【正文】 qE 線 = qE（面） B （ 512b） 式中： MW—風荷載產生的彎距設計值（ ）； ME—水平地震作用產生的彎距設計值（ ）； qW—風荷載線荷載設計值（ N/m）； qE 線 —地震作用線荷載設計值（ N/m）。但在驗算立柱與 主體結構連接時不能用簡支梁兩支座中一個反力進行計算，而應取兩支座反力之和 (一跨只有一個連接點 )。 單跨梁（簡支梁）（圖 52） 圖 52 幕墻立柱每層用一處連接件與主體結構連接，每層立柱在連接處向上懸挑一段，上一層立柱下端用插芯連接支承在此懸挑端上，計算時取簡支梁計算簡圖是對結構作了簡化，假定立柱是以連接件為支座的單跨梁 (也可以認為是以樓層高度為跨度的簡支梁 )，這樣按簡支梁計算彎距與剪力。 H．角碼和立柱采用不同金屬材料時，應采用絕緣墊片分隔或采取其他有效措施防止雙金屬腐蝕。角碼應能承受橫梁的剪力，其厚度不應小于 3mm；角碼與立柱之間的連接螺釘或螺栓應滿足抗剪和抗扭承載力要求。 E．在樓層內單獨布置立柱時，其上、下端均宜與主體結構鉸接，宜采用上端懸掛方式；當柱支承點可能產生較大位移時，應采用與位移相適應的支承裝置。 D．多層或高層建筑中跨層通長布置立柱時，立柱與主體結構的連接支承點每層不宜少于一個；在混凝土實體墻面上，連接支承點宜加密。芯柱與上柱或下柱之間應采用機械連接方法加以固定。處于腐蝕嚴重環(huán)境下的鋼型材，應預留腐蝕厚度。 B．立柱可采用鋁合金型材或鋼型材。當采用大跨度開口截面橫梁時，橫梁上、下兩部分應按各自承擔的荷載和作用分別進行計算。鋼型材宜采用高耐候鋼，碳 素鋼型材應熱浸鍍鋅或采取其他有效防腐措施，焊縫應涂防銹涂料；處于嚴重腐蝕條件下的鋼型材，應預留腐蝕厚度。 表 橫梁截面寬厚比 b0/t 限值 截面部位 鋁型材 鋼型材 6063T5 6061T4 6063AT5 6063T6 6063AT6 6061T6 Q235 Q345 自由挑出 17 15 13 12 15 12 雙側加勁 50 45 40 35 40 33 圖 51 2）當橫梁跨度不大于 ，鋁合金型材截面主要受力部位的厚度不應小于 ；當橫梁跨度大于 時，其截面主要受力部位的厚度不應小于 。 腹板在上邊緣受橫向壓應力作用時，其臨界應力為： 100t σ =100(─ ─ )2 ≥σ （ 55）可得出： b b/t=100(100/110)1/2（ 110/σ ） 1/2=95(110/σ )1/2 如果取 t= ，則 b 可為 mm 。 式中：α =（σ σ ， ） /σ 對于腹板考慮翼板有彈性嵌固作用，并取嵌固系數(shù)為 ，當 E為 105N/mmσ =110 N/mm2時則腹板受純彎曲時其臨界應力為： 2E t σ er=───── (── )2=(100t/b)2≥σ （ 53） 可得出： 12(1υ 2) b b/t=100（ ） 1/2（ 110/σ ） 1/2=150(110/σ )1/2 如果取 t=、則 b 可為 375 mm 。 從上式可導出臨界應力為： π 2E t σ er=K───── (── )2 （ 52） 12(1υ 2) b 式中： E——彈性模量； t——壁厚； υ ——泊松比； K——穩(wěn)定系數(shù)； b——型 材寬度。 第五章 框支式玻璃幕墻結構設計 第一節(jié) 構件構造設計 型材壁厚是構件局部穩(wěn)定必須考慮的問題。鋁合金型材壁厚過薄會導致型材的局部屈曲失穩(wěn)（皺折失穩(wěn)），根據(jù)彈性理論，板在縱向均勻受壓下，屈曲的平衡微分方程為： ? 4 W ? 4 W ? 4 W ? 2 W D(── —— + 2──── + ── ——)+ N─── =0 （ 51） ? X4 ? X2? Y2 ? Y4 ? X2 式中： W——板的撓度 ； N——板單位寬度上所受壓力； D——板的柱面剛度 ,D=Et3/12(1υ 2)。 當板四邊簡支，在縱向不均勻受壓時穩(wěn)定系數(shù)最小值 Kmin近似為： 2 4 當 0α≤── ， Kmin≈─── 3 2 當── α≤ ， Kmin≈───── 3 當 α≤ 4 ， Kmin≈ 6α 2 受純彎曲時α =2 Kmin≈ 622=24，而較精確值為 。 當梁長與型材高之比大于 10:1，按無限長梁考慮時，在剪應力作用下腹板（考慮嵌固系數(shù) ）臨界剪應力為： π 2E t τ er=───── (── )2=(100t/b)1/2≥σ (3)1/2 （ 54） 可得出： 12(1υ 2) b b/t=100()1/2（ 110/σ ） 1/2=82(110/σ )1/2 如果取 t=、則 b 可為 205 mm 。 