城市新區(qū)圖書館幕墻工程施工圖（石材幕墻 玻璃幕墻 鋁板幕墻）,城市新區(qū)圖書館幕墻工程施工圖（石材幕墻,玻璃幕墻,鋁板幕墻）,城市,新區(qū),圖書館,幕墻,工程,施工圖,石材,玻璃 城南新區(qū)圖書館 幕墻工程 設 計 計 算 書 設計： 校對： 審核： 批準： 幕墻裝飾工程有限公司 二〇一一年八月 目錄 1 計算引用的規(guī)范、標準及資料 1 1.1 幕墻設計規(guī)范： 1 1.2 建筑設計規(guī)范： 1 1.3 鋁材規(guī)范： 1 1.4 金屬板及石材規(guī)范： 2 1.5 玻璃規(guī)范： 2 1.6 鋼材規(guī)范： 3 1.7 膠類及密封材料規(guī)范： 3 1.8 五金件規(guī)范： 4 1.9 相關物理性能等級測試方法： 4 1.10 《建筑結構靜力計算手冊》(第二版) 4 1.11 土建圖紙： 4 2 基本參數(shù) 5 2.1 幕墻所在地區(qū) 5 2.2 地面粗糙度分類等級 5 2.3 抗震設防 5 3 分格1450mm，層高4800處玻璃幕墻 5 3.1 幕墻承受荷載計算 5 3.2 幕墻立柱計算 8 3.3 幕墻橫梁計算 13 3.4 玻璃板塊的選用與校核 19 3.5 連接件計算 23 3.6 顯豎隱橫玻璃幕墻膠類及伸縮縫計算 26 4 分格1450mm，層高6000mm處玻璃幕墻 29 4.1 幕墻承受荷載計算 29 4.2 幕墻立柱計算 31 4.3 連接件計算 36 4.4 幕墻埋件計算(后錨固結構) 38 4.5 幕墻轉接件強度計算 44 4.6 幕墻焊縫計算 45 5 分格2400mm，層高4800mm處玻璃幕墻 46 5.1 幕墻承受荷載計算 46 5.2 幕墻立柱計算 49 5.3 幕墻橫梁計算 54 5.4 玻璃板塊的選用與校核 60 5.5 連接件計算 63 5.6 顯豎隱橫玻璃幕墻膠類及伸縮縫計算 66 6 分格2400mm，層高6000mm處玻璃幕墻 69 6.1 幕墻承受荷載計算 69 6.2 幕墻立柱計算 72 6.3 連接件計算 78 6.4 幕墻埋件計算(后錨固結構) 80 6.5 幕墻轉接件強度計算 86 6.6 幕墻焊縫計算 87 7 分格2150mm，層高3600mm處玻璃幕墻 88 7.1 幕墻承受荷載計算 88 7.2 幕墻立柱計算 91 7.3 幕墻橫梁計算 96 7.4 玻璃板塊的選用與校核 102 7.5 連接件計算 105 7.6 幕墻埋件計算(后錨固結構) 110 7.7 幕墻轉接件強度計算 115 7.8 幕墻焊縫計算 116 7.9 顯豎隱橫玻璃幕墻膠類及伸縮縫計算 117 8 層高4800mm 處石材幕墻 120 8.1 幕墻承受荷載計算 120 8.2 幕墻立柱計算 123 8.3 幕墻橫梁計算 128 8.4 短槽式(托板)連接石材的選用與校核 134 8.5 連接件計算 137 8.6 石材幕墻幕墻膠類及伸縮縫計算 139 9 層高6000mm處石材幕墻 140 9.1 幕墻承受荷載計算 140 9.2 幕墻立柱計算 143 9.3 連接件計算 148 9.4 幕墻埋件計算(后錨固結構) 150 9.5 幕墻轉接件強度計算 156 9.6 幕墻焊縫計算 157 10 懸挑900mm處石材幕墻 159 10.1 SAP2000建模 159 10.2 施加荷載 159 10.3 強度驗算 160 10.4 幕墻埋件計算(后錨固計算) 163 11 鋁板包柱計算 168 11.1 幕墻承受荷載計算 168 11.2 幕墻立柱計算 170 11.3 幕墻橫梁計算 175 11.4 鋁單板的選用與校核 181 11.5 連接件計算 185 11.6 幕墻埋件計算(后錨固結構) 188 11.7 幕墻轉接件強度計算 194 11.8 幕墻焊縫計算 194 11.9 鋁單板幕墻幕墻膠類及伸縮縫計算 196 12 點式輕鋼玻璃雨篷 197 12.1 基本參數(shù) 197 12.2 雨篷荷載計算 197 12.3 雨篷桿件計算 202 12.4 雨篷焊縫計算 204 12.5 玻璃的選用與校核 205 12.6 雨篷埋件計算(后錨固結構) 209 12.7 點式雨篷玻璃孔位及駁接件強度計算 213 13 鋁板雨篷計算 216 13.1 雨篷荷載計算 216 13.2 SAP2000建模 222 13.3 計算及結果分析 223 14 附錄 常用材料的力學及其它物理性能 229 城南新區(qū)圖書館幕墻工程 幕墻裝飾工程有限公司 1 計算引用的規(guī)范、標準及資料 1.1 幕墻設計規(guī)范： 《鋁合金結構設計規(guī)范》 GB50429-2007 《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》 JGJ102-2003 《點支式玻璃幕墻工程技術規(guī)程》 