伊戈爾幕墻工程全隱框玻璃幕墻設計計算書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 2時，局部風壓體型系數μs1(10)，當構件的從屬面積小于10m2而大于1m2時，局部風壓體型系數μs1(A)可按面積的對數線性插值，即： μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)μs1(1)]logA 在上式中：當A≥10m2時取A=10m2；當A≤1m2時取A=1m2； w0：基本風壓值(MPa)，根據現行建筑結構荷載規范(全國基本風壓分布圖)中數值采用，按重現期50年，； 計算支撐結構時的風荷載標準值 計算支撐結構時的構件從屬面積： A== LogA= μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)μs1(1)]logA = μs1=+ = wk=βgzμzμs1w0 = = 計算面板材料時的風荷載標準值 計算面板材料時的構件從屬面積： A== LogA= μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)μs1(1)]logA = μs1=+ = wk=βgzμzμs1w0 = = 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值 qEAk=βEαmaxGk/A ……[JGJ1022003] qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值(MPa)； βE：動力放大系數,； αmax：水平地震影響系數最大值，； Gk：幕墻構件的重力荷載標準值(N)； A：幕墻構件的面積(mm2)； 作用效應組合荷載和作用效應按下式進行組合： S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk ……[JGJ1022003]上式中： S：作用效應組合的設計值； SGk：重力荷載作為永久荷載產生的效應標準值； Swk、SEk：分別為風荷載，地震作用作為可變荷載產生的效應標準值； γG、γw、γE：各效應的分項系數； ψw、ψE：分別為風荷載，地震作用效應的組合系數。上面的γG、γw、γE為分項系數，、[JGJ1022003]規定如下：進行幕墻構件強度、連接件和預埋件承載力計算時： 重力荷載：γG：； 風 荷 載：γw：； 地震作用：γE：；進行撓度計算時； 重力荷載：γG：； 風 荷 載：γw：； 地震作用：可不做組合考慮；上式中，； ；4 幕墻立柱計算基本參數： 1：計算點標高：23m； 2：力學模型：雙跨梁； 3：立柱跨度：L=4600mm，短跨長L1=550mm，長跨長L2=4050mm； 4：立柱左分格寬：1470mm；立柱右分格寬：1470mm； 5：立柱計算間距：B=1470mm； 6：板塊配置：單片玻璃6 mm； 7：立柱材質：6063T5； 8：安裝方式：偏心受拉；本處幕墻立柱按雙跨梁力學模型進行設計計算，受力模型如下： 立柱型材選材計算(1)風荷載作用的線荷載集度(按矩形分布)： qwk：風荷載線分布最大荷載集度標準值(N/mm)； wk：風荷載標準值(MPa)； B：幕墻立柱計算間距(mm)； qwk=wkB =1470 = qw：風荷載線分布最大荷載集度設計值(N/mm)； qw= = =(2)水平地震作用線荷載集度(按矩形分布)： qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值(MPa)； βE：動力放大系數，； αmax：水平地震影響系數最大值，； Gk：幕墻構件的重力荷載標準值(N)，(含面板和框架)； A：幕墻平面面積(mm2)； qEAk=βEαmaxG/A ……[JGJ1022003] =5 = qEk：水平地震作用線荷載集度標準值(N/mm)； B：幕墻立柱計算間距(mm)； qEk=qEAkB =1470 = qE：水平地震作用線荷載集度設計值(N/mm)； qE= = =(3)幕墻受荷載集度組合：用于強度計算時，采用Sw+： ……[JGJ1022003] q=qw+ =+ =用于撓度計算時，采用Sw標準值： ……[JGJ1022003] qk=qwk =(4)求支座反力R1及最大彎矩： 由雙跨梁彎矩圖可知，兩支點0，2處彎矩為零，中支點彎矩最大為M1，而在均布荷載作用下，最大撓度在長跨內出現。 M1：中支座彎矩(Nmm)； R1：中支座反力(N)； M1=q(L13+L23)/8L =(5503+40503)/8/4600 =mm R1=qL1/2M1/L1+qL2/2M1/L2 =550/2()+4050/2() = 確定材料的截面參數(1)截面的型材慣性矩要求： k2=0 k1=4M1/(qL22) =4(40502) =查《建筑結構靜力計算手冊》第二版表39附注說明： x0=A/4+2R1/3cos(θ+240)其中： A=2+k1k2= R=((A/4)2k1/2)3/2= θ=1/3arccos((A312k1A8(12k1k2))/64R)= x0=A/4+2R1/3cos(θ+240) =+2(+240) = λ=x0(12k1+3k1x02x02k1x02+x03) =代入df,lim=λqkL24/24EIxmin上式中： df,lim：按規范要求，立柱的撓度限值(mm)； qk：風荷載線荷載集度標準值(N/mm)； L2：長跨長度(mm)； E：型材的彈性模量(MPa)，對6063T5取70000MPa； Ixmin：材料需滿足的繞X軸最小慣性矩(mm4)； L2/180=4050/180= 