主樓125系列橫明豎隱玻璃幕墻

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. 新桂廣場新桂國際-1#棟辦公樓幕墻工程 主樓125系列顯橫隱豎玻璃幕墻 設計計算書 設計： 校對： 審核： 批準： 湖南建工集團裝飾工程有限公司 二○一七年六月十五日 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： 2 1.4 金屬板及石材規(guī)范： 2 1.5 玻璃規(guī)范： 3 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： 5 1.10 《建筑結構靜力計算手冊》(第二版) 5 1.11 土建圖紙： 5 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 幕墻承受荷載計算 6 3.1 風荷載標準值的計算方法 6 3.2 計算支承結構時的風荷載標準值 8 3.3 計算面板材料時的風荷載標準值 8 3.4 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值 8 3.5 平行于幕墻平面的集中水平地震作用標準值 9 3.6 作用效應組合 9 4 幕墻立柱計算 9 4.1 立柱型材選材計算 10 4.2 確定材料的截面參數(shù) 11 4.3 選用立柱型材的截面特性 12 4.4 立柱的抗彎強度計算 13 4.5 立柱的撓度計算 14 4.6 立柱的抗剪計算 14 5 幕墻橫梁計算 15 5.1 橫梁型材選材計算 15 5.2 確定材料的截面參數(shù) 17 5.3 選用橫梁型材的截面特性 18 5.4 幕墻橫梁的抗彎強度計算 19 5.5 橫梁的撓度計算 19 5.6 橫梁的抗剪計算 20 6 玻璃板塊的選用與校核 21 6.1 玻璃板塊荷載計算： 21 6.2 玻璃的強度計算： 23 6.3 玻璃最大撓度校核： 24 7 連接件計算 25 7.1 橫梁與角碼間連接 25 7.2 角碼與立柱連接 26 7.3 立柱與主結構連接 27 8 幕墻埋件計算(土建預埋) 29 8.1 荷載標準值計算 30 8.2 埋件計算 30 8.3 錨板總面積校核 31 8.4 錨筋長度計算： 31 9 幕墻轉接件強度計算 32 9.1 受力分析 32 9.2 轉接件的強度計算 32 10 幕墻焊縫計算 33 10.1 受力分析 33 10.2 焊縫特性參數(shù)計算 33 10.3 焊縫校核計算 34 11 顯橫隱豎玻璃幕墻膠類及伸縮縫計算 34 11.1 抗震設計下結構硅酮密封膠的寬度計算 34 11.2 結構硅酮密封膠粘接厚度的計算 35 11.3 結構膠設計總結 35 11.4 立柱連接伸縮縫計算 36 11.5 玻璃鑲嵌槽緊固螺釘抗拉強度計算 36 11.6 耐候膠膠縫計算 37 12 附錄 常用材料的力學及其它物理性能 錯誤！未定義書簽。 . . 顯橫隱豎玻璃幕墻設計計算書 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 《人造板材幕墻工程技術規(guī)范》 JGJ336-2016 《建筑瓷板裝飾工程技術規(guī)程》 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/T216-2007 《建筑幕墻工程技術規(guī)范》 DGJ08-56-2012 1.2 建筑設計規(guī)范： 《地震震級的規(guī)定》 GB/T17740-1999 《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》 GB18306-2015 《鋼結構設計規(guī)范》 GB50017-2003 《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》 JGJ3-2010 《高處作業(yè)吊藍》 GB19155-2003 《工程抗震術語標準》 JGJ/T97-2011 《工程網(wǎng)絡計劃技術規(guī)程》 JGJ/T121-2015 《混凝土結構后錨固技術規(guī)程》 JGJ145-2013 《混凝土結構加固設計規(guī)范》 GB50367-2013 《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 《鋼結構焊接規(guī)范》 GB50661-2011 《建筑工程抗震設防分類標準》 GB50223-2008 《建筑結構荷載規(guī)范》 GB50009-2012 《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(2016年版) 《建筑設計防火規(guī)范》 GB50016-2014 《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 《擦窗機》 GB19154-2003 《鋼結構焊接規(guī)范》 GB50661-2011 《鋼結構工程施工規(guī)范》 GB50755-2012 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 《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》 GB5237.6-2012 《鋁及鋁合金彩色涂層板、帶材》 YS/T431-2009 《鋁型材截面幾何參數(shù)算法及計算機程序要求》 YS/T437-2009 《變形鋁和鋁合金牌號表示方法》 GB/T16474-2011 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 第1部分：板基》 YS/T429.1-2014 《鋁幕墻板 第2部分：有機聚合物噴涂鋁單板》 YS/T429.2-2012 《建筑幕墻用鋁塑復合板》 GB/T17748-2008 《建筑幕墻用陶板》 JG/T324-2011 《建筑裝飾用石材蜂窩復合板》 JG/T328-2011 《建筑幕墻用氟碳鋁單板制品》 JG331-2011 《纖維增強水泥外墻裝飾掛板》 JC/T2085-2011 《建筑用泡沫鋁板》 JG/T359-2012 《金屬裝飾保溫板》 JG/T360-2012 《外墻保溫用錨栓》 JG/T366-2012 《聚碳酸酯（PC）中空板》 JG/T116-2012 《聚碳酸酯（PC）實心板》 JG/T347-2012 《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/T202-2011 《天然大理石建筑板材》 GB/T19766-2005 《天然花崗石荒料》 JC/T204-2011 《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/T18915.1-2013 《鍍膜玻璃 第2部分：低輻射鍍膜玻璃》 GB/T18915.2-2013 《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 《半鋼化玻璃》 GB/T17841-2008 《熱彎玻璃》 JC/T915-2003(2014) 《壓花玻璃》 JC/T511-2002 《中空玻璃》 GB/T11944-2012 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/T3280-2015 《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 《彩色涂層鋼板和鋼帶》 GB/T12754-2006 《低合金鋼焊條》 GB/T5118-2012 《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/T096-2015 《合金結構鋼》 GB/T3077-2015 《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/T3094-2012 《碳鋼焊條》 GB/T5117-2012 《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(zhì)碳素結構鋼》 