CECS127-2001 《玻璃幕墻點支承裝置》 JG138-2010 《吊掛式玻璃幕墻支承裝置》 JG139-2001 《建筑瓷板裝飾工程技術規(guī)范》 CECS101：98 《建筑幕墻》 GB/T21086-2007 《金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范》 JGJ133-2001 《小單元建筑幕墻》 JG/T216-2008 1.2 建筑設計規(guī)范： 《地震震級的規(guī)定》 GB/T17740-1999 《鋼結構防火涂料》 GB14907-2002 《鋼結構設計規(guī)范》 GB50017-2003 《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》 JGJ3-2002 《高層民用建筑設計防火規(guī)范》 GB50045-95(2005年版) 《高處作業(yè)吊藍》 GB19155-2003 《工程抗震術語標準》 JGJ/T97-2010 《工程網絡計劃技術規(guī)程》 JGJ/T121-99 《混凝土結構后錨固技術規(guī)程》 JGJ145-2004 《混凝土結構設計規(guī)范》 GB50010-2010 《混凝土用膨脹型、擴孔型建筑錨栓》 JG160-2004 《建筑表面用有機硅防水劑》 JC/T902-2002 《建筑材料放射性核素限量》 GB6566-2010 《建筑防火封堵應用技術規(guī)程》 CECS154：2003 《建筑鋼結構焊接技術規(guī)程》 JGJ81-2002 《建筑工程抗震設防分類標準》 GB50223-2008 《建筑工程預應力施工規(guī)程》 CECS180：2005 《建筑結構荷載規(guī)范》 GB50009-2001(2006年版、局部修訂) 《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》 GB50068-2001 《建筑抗震設計規(guī)范》 GB50011-2010 《建筑設計防火規(guī)范》 GB50016-2006 《建筑物防雷設計規(guī)范》 GB50057-2010 《冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范》 GB50018-2002 《民用建筑設計通則》 GB50352-2005 《預應力筋用錨具、夾具和連接器應用技術規(guī)程》JGJ85-2010 1.3 鋁材規(guī)范： 《變形鋁及鋁合金化學成份》 GB/T3190-2008 《建筑用隔熱鋁合金型材》 JG175-2011 《建筑用鋁型材、鋁板氟碳涂層》 JG/T133-2000 《鋁合金建筑型材第1部分基材》 GB5237.1-2008 《鋁合金建筑型材第2部分陽極氧化、著色型材》 GB5237.2-2008 《鋁合金建筑型材第3部分電泳涂漆型材》 GB5237.3-2008 《鋁合金建筑型材第4部分粉末噴涂型材》 GB5237.4-2008 《鋁合金建筑型材第5部分氟碳漆噴涂型材》 GB5237.5-2008 《鋁合金建筑型材第6部分隔熱型材》 GB5237.6-2004 《鋁及鋁合金彩色涂層板、帶材》 YS/T431-2000 《一般工業(yè)用鋁及鋁合金板、帶材》 GB/T3880.1～3-2006 《鋁型材截面幾何參數(shù)算法及計算機程序要求》 YS/T437-2009 《有色電泳涂漆鋁合金建筑型材》 YS/T459-2003 1.4 金屬板及石材規(guī)范： 《干掛飾面石材及其金屬掛件》 JC830.1、2-2005 《建筑裝飾用微晶玻璃》 JC/T872-2000 《建筑幕墻用瓷板》 JG/T217-2007 《建筑裝飾用搪瓷鋼板》 JG/T234-2008 《微晶玻璃陶瓷復合磚》 JC/T994-2006 《超薄天然石材復合板》 JC/T1049-2007 《鋁幕墻板、板基》 YS/T429.1-2000 《鋁幕墻板、氟碳噴漆鋁單板》 YS/T429.2-2000 《建筑幕墻用鋁塑復合板》 GB/T17748-2008 《鋁塑復合板用鋁帶》 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 《天然花崗石荒料》 JC/T204-2001 《天然花崗石建筑板材》 GB/T18601-2009 《天然石材統(tǒng)一編號》 GB/T17670-2008 《天然飾面石材術語》 GB/T13890-2008 1.5 玻璃規(guī)范： 《鍍膜玻璃 第1部分：陽光控制鍍膜玻璃》 GB/T18915.1-2002 《鍍膜玻璃 第2部分：低輻射鍍膜玻璃》 GB/T18915.2-2002 《防彈玻璃》 GB17840-1999 