标准幕墙计算书 原版
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铝单板幕墙工程设计计算书范本1. 项目背景本文档是针对铝单板幕墙工程设计而编写的计算书范本。
铝单板幕墙广泛应用于建筑外立面装饰,具有美观、耐久、轻质等特点,因此在建筑工程中得到了广泛的应用。
本计算书旨在提供一个设计铝单板幕墙工程的参考,以确保工程质量和安全。
2. 工程计算2.1 风荷载计算铝单板幕墙在面对风力作用时需要考虑风荷载。
根据《建筑结构荷载规范》进行风荷载计算可以得到以下公式:F = 0.5 * C * ρ * A * V^2其中,F为风荷载,C为风荷系数,ρ为空气密度,A为迎风面积,V为风速。
2.2 结构计算铝单板幕墙需要经过结构计算来确保其稳定性和安全性。
主要包括以下几个方面的计算:1.自重计算:根据铝单板幕墙的重量和构造方式进行自重计算,以确定结构的稳定性。
2.抗风计算:根据面对的风荷载以及铝单板幕墙的抗风性能,计算铝单板幕墙的稳定性。
3.连接件计算:铝单板幕墙的连接件需要考虑其强度和稳定性,以确保连接处的安全。
2.3 热工计算铝单板幕墙在面对不同气候条件时,需要考虑其热工性能。
热工计算主要包括以下几个方面:1.热传导计算:根据铝单板的材质和厚度,计算其在不同温度下的热传导性能。
2.热辐射计算:根据铝单板的表面特性和环境温度差异,计算其表面热辐射的影响。
3.热容计算:根据铝单板的材质和厚度,计算其单位面积的热容,以了解其在不同温度下的热惯性。
3. 结论本文档提供了一个铝单板幕墙工程设计计算书的范本,包括风荷载计算、结构计算和热工计算等方面。
在实际工程中,还需要结合具体的工程要求和设计标准进行详细的计算和设计。
通过科学的计算和设计,可以确保铝单板幕墙工程的稳定性、安全性和热工性能,从而满足建筑工程的需求。
标高99.9m处玻璃幕墙设计计算第一章、玻璃面板计算一、基本参数幕墙计算标高:99.9 m幕墙计算轴线:A-A立面②~③轴计算层高:3.8 m玻璃分格:B×H=1.226×2.75 mB:玻璃宽度H:玻璃高度设计地震烈度:8度地面粗糙度类别:C类二、荷载计算1、风荷载标准值W K: 作用在幕墙上的风荷载标准值 (KN/m2)βgz: 瞬时风压的阵风系数: 取1.60按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001表7.5.1μs: 风荷载体型系数: ±1.5按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001表7.3.1.μz: 风荷载高度变化系数: 1.70按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001表7.2.1查《建筑结构荷载规范》GB50009-2001附表D.4得(按50年一遇)北京地区基本风压W0=0.45 KN/m2W K =βgzμsμz W0=1.60×1.5×1.70×0.45=1.836 KN/m2> 1.0 KN/m2取W K=1.836 KN/m22、风荷载设计值W: 风荷载设计值 (KN/m2)r w: 风荷载作用效应的分项系数:1.4按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96第5.1.6.1条W= r w·W K=1.4×1.836=2.57 KN/m 23. 玻璃幕墙构件重量荷载按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96规定采用G AK : 玻璃幕墙构件自重标准值G A :玻璃幕墙构件自重设计值8+12+6 mm 厚中空玻璃单位面荷载标准值(8+6)×25.6=358.4 N/m 2 立柱100×80×3mm 铝合金型材的面荷载标准值226.18.9107.2106.137936⨯⨯⨯⨯- =29.8 N/m 2 横梁80×70 mm 铝合金型材的面荷载标准值226.18.9107.2109.112236⨯⨯⨯⨯- =24.2 N/m 2 考虑各种零部件面荷载标准值 20 N/m 2G AK =358.4+29.8+24.2+20=432.4 N/m2 取 G AK =0.45 KN/m2G A =1.2 G AK=1.2×0.45=0.54 KN/m 2G K : 每个单元玻璃幕墙构件(包括玻璃和龙骨)的重量标准值G :每个单元玻璃幕墙构件(包括玻璃和龙骨)的重量设计值G K =G AK ·B ·H=0.45×1.226×2.75=1.517 KNG =1.2G K=1.2×1.517=1.821 KN4.地震作用q EK : 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值q E : 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用设计值βE :动力放大系数,可取5.0αmax : 水平地震影响系数最大值: 0.16按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96第5.2.4条G K :玻璃幕墙构件(包括玻璃和龙骨)的重量标准值:1.517 KNq EK = H B G K⋅max E αβ =75.2226.1517.116.00.5⨯⨯⨯ =0.36 KN/m 2q E =γE ·q EK=1.3×0.36=0.468 KN/m 25.荷载组合风荷载和水平地震作用组合标准值q K =ψW W K +ψE q EK=1.0×1.836+0.6×0.36=2.052 KN/m 2风荷载和水平地震作用组合设计值q=ψW ·γW · W K +ψE ·γE ·q EK=1.0×1.4×1.836+0.6×1.3×0.36=2.851 KN/m 2三、玻璃强度校核采用8+12+6 mm 钢化中空玻璃,外侧玻璃厚8mm,内侧玻璃厚6mm ,这里仅验算外片的强度,其计算厚度t=1.2×8=9.6mm 。
******大厦幕墙工程计算书设计单位:日期:目录第一章:工程概况第二章:构造设计理论和标准第三章:幕墙材料的物理特性及力学性能第四章:荷载和作用计算第五章:框支承玻璃幕墙构造计算第六章:铝板幕墙构造计算第七章:玻璃肋点支承玻璃幕墙构造计算第八章:全玻璃幕墙构造计算第九章:石材幕墙构造计算第一章工程概况1.1 工程名称:******大厦1.2 工程地点:**市1.3 幕墙高度:83.800米1.4 抗震设防烈度:幕墙按七度设防烈度设计1.5 幕墙防火等级:二级1.6 隔声减噪设计标准等级:三级1.7防雷分类:二类1.8荷载及其组合:幕墙系统在构造设计时考虑以下荷载及其组合●风荷载●雪荷载●幕墙自重●施工荷载●地震作用1.9构件验算:幕墙系统设计时验算如下节点和构件●面材板块的强度验算和挠度控制●构造胶的宽度和厚度●骨架的强度验算和挠度控制●幕墙系统与建筑主体构造的连接●连接配件强度验算第二章构造设计理论和标准2.1本构造计算过程均遵循如下标准及标准:2.1.1 ?建筑幕墙?JG3035-19962.1.2 ?玻璃幕墙工程技术标准?JGJ102-20032.1.3 ?金属与石材幕墙工程技术标准? JGJ133-20012.1.4 ?建筑构造荷载标准?GB50009-20012.1.5 ?建筑抗震设计标准? GB50011-20012.1.6 ?钢构造设计标准?GB50017-20032.1.7 冷弯薄壁型钢构造技术标准? GBJ50018-20022.2 构造设计和计算时均遵守如下理论和标准及相应的计算方法:2.2.1玻璃幕墙、金属与石材幕墙等均按围护构造设计,其主要杆件悬挂在主体构造上,层与层之间设置竖向伸缩缝。
2.2.2玻璃幕墙、金属与石材幕墙各构件及连接件均具有承载力、刚度和相对于主体构造的位移能力,并均采用螺栓连接。
2.2.3幕墙均按7度设防,并遵循“小震不坏、中震可修、大震不倒〞的原那么,在设防烈度地震作用下经修理后幕墙仍可使用,在罕遇地震作用下幕墙骨架不脱落。
酒店幕墙标准层计算书1. 引言酒店幕墙是酒店建筑外立面的重要组成部分,除了具备美观的外观设计外,还需要具备一定的结构强度和安全性能。
为了满足这些要求,需要通过计算来确定酒店幕墙的标准层设计参数。
2. 计算方法酒店幕墙标准层的计算采用以下方法:2.1. 荷载计算根据酒店幕墙的设计要求和当地规范,我们需要考虑以下荷载:•风荷载:根据当地的风速等级和酒店幕墙的高度、形状等参数计算得出;•自重荷载:考虑酒店幕墙的材料和构造方式,计算其自重荷载;•雪荷载(如果适用):根据当地的降雪量和酒店幕墙的形状等参数计算得出。
2.2. 结构强度计算根据荷载计算结果,我们需要考虑酒店幕墙的结构强度,包括以下方面:•幕墙框架的强度计算:根据荷载计算结果和幕墙框架的设计参数,计算幕墙框架的抗弯强度和抗剪强度;•钢化玻璃的强度计算:根据荷载计算结果和钢化玻璃的设计参数,计算钢化玻璃的抗弯强度和抗剪强度;•铝材的强度计算:根据荷载计算结果和铝材的设计参数,计算铝材的抗弯强度和抗剪强度。
2.3. 安全性能计算为了确保酒店幕墙的安全性能,我们还需要考虑以下方面:•抗风性能计算:根据风荷载计算结果和幕墙的设计参数,计算幕墙的抗风能力;•抗地震性能计算:根据地震设计参数和幕墙的设计参数,计算幕墙的抗地震能力;•玻璃的抗爆破性能计算:根据当地的安全要求和玻璃的设计参数,计算玻璃的抗爆破能力。
3. 结果分析经过上述计算,我们可以得出以下结果:•幕墙框架的设计参数:包括幕墙框架的截面尺寸、材料强度等参数;•钢化玻璃的设计参数:包括玻璃的厚度、尺寸等参数;•铝材的设计参数:包括铝材的型号、截面尺寸等参数;•幕墙的抗风能力:风荷载和幕墙的设计参数决定了幕墙的抗风能力;•幕墙的抗地震能力:地震设计参数和幕墙的设计参数决定了幕墙的抗地震能力;•玻璃的抗爆破能力:当地的安全要求和玻璃的设计参数决定了玻璃的抗爆破能力。
4. 结论和建议根据以上计算结果,我们可以得出以下结论和建议:•根据荷载计算结果,确定幕墙的设计参数,包括幕墙框架的截面尺寸、材料强度,钢化玻璃的厚度和尺寸,铝材的型号和截面尺寸等;•根据安全性能计算结果,确认幕墙的抗风能力、抗地震能力和玻璃的抗爆破能力是否满足当地的要求;•根据计算结果进行结构设计和材料选型,确保酒店幕墙的结构强度和安全性能;•在施工过程中,严格按照设计要求进行施工,确保幕墙的质量和安全性能。
