【正文】 N：立柱軸力設(shè)計值 (N)； Mx：立柱彎矩設(shè)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 x：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(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》 GB 500182021，取 ； 對于熱軋型鋼龍骨，按 JGJ133 或 JGJ102 規(guī)范 ,取 ； 對于鋁合金龍骨，按最新《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB 504292021，取 ； fs：型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值，取 205MPa； 則： N/An+Mx/γ Wnx=+2668510/1/23560 =≤ 205MPa 立柱抗彎強(qiáng)度滿足要求。 立柱的撓度計算 因?yàn)閼T性矩預(yù)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(yù)選值，撓度就滿足要求： 實(shí)際選用的型材慣性矩為： Ix=942600mm4 預(yù)選值為： Ixmin= 實(shí)際撓度計算值為： df=5qkL4/384EIx =5 26004/384/206000/942600 = 而 df,lim= 所以，立柱撓度滿足規(guī)范要求。 立柱的抗剪計算 校核依據(jù)： τ max≤τ s=120MPa (立柱的抗剪強(qiáng)度設(shè)計值 ) (1)Vwk：風(fēng)荷載作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值 (N)： Vwk=wkBL/2 = 2100 2600/2 =2730N (2)Vw：風(fēng)荷載作用下剪力設(shè)計值 (N)： Vw= = 2730 鋁單板幕墻設(shè)計計算書 11 =3822N (3)VEk：地震作用下剪力標(biāo)準(zhǔn)值 (N)： VEk=qEAkBL/2 = 2100 2600/2 = (4)VE：地震作用下剪力設(shè)計值 (N)： VE= = = (5)V：立柱所受剪力設(shè)計值組合： 采用 Vw+： V=Vw+ =3822+ = (6)立柱剪應(yīng)力校核： τ max：立柱最大剪應(yīng)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)； τ max=VSx/Ixt = 14300/942600/8 = ≤ 120MPa 立柱抗剪強(qiáng)度滿足要求 ! 5 幕墻橫梁計算 基本參數(shù)： 1：計算點(diǎn)標(biāo)高： ； 2：橫梁跨度： B=2100mm； 3：橫梁上分格高： 1138mm； 橫梁下分格高： 1138mm； 4：橫梁計算間距： H=1138mm； 5：力學(xué)模型：梯形荷載簡支梁； 6：板塊配置：鋁單板； 7：橫梁材質(zhì)： Q235； 因?yàn)?BH，所以本處幕墻橫梁按梯形荷載簡支梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計計算，受力模型如下： 鋁單板幕墻設(shè)計計算書 12 橫梁型材選材計算 (1)橫梁在風(fēng)荷載作用下的線荷載集度 (按梯形分布 )： qwk：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值 (N/mm)； wk：風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 (MPa)； H：幕墻橫梁計算間距 (mm)； qwk=wkH = 1138 = qw：風(fēng)荷載線分布最大荷載集度設(shè)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 (按梯形分布 )： qEAk：垂直于幕墻平面的分布水平地震作用 (MPa)； β E：動力放大系數(shù)，取 ； α max：水平地震影響系數(shù)最大值，取 ； Gk：幕墻構(gòu)件的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值 (N)， (主要指面板 組件 )； A：幕墻平面面積 (mm2)； qEAk=β Eα maxGk/A …… [JGJ1022021] = = qEk：橫梁受水平地震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值 (N/mm)； H：幕墻橫梁計算間距 (mm)； qEk=qEAkH = 1138 = qE：橫梁受水平地震作用線荷載集度設(shè)計值 (N/mm)； qE= = =(3)幕墻橫梁受荷載集度組合： 用于強(qiáng)度計算時，采用 Sw+： …… [JGJ1022021] q=qw+ =+ =用于撓度計算時，采用 Sw標(biāo)準(zhǔn)值： …… [JGJ1022021] qk=qwk =(4)橫梁在風(fēng)荷載及地震組合作用下的彎矩值 (按梯形分布 )： My：橫梁受風(fēng)荷載及地震作用彎矩組合設(shè)計值 (N mm)； Mw：風(fēng)荷載作用下橫梁產(chǎn)生的彎矩 (N mm)； ME：地震作用下橫梁產(chǎn)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+： …… [JGJ1022021] Mw=qwB2(3(H/B)2)/24 ME=qEB2(3(H/B)2)/24 My=Mw+ =qB2(3(H/B)2)/24 = 21002 (3(1138/2100)2)/24 = 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(biāo)準(zhǔn)值 (N/mm)； H1：橫梁自重荷載作用高度 (mm)，對掛式結(jié)構(gòu)取橫梁下分格高，對非掛式結(jié)構(gòu)取橫梁上分格高； Gk= H1 = 1138 鋁單板幕墻設(shè)計計算書 13 = G：橫梁自重線荷載設(shè)計值 (N/mm)； G= = = Mx：橫梁在自重荷載作用下的彎矩設(shè)計值 (N mm)； B：橫梁跨度 (mm)； Mx=GB2/8 = 21002/8 = mm 確定材料的截面參數(shù) (1)橫梁抵抗矩預(yù)選： Wnx：繞 