《平板玻璃》 GB11614-2009 《建筑用安全玻璃 第3部分：夾層玻璃》 GB15763.3-2009 《建筑用安全玻璃 第2部分：鋼化玻璃》 GB15763.2-2005 《建筑用安全玻璃 防火玻璃》 GB15763.1-2009 《幕墻用鋼化玻璃與半鋼化玻璃》 GB17841-2008 《熱彎玻璃》 JC/T915-2003 《壓花玻璃》 JC/T511-2002 《中空玻璃》 GB/T11944-2002 1.6 鋼材規(guī)范： 《建筑結構用冷彎矩形鋼管》 JG/T178-2005 《不銹鋼棒》 GB/T1220-2007 《不銹鋼冷加工鋼棒》 GB/T4226-2009 《不銹鋼冷軋鋼板及鋼帶》 GB/T3280-2007 《不銹鋼熱軋鋼板及鋼帶》 GB/T4237-2007 《不銹鋼小直徑無縫鋼管》 GB/T3090-2000 《擦窗機》 GB19154-2003 《彩色涂層鋼板和鋼帶》 GB/T12754-2006 《低合金鋼焊條》 GB/T5118-1995 《低合金高強度結構鋼》 GB/T1591-2008 《建筑幕墻用鋼索壓管接頭》 JG/T201-2007 《耐候結構鋼》 GB/T4171-2008 《高碳鉻不銹鋼絲》 YB/T096—1997 《合金結構鋼》 GB/T3077-1999 《金屬覆蓋層鋼鐵制品熱鍍鋅層技術要求》 GB/T13912-2002 《冷拔異形鋼管》 GB/T3094-2000 《碳鋼焊條》 GB/T5117-1999 《碳素結構鋼》 GB/T700-2006 《碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋薄鋼板及鋼帶》GB/T912-2008 《碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋厚鋼板及鋼帶》GB/T3274-2007 《優(yōu)質碳素結構鋼》 GB/T699-1999 1.7 膠類及密封材料規(guī)范： 《丙烯酸酯建筑密封膏》 JC484-2006 《幕墻玻璃接縫用密封膠》 JC/T882-2001 《彩色涂層鋼板用建筑密封膠》 JC/T884-2001 《丁基橡膠防水密封膠粘帶》 JC/T942-2004 《干掛石材幕墻用環(huán)氧膠粘劑》 JC887-2001 《工業(yè)用橡膠板》 GB/T5574-1994 《混凝土建筑接縫用密封膠》 JC/T881-2001 《建筑窗用彈性密封劑》 JC485-2007 《建筑密封材料試驗方法》 GB/T13477.1～20-2002 《建筑用防霉密封膠》 JC/T885-2001 《建筑用硅酮結構密封膠》 GB16776-2005 《建筑用巖棉、礦渣棉絕熱制品》 GB/T19686-2005 《建筑用硬質塑料隔熱條》 JG/T174-2005 《建筑裝飾用天然石材防護劑》 JC/T973-2005 《聚氨酯建筑密封膠》 JC/T482-2003 《聚硫建筑密封膠》 JC/T483-2006 《絕熱用巖棉、礦棉及其制品》 GB/T11835-2007 《硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強度的測定》 GB/T529-1999 《石材用建筑密封膠》 JC/T883-2001 《橡膠袖珍硬度計壓入硬度試驗方法》 GB/T531-1999 《修補用天然橡膠膠粘劑》 HG/T3318-2002 《中空玻璃用彈性密封膠》 JC/T486-2001 《中空玻璃用丁基熱熔密封膠》 JC/T914-2003 1.8 五金件規(guī)范： 《封閉型沉頭抽芯鉚釘》 GB/T12616-2004 《封閉型平圓頭抽芯鉚釘》 GB/T12615-2004 《緊固件螺栓和螺釘》 GB/T5277-1985 《緊固件公差螺栓、螺釘、螺柱和螺母》 GB/T3103.1-2002 《緊固件機械性能不銹鋼螺母》 GB/T3098.15-2000 《緊固件機械性能不銹鋼螺栓、螺釘、螺柱》 GB/T3098.6-2000 《緊固件機械性能抽芯鉚釘》 GB/T3098.19-2004 《緊固件機械性能螺母、粗牙螺紋》 GB/T3098.2-2000 《緊固件機械性能螺母、細牙螺紋》 GB/T3098.4-2000 《緊固件機械性能螺栓、螺釘和螺柱》 GB/T3098.1-2010 《緊固件機械性能自攻螺釘》 GB/T3098.5-2000 《緊固件術語盲鉚釘》 GB/T3099-2004 《螺紋緊固件應力截面積和承載面積》 GB/T16823.1-1997 《十字槽盤頭螺釘》 GB/T818-2000 《銅合金鑄件》 GB/T13819-1992 《鋅合壓鑄件》 GB/T13821-1992 《鋁合金壓鑄件》 GB/T15114-2009 《鑄件尺寸公差與機械加工余量》 