计算书(一)、工程概况(二).设计参数1.玻璃幕墙最高标高为62m,取62m处风压变化系数μz=1.482.基本风压W=0.35KN/m23.年最大温差 : △T=80 C4.玻璃厚度取: 6 1.2=7.2mm(三)、荷载及作用1. 风荷载标准值计算:WK =βD·μS·μZ·WWK:作用在幕墙上的风荷载标准值KN/m2;βD :阵风风压系数, 取βD=2.25;μS:风荷载体型系数±1.5;μZ:60米高处风压变化系数1.48(C类);10米高处风压变化系数0.71(C类)W:基本风压:北京地区取0.35KN/m2WK1=βD·μS·μZ·W=2.25×(±1.5)×1.48×0.35 =±1.78 KN/m2WK2=βD·μS·μZ·W=2.25×(±1.5)×0.71×0.35=±0.838KN/m2按《规范》取WK2=±1.0KN/m22.幕墙构件重力荷载玻璃为6(钢化)+12A+6(钢化)Gb=25.6 0.006 2=0.3072KN/m2幕墙所用铝材、附件:GL=0.11KN/m2单元玻璃幕墙自重荷载:G = Gb + GL=0.3072+0.11=0.42KN/m2幕墙单元构件重量:G1=G·L1·b1=0.42 1.228 2.5=1.29KN幕墙最大玻璃块重量:G2=Gb•L2·b2=0.3072×1.228×2.157=0.81KN3.玻璃幕墙构件所受的地震作用:A.幕墙平面外的水平地震作用:qE K =βE·αm a x·G1qE K:水平地震作用标准值(KN);βE:动力放大系数取3.0;αm a x:水平地震影响系数最大值按8度抗震设防设计取0.16G:幕墙构件(墙面和骨架)的重力: G1=1.29KN;qE K =βE·αh m a x·G1=3 0.16 1.29=0.62KNB.幕墙平面内的垂直地震作用:PE G =βE·αm a x·G1PE G:幕墙构件在平面内的垂直地震作用:KN/m2βE:动力放大系数,取3.0αv m a x:地震垂直作用影响系数,按烈度8度抗震设计设防取0.08G1:单元玻璃幕墙构件自重1.29KNPE G=3 0.08 1.29=0.31KNC.垂直于幕墙平面分布水平地震作用,qE = FE k/A=βE·αm a x·G1/AA:玻璃幕墙构件面积1.228 2.5=3.07m2qE=0.62/3.07=0.2KN/m24. 玻璃幕墙所受荷载与作用效应的组合:(强度计算时用)A.水平荷载和作用效应组合:(最不利组合)S1 = ΨW·γW·WK+ΨE·γE·qEa.水平荷载和作用效应的分项系数γW :风荷载分项系数, γW=1.4γE :地震作用分项系数,γE=1.3b.水平荷载和作用效应的组合系数ΨW :风荷载组合系数, ΨW=1.0ΨE :地震作用组合系数,ΨE=0.6WK :风荷载标准值,WK=1.78KN/m2qE : 垂直于幕墙平面分布水平地震作用,qE=0.2KN/m2S11=1.4 1.0 1.78+0.6 1.3 0.2 =2.65KN/m2S12=1.4 1.0 1.0+0.6 1.3 0.2 =1.56KN/m2B.垂直方向荷载和作用效应组合:(最不利组合)S2 =ΨG·γG·SG+ΨE·γE·qEa.荷载和作用组合的分项系数γG :重力荷载分项系数, γG=1.2γE :地震荷载分项系数, γE=1.3b.垂直荷载和效应组合系数ΨG :重力荷载组合系数,ΨG=1ΨE :地震荷载组合系数,ΨE=1SG : 单元玻璃幕墙构件重量,SG=G=1.29KNqE : 单元玻璃幕墙构件平面内的垂直地震作用,qE=0.31KNS2=1×1.2×1.29+1×1.3×0.31=1.95KN5. 玻璃幕墙所受荷载与作用效应的组合:(挠度计算时用)水平荷载和作用效应组合:(最不利组合)S31 =ΨW·rW·WK+ΨE·rE·qEa.水平荷载和作用效应的分项系数rW :风荷载分项系数,rW=1.0rE :地震作用分项系数,rE=1.0b.水平荷载和作用效应的组合系数ΨW :风荷载组合系数,ΨW=1ΨE :地震作用组合系数,ΨE=0.6WK :风荷载标准值,WK=1.78KN/m2qE : 垂直于幕墙平面分布水平地震作用,qE=0.2KN/m2S31=1.0 1.0 1.78+0.6 1.0 0.2=1.9KN/m2S32=1.0 1.0 1.0+0.6 1.0 0.2=1.12KN/m2(四)、玻璃幕墙的验算1.幕墙杆件的强度验算:幕墙标高最高的为LMC004,标高为61.10m,竖挺地脚间距为2500,水平间距为1228.5;地脚间距最大的为LM0O2,标高为9.6m,竖挺水平间距为1228.5mm,地脚间距为4100mm。
目录第一章工程概况____________________________________________ 2 第二章计算依据____________________________________________ 3 第三章主要材料及计算参数__________________________________ 4一、主要材料及热工参数__________________________________ 4二、基本参数____________________________________________ 4 第四章双层幕墙热工计算____________________________________ 6一、夏季工况下的玻璃幕墙热工计算________________________ 6二、冬季工况下的玻璃幕墙热工计算_______________________ 25 第五章结论______________________________________________ 36一、双层幕墙热工性能结论_______________________________ 36二、双层幕墙的舒适性优势_______________________________ 38第一章工程概况本项目的幕墙由双层幕墙(塔楼)、穿孔铝板幕墙、点式幕墙、铝单板幕墙、全玻璃幕墙、明框玻璃幕墙等多种幕墙组成。
本工程的双层幕墙为主动式双层幕墙:主动式双层幕墙内外两层玻璃之间的空间与室内的空气相连,通过机械通风装置在两层幕墙中间形成负压,然后再排出房间。
可以使得室温与玻璃内表面的温差降至最低,从而提高建筑内有效的使用面积。
此外,主动式双层幕墙系统可以大幅度降低噪音,同时可以阻挡室外严重的大气污染及沙尘暴。
本工程双层幕墙分布于东西两栋塔楼(一至三层为裙楼),东塔17层,层高如下:4-11层(3.8m)、12-15层(7.0m)、16层( 8.1m)、17层(3.6m),西塔16层,层高如下:4-9层(3.8m)、10-14层(7.0m)15层(8.1m)、16层(3.6m).第二章计算依据1.业主提供的招标图纸及技术要求;2.本公司设计的幕墙投标方案图;3.《采暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019-2003);4.《民用建筑热工设计规范》(GB 50176-2016);5.《建筑玻璃应用技术规程》(JGJ 113-2015);6.《全国民用建筑工程设计技术措施——暖通空调·动力》;7.《空气调节设计手册》中国建筑工业出版社;8.《高层建筑空调与节能》同济大学出版社;9.《空气调节的科学基础》中国建筑工业出版社。
计算项目: 幕墙立柱横梁计算[ 基本信息]立柱横梁材料: 铝型材立柱间距: 1.2 m立柱层高: 3 m立柱截面惯性矩: 137100 mm4立柱截面抵抗矩: 5480 mm3立柱截面面积: 3.67 mm2计算模式: 按单跨梁计算应力和挠度.横梁间距: 3 m横梁水平轴抵抗矩: 5480 mm3横梁竖向轴抵抗矩: 5480 mm3设计水平荷载: 2 KN/m2幕墙自重: 0.2 KN/m2[ 横梁应力计算]:qy = q×L= 2×1.2= 2.399 KN/mqx = 1.2×Gk×L= 1.2×0.2×3= 0.72 KN/mMx = 0.125×qx×L^2= 0.125×0.72×1.2^2= 0.129 KN-mMy = ( 1/12 )×qy×L^2= 0.0833×2.399×1.2^2= 0.287 KN-mσ= Mx / (1.05×Wx) + My / (1.05×Wy)= 0.129×10^6/(1.05×5480)+0.287×10^6/(1.05×5480) = 72.555 N/mm2强度满足[ 立柱应力计算]:qx = q×L= 2×1.2= 2.399 KN/mN = 1.2×Gk×H×L= 1.2×0.2×3×1.2= 0.863 KNMx = ( 经计算机按简支梁分析: )= 2.699 KN-mσmax = N/Area + Mx/( 1.05Wx )= 0.863×10^3 /3.67+2.7×10^6 /(1.05×5480)= 704.661 N/mm2设计强度f= (用户查表输入)强度满足[ 立柱挠度计算]:δmax = ( 经计算机按简支梁分析: )= 188.383 mm立柱允许挠度[δ] = (用户查表输入)刚度满足[ 支座反力计算]:Fx = ( 经计算机按简支梁分析: )= 7.19 KNFy = N = 0.863 KN∑F = ( Fx^2 + Fy^2 )^0.5= 7.25 KN[ 支座螺栓计算]:选用直径12mm螺栓,抗剪能力:Nvb = 2 × π ×d^2 ×130 / 4= 2 × 3.14 ×10.36^2 ×130 / 4= 21906 N= 21.9 kN需要螺栓个数:n = ∑F / Nvb = 0.3 颗实际取2 颗立柱型材壁承压计算(壁厚取3mm):Ncb = d × 2 × t × n × [f]= 12 × 2 × 3 × 2 × 120= 17280 N> ∑F强度满足。
