120系列幕墙计算书

玻璃抗风压计算书基本参数:分格B×H=2.350(m)×1.500(m)抗震七度设防（一）风荷载设计值：1.风荷载标准值计算:设计按50年一遇风压计算Wk:作用在玻璃上的风荷载标准值(kN/m2)Wo:郑州30年一遇十分钟平均最大风压:0.400kN/m2根据现行建筑结构荷载规范GBJ9-87附图(全国基本风压分布图)中数值采用βz:瞬时风压的阵风系数:取2.25μs:风荷载体型系数:1.5μz:8.000m高处风压高度变化系数:μz=1.000Wk=βz×μz×μs×W0(5.2.2)=2.25×1.000×1.5×0.400=1.35kN/m22.风荷载设计值:W:风荷载设计值:kN/m2rw: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(5.1.6)条规定采用W=rw×Wk=1.4×1.35=1.89kN/m2（二）、玻璃的选用与校核:本工程选用玻璃种类为:浮法玻璃1.玻璃面积:B:玻璃分格宽:1.500mH:玻璃分格高:2.350mA:玻璃板块面积:A=B×H=2.350×1.500=3.525m22.玻璃板块自重:GAk:玻璃板块平均自重:t:玻璃板块厚度:10.0mm玻璃的体积密度为:25.6(KN/M3)按5.2.1采用GAk=25.6×t/1000=25.6×10.0/1000=0.256kN/m23.垂直于玻璃平面的分布水平地震作用:αmax:水平地震影响系数最大值:0.080qEAk:垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m2)qEAk=3×αmax×GAk=3×0.080×0.256=0.061kN/m2rE:地震作用分项系数:1.3qEA:垂直于玻璃平面的分布水平地震作用设计值(kN/m2)qEA=rE×qEAk=1.3×qEAK=1.3×0.061=0.079kN/m24.玻璃的强度计算:校核依据:σ≤ｆg=28.000N/mm2q:玻璃所受组合荷载:a:玻璃短边边长:1.500mb:玻璃长边边长:2.350mt:玻璃厚度:10.0mmψ:玻璃板面跨中弯曲系数,按边长比a/b查表5.4.1得:0.0804σw:玻璃所受应力:采用Sw+0.6SE组合:q=W+0.6×qEA=1.89+0.6×0.079=1.94kN/m2σw=6×ψ×q×a2×1000/t2=6×0.0804×1.94×12×1000/102=21.06N/mm221.06N/mm2≤ｆg=28.000N/mm2玻璃的强度满足（三）.玻璃最大面积校核:Azd:玻璃的允许最大面积(m2)Wk:风荷载标准值:1.35kN/m2t:玻璃厚度:10.0mmα1:玻璃种类调整系数:1.000A:计算校核处玻璃板块面积:3.525m2Azd=0.3×α1×(t+t2/4)/Wk(6.2.7-1)=0.3×1.000×(10.0+10.02/4)/1.35=7.78m2A=3.525m2≤Azd=7.78m2可以满足使用要求三、幕墙杆件计算:幕墙立柱按简支梁力学模型进行设计计算：1.选料:(1)风荷载线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)qw:风荷载线分布最大荷载集度设计值(kN/m)rw:风荷载作用效应的分项系数：1.4Wk:风荷载标准值:1.48KN/m2B:幕墙分格宽:1.000mqw=1.4×Wk×B=1.4×1.48×1.0=2.072kN/m(2)立柱弯矩:Mw:风荷载作用下立柱弯矩(kN·m)qw:风荷载线分布最大荷载集度设计值:2.072(kN/m)Hsjcg:立柱计算跨度:3.0mMw=qw*hsjcg^2/8=2.072×3.0^2/8=2.331kN·mqEA:地震作用设计值(KN/M2):qEAK:地震作用标准值(KN/M2):0.037kN/m2γE:幕墙地震作用分项系数:1.3qEA=1.3×qEAk=1.3×0.037=0.0481kN/m2qE：水