QB/T6414-1999 《電動采光排煙窗》 JG189-2006 1.9 相關物理性能等級測試方法： 《玻璃幕墻工程質量檢驗標準》 JGJ/T139-2001 《玻璃幕墻光學性能》 GB/T18091-2000 《彩色涂層鋼板和鋼帶試驗方法》 GB/T13448-2006 《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》 GB50205-2001 《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》 GB50204-2002 《建筑防水材料老化試驗方法》 GB/T18244-2000 《建筑幕墻氣密、水密、抗風壓性能檢測方法》 GB/T15227-2007 《建筑幕墻抗震性能振動臺試驗方法》 GB/T18575-2001 《建筑幕墻平面內變形性能檢測方法》 GB/T18250-2000 《建筑裝飾裝修工程質量驗收規(guī)范》 GB50210-2001 《金屬材料室溫拉伸試驗方法》 GB/T228-2002 1.10 《建筑結構靜力計算手冊》(第二版) 1.11 土建圖紙： 2 基本參數(shù) 2.1 幕墻所在地區(qū) 鹽城地區(qū)； 2.2 地面粗糙度分類等級 幕墻屬于外圍護構件，按《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2001) A類：指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)； B類：指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)； C類：指有密集建筑群的城市市區(qū)； D類：指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)； 依照上面分類標準，本工程按B類地形考慮。 2.3 抗震設防 按《建筑工程抗震設防分類標準》，建筑工程應分為以下四個抗震設防類別： 1.特殊設防類：指使用上有特殊設施，涉及國家公共安全的重大建筑工程和地震時可能發(fā)生嚴重次生災害等特別重大災害后果，需要進行特殊設防的建筑，簡稱甲類； 2.重點設防類：指地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復的生命線相關建筑，以及地震時可能導致大量人員傷亡等重大災害后果，需要提高設防標準的建筑，簡稱乙類； 3.標準設防類：指大量的除1、2、4款以外按標準要求進行設防的建筑，簡稱丙類； 4.適度設防類：指使用上人員稀少且震損不致產生次生災害，允許在一定條件下適度降低要求的建筑，簡稱丁類； 在維護結構抗震設計計算中： 1.特殊設防類，應按高于本地區(qū)抗震設防烈度提高一度的要求加強其抗震措施，同時，應按批準的地震安全性評價的結果且高于本地區(qū)抗震設防烈度的要求確定其地震作用； 2.重點設防類，應按高于本地區(qū)抗震設防烈度一度的要求加強其抗震措施，同時，應按本地區(qū)抗震設防烈度確定其地震作用； 3.標準設防類，應按本地區(qū)抗震設防烈度確定其抗震措施和地震作用； 4.適度設防類，應按本地區(qū)抗震設防烈度確定其抗震措施和地震作用； 根據(jù)國家規(guī)范《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2010，鹽城地區(qū)地震基本烈度為：7度，地震動峰值加速度為0.1g，由于本工程是標準設防類，因此實際抗震計算中的水平地震影響系數(shù)最大值應按本地區(qū)抗震設防烈度選取，也就是?。害羗ax=0.08； 3 分格1450mm，層高4800處玻璃幕墻 3.1 幕墻承受荷載計算 .3.1.1 風荷載標準值的計算方法 幕墻屬于外圍護構件，按建筑結構荷載規(guī)范(GB50009-2001 2006年版)計算： wk=βgzμzμs1w0 ……7.1.1-2[GB50009-2001 2006年版] 上式中： wk：作用在幕墻上的風荷載標準值(MPa)； Z：計算點標高：16.8m； βgz：瞬時風壓的陣風系數(shù)； 根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算(高度不足5m按5m計算)： βgz=K(1+2μf) 其中K為地面粗糙度調整系數(shù)，μf為脈動系數(shù) A類場地： βgz=0.92×(1+2μf) 其中：μf=0.387×(Z/10)-0.12 B類場地： βgz=0.89×(1+2μf) 其中：μf=0.5(Z/10)-0.16 C類場地： βgz=0.85×(1+2μf) 其中：μf=0.734(Z/10)-0.22 D類場地： βgz=0.80×(1+2μf) 