺栓公称直径6mm;t3角码壁厚3mm;fc3型材的承压强度设计值,对6063-T5取185MPa;Nc3=Nnum2dt3fc3=2X6X3X185=6660N6660NN
1081.733N强度可以满足!
7.3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;Bi:立柱计算间距mm;L立柱跨度mm;NW k=WkBiL=
0.001X842X4200=
3536.4N Nw连接处风荷载设计值NNw=l・5Nwk=
1.5X
3536.4=
5304.6N2连接处地震作用设计值NE k连接处地震作用标准值N;Bi立柱计算间距mm;L立柱跨度mm;NEL BEmaxGk/A XB1L=5X
0.04X
0.0005X842X4200=
353.64N NE连接处地震作用设计值NNE=
1.3NE k=
1.3X
353.64M
59.732N
0.5SE组合NI=NW+
0.5NE二
5304.6+
0.5X
459.732=
5534.466N4连接处重力总力NG k连接处自重总值标准值N;Bi立柱计算间距mm;L立柱跨度mm;NG k=
0.0005XBiL=
0.0005X842X4200=
1768.2N NG连接处自重总值设计值NNG=
1.3NGI=
1.3X
1768.2=
2298.66N5连接处总剪力N连接处总合力NN=N2+N25G0,I二
5534.4662+
2298.662°5=
5992.842N6螺栓承载力计算Nv3b螺栓受剪承载能力设计值N;山3剪切面数取2;de螺纹有效直径
10.35821mm;R螺栓连接的抗剪强度设计值,对奥氏体不锈钢A50取175MPa;Nv3b=nv3兀de2fv3b/4=2X
3.14X
10.358212X175/4=
29478.618N Nnum3螺栓个数NnU m3=N/Nv3b=
5992.842/
29478.618=
0.203个实际取2个7立柱型材壁承压能力计算NC4立柱型材壁承压能力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5mm;fc4型材的承压强度设计值,对6063-T6取240MPa;Nc4=nv3X Nnum3dt2fc4=2X2X12X5X240二57600N57600NN
5992.842N强度可以满足要求!8钢角码型材壁承压能力计算NC5钢角码型材壁承压能力N;nv4剪切面数取2;Nnun.3连接处螺栓个数;d连接螺栓公称直径12mm;U幕墙钢角码壁厚8mm;fc5钢角码的承压强度设计值,对Q235取305MPa;Nc5=nv4X Nnum3dt4fc5=2X2X12X8X305=11712N117120N
35992.842N强度可以满足要求!8幕墙埋件计算特殊倒锥形胶粘型化学锚栓基本参数1计算点标高
14.1m;2立柱计算间距B=842mm;3立柱长度L=4200mm;4立柱力学模型单跨梁;5埋件位置侧埋;6板块配置中空玻璃;7选用锚栓慧鱼特殊柱锥化学锚栓FHB-A12xl00HDG锚栓排数X列数2X2;锚栓最外排间距X最外列间距170mm X180mm;混凝土等级C30;;
8.1荷载值计算1垂直于幕墙平面的分布水平地震作用qEk=BEmaxGk/A=
5.0X
0.04X
0.0005=
0.0001MPa Q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=l.5wk+
0.5X
1.3qEk=
1.5X
0.001+
0.5X
1.3X
0.0001=
0.001565MPa3立柱单元自重荷载标准值Gk=
0.0005X BL=
0.0005X842X4200=
1768.2N4校核处埋件受力分析V剪力N;N轴向拉力N;e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=
1.3Gk=
1.3X
1768.2=
2298.66N N=qBL=
0.001565X842X4200=
5534.466N M=e0V=100X
2298.66=229866N•mm
8.2锚栓群中承受拉力最大锚栓的拉力计算按附录F.
1.2[GB50367-2013]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-Myi/Xyj2^0时Nh=N/n+Myi/、yi22当N/n-Myi/Syj20时:Nh=M+NLyi,/N y在上面公式中M弯矩设计值;Nh群锚中受拉力最大锚栓的拉力设计值;yi,yi锚栓1及i至群锚形心轴的垂直距离;y《,y/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;yl在本例中N/n-Myi/Sy,2=
5534.466/4-229866X85/28900=
707.54因为
707.54N0所以Nh=N/n+Myi/S2yi=
2059.693N按JGJ102-2003的
5.