计算书(一)、工程概况(二).设计参数1.玻璃幕墙最高标高为62m,取62m处风压变化系数μz=1.482.基本风压W=0.35KN/m23.年最大温差 : △T=80 C4.玻璃厚度取: 6 1.2=7.2mm(三)、荷载及作用1. 风荷载标准值计算:WK =βD·μS·μZ·WWK:作用在幕墙上的风荷载标准值KN/m2;βD :阵风风压系数, 取βD=2.25;μS:风荷载体型系数±1.5;μZ:60米高处风压变化系数1.48(C类);10米高处风压变化系数0.71(C类)W:基本风压:北京地区取0.35KN/m2WK1=βD·μS·μZ·W=2.25×(±1.5)×1.48×0.35 =±1.78 KN/m2WK2=βD·μS·μZ·W=2.25×(±1.5)×0.71×0.35=±0.838KN/m2按《规范》取WK2=±1.0KN/m22.幕墙构件重力荷载玻璃为6(钢化)+12A+6(钢化)Gb=25.6 0.006 2=0.3072KN/m2幕墙所用铝材、附件:GL=0.11KN/m2单元玻璃幕墙自重荷载:G = Gb + GL=0.3072+0.11=0.42KN/m2幕墙单元构件重量:G1=G·L1·b1=0.42 1.228 2.5=1.29KN幕墙最大玻璃块重量:G2=Gb•L2·b2=0.3072×1.228×2.157=0.81KN3.玻璃幕墙构件所受的地震作用:A.幕墙平面外的水平地震作用:qE K =βE·αm a x·G1qE K:水平地震作用标准值(KN);βE:动力放大系数取3.0;αm a x:水平地震影响系数最大值按8度抗震设防设计取0.16G:幕墙构件(墙面和骨架)的重力: G1=1.29KN;qE K =βE·αh m a x·G1=3 0.16 1.29=0.62KNB.幕墙平面内的垂直地震作用:PE G =βE·αm a x·G1PE G:幕墙构件在平面内的垂直地震作用:KN/m2βE:动力放大系数,取3.0αv m a x:地震垂直作用影响系数,按烈度8度抗震设计设防取0.08G1:单元玻璃幕墙构件自重1.29KNPE G=3 0.08 1.29=0.31KNC.垂直于幕墙平面分布水平地震作用,qE = FE k/A=βE·αm a x·G1/AA:玻璃幕墙构件面积1.22832.5=3.07m2qE=0.62/3.07=0.2KN/m24. 玻璃幕墙所受荷载与作用效应的组合:(强度计算时用)A.水平荷载和作用效应组合:(最不利组合)S1 = ΨW·γW·WK+ΨE·γE·qEa.水平荷载和作用效应的分项系数γW :风荷载分项系数, γW=1.4γE :地震作用分项系数,γE=1.3b.水平荷载和作用效应的组合系数ΨW :风荷载组合系数, ΨW=1.0ΨE :地震作用组合系数,ΨE=0.6WK :风荷载标准值,WK=1.78KN/m2qE : 垂直于幕墙平面分布水平地震作用,qE=0.2KN/m2S11=1.4 1.0 1.78+0.6 1.3 0.2 =2.65KN/m2S12=1.4 1.0 1.0+0.6 1.3 0.2 =1.56KN/m2B.垂直方向荷载和作用效应组合:(最不利组合)S2 =ΨG·γG·SG+ΨE·γE·qEa.荷载和作用组合的分项系数γG :重力荷载分项系数, γG=1.2γE :地震荷载分项系数, γE=1.3b.垂直荷载和效应组合系数ΨG :重力荷载组合系数,ΨG=1ΨE :地震荷载组合系数,ΨE=1SG : 单元玻璃幕墙构件重量,SG=G=1.29KNqE : 单元玻璃幕墙构件平面内的垂直地震作用,qE=0.31KNS2=1×1.2×1.29+1×1.3×0.31=1.95KN5. 玻璃幕墙所受荷载与作用效应的组合:(挠度计算时用)水平荷载和作用效应组合:(最不利组合)S31 =ΨW·rW·WK+ΨE·rE·qEa.水平荷载和作用效应的分项系数rW :风荷载分项系数,rW=1.0rE :地震作用分项系数,rE=1.0b.水平荷载和作用效应的组合系数ΨW :风荷载组合系数,ΨW=1ΨE :地震作用组合系数,ΨE=0.6WK :风荷载标准值,WK=1.78KN/m2qE : 垂直于幕墙平面分布水平地震作用,qE=0.2KN/m2S31=1.0 1.0 1.78+0.6 1.0 0.2=1.9KN/m2S32=1.0 1.0 1.0+0.6 1.0 0.2=1.12KN/m2(四)、玻璃幕墙的验算1.幕墙杆件的强度验算:幕墙标高最高的为LMC004,标高为61.10m,竖挺地脚间距为2500,水平间距为1228.5;地脚间距最大的为LM0O2,标高为9.6m,竖挺水平间距为1228.5mm,地脚间距为4100mm。
工程设计计算书一.总述1.计算依据♦《建筑幕墙》JG3035-1996♦《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96♦《金属、石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001♦《建筑结构荷载规范》GB50009-2001♦《建筑抗震设计规范》GB50011-2001♦《民用建筑热工设计规范》GB50176-93♦《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-94♦《钢结构设计规范》GBJ17-88♦《建筑幕墙物理性能分级》GB/T15225-94♦《建筑幕墙风压变形性能测试方法》GB/T15227-94♦《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-97♦《绝热用岩棉、矿棉及其制品》GB/T11835-98♦《建筑结构静力计算手册》♦《铝窗制造》李之毅、苑建华等著♦ 其它资料(根据实际工程适当增减)2.荷载计算⑴作用在幕墙上的风荷载标准值按下式计算:风荷载.mcdW k=βgZ·μS·μZ·W O式中:W k-作用在幕墙上的风荷载标准值(KN/m2);βgZ-高度z处的阵风系数,查表7.5.1;μS-风荷载体型系数,查表7.3.1;μZ-风压高度变化系数,查表7.2.2;W O-基本风压,查表附录D.4按50年一遇取值。
本处系数取值按照《建筑结构荷载规范》GB50009-2001规定。
⑵地震作用按下式计算Q E=βE·αmax·G式中:Q E——作用于幕墙平面外水平地震作用(KN);G ——幕墙构件的重量(KN);αmax——水平地震影响系数最大值;βE——动力放大系数。
⑶荷载分项系数和组合系数的确定根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)及《玻璃幕墙工程技术规范》之精神,结合本工程的地区地理环境,建筑特点以及幕墙的受力情况,各分项系数和组合系数选择如下:①强度计算时分项系数组合系数重力荷载,γg取1.2风荷载,γw取1.4 风荷载,ψw取1.0地震作用,γE取1.3 地震作用,ψE取0.6温度作用,γT取1.2 温度作用,ψT取0.2 ②刚度计算时分项系数组合系数均按1.0采用风荷载,ψw取1.0地震作用,ψE取0.6温度作用,ψT取0.2 ⑷荷载和作用效应按下式进行组合:S=γg S g+ψwγw S w+ψEγE S E+ψTγT S T式中:S——荷载和作用效应组合后的设计值;S g——重力荷载作为永久荷载产生的效应;S w,S E,S T——分别为风荷载,地震作用和温度作用作为可变荷载和作用产生的效应;γg,γw,γE,γT——各效应的分项系数;ψw,ψE,ψT——分别为风荷载,地震作用和温度作用效应的组合系数。
玻璃幕墙钢结构工程计算书第一部分5-J轴与1/5-15轴相交柱(竖放桁架)设计一、设计任务根据使用方要求(详见建筑图),该立柱跨越7个楼层(3层至9层),主要承受幕墙自重、水平风荷载及地震作用,相邻柱距分别为:6600mm和8400mm。
施工图中构件编号GZ-4。
二、结构选型根据建筑功能要求及土建条件,采用如下图所示的空间三角桁架结构。
三、设计依据1、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)2、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)四、荷载分析根据建筑功能要求及相关规范,该构件结构考虑如下荷载作用:恒载:横梁及桁架自重0.78kN/m2,玻璃幕墙传来,恒载标准值取0.7kN/m2。
活载:风荷载标准值(50年一遇,建筑标高48米)1.15kN/m2地震作用(7度区,地震加速度0.15)0.42kN/m2水平组合荷载标准值:1.402kN/m2计算简图如下:五、内力、变形分析内力分析采用PKPM—STS软件并配合通用有限元分析程序ANSYS进行校核,杆件的内力、应力比、节点水平位移分析结果如下:风吸力作用下:受压杆最大内力(双肢中的一肢):826KN,受拉杆最大内力:1480KN强度最大应力比:0.80;稳定最大应力比:0.91节点最大位移:110mm=L/324,满足要求。
风压力作用下:受压杆最大内力:1747KN,受拉杆最大内力(双肢中的一肢):771KN强度最大应力比:受拉:0.82;受压:0.94;稳定最大应力比:0.92节点最大位移:110mm=L/324,满足要求。
六、节点设计钢柱下端作法见结构施工图,柱脚采用完全铰接设计,作用合力设计值为:413KN,抗剪螺栓采用Q345材质制作C级螺栓,抗剪强度取155 k N/m2,计算得螺栓最小直径46.9mm,实际采用52mm。
计算承压板厚33mm,实际取40mm。
第二部分5-B、C、D、E、F、G、H轴与1/5-15轴相交柱(竖放桁架)设计一、设计任务根据使用方要求(详见建筑图),该立柱跨越2个楼层(8—9层),主要承受幕墙自重、水平风荷载及地震作用,相邻柱距为:8400mm。
吴忠市人民医院迁建工程全科医师培训楼玻璃幕墙计算书设计单位:_________________________________________________计算人:___________________________________________________检查:____________________________________________________审核:__________________________________________________基本计算公式(1) . 场地类别划分 :地面粗糙度可分为 A 、B 、C D 四类:--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。
(2) . 风荷载计算 :幕墙属于薄壁外围护构件,根据《建筑结构荷载规范》 GB50009-2012 规定采用,垂直于 建筑物表面上的风荷载标准值,应按下述公式计算:1 当计算主要承重结构时W k = 3 z y s y z W o (GB50009 8.1.1-1)2当计算围护结构时W k =3 gz y s1y z W o (GB5ooo9 8.1.1-2) 式中:其中 : W k --- 垂直作用在幕墙表面上的风荷载标准值 (kN/m 1 2) ;定。
根据不同场地类型,按以下公式计算:3 gz=1+2g l io (Z/1O)-"其中g 为峰值因子,取值2.5 ,a 为地面粗糙度指数,l io 为10m 高名义湍流度。
经化简, 得:可按下列规定采用局部风压体型系数y S1:一、外表面按表 8.3.1-1 采用;取-1.2 取-2.0对封闭式建筑物,按表面风压的正负情况取 -0.2 或 0.2。