其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3 對于B類地形，16.8m高度處瞬時風壓的陣風系數(shù)： βgz=0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.7091 μz：風壓高度變化系數(shù)； 根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算： A類場地： μz=1.379×(Z/10)0.24 當Z>300m時，取Z=300m，當Z<5m時，取Z=5m； B類場地： μz=(Z/10)0.32 當Z>350m時，取Z=350m，當Z<10m時，取Z=10m； C類場地： μz=0.616×(Z/10)0.44 當Z>400m時，取Z=400m，當Z<15m時，取Z=15m； D類場地： μz=0.318×(Z/10)0.60 當Z>450m時，取Z=450m，當Z<30m時，取Z=30m； 對于B類地形，16.8m高度處風壓高度變化系數(shù)： μz=1.000×(Z/10)0.32=1.1806 μs1：局部風壓體型系數(shù)； 按《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3條：驗算圍護構件及其連接的強度時，可按下列規(guī)定采用局部風壓體型系數(shù)μs1： 一、外表面 1. 正壓區(qū) 按表7.3.1采用； 2. 負壓區(qū) -對墻面， 取-1.0 -對墻角邊， 取-1.8 二、內表面 對封閉式建筑物，按表面風壓的正負情況取-0.2或0.2。 本計算點為大面位置。 按JGJ102-2003第5.3.2條文說明：風荷載在建筑物表面分布是不均勻的，在檐口附近、邊角部位較大。根據(jù)風洞試驗結果和國外的有關資料，在上述區(qū)域風吸力系數(shù)可取-1.8，其余墻面可考慮-1.0，由于維護結構有開啟的可能，所以還應考慮室內壓-0.2。對無開啟的結構，《建筑結構荷載規(guī)范》條文說明第7.3.3條指出“對封閉建筑物，考慮到建筑物內實際存在的個別洞口和縫隙，以及機械通風等因素，室內可能存在正負不同的氣壓，參照國外規(guī)范，大多取±(0.2-0.25)的壓力系數(shù)，現(xiàn)取±0.2”。即不論有無開啟扇，均要考慮內表面的局部體型系數(shù)。 另注：上述的局部體型系數(shù)μs1(1)是適用于圍護構件的從屬面積A小于或等于1m2的情況，當圍護構件的從屬面積A大于或等于10m2時，局部風壓體型系數(shù)μs1(10)可乘以折減系數(shù)0.8，當構件的從屬面積小于10m2而大于1m2時，局部風壓體型系數(shù)μs1(A)可按面積的對數(shù)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； μs1(10)=0.8μs1(1) w0：基本風壓值(MPa)，根據(jù)現(xiàn)行<<建筑結構荷載規(guī)范>>GB50009-2001附表D.4(全國基本風壓分布圖)中數(shù)值采用，但不小于0.3KN/m2，按重現(xiàn)期50年，鹽城地區(qū)取0.00045MPa； .3.1.2 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=1.45×4.8=6.96m2 LogA=0.843 μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA =0.831 μs1=0.831+0.2 =1.031 wk=βgzμzμs1w0 =1.7091×1.1806×1.031×0.00045 =0.000936MPa 因為wk<0.001MPa,所以按JGJ102-2003，取wk=0.001MPa. .3.1.3 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=1.45×1.2=1.74m2 LogA=0.241 μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA =0.952 μs1=0.952+0.2 =1.152 wk=βgzμzμs1w0 =1.7091×1.1806×1.152×0.00045 =0.001046MPa .3.1.4 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值 qEAk=βEαmaxGk/A ……5.3.4[JGJ102-2003] 