5.7中第七条规定,这里的Nh再乘以2[=
4119.386N]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-Myi/Xy^^O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Ng=N+M syi/S*2=N而当N/n-Myi/£yi20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Ng=M+NL Sy〃Z y/2本例中,因为
707.54N0所以Ng=N+M S*/S yj2=N=
5534.466N
8.3群锚受ID剪内力计算按附录F.
2.1[GB50367-2013]规定,当边距c^lOh fe时,所有锚栓均匀分摊剪切荷载;当边距c10h fe时,部分锚栓分摊剪切荷载;其中八h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=300mm1Oh fe=l000mm在本计算中,部分螺栓受剪,所以,承受剪力最大锚栓所受剪力设计值为:Vh=V/m=
1149.33N
8.4锚栓钢材破坏时的受拉承载力计算N「=巾E,tfud,tAs上面公式中
16.
2.2[GB50367-2013]WE,t锚栓抗拉承载力抗震折减系数对6度或以下地区取
1.0;7度地区取
0.85;8度地区取
0.75;Nf锚栓钢材受拉承载力设计值;fud,t锚栓钢材用于抗拉计算的强度设计值;As锚栓有效截面面积;Nt a—W E,tfud,tAs=1X490X
84.3=41307N NNh=
2059.693N锚栓钢材受拉破坏承载力满足设计要求!
8.5基材混凝土的受拉承载力计算本结构埋板参数示意图如下C2S2h-----------------i----------------------44------•因锚固点位于结构受拉面,而该结构为普通混凝土结构,故锚固区基材应判定为开裂混凝土混凝土锥体受拉破坏时的受拉承载力设计值NF应按下列公式计算Nt c=
2.4巾b巾Nfcu,k°-5hef L
516.
3.2-2[GB50367-2013]在上面公式中NF锚栓连接的基材混凝土抗拉承载力设计值;feu,k混凝土立方体抗压强度标准值,按现行规范GB5001的规定采用;hef锚栓的有效锚固深度;Wb定型化学锚栓直径对粘结强度的影响系数当doW16mm时,取
0.9;当do=24mm时,取
0.8;介于两者之间时候,按线性插值;本计算中do=12mm,所以Wb=
0.9;巾N考虑各种因素对基材混凝土受拉承载力影响的修正系数,按规范
16.
3.3[GB50367-2013]计算;W N=w s,h we,NAcN/Ac,N°
16.
3.3-1[GB50367-2013]巾e,N=l/l+2eN/Scr,Nw
116.
3.3-2[GB50367-2013]在上面公式中Ws,h考虑构件边距及锚固深度等因素对基材受力的影响系数,取
0.95;We,N荷载偏心对群锚受拉承载力的影响系数;c锚栓的边距mm;Scr,N和Ccr,N混凝土呈锥形受拉时,确保每一锚栓承载力不受间距和边距效应影响的最小间距和最小边距,按表1643[GB50367-2013]采用Ccr,N^
1.5he f;Scr,N^
3.0he f;CN拉力含其合力对受拉锚栓形心的偏心矩;ACN/AC,N°考虑锚栓边距和间距对锚栓受拉承载力的影响系数,按
16.
3.4条[GB50367-2013]确定;当N/n-Myi/、yi2^0时Ac,N=minCl,Ccr,N+Sl+minCla,Ccr,N XminC2,Ccr,N+S2+
0.5Scr,N.......情况一当N/n-Myi/£yi20时若锚栓共有2排,贝IJAc,N=minCla,Ccr,N+minCl+Sl,Ccr,N XminC2,Ccr,N+S2+
0.5Scr,N.......情况二若锚栓共有3-4排下面公式中参数n为锚栓层数,贝UAc,N=mincia,Ccr,N+si Xn-2/n・l+minCcr,N,ci+si/n-l XminC2,cC r,N+s2+
0.5sC r,N…情况三其中Cl、C2方向1及2的边矩;Si、S2方向1及2的间距;Cl WCcr,N ClaWCcr,N C2W Ccr,N S2WScr,N所以,本计算为AcN=minCl,Ccr,N+Sl+minCla,Ccr,NXminC2,Ccr,N+S2+
0.5Scr,N=150+170+100X150+180+
0.5X300=201600mm2AC,N°=SC「,N
216.