1 正压区 2负压区 — 对墙面,— 对墙角边, 二、内表面A 类场地 : y z =1.284X (Z/10) 0.24B 类场地 : y z =1.000X (Z/10) 0.30 C 类场地 : y z =0.544 X (Z/10) 0.44 D 类场地 : y z =0.262 X (Z/10)0.60按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 第 833 条y z --- 风压高度变化系数 , 按《建筑结构荷载规范》根据不同场地类型 , 按以下公式计算 验算围护构件及其连接的强度时,3 gz --- 高度 Z 处的阵风系数 , 按《建筑结构荷载规范》 GB5ooo9-2o12 第 8.6.1 条取A 类场地 3 gz =1+0.6 X (Z/10) -0.12B 类场地C 类场地D 类场地3 gz =1+0.7 X (Z/10) 3 gz =1+1.15X (Z/10)3 gz =1+1.95X (Z/10) -0.15 -0.22 -0.30GB50009-2012 第 8.2.1 条取定。
外滩中信城商业裙房幕墙工程结构计算书设计:校对:审核:批准:沈阳远大铝业工程有限公司2008年12月19日第一章基本资料一、设计依据1.“外滩中信城商业裙房”建施图纸、招标文件和答疑。
2. 上海地区气象资料及该工程的基本状况:1)结构设计使用年限为50年;2)工程地面粗糙度为C类,上海地区50年一遇基本风压为0.55KN/㎡;3)抗震设防烈度为7度,地面加速度为0.15g。
3. 技术规范和标准:1)幕墙工程技术规范《建筑幕墙》JG3035-1996《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》CECS 127:2001《点支式玻璃幕墙支承装置》JG 138-2001《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2003《金属与石材幕墙工程技术规范》 JGJ 133-20012)建筑及结构设计规范《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《钢结构设计规范》GB50017-2003《冷弯薄壁型钢结构设计规范》 GB50018-2002《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002《混凝土结构设计规范》 GB 50010-2002《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145-20043)材料标准《结构用不锈钢无缝钢管》GB/T14975-2002《碳素结构钢》GB700《铝合金建筑型材基材》 GB 5237.1-2004《铝合金建筑型材阳极氧化、着色型材》 GB 5237.2-2004《铝及铝合金加工产品的化学成分》GB/T3190《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》 GB/T 3098.1-2000《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》 GB/T 3098.2-2000《紧固件机械性能自攻螺钉》 GB/T 3098.5-2000《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱》 GB/T 3098.6-2000 《紧固件机械性能不锈钢螺母》 GB 3098/T.15-2000《浮法玻璃》 GB 11614-1999《中空玻璃》GB11944-2002《夹层玻璃》GB9962-1999《着色玻璃》GB/T18701-2002《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《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》 GB17841-1999《建筑用安全玻璃第2部分:钢化玻璃》GB15763.2-2005《玻璃幕墙光学性能》GB18091-2001《建筑用安全玻璃防火玻璃》GB15763.1-2001《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-2005《绝热用岩棉、矿渣棉及其制品》GB11835-984)性能检测及验收标准《建筑幕墙空气渗透性能检测方法》GB/T15226《建筑幕墙风压变形性能检测方法》GB/T15227《建筑幕墙雨水渗透性能检测方法》GB/T15228《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210-2001《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2002《建筑工程施工质量验收统一规范》GB50300-2001《建筑幕墙物理性能分级》GB/T15225《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》GB/T18250《玻璃幕墙工程质量检验标准》 JGJ/T 139-2001二、材料力学参数1. 材料强度1)玻璃强度设计值g f (2N/mm )表1.1 玻璃强度设计值2)钢材强度设计值s f (2N/mm )表1.2 钢材强度设计值3)铝合金强度设计值a f (2N/mm )表1.3 铝合金强度设计值2. 材料的弹性模量E (2N/mm )表1.4 材料的弹性模量3. 材料的泊松比ν表1.5 材料的泊松比4. 材料的重力密度g γ(3kN/m )表1.6材料的重力密度5.材料的线膨胀系数α(o 1/ C )表1.7 材料的线膨胀系数三、荷载组合原则仅列出荷载组合原则及分项系数,具体组合分别见面板与支承结构的计算。
幕墙的结构计算书l. 荷载计算:1.1风荷载计算:计算式:Wk=ξ×βD×μs×μz×Wo(KN/m2)式中:Wk——作用于幕墙的风荷载标准值(KN/m2)ξ——放大系数。
ξ=1.0βD—一阵风系数βD=2.25μs—风荷载荷的体型系数μs=±1.5μz——风荷载荷的高度系数。
Μz=1.83Wo——基本风压值。
Wo=0.44 KN/m2计算结果:Wk=2.72 KN/m21.2自重荷载计算:幕墙单元构件自重包括:铝合金型材、玻璃(铝板)及连接件的重量:计算式:G=η1×A1+η2×A2+η3×A3(KN /m 2)式中:G —单元构件的重量(KN )η1---玻璃单位面积重量(KN /m 2)η1=0.324KN /m 2A1----单元板玻璃安装面积m 2η2---型材及连接件单位面积安装重量(KN /m 2) η2=0.147KN /m 2A2-----单元板块的面积m 2A2=3.3 m 2计算结果:G=1.544KN1.3幕墙立柱型材断面的几何特性:Jy=699.98cm 4Wy=89.14 cm 3A=27.54 cm 2Wk=2.72 KN /m 2水平分格=1.8m 支点间距=1.85m计算弯矩=3KN.m E=0.7×105 MPa (铝型材)塑性发展系数取1.051.3.1幕墙立柱的挠度计算计算式:f max =JyE L P ...384..53 计算结果:f max =1.562mm校核:f max <f=1850/180=10.287mm结论:挠度满足要求。
1.3.2幕墙立柱的强度计算:计算式:WM A N γσ+=0 计算结果:бmax =32.05MPa校核:бmax <б=84.2MPa结论:强度满足要求1.4横框的挠度、强度计算:横框的挠度计算:1.4.1横框受二个方向荷载作用,产生两个方向挠度fx 和fy 计算式:总挠度: f=22y x f f +(mm)Wk=2.72 KN /m 2 水平分格=1.8m垂直分格=1.85m ,玻璃厚度=2×6=12mm地震作用=0.1127KN /m 2 玻璃自重=1.02KN风载弯矩=1.893kN.m 自重弯矩=0.2762m 3 Jx=135.878cm 4 Wx=24.429m 3Jv=166.453cm 4 Wy=24.339 m 3计算结果:f max =4.698mm校核: f max <f=1800/180=10mm (fx=4.615mm fy=0.879mm) 结论:挠度满足要求)(1023MPa Ap -⨯=压σ1.4.2横框的强度计算:横框截面承载力的计算式: 截面承载力:YY X X W M W M γγσ+= 计算结果:бmax =73.817MPaбmax <б=84.2MPa 结论:强度满足要求1.5 幕墙转接件1.5.1连接件与幕墙立柱连接螺栓抗剪强度计算:Wk=2.72 KN /m 2 地震作用=0.113KN /m 2 板块自重=1.554 水平分格=1.8m立柱支点间距=1.8m A2-70不锈钢螺栓安装数量=6颗 螺栓孔数=6个 螺栓直径=0.010m螺栓孔总壁厚=0.006m 承压面积=0.00036 m 2抗剪面积=0.002827 m 2计算结果: τ=4.636MPa核核: τ<fs=89MPa (不锈钢材料)计算结果:螺栓抗剪强度满足要求。