平地震作用线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)qE=qEA×B=0.0481×1.0=0.0481KN/mME:地震作用下立柱弯矩(kN·m):ME=qE×HSjcg^2/8=0.0481×3.0^2/8=0.054kN·mM:幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kN·m)采用Sw+0.6SE组合M=Mw+0.6×ME=2.331+0.6×0.054=2.363kN·m(3)W:立柱抗弯矩预选值(cm3)W=M×103/1.05/84.2=2.363×103/1.05/84.2=26.73cm3qWk:风荷载线分布最大荷载集度标准值(kN/m)qwk=Wk×B=1.48×1.0=1.48kN/mqEk:水平地震作用线分布最大荷载集度标准值(kN/m)qEk=qEAk_M×B=0.0481×1.0=0.0481kN/m(4)I1,I2:立柱惯性矩预选值(cm4)I1=900×(qwk+0.6×qEk)×Hsjcg^3/384/0.7=47.405cm4I2=5000×(qwk+0.6×qEk)×Hsjcg^3/384/0.7=31.6cm4选定立柱惯性矩应大于:31.6cm42.选用立柱型材的截面特性:选用系列:120铝型材强度设计值:84.200N/mm2铝型材弹性模量:E=7×106N/cm2X轴惯性矩:Ix=250cm4Y轴惯性矩:Iy=136cm4X轴抵抗矩:Wx1=41.7cm3X轴抵抗矩:Wx2=38.86cm3型材截面积:A=12.81cm2型材计算校核处壁厚:t=3.500mm型材截面面积矩:Ss=29.778cm3塑性发展系数:γ=1.053.幕墙立柱的强度计算:校核依据:N/A+m/γW≤ｆa=84.200N/mm2(拉弯构件)(5.5.3)B:幕墙分格宽:1.0mGAk:幕墙自重:400N/m2幕墙自重线荷载:Gk=400×Wfg/1000=400×1.0/1000=0.400kN/mNK:立柱受力:Nk=Gk×Hsjcg=0.400×3.00=1.2kNN:立柱受力设计值:rG:结构自重分项系数:1.2N=1.2×1.2=1.44kNσ:立柱计算强度(N/mm2)(立柱为拉弯构件)N:立柱受力设计值:1.44kNA:立柱型材截面积:12.81cm2m:立柱弯矩:2.363kN·mWx2:立柱截面抗弯矩:38.86cm3γ:塑性发展系数:1.05σ=N×10/A+M×103/1.05/Wx2=1.44×10/12.81+2.363×103/1.05/38.86=59.04N/mm259.04N/mm2≤ｆa=84.200N/mm2立柱强度可以满足4.幕墙立柱的刚度计算:校核依据:Umax≤[U]=20mm且Umax≤L/180(5.5.5)Umax:立柱最大挠度Umax=5×(0.981+0.6×0.072)×Hsjcg^4×1000/384/0.7/Ix立柱最大挠度Umax为:2.06mm≤20mmDu:立柱挠度与立柱计算跨度比值:Hsjcg:立柱计算跨度:3.000mDu=U/Hsjcg/1000=2.06/3.000/1000=0.0006≤1/180挠度可以满足要求5.立柱抗剪计算:校核依据:τmax≤[τ]=48.900N/mm2(1)Qwk:风荷载作用下剪力标准值(kN)Qwk=wk*Hsjcg*B/2=1.48*3.0*1.00/2=2.22kN(2)Qw:风荷载作用下剪力设计值(kN)Qw=1.4×Qwk=1.4×2.22=3.108kN(3)QEk:地震作用下剪力标准值(kN)Qek=Qeak_m*Hsjcg*B/2=0.0481*3.0*1.0/2=0.0722kN(4)QE:地震作用下剪力设计值(kN)QE=1.3×QEk=1.3×0.0722=0.0939kN(5)Q:立柱所受剪力:采用Qw+0.6QE组合Q=Qw+0.6×QE=3.108+0.6×0.0939=3.164kN(6)立柱剪应力:τ:立柱剪应力:Ss:立柱型材截面面积矩:29.778cm3Ix:立柱型材截面惯性矩:250.00cm4t:立柱壁厚:3.500mmτ=Q×Ss×100/Ix/t=3.164×29.778×100/250/3.500=10.77N/mm210.77N/mm2≤48.900N/mm2立柱抗剪强度可以满足6.