3.4[GB50367-2013]二302=90000mm2将各参数代入公式
16.
3.3-1[GB50367-2013],得巾N=巾s,h We,NACN/AC,N°=
0.95X1X201600/90000=
2.128将各参数代入公式
16.
3.
2.2[GB50367-2013],得Nf=
2.41b4面=
2.4X
0.9X
2.128X30°X100L5=
25175.958NNNg=
5534.466N所以,群锚混凝土锥体受拉破坏承载力满足设计要求!
8.6锚栓钢材受I剪fli破坏承载力计算V』巾E,vfud,vAs
16.
2.4-1[GB50367-2013]其中、V%锚栓钢材受剪承载力设计值;WE,v锚栓抗剪承载力抗震折减系数对6度或以下地区取
1.0;7度地区取
0.8;8度地区取
0.7;As锚栓的有效截面面积;fud,V锚栓钢材用于抗剪计算的强度设计值;代入己知参数,则:V a—W E,vfud,vAs=1X290X
84.3=24447NNVh=
1149.33N所以,锚栓钢材受剪破坏承载力满足设计要求!
8.7基材混凝土受l剪iDi承载力计算V c=
0.18巾vfcu,k O-5ci L5do O3hef°-
216.
3.6[GB50367-2013]在上面公式中V%锚栓连接的基材混凝土受剪承载力设计值;Wv考虑各种因素对基材混凝土受剪承载力影响的修正系数,按
16.
3.7[GB50367-2013]计算;ci平行与剪力方向的边距;d锚栓外径;hef锚栓的有效锚固深度,hef=100mm;W v=W s,v Wh,v W a,v We,v W u,vAcv/Ac,v
16.
3.7-1[GB50367-2013]WS,V=
0.7+
0.2C2/CIW
116.
3.7-2[GB50367-2013]=
0.7+
0.2X150/100=1因此W s,v=minl,l=l Wh,v=l.5ci/hi/3》l
16.
3.7-3[GB50367-2013]=
1.5X10/1501/3二1因此Wh,v=maxl,l=l虬,v按
16.
3.7-4[GB50367-2013]取值,要求如下当0vavW55时,L,v=l.0;当55a v^90°时,Wa,v=lcosQ v+
0.5sina v;当90°a v180°时,Wa,v=
2.0;因此W q=l We,v=l/l+2ev/3ci W
116.
3.7-5[GB50367-2013]在本计算中,巾时=1L,v按
16.
3.7-6[GB50367-2013]取值,要求如下当边缘无配筋时,Wu,v=l.0;当边缘配有直径d》12mm钢筋时,虹、=
1.2;当边缘配有直径d^l2mm钢筋及sN100mm钢筋时,Wu,v=l.4;在本计算中,Wu,v=l.2在上面这些公式中Ws,V边距比C2/C]对受剪承载力的影响系数;Wh,v边厚比ci/h对受剪承载力的影响系数;Wa,v剪力与垂直于构件自由边的轴线之间的夹角对受剪承载力的影响系数;We,v荷载偏心对受剪承载力的影响系数;构件锚固区配筋对受剪承载力的影响系数;Acv/Ac,v°:锚栓边距、间距等几何效应对抗剪承载力的影响系数,按
16.
3.8及
16.
3.9[GB50367-2013]确定;C2垂直与C1方向的边距;h构件厚度;ev剪力对受剪锚栓形心的偏心矩;ACV°=
4.5CI
216.
3.8[GB50367-2013]M.5X1002=45000mm2Ac,v=l.5ci+S2+C2h
16.
3.10-3[GB50367-2013]=
1.5X100+180+150X150=72000mm2将各参数代入
16.
3.7-l[GB50367-2013],得W V=W s,V Wh,V Wa,v We,V mu,vAcv/Ac,V°=1X1X1X1X
1.2X72000/45000=
1.92再代入已知参数到
16.