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(shù),取5.0； αmax：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.08； Gk：幕墻構件的重力荷載標準值(N)； A：幕墻構件的面積(mm2)； .3.1.5 作用效應組合 荷載和作用效應按下式進行組合： S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk ……5.4.1[JGJ102-2003] 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(shù)； ψw、ψE：分別為風荷載，地震作用效應的組合系數(shù)。 上面的γG、γw、γE為分項系數(shù)，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]規(guī)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：1.2； 風 荷 載：γw：1.4； 地震作用：γE：1.3； 進行撓度計算時； 重力荷載：γG：1.0； 風 荷 載：γw：1.0； 地震作用：可不做組合考慮； 上式中，風荷載的組合系數(shù)ψw為1.0； 地震作用的組合系數(shù)ψE為0.5； 3.2 幕墻立柱計算 基本參數(shù)： 1：計算點標高：16.8m； 2：力學模型：雙跨梁； 3：立柱跨度：L=4800mm，短跨長L1=600mm，長跨長L2=4200mm； 4：立柱左分格寬：1450mm；立柱右分格寬：1450mm； 5：立柱計算間距：B=1450mm； 6：板塊配置：中空玻璃6 +6 mm； 7：立柱材質：6063-T5； 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： .3.2.1 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 =0.001×1450 =1.45N/mm qw：風荷載線分布最大荷載集度設計值(N/mm)； qw=1.4qwk =1.4×1.45 =2.03N/mm (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(shù)，取5.0； αmax：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.08； 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 ……5.3.4[JGJ102-2003] =5×0.08×0.0005 =0.0002MPa 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 =0.0002×1450 =0.29N/mm qE：水平地震作用線荷載集度設計值(N/mm)； qE=1.3qEk =1.3×0.29 =0.377N/mm (3)幕墻受荷載集度組合： 用于強度計算時，采用Sw+0.5SE設計值組合： ……5.4.1[JGJ102-2003] q=qw+0.5qE =2.03+0.5×0.377 =2.218N/mm 用于撓度計算時，采用Sw標準值： ……5.4.1[JGJ102-2003] qk=qwk =1.45N/mm (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(xiàn)。 M1：中支座彎矩(N·mm)； R1：中支座反力(N)； M1=-q(L13+L23)/8L =-2.218×(6003+42003)/8/4800 =-4291830N·mm R1=qL1/2-M1/L1+qL2/2-M1/L2 =2.218×600/2-(-4291830/600)+2.218×4200/2-(-4291830/4200) =13498.114N .3.2.2 確定材料的截面參數(shù) (1)截面的型材慣性矩要求： k2=0 k1=4M1/(qL22) =4×4291830/(2.218×42002) =0.439 查《建筑結構靜力計算手冊》第二版表3-9附注說明： x0=A/4+2R1/3cos(θ+240) 其中： A=2+k1-k2=2.439 R=((A/4)2-k1/2)3/2=0.059 θ=1/3arccos((A3-12k1A-8(1-2k1-k2))/64R)=26.537 x0=A/4+2R1/3cos(θ+240) =2.439/4+2×0.0591/3cos(26.537+240) =0.563 λ=x0(1-2k1+3k1x0-2x02-k1x02+x03) =0.1514 代入df,lim=λqkL24/24EIxmin 