选用横梁型材的截面特性:选用系列:120铝型材强度设计值:84.200N/mm2铝型材弹性模量:E=7×106N/cm2X轴惯性矩:Ix=23.189cm4Y轴惯性矩:Iy=30.551cm4X轴抵抗矩:Wx1=7.498cm3X轴抵抗矩:Wx2=10.050cm3Y轴抵抗矩:Wy1=8.684cm3Y轴抵抗矩:Wy2=10.420cm3型材截面积:A=6.973cm2型材计算校核处壁厚:t=3.000mm型材截面面积矩:Ss=6.718cm3塑性发展系数:γ=1.057.幕墙横梁的强度计算:校核依据:mx/γWx+my/γWy≤ｆa=84.200N/mm2(5.5.2)(1)横梁在自重作用下的弯矩(kN·m)H:幕墙分格高:1.500mGAk:横梁自重:300N/m2Gk:横梁自重荷载线分布均布荷载集度标准值(kN/m):Gk=300×H/1000=300×1.500/1000=0.450kN/mG:横梁自重荷载线分布均布荷载集度设计值(kN/m)G=1.2×Gk=1.2×0.450=0.54kN/mMx:横梁在自重荷载作用下的弯矩(kN·m)Mx=G×B2/8=0.54×1.02/8=0.068kN·m(2)横梁在风荷载作用下的弯矩(kN·m)风荷载线分布最大荷载集度标准值(三角形分布)qwk=WkXB=1.48X1.0=1.48kN/m风荷载线分布最大荷载集度设计值qw=1.4×qwk=1.4×1.48=2.072kN/mMyw:横梁在风荷载作用下的弯矩(kN·m)Myw=qw×B2/12=2.072×1.02/12=0.173kN·m(3)地震作用下横梁弯矩qEAk:横梁平面外地震荷载:βE:动力放大系数:3αmax:地震影响系数最大值:0.080Gk:幕墙构件自重:300N/m2qEAk=3×αmax×300/1000=3×0.080×300/1000=0.072kN/m2qex:水平地震作用线分布最大荷载集度标准值B:幕墙分格宽:1.0m水平地震作用线分布最大荷载集度标准值(三角形分布)qex=qeakXB=0.072X1.0=0.072KN/mqE:水平地震作用线分布最大荷载集度设计值γE:地震作用分项系数:1.3qE=1.3×qEx=1.3×0.072=0.0936kN/mMyE:地震作用下横梁弯矩:MyE=qE×B2/12=0.0936×1.02/12=0.0078kN·m(4)横梁强度:σ:横梁计算强度(N/mm2):采用SG+Sw+0.6SE组合Wx1:X轴抵抗矩:7.498cm3Wy2:y轴抵抗矩:10.420cm3γ:塑性发展系数:1.05σ=(0.064/5.297+0.0033/7.273+0.6×0.0033/7.273)×103/1.05=12.198N/mm212.198N/mm2≤ｆa=84.200N/mm2横梁正应力强度可以满足8.幕墙横梁的抗剪强度计算:校核依据:τmax≤[τ]=48.900N/mm2(1)Qwk:风荷载作用下横梁剪力标准值(kN)Wk:风荷载标准值:1.48kN/m2B:幕墙分格宽:1.0m风荷载线分布呈三角形分布时：Qwk=Wk×B2/4=1.48×1.02/4=0.37kN(2)Qw:风荷载作用下横梁剪力设计值(kN)Qw=1.4×Qwk=1.4×0.37=0.518kN(3)QEk:地震作用下横梁剪力标准值(kN)地震作用线分布呈三角形分布时：QEk=qEak×B2/4=0.072×1.02/4=0.018kN(4)QE:地震作用下横梁剪力设计值(kN)γE:地震作用分项系数:1.3QE=1.3×QEk=1.3×0.018=0.023kN(5)Q:横梁所受剪力:采用Qw+0.6QE组合Q=Qw+0.6×QE=0.5