基本参数: 东莞地区 基本风压550 N/㎡抗震设防烈度6度Ⅰ.设计依据:《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB 50068-2001《建筑结构荷载规范》 GB 50009-2001(2006年版)《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2001《混凝土结构设计规范》 GB 50010-2002《钢结构设计规范》 GB 50017-2003《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 GB 50018-2002《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145-2004《玻璃幕墙工程技术规范》 JGJ 102-2003《金属与石材幕墙工程技术规范》 JGJ 133-2001《建筑幕墙》 GB/T21086-2007《玻璃幕墙工程质量检验标准》 JGJ/T 139-2001《铝合金建筑型材 基材》 GB/T 5237.1-2004《铝合金建筑型材 阳极氧化、着色型材》 GB 5237.2-2004《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》 GB 3098.1-2000《紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹》 GB 3098.2-2000《紧固件机械性能 自攻螺钉》 GB 3098.5-2000《紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉和螺柱》 GB 3098.6-2000 《紧固件机械性能 不锈钢螺母》 GB 3098.15-2000《浮法玻璃》 GB 11614-1999《镀膜玻璃 第2部分 低辐射镀膜玻璃》GB/T18915.2-2002《镀膜玻璃 第1部分 阳光控制镀膜玻璃》GB/T18915.1-2002 《建筑用安全玻璃 第2部分: 钢化玻璃》 GB 15763.2-2001《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》 GB 17841-1999《建筑结构静力计算手册 (第二版) 》Ⅱ.基本计算:一、风荷载计算标高为8m处风荷载计算W0:基本风压W0=550 N/㎡βgz: 8m高处阵风系数(按C类区计算)βgz=0.85×(1+(35^0.108)×(Z/10)^-0.22)=2.161μz: 8m高处风压高度变化系数(按C类区计算): (GB50009-2001)(2006年版)μz=0.224Z^0.44=0.559μs:局部风压体型系数(墙面区) 取:1.2风荷载标准值:Wk=βgz×μz×μs×W0 (GB50009-2001)(2006年版) =2.161×0.559×1.2×550=797.279 N/㎡风荷载设计值:W: 风荷载设计值(N/㎡)γw: 风荷载作用效应的分项系数:1.4按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 3.2.5 规定采用W=γw×Wk=1.4×797.279=1116.191 N/㎡二、幕墙立柱计算:幕墙立柱按简支梁力学模型进行设计计算:1. 荷载计算:(1)风荷载均布线荷载设计值(矩形分布)计算qw: 风荷载均布线荷载设计值(N/m)W: 风荷载设计值: 1116.191 N/㎡B: 幕墙分格宽: 1.5 mqw=W×B=1116.191×1.5=1674.287 N/m(2)地震荷载计算qE: 地震作用设计值(N/㎡):GAk: 玻璃幕墙构件(包括玻璃和框)的平均自重: 400 N/㎡垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值:qEA: 垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值 (N/㎡)qEk=5×αmax×GAk=5×0.04×400=80 N/㎡γE: 幕墙地震作用分项系数: 1.3qE=1.3×qEk=1.3×80=104 N/㎡qE线:水平地震作用均布线作用设计值(矩形分布)qE线=qE×B=104×1.5=156 N/m(3)立柱弯矩:M: 幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(N.m) q线: 风荷载和地震作用均布线荷载设计值(N/m)q线=q w+0.5×q E线=1674.287+0.5×156=1752.287 N/mL:立柱计算跨度:3.4mM=q线×L^2/8=1752.287×3.4^2/8=2532.055 N.m(4)立柱最小截面抵抗距预选值:Wx: 立柱最小截面抵抗距预选值(㎜^3)M: 幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(N·㎜) fa: 型材抗弯强度设计值85.5 N/㎜^2Wx=M/(1.05×fa)=2532055/(1.05×85.5)=28204 ㎜^3(5)立柱最小截面抵抗距预选值:Ix: 立柱最小惯性距预选值(㎜^4)qwk: 风荷载均布线荷载设计值(N/㎜)qwk=wk×B=0.000797279×1500=1.196 N/㎜H:立柱跨度:3400 ㎜E:铝材弹性模量:70000 N/㎜^2Ix=5×qwk×H^3/(384×E×(1/180))=5×1.196×3400^3/(384×70000×(1/180))=1573915 ㎜^42. 选用立柱型材的截面特性:立柱型材号:M170-1选用的立柱材料牌号:6063-T5型材强度设计值: 抗拉、抗压85.5 N/mm^2 抗剪49.6 N/mm^2型材弹性模量: E=70000 N/mm^2X轴惯性矩: Ix=400 cm^4Y轴惯性矩: Iy=50 cm^4立柱型材在弯矩作用方向净截面抵抗矩: Wn=40 cm^3立柱型材净截面积: An=15.55 cm^2立柱型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度: T=4 mm立柱型材计算剪应力处以上(或下)截面对中和轴的面积矩: Ss=30 cm^3 塑性发展系数: γ=1.053. 幕墙立柱的强度计算:校核依据: N/An+M/(γ×Wn)≤fa=85.5 N/mm^2(拉弯构件)B: 幕墙分格宽: 1.5 mGAk: 幕墙自重: 400 N/㎡幕墙自重线荷载:Gk=400×B/1000=400×1.5=600 N/mNk: 立柱受力:Nk=Gk×L=600×3.4=2040 NN: 立柱受力设计值:γG: 结构自重分项系数: 1.2N=1.2×Nk=1.2×2040=2448 Nσ: 立柱计算强度(N/mm^2)(立柱为拉弯构件)N: 立柱受力设计值: 2448 NAn: 立柱型材净截面面积: 15.55 cm^2M: 立柱弯矩: 2532.055 N.mWn: 立柱在弯矩作用方向净截面抵抗矩: 40 cm^3γ: 塑性发展系数:1.05σ=N/(An×10^2)+M/(1.05×Wn)=2448/(15.55×10^2)+2532.055/(1.05×40)=61.861 N/mm^261.861 N/mm^2<fa=85.5 N/mm^2所以立柱强度可以满足要求!4. 幕墙立柱的刚度计算:校核依据: df≤L/180df: 立柱最大挠度Du: 立柱最大挠度与其所在支承跨度(支点间的距离)比值: L: 立柱计算跨度: 3400㎜df=5×qWk×L^4/(384×0.7×Ix)=7.43 mmdf<L/180=3400/180=18.89所以立柱挠度可以满足要求!5. 立柱抗剪计算:校核依据: τmax≤[τ]=49.6 N/mm^2(1)Vwk: 风荷载作用下剪力标准值(N)Vwk=Wk×L×B/2=797.279×3.4×1.5/2=2033.061 N(2)Vw: 风荷载作用下剪力设计值(N)Vw=1.4×Vwk=1.4×2846.285=2846.285 N(3)VEk: 地震作用下剪力标准值(N)VEk=qEk×L×B/2=80×3.4×1.5/2=204 N(4)VE: 地震作用下剪力设计值(N)VE=1.3×VEk=1.3×204=265.2 N(5)V: 立柱所受剪力:采用Vw+0.5VE组合V=Vw+0.5×VE=2846.285+0.5×265.2=2978.885 N(6)立柱剪应力:τ: 立柱剪应力:Ss: 立柱型材计算剪应力处以上(或下)截面对中和轴的面积矩: 30 cm^3立柱型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度: T=4 mmIx: 立柱型材截面惯性矩: 400 cm^4τ=V×Ss×10^3/(Ix×10^4×T)=2978.885×30×10^3/(400×10^4×4)=5.585 N/mm^25.585 N/mm^2<[τ]=49.6 N/mm^2所以立柱抗剪强度可以满足要求!三、幕墙横梁计算1. 选用横梁型材的截面特性:选用型材号: M170-2选用的横梁材料牌号: 6063-T5横梁型材抗剪强度设计值: 49.6 N/mm^2横梁型材抗弯强度设计值: 85.5 N/mm^2横梁型材弹性模量: E=70000 N/mm^2Mx横梁绕截面X轴(平行于幕墙平面方向)的弯矩(N.mm)My横梁绕截面Y轴(垂直于幕墙平面方向)的弯矩(N.mm)Wnx横梁截面绕截面X轴(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩: Wnx=16.196 cm^3Wny横梁截面绕截面Y轴(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩: Wny=7.186 cm^3 型材截面积: A=7.564 cm^2γ塑性发展系数,可取 1.052. 幕墙横梁的强度计算:校核依据: Mx/γWnx+My/γWny≤fa=85.5 N/㎜^2(1)横梁在自重作用下的弯矩(N.m)横梁上分格高: 1.3 m横梁下分格高: 1.3 mH-横梁受荷单元高(应为上下分格高之和的一半): 1.3 m l-横梁跨度,l=1.5 mGAk: 横梁自重: 300 N/㎡Gk: 横梁自重荷载线分布均布荷载标准值(N/m):Gk=300×H=300×1.3=390 N/mG: 横梁自重荷载线分布均布荷载设计值(N/m)G=1.2×Gk=1.2×390=468 N/mMy: 横梁在自重荷载作用下的弯矩(N·m)My=G×B^2/8=468×1.5^2/8=131.625 N.m(2)横梁在风荷载作用下的弯矩(N·m)风荷载线分布最大集度标准值(梯形分布)qwk=Wk×H=797.279×1.3=1036.463 N/m风荷载线分布最大集度设计值qw=1.4×qwk=1.4×1036.463=1451.048 N/mMxw: 横梁在风荷载作用下的弯矩(N·m)Mxw=qw×B^2/12=1451.048×1.5^2/12=272.072 N.m(3)地震作用下横梁弯矩qEk: 横梁平面外地震作用:βE: 动力放大系数: 5αmax: 地震影响系数最大值: 0.04GAk: 幕墙构件自重: 300 N/㎡qEk=5×αmax×300=5×0.04×300=60 N/㎡qex: 水平地震作用最大集度标准值B: 幕墙分格宽: 1500 m水平地震作用最大集度标准值(梯形分布)qex=qEk×H=60×1.5=78 N/mqE: 水平地震作用最大集度设计值γE: 地震作用分项系数: 1.3qE=1.3×qex=1.3×78=101.4 N/mMxE: 地震作用下横梁弯矩:MxE=qE×B^2/12=101.4×1.5^2/12=19.013 N.m(4)横梁强度:σ: 横梁计算强度(N/mm^2):采用SG+SW+0.5SE组合Wnx: 横梁截面绕截面X轴的净截面抵抗矩: 16.196 cm^3 Wny: 横梁截面绕截面Y轴的净截面抵抗矩: 7.186 cm^3 γ: 塑性发展系数: 1.05σ=My/(γ×Wny)+Mxw/(γ×Wnx)+0.5×MxE/(γ×Wnx) =34.002 N/mm^234.002 N/mm^2<fa=85.5 N/mm^2所以横梁正应力强度可以满足要求!3. 