3.6[GB50367-2013],得V c=
0.18W vfcu,k0,5Cl L5do O,3hef0,2=
0.18X
1.92X30°-5X100L5Xl203X1OO02=
10020.485N Vg=
2298.66N所以,混凝土的受剪承载能力满足计算要求!
8.8拉I剪D复合受力情况下的混凝土承载力计算计算依据B Na+B v a w
116.
3.12[GB50367-2013]在这个公式中BN拉力作用设计值与混凝土抗拉承载力设计值之比;在本计算中B N=
5534.466/
25175.958=
0.228v剪力作用设计值与混凝土抗剪承载力设计值之比;在本计算中B v=
2298.66/
10020.485=
0.229a:指数,当两者均受锚栓钢材破坏形式控制时,取□=
2.0,其它情况下取a=
1.5;3N°+3va=
0.22L5+
0.229L5=O.213W1所以,该处计算满足设计要求!9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;3转接件断面惯性矩I=976600mm4;
9.1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=
2298.66N N=
5534.466N M=229866N•mm
9.2转接件的强度计算校核依据二N/A/2+M/Y W/2Wf上式中: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;Y塑性发展系数,取
1.05;W转接件断面抵抗矩mm3;=N/A/2+M/y W/2=
5534.466/750/2+229866/
1.05/15625/2=
10.695MPaf=215MPa转接件强度可以满足要求
9.3转接件的挠度计算按悬臂梁的计算公式,转接件挠度计算应满足df=Vke3/3EI/2Wdf,iim上式中df转接件的挠度计算值mm;df,iim转接件的挠度限值mm,取计算跨度的1/250,对悬臂构件,也就是e的1/125vk剪力荷载标准值N,近似取V/
1.3;E转接件的弹性模量MPa;I转接件的主力方向惯性矩mm4;e转接件剪力作用点到埋板的偏心矩mm;df=Vk e3/3EI/2=
2298.66/
1.3X1003/3/206000/976600/2=
0.001465mm W山,1而=.8mm转接件挠度可以满足要求10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;
10.1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=
2298.66N N=
5534.466N M=229866N•mm
10.2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=
0.7X6=
4.2mm2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;hc焊缝有效厚度mm;A=he Lv-2hf+Lh-2hf=
4.2X100-2X6+50-2X6=
529.2mm23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d=
0.5X Lv-2hfLv+Lh-2hfHe/Lv+Lh-4hf=
35.554mm I=HeLv-2hf3/12+Lh-2hfHe3/12+HeLv-2hfLv/2-d2+Lh-2hfHed-He/22=
494500.047mm4W=I/Lv-hf-d=
494500.047/100-6-
35.554=
8460.802mm
310.3焊缝校核计算校核依据双转接件时f/B矛+T F0・5/2WffW
11.
2.2-3[GB50017-2017]单转接件时f/B4+T『仰三1122-3[GB50017-2017]上式中伫按焊缝有效截面计算,垂直于焊缝长度方向的应力MPa;Bf正面角焊缝的强度设计值增大系数,取
1.22;Tf按焊缝有效截面计算,沿焊缝长度方向的剪应力MPa;ff w角焊缝的强度设计值MPa;衫B f2+T F0・5/2=N/
1.22A+M/
1.22W2+V/A2°・5/21计算引用的规范、标准及资料显横隐竖玻璃幕墙13设计计算书
1.1幕墙设计规范:《铝合金结构设计规范》《玻璃幕墙工程技术规范》《人造板材幕墙工程技术规范》GB50429-2007《建筑幕墙》JGJ102-2003《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ336-2016《小单兀建筑幕墙》GB/T21086-2007《建筑幕墙工程技术规范》JGJ133-2001JG/T216-