上式中： df,lim：按規(guī)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6063-T5取70000MPa； Ixmin：材料需滿足的繞X軸最小慣性矩(mm4)； L2/180=4200/180=23.333 按[5.1.1.2]《建筑幕墻》GB/T21086-2007的規(guī)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?。? df,lim=20mm 代入上式： Ixmin=λqkL24/24Edf,lim =0.1514×1.45×42004/24/70000/20 =2033067.33mm4 (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(N·mm)； γ：塑性發(fā)展系數(shù)： 對于冷彎薄壁型鋼龍骨，按《冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范》GB 50018-2002，取1.00； 　　　　對于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05； 對于鋁合金龍骨，按最新《鋁合金結構設計規(guī)范》GB 50429-2007，取1.00； fa ：型材抗彎強度設計值(MPa)，對6063-T5取90； Wnx=Mx/γfa =4291830/1.00/90 =47687mm3 .3.2.3 選用立柱型材的截面特性 按上一項計算結果選用型材號：QF1601A 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=3950800mm4 繞Y軸慣性矩：Iy=870820mm4 繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=49166mm3 繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx2=49606mm3 型材凈截面面積：An=1541.355mm2 型材線密度：γg=0.041617N/mm 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=37354mm3 塑性發(fā)展系數(shù)：γ=1.00 .3.2.4 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 =0.0005×1450×4800 =3480N N：立柱軸向拉力設計值(N)； N=1.2Nk =1.2×3480 =4176N (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 ……6.3.7[JGJ102-2003] 上式中： N：立柱軸力設計值(N)； Mx：立柱彎矩設計值(N·mm)； 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(fā)展系數(shù)： 對于冷彎薄壁型鋼龍骨，按《冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范》GB 50018-2002，取1.00； 　　　　對于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05； 對于鋁合金龍骨，按最新《鋁合金結構設計規(guī)范》GB 50429-2007，取1.00； fa：型材的抗彎強度設計值，取90MPa； 則： N/An+Mx/γWnx=4176/1541.355+4291830/1.00/49166 =90.00MPa 立柱抗彎強度滿足要求。 .3.2.5 立柱的撓度計算 因為慣性矩預選是根據(jù)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=3950800mm4 預選值為：Ixmin=2033067.33mm4 實際撓度計算值為： df=λqkL24/24EIx =0.1514×1.45×42004/24/70000/3950800 =10.292mm 而df,lim=20mm 所以，立柱撓度滿足規(guī)范要求。 .3.2.6 立柱的抗剪計算 校核依據(jù)： 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+0.5VE組合 Vw1左=-(qL1/2-M1/L1) =-(2.218×600/2-(-4291830/600)) =-7818.45N Vw1右=qL2/2-M1/L2 =2.218×4200/2-(-4291830/4200) =5679.664N 取V=7818.45N (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 =7818.45×37354/3950800/6 =12.32MPa 12.32MPa≤55MPa 立柱抗剪強度滿足要求! 