幕墙横梁的抗剪强度计算:校核依据: τx=Vy×Sx/(Ix×tx)≤49.6 N/mm^2校核依据: τy=Vx×Sy/(Iy×ty)≤49.6 N/mm^2Vx-横梁竖直方向(X轴)的剪力设计值N;Vy-横梁水平方向(Y轴)的剪力设计值N;Sx-横梁截面计算剪应力处以上(或下)截面对中性轴(X轴)的面积矩=10.337 cm^3; Sy-横梁截面计算剪应力处左边(或右边)截面对中性轴(Y轴)的面积矩=5.13 cm^3; Ix-横梁绕截面X轴的毛截面惯性矩=72.853 cm^4;Iy-横梁绕截面y轴的毛截面惯性矩=20.7 cm^4;tx-横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度=2 ㎜;ty-横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度=2 ㎜;f-型材抗剪强度设计值=49.6 N/mm^2;(1)Vwk: 风荷载作用下横梁剪力标准值(N)Wk: 风荷载标准值: 797.279 N/㎡B: 幕墙分格宽: 1.5 m风荷载呈梯形分布时:Vwk=Wk×H×B/4=797.279×1.3×1.5/4=388.674 N(2)Vw: 风荷载作用下横梁剪力设计值(N)Vw=1.4×Vwk=1.4×388.674=544.144 N(3)VEk: 地震作用下横梁剪力标准值(N)地震作用呈梯形分布时:VEk=qEk×H×B/4=60×1.3×1.5/4=29.25 N(4)VE: 地震作用下横梁剪力设计值(N)γE: 地震作用分项系数: 1.3VE=1.3×VEk=1.3×29.25=38.025 N(5)Vy: 横梁水平方向(y轴)的剪力设计值(N):采用Vy=Vw+0.5VE组合Vy=Vw+0.5×VE=544.144+0.5×38.025=563.157 N(6)Vx: 横梁竖直方向(x轴)的剪力设计值(N):Vx=G×B/2=351 N(7)横梁剪应力τx=Vy×Sx/(Ix×10×tx)=563.157×10.337/(72.853×10×2)=3.995 N/mm^2τy=Vx×Sy/(Iy×10×ty)=351×5.13/(20.7×10×2)=4.349 N/mm^2τx=3.995 N/mm^2<f=49.6 N/mm^2τy=4.349 N/mm^2<f=49.6 N/mm^2所以横梁抗剪强度可以满足要求!4.幕墙横梁的刚度计算铝合金型材校核依据: df≤L/180横梁承受呈三角形分布风荷载作用时的最大荷载集度: qwk:风荷载线分布最大荷载集度标准值:1036.463 N/m 水平方向由风荷载作用产生的挠度:dfw=qwk×B^4/(120×E×Ix×10^7)=0.857 mm自重作用产生的挠度:dfG=5×GK×B^4/(384×E×Iy×10^7)=1.774 mm在风荷载标准值作用下,横梁的挠度为: dfw=0.857 mm 在重力荷载标准值作用下,横梁的挠度为: dfG=1.774 mm l-横梁跨度,l=1500 mm铝合金型材 dfw< l/180=8.333㎜铝合金型材 dfG<l/180=8.333㎜所以横梁挠度可以满足要求!。
钢材幕墙计算书全套1. 引言本文档旨在提供一份完整的钢材幕墙计算书,用于幕墙设计和施工过程中的计算和评估。
2. 幕墙基本参数- 幕墙尺寸:根据现场测量得出的具体尺寸,包括长度、高度和厚度等。
- 幕墙材质:钢材幕墙的材料选择,包括钢板类型、钢材规格等。
- 幕墙重量:结构材料的重量计算,包括钢材重量、连接件重量等。
- 幕墙固定方式:幕墙的固定模式,包括点支撑和整体吊装等。
3. 幕墙负荷计算- 自重计算:根据幕墙材料和尺寸计算出的自身重量。
- 风荷载计算:根据幕墙所在地的风速等级,计算出的风荷载大小。
- 温度荷载计算:考虑幕墙受温度变化引起的热胀冷缩效应,计算出的温度荷载大小。
4. 幕墙材料强度计算- 钢材强度计算:根据钢材材质和规格,计算出的钢材的屈服强度和抗拉强度等参数。
- 连接件强度计算:根据连接件的材质和规格,计算出的连接件的承载能力和抗拉强度等参数。
5. 幕墙结构稳定性计算- 幕墙整体稳定:考虑幕墙整体结构的抗倾覆、抗拉弯和抗剪等能力,进行相应的稳定性计算。
- 连接件稳定:根据连接件的受力情况,计算连接件的稳定性,并选择合适的连梁等结构加强措施。
6. 幕墙验算和评估- 幕墙的抗震性能验算:根据建筑抗震设计要求,对幕墙进行抗震性能验算。
- 幕墙的防火性能评估:根据建筑防火设计要求,评估幕墙的防火性能。
- 幕墙的透气性能评估:根据幕墙的设计要求,评估幕墙的透气性能。
7. 结论本文档提供了一份完整的钢材幕墙计算书,包含了幕墙基本参数、负荷计算、材料强度计算、结构稳定性计算以及验算和评估等内容。
通过这些计算和评估,可以确保钢材幕墙的设计和施工符合相关要求,保证幕墙的安全和可靠性。
xxxxxxxx项目全隐框玻璃幕墙设计计算书\目录1 计算引用的规范、标准及资料 (1)1.1 幕墙设计规范: (1)1.2 建筑设计规范: (1)1.3 铝材规范: (2)1.4 金属板及石材规范: (2)1.5 玻璃规范: (2)1.6 钢材规范: (3)1.7 胶类及密封材料规范: (3)1.8 门窗及五金件规范: (4)1.9 相关物理性能等级测试方法: (5)1.10 《建筑结构静力计算手册》(第二版) (5)1.11 土建图纸: (5)2 基本参数 (5)2.1 幕墙所在地区: (5)2.2 地面粗糙度分类等级: (5)2.3 抗震烈度: (6)3 幕墙承受荷载计算 (6)3.1 风荷载标准值的计算方法: (6)3.2 计算支撑结构时的风荷载标准值: (7)3.3 计算面板材料时的风荷载标准值: (7)3.4 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值: (7)3.5 作用效应组合: (7)4 幕墙立柱计算 (8)4.1 立柱型材选材计算: (9)4.2 确定材料的截面参数: (10)4.3 选用立柱型材的截面特性: (10)4.4 立柱的抗弯强度计算: (10)4.5 立柱的挠度计算: (11)4.6 立柱的抗剪计算: (11)5 幕墙横梁计算 (12)5.1 横梁型材选材计算: (13)5.2 确定材料的截面参数: (14)5.3 选用横梁型材的截面特性: (15)5.4 幕墙横梁的抗弯强度计算: (16)5.5 横梁的挠度计算: (16)5.6 横梁的抗剪计算:(三角荷载作用下) (17)6 玻璃板块的选用与校核 (18)6.1 玻璃板块荷载计算: (18)6.2 玻璃的强度计算: (19)6.3 玻璃最大挠度校核: (20)7 连接件计算 (21)7.1 横梁与角码间连接: (21)7.2 角码与立柱连接: (22)7.3 立柱与主结构连接: (23)8 幕墙埋件计算(后锚固结构) (25)8.1 荷载值计算: (25)8.2 锚栓群中承受拉力最大锚栓的拉力计算: (26)8.3 群锚受剪内力计算: (26)8.4 锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力计算: (27)8.5 混凝土锥体受拉破坏承载力计算: (27)8.6 锚栓或植筋钢材受剪破坏承载力计算: (29)8.7 混凝土楔形体受剪破坏承载力计算: (29)8.8 混凝土剪撬破坏承载能力计算: (31)8.9 拉剪复合受力承载力计算: (31)9 幕墙焊缝计算 (31)9.1 受力分析: (31)9.2 焊缝特性参数计算: (32)9.3 焊缝校核计算: (32)10 隐框玻璃幕墙胶类及伸缩缝计算 (33)10.1 抗震设计下结构硅酮密封胶的宽度计算: (33)10.2 结构硅酮密封胶粘接厚度的计算: (33)10.3 结构胶设计总结: (34)10.4 立柱连接伸缩缝计算: (34)10.5 耐侯胶胶缝计算: (35)11 幕墙板块压板计算 (35)11.1 压板的弯矩设计值计算: (35)11.2 压板的应力计算: (35)11.3 螺栓抗拉强度验算: (36)12 附录常用材料的力学及其它物理性能 (37)全隐框玻璃幕墙设计计算书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《点支式玻璃幕墙支承装置》 JG138-2001《吊挂式玻璃幕墙支承装置》 JG139-2001《建筑玻璃应用技术规程》 JGJ113-2003《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》 JGJ133-20011.2建筑设计规范:《采暖通风与空气调节设计规范》 GB50019-2003《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《高层民用建筑钢结构技术规范》 JGJ99-98《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/T97-95《工程网络计划技术规程》 JGJ/T121-99《公共建筑节能设计标准》 GB50189-2005《混凝土结构后锚固技术规程》 JGJ145-2004《混凝土结构设计规范》 GB50010-2002《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》 JG160-2004《既有居住建筑节能改造技术规程》 JGJ129-2004《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》 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《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/T3098.1-2000 