20071.2建筑设计规范DGJ08-56-2012《地震震级的规定》《中国地震动参数区划图》《钢结构设计标准》GB17740-2017《高层建筑混凝土结构技术规程》GB18306-2015GB50017-2017《高处作业吊篮》JGJ3-2010《工程抗震术语标准》GB/T19155-2017《工程网络计划技术规程》JGJ/T97-2011《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ/T121-2015《混凝土结构加固设计规范》JGJ145-2013《混凝土结构设计规范》GB50367-2013《混凝土用机械锚栓》GB50010-2010(2015年版)《建筑材料放射性核素限量》JG/T160-2017《建筑防火封堵应用技术标准》GB6566-2010《钢结构焊接规范》GB/T51410-2020GB50661-2011《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008《建筑结构荷载规范》GB50009-2012《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2018《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(2016年版)《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018年版)《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《民用建筑设计统一标准》GB50352-2019《擦窗机》GB/T19154-2017《钢结构工程施工规范》GB50755-2012《建筑幕墙术语》GB/T34327-2017=
5534.466/
1.22/
529.2+229866/
1.22/
8460.8022+
2298.66/
529.22°5/2=
15.573MPa
15.573MPaWffW=160MPa,焊缝可以满足要求11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
14.1m;2玻璃分格尺寸宽X高=B XH=1685mm X1150mm;3幕墙类型显横隐竖玻璃幕墙;4年温温差38°C;
11.1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Csi风荷载和地震作用下,玻璃与铝框间结构胶粘结宽度最小值mm;Cs2风荷载和地震作用下,玻璃与玻璃间结构胶粘结宽度最小值mm;wk风荷载标准值MPa;qEAki、qEAk2地震作用标准值MPa,按公式
5.
3.4[JGJ102-2003]计算,分以下几种情况a.对于等片合片的单中空层玻璃结构计算玻璃与铝框间结构胶时,考虑各片玻璃总重量和;计算玻璃与玻璃间结构胶时,考虑外层玻璃重量;b.对于不等合片的三玻双中空层结构计算玻璃与铝框间结构胶时,考虑外片与中片玻璃重量和;计算玻璃与玻璃间结构胶时,考虑外片玻璃重量;c.对于等片合片的三玻双中空层结构计算玻璃与铝框间结构胶时,考虑三片玻璃重量和;计算中片与内片间结构胶时,考虑外片与中片玻璃重量和;计算外片与中片间结构胶时,考虑外片玻璃重量;从效果考虑,等片合片的三玻双中空,玻璃与玻璃之间二处结构胶宽度应设计为等宽度a矩形分格短边长度mm;fi结构胶的短期强度允许值,取
0.2MPa;Csi=
1.5X Wk+
0.5X
1.3X qEAkiX a/2fi……
5.
6.3-2[JGJ102-2003]=
1.5X
0.001+
0.5X
1.3X
0.000061X1150/2/
0.2=
4.426mm CS2=
1.5X wk+
0.5X
1.3X qEAk2X a/2fi……
5.
6.3-2[JGJ102-2003]=L5X
0.001+
0.5X
1.3X
0.000031X1150/2/
0.2=
4.37mm2自重效应永久荷载作用下结构胶粘结宽度Cs3自重效应下玻璃与铝框间结构胶粘结宽度最小值mm;Cs4自重效应下玻璃与玻璃间结构胶粘结宽度最小值mm;qGi、qG2结构胶承担的玻璃单位面积重力荷载设计值MPa,玻璃厚度取值情况同上,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O.OIMPa;CS3=qGiab/2a+bf2……
5.
6.3-3[JGJ102-2003]=
0.000415X1685X1150/2/1685+1150/
0.01=
14.183mm本处玻璃板块下有可承担结构自重的金属托条,因此自重作用对结构胶的影响可不予考虑!CS4=qG2ab/2a+bf2……
5.
6.3-3[JGJ102-2003]=
0.000207X1685X1150/2/1685+1150/
0.01=
7.074mm本处玻璃板块下有可承担结构自重的金属托条,因此自重作用对结构胶的影响可不予考虑!实际玻璃与铝框间胶缝宽度取16mm玻璃与玻璃间胶缝宽度取12mm
11.2结构硅酮密封胶粘接厚度的计算⑴玻璃与铝框间温度作用下结构胶粘结厚度Usi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;At年温差38°C ai铝型材线膨胀系数,
2.3X10-5;a2玻璃线膨胀系数,1X10-5;us i=b A tai-a2=1685X38X
2.3-1X10-5=
0.832mm tsi温度作用下结构胶粘结厚度计算值mm;Si温度作用下结构硅酮密封胶的变位承受能力10%tsi=us i/512+515=
0.832/
0.1X2+
0.105=
1.816mm2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;9: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=0hg……
5.