按[]《建筑幕墻》GB/T210862007的規定，對于構件式玻璃幕墻或單元幕墻（其它形式幕墻或外維護結構無絕對撓度限制）： 當跨距≤4500mm時，絕對撓度不應該大于20mm； 當跨距＞4500mm時，絕對撓度不應該大于30mm；對本例取： df,lim=20mm代入上式： Ixmin=λqkL24/24Edf,lim =40504/24/70000/20 =(2)截面的型材抵抗矩要求： Wnx：立柱凈截面抵抗矩預選值(mm3)； Mx：彎矩組合設計值即M1(Nmm)； γ：塑性發展系數： 對于鋼材龍骨，按JGJ133或JGJ102規范,； 對于鋁合金龍骨，按最新《鋁合金結構設計規范》GB 504292007，； fa ：型材抗彎強度設計值(MPa)，對6063T5取90； Wnx=Mx/γfa = = 選用立柱型材的截面特性 按上一項計算結果選用型材號：XHQ13801 型材的抗彎強度設計值：90MPa 型材的抗剪強度設計值：τa=55MPa 型材彈性模量：E=70000MPa 繞X軸慣性矩：Ix=4565390mm4 繞Y軸慣性矩：Iy=1309500mm4 繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=63422mm3 繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx2=69157mm3 型材凈截面面積：An= 型材線密度：γg= 型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度：t=6mm 型材受力面對中性軸的面積矩：Sx=40352mm3 塑性發展系數：γ= 立柱的抗彎強度計算(1)立柱軸向拉力設計值： Nk：立柱軸向拉力標準值(N)； qGAk：幕墻單位面積的自重標準值(MPa)； A：立柱單元的面積(mm2)； B：幕墻立柱計算間距(mm)； L：立柱跨度(mm)； Nk=qGAkA =qGAkBL =14704600 = N：立柱軸向拉力設計值(N)； N= = =(2)抗彎強度校核：按雙跨梁(受拉)立柱強度公式，應滿足： N/An+Mx/γWnx≤fa ……[JGJ1022003]上式中： N：立柱軸力設計值(N)； Mx：立柱彎矩設計值(Nmm)； An：立柱凈截面面積(mm2)； Wnx：在彎矩作用方向的凈截面抵抗矩(mm3)； γ：塑性發展系數： 對于鋼材龍骨，按JGJ133或JGJ102規范,； 對于鋁合金龍骨，按最新《鋁合金結構設計規范》GB 504292007，； fa：型材的抗彎強度設計值，取90MPa；則： N/An+Mx/γWnx=+ =≤90MPa立柱抗彎強度滿足要求。 立柱的撓度計算 因為慣性矩預選是根據撓度限值計算的，所以只要選擇的立柱慣性矩大于預選值，撓度就滿足要求： 實際選用的型材慣性矩為：Ix=4565390mm4 預選值為：Ixmin= 實際撓度計算值為： df=λqkL24/24EIx =40504/24/70000/4565390 = 而df,lim=20mm所以，立柱撓度滿足規范要求。 立柱的抗剪計算校核依據： τmax≤τa=55MPa (立柱的抗剪強度設計值)(1)求中支座剪力設計值：采用Vw+ Vw1左=(qL1/2M1/L1) =(550/2()) = Vw1右=qL2/2M1/L2 =4050/2() =取V=(2)立柱剪應力： τmax：立柱最大剪應力(MPa)； V：立柱所受剪力(N)； Sx：立柱型材受力面對中性軸的面積矩(mm3)； Ix：立柱型材截面慣性矩(mm4)； t：型材截面垂直于X軸腹板的截面總寬度(mm)； τmax=VSx/Ixt =40352/4565390/6 = ≤55MPa立柱抗剪強度滿足要求!5 幕墻橫梁計算基本參數： 1：計算點標高：23m； 2：橫梁跨度：B=1470mm； 3：橫梁上分格高：1560mm；橫梁下分格高：1560mm； 4：橫梁計算間距：H=1560mm； 5：力學模型：三角荷載簡支梁； 6：板塊配置：單片玻璃6 mm； 7：橫梁材質：6063T5；因為B≤H，所以本處幕墻橫梁按三角形荷載簡支梁力學模型進行設計計算，受力模型如下： 橫梁型材選材計算(1)橫梁在風荷載作用下的線荷載集度(按三角形分布)： qwk：風荷載線分布最大荷載集度標準值(N/mm)； wk：風荷載標準值(MPa)； B：橫梁跨度(mm)； qwk=wkB =1470 = qw：風荷載線分布最大荷載集度設計值(N/mm)； qw= = =(2)垂直于幕墻平面的分布水平地震作用的線荷載集度(按三角形分布)： qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用(MPa)； βE：動力放大系數，； αmax：水平地震影響系數最大值，； Gk：幕墻構件的重力荷載標準值(N)，(主要指面板組件)； A：幕墻平面面積(mm2)； qEAk=βEαmaxGk/A ……[JGJ1022003] = = qEk：橫梁受水平地震作用線荷載集度標準值(N/mm)； B：橫梁跨度(mm)； qEk=qEAkB =1470 = qE：橫梁受水平地震作用線荷載集度設計值(N/mm)； qE= = =(3)幕墻橫梁受荷載集度組合：用于強度計算時，采用Sw+： ……[JGJ1022003] q=qw+ =+ =用于撓度計算時，采用Sw標準值： ……[JGJ1022003] qk=qwk =(4)橫梁在風荷載及地震組合作用下的彎矩值(按三角形分布)： My：橫梁受風荷載及地震作用彎矩組合設計值(Nm