《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 《铝合金窗》 GB/T8479-2003 《铝合金门》 GB/T8478-2003 《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 《地弹簧》 QB/T3884-1999 《铝合金门插锁》 QB/T3885-1999 《平开铝合金窗把手》 QB/T3886-1999 《铝合金撑挡》 QB/T3887-1999 《铝合金窗不锈钢滑撑》 QB/T3888-1999 《铝合金门窗拉手》 QB/T3889-1999 《铝合金窗锁》 QB/T3900-1999 《铝合金门锁》 QB/T3901-1999 《推拉铝合金门用滑轮》 QB/T3902-1999 《闭合器》 QB/T3893-1999 《外装门锁》 QB/T2473-2000 《弹子插芯门锁》 GB/T2474-2000 《叶片门锁》 QB/T2475-2000 《球型门锁》 QB/T2476-2000 《铜合金铸件》 GB/T13819-1992 《锌合压铸件》 GB/T13821-1992 《铝合金压铸件》 GB/T15114-1994 《铸件尺寸公差与机械加工余量》 QB/T6414-1999 《建筑门窗五金件插销》 JG214-2007《建筑门窗五金件传动机构用执手》 JG124-2007《建筑门窗五金件旋压执手》 JG213-2007《建筑门窗五金件合页(铰链)》 JG125-2007《建筑门窗五金件传动锁闭器》 JG126-2007《建筑门窗五金件滑撑》 JG127-2007《建筑门窗五金件滑轮》 JG129-2007《建筑门窗五金件多点锁闭器》 JG215-2007《建筑门窗五金件撑挡》 JG128-2007《建筑门窗五金件通用要求》 JG212-2007《建筑门窗五金件单点锁闭器》 JG130-2007《建筑门窗内平开下悬五金系统》 JG168-2004《钢塑共挤门窗》 JG207-2007《电动采光排烟窗》 JG189-20061.9相关物理性能等级测试方法:《玻璃幕墙工程质量检验标准》 JGJ/T139-2001《玻璃幕墙光学性能》 GB/T18091-2000《采暖居住建筑节能检验标准》 JGJ132-2001《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《建筑外窗保温性能分级及检测方法》 GB/T8484-2002《建筑外窗采光性能分级及检测方法》 GB/T11976-2002《建筑外窗抗风压性能分级及检测方法》 GB/T7106-2002《建筑外窗空气隔声性能分级及检测方法》 GB/T8485-2002《建筑外窗气密性能分级及检测方法》 GB/T7107-2002《建筑外窗水密性能分级及检测方法》 GB/T7108-2002《建筑装饰装修工程施工质量验收规范》 GB50210-2001《金属材料室温拉伸试验方法》 GB/T228-20021.10《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:上海地区;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》(GB50009-2001)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C类地形考虑。
一、项目概况本项目位于XX市XX区,建筑高度为XX米,总建筑面积为XX平方米。
幕墙工程采用铝单板、玻璃幕墙和石材幕墙相结合的形式,旨在提高建筑物的整体美观性和实用性。
以下为幕墙专项方案的计算书。
二、材料计算1. 铝单板- 面积计算:根据建筑图纸,铝单板总面积为XX平方米。
- 单位面积用量:铝单板厚度为2.0mm,单位面积用量为1.5平方米/吨。
- 总用量:XX平方米× 1.5平方米/吨 = XX吨。
2. 玻璃- 面积计算:根据建筑图纸,玻璃幕墙总面积为XX平方米。
- 单位面积用量:普通玻璃厚度为10mm,单位面积用量为2.5平方米/吨。
- 总用量:XX平方米× 2.5平方米/吨 = XX吨。
3. 石材- 面积计算:根据建筑图纸,石材幕墙总面积为XX平方米。
- 单位面积用量:石材厚度为20mm,单位面积用量为2.0平方米/吨。
- 总用量:XX平方米× 2.0平方米/吨 = XX吨。
三、结构计算1. 预埋件- 根据建筑图纸,预埋件数量为XX个。
- 单个预埋件重量为XXkg,总重量为XXkg。
2. 连接件- 根据建筑图纸,连接件数量为XX个。
- 单个连接件重量为XXkg,总重量为XXkg。
3. 龙骨- 根据建筑图纸,龙骨总长度为XX米。
- 单米重量为XXkg,总重量为XXkg。
四、施工计算1. 人工- 根据工程量,施工人员数量为XX人。
- 人工费用为XX元/人·天,总费用为XX元。
2. 机械- 根据工程量,所需机械数量为XX台。
- 机械租赁费用为XX元/台·天,总费用为XX元。
3. 材料运输- 根据工程量,材料运输费用为XX元。
五、费用计算1. 材料费- 铝单板费用:XX吨× XX元/吨 = XX元。
- 玻璃费用:XX吨× XX元/吨 = XX元。
- 石材费用:XX吨× XX元/吨 = XX元。
2. 人工费- 人工费用:XX元。
基本参数: 东莞地区 基本风压550 N/㎡抗震设防烈度6度Ⅰ.设计依据:《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB 50068-2001《建筑结构荷载规范》 GB 50009-2001(2006年版)《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2001《混凝土结构设计规范》 GB 50010-2002《钢结构设计规范》 GB 50017-2003《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 GB 50018-2002《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145-2004《玻璃幕墙工程技术规范》 JGJ 102-2003《金属与石材幕墙工程技术规范》 JGJ 133-2001《建筑幕墙》 GB/T21086-2007《玻璃幕墙工程质量检验标准》 JGJ/T 139-2001《铝合金建筑型材 基材》 GB/T 5237.1-2004《铝合金建筑型材 阳极氧化、着色型材》 GB 5237.2-2004《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》 GB 3098.1-2000《紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹》 GB 3098.2-2000《紧固件机械性能 自攻螺钉》 GB 3098.5-2000《紧固件机械性能 不锈钢螺栓、螺钉和螺柱》 GB 3098.6-2000 《紧固件机械性能 不锈钢螺母》 GB 3098.15-2000《浮法玻璃》 GB 11614-1999《镀膜玻璃 第2部分 低辐射镀膜玻璃》GB/T18915.2-2002《镀膜玻璃 第1部分 阳光控制镀膜玻璃》GB/T18915.1-2002 《建筑用安全玻璃 第2部分: 钢化玻璃》 GB 15763.2-2001《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》 GB 17841-1999《建筑结构静力计算手册 (第二版) 》Ⅱ.基本计算:一、风荷载计算标高为8m处风荷载计算W0:基本风压W0=550 N/㎡βgz: 8m高处阵风系数(按C类区计算)βgz=0.85×(1+(35^0.108)×(Z/10)^-0.22)=2.161μz: 8m高处风压高度变化系数(按C类区计算): (GB50009-2001)(2006年版)μz=0.224Z^0.44=0.559μs:局部风压体型系数(墙面区) 取:1.2风荷载标准值:Wk=βgz×μz×μs×W0 (GB50009-2001)(2006年版) =2.161×0.559×1.2×550=797.279 N/㎡风荷载设计值:W: 风荷载设计值(N/㎡)γw: 风荷载作用效应的分项系数:1.4按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 3.2.5 规定采用W=γw×Wk=1.4×797.279=1116.191 N/㎡二、幕墙立柱计算:幕墙立柱按简支梁力学模型进行设计计算:1. 荷载计算:(1)风荷载均布线荷载设计值(矩形分布)计算qw: 风荷载均布线荷载设计值(N/m)W: 风荷载设计值: 1116.191 N/㎡B: 幕墙分格宽: 1.5 mqw=W×B=1116.191×1.5=1674.287 N/m(2)地震荷载计算qE: 地震作用设计值(N/㎡):GAk: 玻璃幕墙构件(包括玻璃和框)的平均自重: 400 N/㎡垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值:qEA: 垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值 (N/㎡)qEk=5×αmax×GAk=5×0.04×400=80 N/㎡γE: 幕墙地震作用分项系数: 1.3qE=1.3×qEk=1.3×80=104 N/㎡qE线:水平地震作用均布线作用设计值(矩形分布)qE线=qE×B=104×1.5=156 N/m(3)立柱弯矩:M: 幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(N.m) q线: 风荷载和地震作用均布线荷载设计值(N/m)q线=q w+0.5×q E线=1674.287+0.5×156=1752.287 N/mL:立柱计算跨度:3.4mM=q线×L^2/8=1752.287×3.4^2/8=2532.055 N.m(4)立柱最小截面抵抗距预选值:Wx: 立柱最小截面抵抗距预选值(㎜^3)M: 幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(N·㎜) fa: 型材抗弯强度设计值85.5 N/㎜^2Wx=M/(1.05×fa)=2532055/(1.05×85.5)=28204 ㎜^3(5)立柱最小截面抵抗距预选值:Ix: 立柱最小惯性距预选值(㎜^4)qwk: 风荷载均布线荷载设计值(N/㎜)qwk=wk×B=0.000797279×1500=1.196 N/㎜H:立柱跨度:3400 ㎜E:铝材弹性模量:70000 N/㎜^2Ix=5×qwk×H^3/(384×E×(1/180))=5×1.196×3400^3/(384×70000×(1/180))=1573915 ㎜^42. 