6.5-2[JGJ102-2003]=1/550X1150=
2.091mm tS2风荷载作用下结构胶粘结厚度计算值mm;52风荷载作用下结构硅酮密封胶的变位承受能力10%ts2=us2/522+62°5……
5.
6.5[JGJ102-2003]=
2.091/
0.1X2+O.l05=
4.563mm实际玻璃与铝框间胶缝厚度取8mmo玻璃与玻璃间胶缝厚度取12mm
11.3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N7mm;212mmN粘接厚度A6mm;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
11.4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,留有一段空隙一伸缩缝d,d值按下式计算dN Q△t L+di+d上式中d伸缩缝计算值mm;a:立柱材料的线膨胀系数,取
2.3X10-5;△t温度变化,取38°C;L立柱跨度mm;di施工误差,取3mm;d2考虑其它作用的预留量,取2mm;d=a△t L+di+ch=
0.000023X38X4200+3+2=
8.671mm实际伸缩空隙d取20mm,满足要求
11.5耐候胶胶缝计算ws胶缝宽度计算值mm;a:板块材料的线膨胀系数,为1X10-5;At:温度变化,取38°C;b板块的长边长度mm;5: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=a At b/S+dc+dE=
0.00001X38X1685/
0.25+3+2=
7.561mm实际胶缝取15mm,满足要求
11.6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=l.5wk+
0.5X
1.3X qEAk=
1.5X
0.001+
0.5X13X
0.000061=
0.00154MPa N=qXBH=
0.00154X1685X1150=
2984.135N2紧固螺钉抗拉强度计算ft b螺栓连接的抗拉强度设计值,对奥氏体不锈钢A50取200MPa;de螺栓有效直径
5.061833mm;N bt螺栓抗拉承载能力设计值N;Nt b=兀de2ft b/4=
3.14X
5.0618332X200/4=
4022.678N Nnum每扣板边紧固螺栓个数NnUm=
1.25XN/Nt b=
1.25X
2984.135/
4022.678=
0.927个实际取7个,满足要求
1.3铝材规范《变形铝及铝合金化学成份》GB/T3190-2008《建筑用隔热铝合金型材》JG175-2011《铝合金建筑型材第1部分基材》GB/T
5237.1-2017《铝合金建筑型材第2部分阳极氧化、着色型材》GB/T
5237.2-2017《铝合金建筑型材第3部分电泳涂漆型材》GB/T
5237.3-2017《铝合金建筑型材第4部分喷粉型材》GB/T
5237.4-2017《铝合金建筑型材第5部分喷漆型材》《铝合金建筑GB/T
5237.5-2017型材第6部分隔热型材》《铝及铝合金彩色涂层GB/T
5237.6-2017板、带材》《铝型材截面几何参数算法及计算机程序YS/T431-2009要求》《变形铝及铝合金牌号表示方法》YS/T437-2018GB/T16474-
20111.4金属板及石材规范《干挂饰面石材及其金属挂件》《建筑装饰用微晶玻JC830-2005璃》《建筑幕墙用瓷板》《建筑装饰用搪瓷钢板》JC/T872-2019《微晶玻璃陶瓷复合砖》《铝幕墙板第1部分板JG/T217-2007基》《铝幕墙板第2部分有机聚合物喷涂铝单JG/T234-2008板》《建筑幕墙用铝塑复合板》《建筑幕墙用陶JC/T994-2019板》《建筑装饰用石材蜂窝复合板》《建筑幕墙用YS/T
429.1-2014氟碳铝单板制品》《纤维增强水泥外墙装饰挂板》YS/T
429.2-2012《建筑用泡沫铝板》《金属装饰保温板》《外墙保GB/T17748-2016温用锚栓》《聚碳酸酯(PC)中空板》《聚碳酸酯JG/T324-2011(PC)实心板》《铝塑复合板用铝带》《天然板JG/T328-2011石》《天然大理石荒料》《天然大理石建筑板材》JG/T331-2011《天然花岗石荒料》《天然花岗石建筑板材》《天JC/T2085-2011然石材统一编号》《天然石材术语》JG/T359-
20121.5玻璃规范JG/T360-2012JG/T366-2012《镀膜玻璃第1部分阳光控制镀膜玻璃》《镀膜玻JG/T116-2012璃第2部分低辐射镀膜玻璃》JG/T347-2012YS/T432-2000GB/T18600-2009JC/T202-2011GB/T19766-2016JC/T204-2011GB/T18601-2009GB/T17670-2008GB/T13890-2008GB/T