3.3 幕墻橫梁計算 基本參數(shù)： 1：計算點標高：16.8m； 2：橫梁跨度：B=1450mm； 3：橫梁上分格高：1200mm；橫梁下分格高：1200mm； 4：橫梁計算間距：H=1200mm； 5：力學模型：梯形荷載簡支梁； 6：板塊配置：中空玻璃6 +6 mm； 7：橫梁材質：6063-T5； 因為B>H，所以本處幕墻橫梁按梯形荷載簡支梁力學模型進行設計計算，受力模型如下： .3.3.1 橫梁型材選材計算 (1)橫梁在風荷載作用下的線荷載集度(按梯形分布)： 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)； H：幕墻橫梁計算間距(mm)； qwk=wkH =0.001×1200 =1.2N/mm qw：風荷載線分布最大荷載集度設計值(N/mm)； qw=1.4qwk =1.4×1.2 =1.68N/mm (2)垂直于幕墻平面的分布水平地震作用的線荷載集度(按梯形分布)： 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(shù)，取5.0； αmax：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.08； 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 …… 5.3.4[JGJ102-2003] =5.0×0.08×0.0004 =0.00016MPa qEk：橫梁受水平地震作用線荷載集度標準值(N/mm)； H：幕墻橫梁計算間距(mm)； qEk=qEAkH =0.00016×1200 =0.192N/mm qE：橫梁受水平地震作用線荷載集度設計值(N/mm)； qE=1.3qEk =1.3×0.192 =0.25N/mm (3)幕墻橫梁受荷載集度組合： 用于強度計算時，采用Sw+0.5SE組合設計值： ……5.4.1[JGJ102-2003] q=qw+0.5qE =1.68+0.5×0.25 =1.805N/mm 用于撓度計算時，采用Sw標準值： ……5.4.1[JGJ102-2003] qk=qwk =1.2N/mm (4)橫梁在風荷載及地震組合作用下的彎矩值(按梯形分布)： My：橫梁受風荷載及地震作用彎矩組合設計值(N·mm)； Mw：風荷載作用下橫梁產生的彎矩(N·mm)； ME：地震作用下橫梁產生的彎矩(N·mm)； B：橫梁跨度(mm)； H：幕墻橫梁計算間距(mm)； 采用Sw+0.5SE組合： ……5.4.1[JGJ102-2003] Mw=qwB2(3-(H/B)2)/24 ME=qEB2(3-(H/B)2)/24 My=Mw+0.5ME =qB2(3-(H/B)2)/24 =1.805×14502×(3-(1200/1450)2)/24 =366076.562N·mm (5)橫梁在自重荷載作用下的彎矩值(按矩形分布)： Gk：橫梁自重線荷載標準值(N/mm)； H1：橫梁自重荷載作用高度(mm)，對掛式結構取橫梁下分格高，對非掛式結構取橫梁上分格高； Gk=0.0004×H1 =0.0004×1200 =0.48N/mm G：橫梁自重線荷載設計值(N/mm)； G=1.2Gk =1.2×0.48 =0.576N/mm Mx：橫梁在自重荷載作用下的彎矩設計值(N·mm)； B：橫梁跨度(mm)； Mx=GB2/8 =0.576×14502/8 =151380N·mm .3.3.2 確定材料的截面參數(shù) (1)橫梁抵抗矩預選： Wnx：繞X方向橫梁凈截面抵抗矩預選值(mm3)； Wny：繞Y方向橫梁凈截面抵抗矩預選值(mm3)； Mx：橫梁在自重荷載作用下的彎矩(N·mm)； My：風荷載及地震作用彎矩組合值(N·mm)； γx，γy：塑性發(fā)展系數(shù)： 對于冷彎薄壁型鋼龍骨，按《冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范》GB 50018-2002，取1.00； 　　　　對于熱軋型鋼龍骨，按JGJ133或JGJ102規(guī)范,取1.05； 對于鋁合金龍骨，按最新《鋁合金結構設計規(guī)范》GB 50429-2007，均取1.00； fa：型材抗彎強度設計值(MPa)，對6063-T5取90； 按下面公式計算： Wnx=Mx/γxfa =151380/1.00/90 =1682mm3 Wny=My/γyfa =36