选用立柱型材的截面特性:立柱型材号:M170-1选用的立柱材料牌号:6063-T5型材强度设计值: 抗拉、抗压85.5 N/mm^2 抗剪49.6 N/mm^2型材弹性模量: E=70000 N/mm^2X轴惯性矩: Ix=400 cm^4Y轴惯性矩: Iy=50 cm^4立柱型材在弯矩作用方向净截面抵抗矩: Wn=40 cm^3立柱型材净截面积: An=15.55 cm^2立柱型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度: T=4 mm立柱型材计算剪应力处以上(或下)截面对中和轴的面积矩: Ss=30 cm^3 塑性发展系数: γ=1.053. 幕墙立柱的强度计算:校核依据: N/An+M/(γ×Wn)≤fa=85.5 N/mm^2(拉弯构件)B: 幕墙分格宽: 1.5 mGAk: 幕墙自重: 400 N/㎡幕墙自重线荷载:Gk=400×B/1000=400×1.5=600 N/mNk: 立柱受力:Nk=Gk×L=600×3.4=2040 NN: 立柱受力设计值:γG: 结构自重分项系数: 1.2N=1.2×Nk=1.2×2040=2448 Nσ: 立柱计算强度(N/mm^2)(立柱为拉弯构件)N: 立柱受力设计值: 2448 NAn: 立柱型材净截面面积: 15.55 cm^2M: 立柱弯矩: 2532.055 N.mWn: 立柱在弯矩作用方向净截面抵抗矩: 40 cm^3γ: 塑性发展系数:1.05σ=N/(An×10^2)+M/(1.05×Wn)=2448/(15.55×10^2)+2532.055/(1.05×40)=61.861 N/mm^261.861 N/mm^2<fa=85.5 N/mm^2所以立柱强度可以满足要求!4. 幕墙立柱的刚度计算:校核依据: df≤L/180df: 立柱最大挠度Du: 立柱最大挠度与其所在支承跨度(支点间的距离)比值: L: 立柱计算跨度: 3400㎜df=5×qWk×L^4/(384×0.7×Ix)=7.43 mmdf<L/180=3400/180=18.89所以立柱挠度可以满足要求!5. 立柱抗剪计算:校核依据: τmax≤[τ]=49.6 N/mm^2(1)Vwk: 风荷载作用下剪力标准值(N)Vwk=Wk×L×B/2=797.279×3.4×1.5/2=2033.061 N(2)Vw: 风荷载作用下剪力设计值(N)Vw=1.4×Vwk=1.4×2846.285=2846.285 N(3)VEk: 地震作用下剪力标准值(N)VEk=qEk×L×B/2=80×3.4×1.5/2=204 N(4)VE: 地震作用下剪力设计值(N)VE=1.3×VEk=1.3×204=265.2 N(5)V: 立柱所受剪力:采用Vw+0.5VE组合V=Vw+0.5×VE=2846.285+0.5×265.2=2978.885 N(6)立柱剪应力:τ: 立柱剪应力:Ss: 立柱型材计算剪应力处以上(或下)截面对中和轴的面积矩: 30 cm^3立柱型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度: T=4 mmIx: 立柱型材截面惯性矩: 400 cm^4τ=V×Ss×10^3/(Ix×10^4×T)=2978.885×30×10^3/(400×10^4×4)=5.585 N/mm^25.585 N/mm^2<[τ]=49.6 N/mm^2所以立柱抗剪强度可以满足要求!三、幕墙横梁计算1. 选用横梁型材的截面特性:选用型材号: M170-2选用的横梁材料牌号: 6063-T5横梁型材抗剪强度设计值: 49.6 N/mm^2横梁型材抗弯强度设计值: 85.5 N/mm^2横梁型材弹性模量: E=70000 N/mm^2Mx横梁绕截面X轴(平行于幕墙平面方向)的弯矩(N.mm)My横梁绕截面Y轴(垂直于幕墙平面方向)的弯矩(N.mm)Wnx横梁截面绕截面X轴(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩: Wnx=16.196 cm^3Wny横梁截面绕截面Y轴(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩: Wny=7.186 cm^3 型材截面积: A=7.564 cm^2γ塑性发展系数,可取 1.052. 幕墙横梁的强度计算:校核依据: Mx/γWnx+My/γWny≤fa=85.5 N/㎜^2(1)横梁在自重作用下的弯矩(N.m)横梁上分格高: 1.3 m横梁下分格高: 1.3 mH-横梁受荷单元高(应为上下分格高之和的一半): 1.3 ml-横梁跨度,l=1.5 mGAk: 横梁自重: 300 N/㎡Gk: 横梁自重荷载线分布均布荷载标准值(N/m):Gk=300×H=300×1.3=390 N/mG: 横梁自重荷载线分布均布荷载设计值(N/m) G=1.2×Gk=1.2×390=468 N/mMy: 横梁在自重荷载作用下的弯矩(N·m)My=G×B^2/8=468×1.5^2/8=131.625 N.m(2)横梁在风荷载作用下的弯矩(N·m)风荷载线分布最大集度标准值(梯形分布)qwk=Wk×H=797.279×1.3=1036.463 N/m风荷载线分布最大集度设计值qw=1.4×qwk=1.4×1036.463=1451.048 N/mMxw: 横梁在风荷载作用下的弯矩(N·m)Mxw=qw×B^2/12=1451.048×1.5^2/12=272.072 N.m(3)地震作用下横梁弯矩qEk: 横梁平面外地震作用:βE: 动力放大系数: 5αmax: 地震影响系数最大值: 0.04GAk: 幕墙构件自重: 300 N/㎡qEk=5×αmax×300=5×0.04×300=60 N/㎡qex: 水平地震作用最大集度标准值B: 幕墙分格宽: 1500 m水平地震作用最大集度标准值(梯形分布)qex=qEk×H=60×1.5=78 N/mqE: 水平地震作用最大集度设计值γE: 地震作用分项系数: 1.3qE=1.3×qex=1.3×78=101.4 N/mMxE: 地震作用下横梁弯矩:MxE=qE×B^2/12=101.4×1.5^2/12=19.013 N.m(4)横梁强度:σ: 横梁计算强度(N/mm^2):采用SG+SW+0.5SE组合Wnx: 横梁截面绕截面X轴的净截面抵抗矩: 16.196 cm^3Wny: 横梁截面绕截面Y轴的净截面抵抗矩: 7.186 cm^3γ: 塑性发展系数: 1.05σ=My/(γ×Wny)+Mxw/(γ×Wnx)+0.5×MxE/(γ×Wnx)=34.002 N/mm^234.002 N/mm^2<fa=85.5 N/mm^2所以横梁正应力强度可以满足要求!3. 幕墙横梁的抗剪强度计算:校核依据: τx=Vy×Sx/(Ix×tx)≤49.6 N/mm^2校核依据: τy=Vx×Sy/(Iy×ty)≤49.6 N/mm^2Vx-横梁竖直方向(X轴)的剪力设计值N;Vy-横梁水平方向(Y轴)的剪力设计值N;Sx-横梁截面计算剪应力处以上(或下)截面对中性轴(X轴)的面积矩=10.337 cm^3; Sy-横梁截面计算剪应力处左边(或右边)截面对中性轴(Y轴)的面积矩=5.13 cm^3; Ix-横梁绕截面X轴的毛截面惯性矩=72.853 cm^4;Iy-横梁绕截面y轴的毛截面惯性矩=20.7 cm^4;tx-横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度=2 ㎜;ty-横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度=2 ㎜;f-型材抗剪强度设计值=49.6 N/mm^2;(1)Vwk: 风荷载作用下横梁剪力标准值(N)Wk: 风荷载标准值: 797.279 N/㎡B: 幕墙分格宽: 1.5 m风荷载呈梯形分布时:Vwk=Wk×H×B/4=797.279×1.3×1.5/4=388.674 N(2)Vw: 风荷载作用下横梁剪力设计值(N)Vw=1.4×Vwk=1.4×388.674=544.144 N(3)VEk: 地震作用下横梁剪力标准值(N)地震作用呈梯形分布时:VEk=qEk×H×B/4=60×1.3×1.5/4=29.25 N(4)VE: 地震作用下横梁剪力设计值(N)γE: 地震作用分项系数: 1.3VE=1.3×VEk=1.3×29.25=38.025 N(5)Vy: 横梁水平方向(y轴)的剪力设计值(N): 采用Vy=Vw+0.5VE组合Vy=Vw+0.5×VE=544.144+0.5×38.025=563.157 N(6)Vx: 横梁竖直方向(x轴)的剪力设计值(N): Vx=G×B/2=351 N(7)横梁剪应力τx=Vy×Sx/(Ix×10×tx)=563.157×10.337/(72.853×10×2) =3.995 N/mm^2τy=Vx×Sy/(Iy×10×ty)=351×5.13/(20.7×10×2)=4.349 N/mm^2τx=3.995 N/mm^2<f=49.6 N/mm^2τy=4.349 N/mm^2<f=49.6 N/mm^2所以横梁抗剪强度可以满足要求!4.幕墙横梁的刚度计算铝合金型材校核依据: df≤L/180横梁承受呈三角形分布风荷载作用时的最大荷载集度: qwk:风荷载线分布最大荷载集度标准值:1036.463 N/m 水平方向由风荷载作用产生的挠度:dfw=qwk×B^4/(120×E×Ix×10^7)=0.857 mm自重作用产生的挠度:dfG=5×GK×B^4/(384×E×Iy×10^7)=1.774 mm在风荷载标准值作用下,横梁的挠度为: dfw=0.857 mm 在重力荷载标准值作用下,横梁的挠度为: dfG=1.774 mm l-横梁跨度,l=1500 mm铝合金型材 dfw< l/180=8.333㎜铝合金型材 dfG<l/180=8.333㎜所以横梁挠度可以满足要求!。