18915.1-2013GB/T
18915.2-2013《防弹玻璃》《平板玻璃》《建筑用安全玻璃第3部分夹层玻璃》《建筑用安全玻璃第2部分钢化玻璃》《建筑用安全玻璃第1部分防火玻璃》《半钢化玻璃》《热弯玻璃》《压花玻璃》《中空玻璃》
1.6钢材规范《建筑结构用冷弯矩形钢管》《不锈钢棒》《不锈钢冷加工钢棒》《不锈钢冷轧钢板和钢带》《不锈钢热轧钢板和钢带》《不锈钢小直径无缝钢管》《彩色涂层钢板及钢带》《热强钢焊条》《低合金高强度结构钢》《建筑幕墙用钢索压管接头》《耐候结构钢》《高碳铭不锈钢丝》《合金结构钢》《冷拔异形钢管》《非合金钢及细晶粒钢焊条》《碳素结构钢》《碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢板和钢带》《优质碳素结构钢》《建筑钢结构防火技术规范》《建筑钢结构防腐蚀技术规程》《钢结构防腐蚀涂装技术规程》《建筑用钢结构防腐涂料》
1.7胶类及密封材料规范《丙烯酸酯建筑密封胶》《幕墙玻璃接缝用密封胶》《金属板用建筑密封胶》《丁基橡胶防水密封胶粘带》《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》《工业用橡胶板》《混凝土接缝用建筑密封胶》GB17840-1999《建筑窗用弹性密封胶》GB11614-2009《建筑用防霉密封胶》GB
15763.3-2009GB
15763.2-2005GB
15763.1-2009GB/T17841-2008JC/T915-2003JC/T511-2002GB/T11944-2012JG/T178-2005GB/T1220-2007GB/T4226-2009GB/T3280-2015GB/T4237-2015GB/T3090-2000GB/T12754-2019GB/T5118-2012GB/T1591-2018JG/T201-2007GB/T4171-2008YB/T096-2015GB/T3077-2015GB/T3094-2012GB/T5117-2012GB/T700-2006GB/T3274-2017GB/T699-2015GB51249-2017JGJ/T251-2011CECS343-2013JG/T224-2007JC/T484-2006JC/T882-2001JC/T884-2016JC/T942-2004JC887-2001GB/T5574-2008JC/T881-2017JC/T485-2007JC/T885-2016《建筑用硅酮结构密封胶》《建筑用岩棉绝热制品》《建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条》《建筑装饰用天然石材防护剂》《聚氨酯建筑密封胶》《聚硫建筑密封胶》《绝热用岩棉、矿渣棉及其制品》《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》《石材用建筑密封胶》《中空玻璃用弹性密封胶》《中空玻璃用丁基热熔密封胶》《建筑表面用有机硅防水剂》《钢结构防火涂料》
1.8五金件规范《封闭型沉头抽芯钏钉》《封闭型平圆头抽芯钏钉》《紧固件螺栓和螺钉通孔》《紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母》《紧固件机械性能不锈钢螺母》《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱》《紧固件机械性能抽芯钏钉》《紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹》《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》《紧固件机械性能自攻螺钉》《紧固件术语盲钏钉》《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》《十字槽盘头螺钉》《铜及铜合金铸件》《锌合金压铸件》《铝合金压铸件》《铸件尺寸公差、几何公差与机械加工余量》《电动采光排烟天窗》
1.9相关物理性能等级测试方法《玻璃幕墙工程质量检验标准》《玻璃幕墙光热性能》《彩色涂层钢板及钢带试验方法》《钢结构工程施工质量验收规范》《混凝土结构工程施工质量验收规范》《建筑防水材料老化试验方法》《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》GB16776-2005《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》GB/T19686-2015《建筑幕墙层间变形性能分级及检测方法》JG/T174-2014《建筑装饰装修工程质量验收标准》JC/T973-2005JC/T482-2003JC/T483-2006GB/T11835-2016GB/T529-2008GB/T23261-2009GB/T29755-2013JC/T914-2014JC/T902-2002GB14907-2018GB/T12616-2004GB/T12615-2004GB/T5277-1985GB/T
