【導(dǎo)讀】廣東啟源建筑工程設(shè)計院有限公司。二〇一一年五月十九日

　　

【正文】 (1)截面的型材慣性矩要求： k2=0 k1=4M1/(qL22) =4 ( 40502) = 伊戈?duì)柲粔こ倘[框玻璃幕墻設(shè)計計算書 廣東啟源建筑工程設(shè)計院有限公司 11 查《建筑結(jié)構(gòu)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=λ qkL24/24EIxmin 上式中： df,lim：按規(guī)范要求，立柱的撓度限值 (mm)； qk：風(fēng)荷載線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)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/T2108620xx 的規(guī)定，對于構(gòu)件式玻璃幕墻或單元幕墻（其它形式幕墻或外維護(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； 對本例?。? df,lim=20mm 代入上式： Ixmin=λ qkL24/24Edf,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(yù)選值 (mm3)； Mx：彎矩組合設(shè)計值即 M1(N mm)； γ：塑性發(fā)展系數(shù)： 對于鋼材龍骨，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 5042920xx，取 ； fa ：型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計值 (MPa)，對 6063T5取 90； Wnx=Mx/γ fa = = 選用立柱型材的截面特性 按上一項(xiàng)計算結(jié)果選用型材號： XHQ13801 型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值： 90MPa 型材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計值：τ a=55MPa 型材彈性模量： E=70000MPa 伊戈?duì)柲粔こ倘[框玻璃幕墻設(shè)計計算書 廣東啟源建筑工程設(shè)計院有限公司 12 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：γ g= 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(fā)展系數(shù)：γ = 立柱的抗彎強(qiáng)度計算 (1)立柱軸向拉力設(shè)計值： Nk：立柱軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值 (N)； qGAk：幕墻單位面積的自重標(biāo)準(zhǔn)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 = 1470 4600 = N：立柱軸向拉力設(shè)計值 (N)； N= = = (2)抗彎強(qiáng)度校核： 按雙跨梁 (受拉 )立柱強(qiáng)度公式，應(yīng)滿足： N/An+Mx/γ Wnx≤ fa ?? [JGJ10220xx] 上式中： 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：塑性發(fā)展系數(shù)： 對于鋼材龍骨，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 5042920xx，取 ； fa：型材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值，取 90MPa； 則： N/An+Mx/γ Wnx=+ =≤ 90MPa 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： 伊戈?duì)柲粔こ倘[框玻璃幕墻設(shè)計計算書 廣東啟源建筑工程設(shè)計院有限公司 13 實(shí)際選用的型材慣性矩為： Ix=4565390mm4 預(yù)選值為： Ixmin= 實(shí)際撓度計算值為： df=λ qkL24/24EIx = 40504/24/70000/4565390 = 而 df,lim=20mm 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 a=55MPa (立柱的抗剪強(qiáng)度設(shè)計值 ) (1)求中支座剪力設(shè)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(yīng)力： 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 = 40352/4565390/6 = ≤ 55MPa 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： 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(xué)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(zhì)： 6063T5； 伊戈?duì)柲粔こ倘[框玻璃幕墻設(shè)計計算書 廣東啟源建筑工程設(shè)計院有限公司 14 因?yàn)?B≤ H，所以本處幕墻橫梁按三角形荷載簡支梁力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計計算，受力模型如下： 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 (按三角形分布 )： 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)； B：橫梁跨度 (mm)； qwk=wkB = 1470 = 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 (按三角形分布 )： 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 ?? [JGJ10220xx] = = qEk：橫梁受水平地震作用線荷載集度標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計值 (N/mm)； qE= 伊戈?duì)柲粔こ倘[框玻璃幕墻設(shè)計計算書 廣東啟源建筑工程設(shè)計院有限公司 15 = =(3)幕墻橫梁受荷載集度組合： 用于強(qiáng)度計算時，采用 Sw+： ?? [JGJ10220xx] q=qw+ =+ =用于撓度計算時，采用 Sw標(biāo)準(zhǔn)值： ?? [JGJ10220xx] qk=qwk =(4)橫梁在風(fēng)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(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)； Mw=qwB2/12 ME=qEB2/12 采用 Sw+： My=Mw+ =qB2/12 = 14702/12 = 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 = 1560 = 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 = 14702/8 = mm 確定材料的截面參數(shù) (1)橫梁抵抗矩預(yù)選： Wnx：繞 X軸橫梁凈截面抵抗矩預(yù)選值 (mm3)； Wny：繞 Y軸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設(shè)計值 (N mm)； My：風(fēng)荷載及地震作用彎矩組合設(shè)計值 (N mm)； 伊戈?duì)柲粔こ倘[框玻璃幕墻設(shè)計計算書 廣東啟源建筑工程設(shè)計院有限公司 16 γ x，γ y：塑性發(fā)展系數(shù)： 對于鋼材龍骨，按 JGJ133 或 JGJ102 規(guī)范 ,均取 ； 對于鋁合金龍骨，按最新《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB 5042920xx，均取 ； fa：型材抗彎強(qiáng)度設(shè)計值 (MPa)，對 6063T5 取 90； 按下面公式計算： Wnx=Mx/γ xfa = = Wny=My/γ yfa = = (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/T2108620xx 還有如下規(guī)定： 按 []，對于構(gòu)件式玻璃幕墻或單元幕墻（其它形式幕墻或外維護(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/180=1470/180= B/500=1470/500= 對本例取： df1,lim= df2,lim= 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 6063T5 取 70000MPa； Iymin：繞 Y軸最小慣性矩 (mm4)； B：橫梁跨度 (mm)； df1,lim=qkB4/120EIymin ?? (受風(fēng)荷載與地震作用的撓度計算 ) Iymin=qkB4/120Edf1,lim = 14704/120/70000/ = Ixmin：繞