X方向橫梁凈截面抵抗矩預(yù)選值 (mm3)； Wny：繞 Y方向橫梁凈截面抵抗矩預(yù)選值 (mm3)； Mx：橫梁在自重荷載作用下的彎矩 (N mm)； My： 風(fēng)荷載及地震作用彎矩組合值 (N mm)； γ x，γ y：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(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》 GB 500182021，取 ； 對于熱軋型鋼龍骨，按 JGJ133 或 JGJ102 規(guī)范 ,取 ； 對于鋁合金龍骨，按最新《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB 504292021，均取 ； fs：型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計值 (MPa)，對 Q235 取 215； 按下面公式計算： Wnx=Mx/γ xfs = = Wny=My/γ yfs = = (2)橫梁慣性矩預(yù)選： df1,lim：按規(guī)范要求，橫梁在水平力標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度限值 (mm)； df2,lim：按規(guī)范要求，橫梁在自重力標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度限值 (mm)； B：橫梁跨度 (mm)； 按相關(guān)規(guī)范，鋼材橫梁的相對撓度不應(yīng)大于 L/250，鋁材橫梁的相對撓度不應(yīng)大于 L/180； 《建筑幕 墻》 GB/T210862021 還有如下規(guī)定： 按 []，對于構(gòu)件式玻璃幕墻或單元幕墻（其它形式幕墻或外圍護(hù)結(jié)構(gòu)無絕對撓度限制）： 當(dāng)跨距≤ 4500mm 時，絕對撓度不應(yīng)該大于 20mm； 當(dāng)跨距＞ 4500mm 時，絕對撓度不應(yīng)該大于 30mm； 按 [， b]，自重標(biāo)準(zhǔn)值作用下?lián)隙炔粦?yīng)超過其跨度的 1/500，并且不應(yīng)大于 3mm； B/250=2100/250= B/500=2100/500= 對本例?。? df1,lim= df2,lim=3mm qk：風(fēng)荷載作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)值 (N/mm)； E：型材的彈性模量 (MPa)，對 Q235 取 206000MPa； Iymin：繞 Y軸最小慣性矩 (mm4)； B：橫梁跨度 (mm)； df1,lim=qkB4(25/85(H/2B)2+2(H/2B)4)/240EIymin …… (受風(fēng)荷載與地震作用的撓度計算 ) Iymin=qkB4(25/85(H/2B)2+2(H/2B)4)/240Edf1,lim = 21004(25/85(1138/2/2100)2+2(1138/2/2100)4)/240/206000/ = Gk：橫梁自重線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 (N/mm)； Ixmin：繞 X軸最小慣性矩 (mm4)； df2,lim=5GkB4/384EIxmin …… (自重作用下產(chǎn)生的撓度計算 ) Ixmin=5GkB4/384Edf2,lim 鋁單板幕墻設(shè)計計算書 14 =5 21004/384/206000/3 = 選用橫梁型材的截面特性 按照上面的預(yù)選結(jié)果選取型材： 選用型材號：鋼管 60 40 3 型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計值： 215MPa 型材抗剪強(qiáng)度設(shè)計值： 125MPa 型材彈性模量： E=206000MPa 繞 X軸慣性矩： Ix=208500mm4 繞 Y軸慣性矩： Iy=208500mm4 繞 X軸凈截面抵抗矩： Wnx1=8340mm3 繞 X軸凈截面抵抗矩： Wnx2=8340mm3 繞 Y軸凈截面抵抗矩： Wny1=8340mm3 繞 Y軸凈截面抵抗矩： Wny2=8340mm3 型材凈截面面積： An=564mm2 型材線密度：γ g= 橫梁與立柱連接時角片與橫梁連接處橫梁壁厚： t=3mm 橫梁截面垂直于 X軸腹板的截面總寬度： tx=6mm 橫梁截面垂直于 Y軸腹板的截面總寬度： ty=6mm 型材受力面對中性軸的面積矩 (繞 X軸 )： Sx=4980mm3 型材 受力面對中性軸的面積矩 (繞 Y軸 )： Sy=4980mm3 塑性發(fā)展系數(shù)：γ x=γ y= 幕墻橫梁的抗彎強(qiáng)度計算 按橫梁強(qiáng)度計算公式，應(yīng)滿足： Mx/γ xWnx+My/γ yWny≤ fs …… [JGJ1022021] 上式中： Mx：橫梁繞 X軸方向 (幕墻平面內(nèi)方向 )的彎矩設(shè)計值 (N mm)； My：橫梁繞 Y軸方向 (垂直于幕墻平面方向 )的彎矩設(shè)計值 (N mm)； Wnx：橫梁繞 X軸方向 (幕墻平面內(nèi)方向 )的凈 截面抵抗矩 (mm3)； Wny：橫梁繞 Y軸方向 (垂直于幕墻平面方向 )的凈截面抵抗矩 (mm3)； γ x、γ y： 對于冷彎薄壁型鋼龍骨，按《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》 GB 500182021，取 ； 對于熱軋型鋼龍骨，按 JGJ133 或 JGJ102 規(guī)范 ,取 ； 對于鋁合金龍骨，按最新《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB 504292021，均取 ； fs：型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值，取 215MPa。 采用 SG+Sw+，則： Mx/γ xWnx+My/γ yWny=+ =≤ 215MPa 橫梁抗彎強(qiáng)度滿足要求。 橫梁的撓度計算 因?yàn)閼T性矩預(yù)選是根據(jù)撓度限值計算的，所以只要選擇的橫梁慣性矩大于預(yù)選值，撓度就滿足要求： 實(shí)際選用的型材慣性矩為： Ix=208500mm4 Iy=208500mm4 預(yù)選值為： Ixmin= Iymin= 橫梁撓度的實(shí)際計