3103.1-2002GB/T
3098.15-2014GB/T
3098.6-2014GB/T
3098.19-2004GB/T
3098.2-2015GB/T
3098.1-2010GB/T
3098.5-2016GB/T
3099.2-2004GB/T
16823.1-1997GB/T818-2016GB/T13819-2013GB/T13821-2009GB/T15114-2009GB/T6414-2017GB/T28637-2012JGJ/T139-2020GB/T18091-2015GB/T13448-2019GB50205-2020GB50204-2015GB/T18244-2000GB/T15227-2019GB/T18575-2017GB/T18250-2015GB50210-2018《金属材料拉伸试验第1部分室温试验方法》GB/T
228.1-
20101.10《建筑结构静力计算手册》(第二版)
1.11土建图纸2基本参数
2.1幕墙所在地区重庆万州地区;
2.2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》(GB50009-2012)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;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
2.3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;在围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《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(2016年版)及《中国地震动参数区划图》GB18306-2015的要求,本工程所在地重庆万州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a maxn=
0.04;本工程场地类型为II类场地,查表E.1[GB18306-2015],场地地震动峰值加速度调整系数Fa=l;因此:Q max=FaX Qmax II=1X
0.04=
0.043幕墙承受荷载计算
3.1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》GB50009-2012计算Wk=B gzu siu zWogzUsi UzWo
8.
1.1-2[GB50009-2012]上式中Wk作用在幕墙上的风荷载标准值MPa;z计算点标高
14.1m;Pgz高度z处的阵风系数;根据不同场地类型,按以下公式计算B gz=l+2gIioz/lO-a……条文说明部分
8.
6.1[GB50009-2012]其中A、B、C、D四类地貌类别截断高度分别为5m、10m、15m、30m;A、B、C、D四类地貌类别梯度高度分别为300m、350m、450m、550m;也就是对A类场地当z300m时,取z=300m,当z5m时,取z=5m;当对B类场地当z350m时,取z=350m,z10m时,取z=10m;当对C类场地当z450m时,取z=450m,zvl5m时,取z=15m;对D类场地当z550m时,取z=550m,当z30m时,取z=30m;g峰值因子,按GB50009-2012取
2.5;Iio10m高名义湍流度,对应A、B、C、D地面粗糙度,可分别取
0.
12、
0.
14.
0.23和
0.39;a:地面粗糙度指数,对应A、B、C、D地面粗糙度,可分别取
0.
12、
0.
15、
0.22和
0.30;对于B类地形,
14.1m高度处的阵风系数为B gz=l+2X
2.5X
0.14X
14.l/10-°i5=l.6648uz风压高度变化系数;根据不同场地类型,按《建筑结构荷载规范》条文说明部分
8.
2.1提供的公式计算:A类场地P AZ=
1.284XZ/1O0-24B类场地u Bz=l.OOOXz/lO030C类场地U cz=O.544Xz/lO044D D类场地u Z=
0.262X z/lO060公式中的截断高度和梯度高度与计算阵风系数时相同,也就是对A类场地当z300m时,取z=300m,当zv5m时,取z=5m;对B类场地当z〉350m时,取z=350m,当z10m时,取z=10m;对C类场地当z450m时,取z=450m,当z15m时,取z=15m;对D类场地当z550m时,取z=550m,当z30m时,取z=30m;对于B类地形,
14.1m高度处风压高度变化系数
1.0X
14.1/10°3°=
1.1086。