當梁在彎曲應力σ、剪應力τ和橫向壓應力σ c同時作用下， 矩型板臨界條件為： ───────────── σ σ c τ √ (─── + ─── )2+(── )2 ≤ 1 （ 56） σ er σ τ er 對鋁合金型材壁厚 JGJ1022021規(guī)定： 1． 橫梁 A．橫梁截面主要受力部位的厚度，應符合下列要求： 1）截面自由挑出部位（圖 51a）和雙側加勁部位（圖 51b）的寬厚比 b0/t 應符合表 的要求。型材孔壁與螺釘之間直接采用螺紋受力連接時，其局部截面厚度不應小于螺釘?shù)墓Q直徑； 3）鋼型材截面主要受力部位的厚度不應小于 . B．橫梁可采用鋁合金型材或鋼型材，鋁合金型材的表面處理應符合規(guī)范第 條的要求。 C．應根據(jù)板材在橫梁上的支承狀況決定橫梁的荷載，并計算橫梁承受的彎矩和剪力。 2．立柱 A．立柱截面主要受力部位的厚度，應符合下列要求： 1）鋁型材截面開口部位的厚度不應小于 ，閉口部位的厚度不應小于 ；型材孔壁與螺釘之間直接采用螺紋受力連接時，其局部厚度尚不應小于螺釘?shù)墓Q直徑； 2）鋼型材截面主 要受力部位的厚度不應小于 ； 3）對偏心受壓立柱，其截面寬厚比應符合規(guī)范第 條的相應規(guī)定。鋁合金型材的表面處理應符合本規(guī)范第 ；鋼型材宜采用高耐候鋼，碳素鋼型材應采用熱浸鍍鋅或采取其他有效防腐措施。 C．上、下立柱之間應留有不小于 15mm的縫隙，閉口型材可采用長度不小于 250mm的芯柱連接，芯柱與立柱應緊密配合。開口型材上柱與下柱之間可采用等強型材機 械連接。 每層設兩個支承點是直支承點宜采用圓孔，下支承點宜采用長圓孔。 F．橫梁可通過角碼、螺釘或螺栓與立柱連接。 G．立柱與主體之間每個受力連 接部位的連接螺栓不應少于 2 個，且連接螺栓直徑不宜小于 10mm。 第二節(jié) 構件設計計算 一 . 桿件設計計算 JGJ1022021 第 ：應根據(jù)立柱的實際支承條件，分別按單跨梁、雙跨梁或多跨鉸接梁計算由風荷載或地震作用產生的彎距，并按其支承條件計算立柱的軸向力。而實際上每層只有一個支座 (即相鄰兩跨共用一個支座 )，由于簡支梁跨中彎距最大，而跨中剪力為零，而支座剪力最大，彎距為零，彎距控制截面無剪力，剪力控制截面無彎距，只分別按彎距效應和剪力效應進行驗算。 簡支梁計算： 材料截面設計最大正應力值 σ =N/A0+M/≤ fa（ fS） （ 57） 式中：σ —材料截面設計最大正應力值； N—軸力（ N）； A0—構件凈截面積（ mm2）； M—彎距（ ）； W—截面抵抗矩 (mm3)； fa（ fS） —鋁型材（鋼材）強度設計值 (N/mm2)。 撓度 u=5qWKL4/384EI≤ 20mm （ 513） 相對撓度 u/L≤ 1/180 （ 514） 型材最小慣矩 I=5qWKL3/384E(1/180) （ 515a） 型材最小慣矩 I=5qWK L4/384E≤ 20mm （ 515b） 型材最小截面抵 W=（ MW+） /(fS) （ 516） 式中： u—撓度（ mm）； qWK—風荷載線荷載標準值（ N/mm2）； L—跨度（ mm）； E—彈性模量（ N/mm2）； I— 慣矩（ mm3） W—截面抵抗矩（ mm3）； fa（ S） —鋁合金型材（鋼材）強度設計值。 材料截面設計最大正應力值 σ =N/Φ A0+M/γ W()≤ fa(fS) （ 517a） NE=π 2EA/ 2 （ 518b） 迥轉半徑 i=（ I/A） 1/2 （ 519a） 軸心受壓構件的長細比 λ =L/i （ 519b） 式中：Φ —整體穩(wěn)定系數(shù)見表 52； i——迥轉半徑（ mm） λ ——軸心受壓構件的長細比。 解：高度變化系數(shù) μ ZC= ()= 脈動系數(shù) μ fC= ()= 陣風系數(shù) β gz= (1+2 )= 風荷載標準值 WK= 2 400=3000 N/m2 風荷載設計值 W== 3000=4200N/m2 風荷載線荷載設計值 qW=B W=1 4200=4200N/m= 風荷載產生的彎距 MW=qW L2/8= 32021/8=5376000Nmm 彎距組合值 M=MW+=5376000+ 266240=5509120 N 例 52．北京市中心一幕墻立柱高 ，層高 ， 8 度設防，設計基本地震加速度 .，立柱： A=1800mm2， A0=1600mm2， IX=4202100mm4， WX1=54000mm3， WX2=49000mm3， SS=35000mm3，t=4mm，立柱左側分格寬 1500mm，右側分格寬 1200mm，采取自下而上安裝程序布置桿件，驗算強度、撓度、抗剪強度。mm 水平地震作用產生的彎距 ME= qE 線 L 2/8=33002/8=764478 Nmm 自重標準值