GB/T699-2015 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/T5574-2008 《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 《建筑鋁合金型材用聚酰胺隔熱條》 JG/T174-2014 《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/T529-2008 《石材用建筑密封膠》 JC/T883-2001 《修補用天然橡膠膠粘劑》 HG/T3318-2002 《中空玻璃用彈性密封膠》 GB/T29755-2013 《中空玻璃用丁基熱熔密封膠》 JC/T914-2014 《建筑表面用有機硅防水劑》 JC/T902-2002 《鋼結構防火涂料》 GB14907-2002 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 《緊固件螺栓和螺釘通孔》 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/T3098.15-2014 《緊固件機械性能不銹鋼螺栓、螺釘和螺柱》 GB/T3098.6-2014 《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/T3098.2-2015 《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/T3099.2-2004 《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 《銅及銅合金鑄件》 GB/T13819-2013 《鋅合金壓鑄件》 GB/T13821-2009 《鋁合金壓鑄件》 GB/T15114-2009 《鑄件尺寸公差與機械加工余量》 GB/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(zhì)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(zhì)量驗收規(guī)范》 GB50205-2001 《混凝土結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》 GB50204-2015 《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(nèi)變形性能檢測方法》 GB/T18250-2000 《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗收規(guī)范》 GB50210-2001 《金屬材料 拉伸試驗 第1部分：室溫試驗方法》 GB/T228.1-2010 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) 湖南株洲地區(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》(GB50009-2012) 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)； 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C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(chǎn)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； 在圍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)《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2010(2016年版)及《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306-2015的要求，本工程所在地湖南株洲地區(qū)地震基本烈度為：6度，地震動峰值加速度為0.05g，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axⅡ=0.04； 本工程場地類型為：Ⅱ類場地，查表E.1[GB18306-2015]，場地地震動峰值加速度調(diào)整系數(shù)Fa=1； 因此： αmax=FaαmaxⅡ =10.04 =0.04 3 幕墻承受荷載計算 3.1 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》(GB50009-2012)計算： wk=βgzμs1μzw0 ……8.1.1-2[GB50009-2012] 上式中： wk：作用在幕墻上的風荷載標準值(MPa)； z：計算點標高：98.4m； βgz：高度z處的陣風系數(shù)； 根據(jù)不同場地類型,按以下公式計算： βgz=1+2gI10(z/10)-α ……條文說明部分8.6.1[GB50009-2012] 其中A、B、C、D四類地貌類別截斷高度分別為：5m、10m、15m、30m； A、B、C、D四類地貌類別梯度高度分別為：300m、350m、450m、550m； 也就是： 對A類場地：當z>300m時，取z=300m，當z<5m時，取z=5m； 對B類場地：當z>350m時，取z=350m，當z<10m時，取z=10m； 對C類場地：當z>450m時，取z=450m，當z<15m時，取z=15m； 對D類場地：當z>550m時，取z=550m，當z<30m時，取z=30m； g：峰值因子，按GB50009-2012取2.5； I10：10m高名義湍流度，對應A、B、C、D地面粗糙度，可分別取0.12、0.14、0.23和0.39； α：地面粗糙度指數(shù)，對應A、B、C、D地面粗糙度，可分別取0.12、0.15、0.22和0.30； 對于C類地形，98.4m高度處的陣風系數(shù)為： βgz=1+22.50.23(98.4/10)-0.22=1.6954 μz：風壓高度變化系數(shù)； 根據(jù)不同場地類型,按《建筑結構荷載規(guī)范》條文說明部分8.2.1提供的公式計算： A類場地：μzA=1.284(z/10)0.24 B類場地：μzB=1.000(z/10)0.30 C類場地：μzC=0.544(z/10)0.44 D類場地：μzD=0.262(z/10)0.60 公式中的截斷高度和梯度高度與計算陣風系數(shù)時相同，也就是： 對A類場地：當z>300m時，取z=300m，當z<5m時，取z=5m； 對B類場地：當z>350m時，取z=350m，當z<10m時，取z=10m； 對C類場地：當z>450m時，取z=450m，當z<15m時，取z=15m； 對D類場地：當z>550m時，取z=550m，當z<30m時，取z=30m； 對于C類地形，98.4m高度處風壓高度變化系數(shù)： μz=0.544(98.4/10)0.44=1.4877 μs1：局部風壓體型系數(shù)； 按《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009-2012第8.3.3條：計算圍護結構及其連接的風荷載時，可按下列規(guī)定采用局部體型系數(shù)μs1： 1 封閉矩形平面房屋的墻面及屋面可按表8.3.3-1的規(guī)定采用； 2 檐口、雨篷、遮陽板、邊棱處的裝飾條等突出構件，取-2.0； 3 其它房屋和構筑物可按本規(guī)范第8.3.1條規(guī)定體型系數(shù)的1.25倍取值。 本計算點為墻面大面位置，按如上說明，查表得： μs1(1)=1 按《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009-2012第8.3.4條：計算非直接承受風荷載的圍護構件風荷載時，局部體型系數(shù)可按構件的從屬面積折減，折減系數(shù)按下列規(guī)定采用： 1 當從屬面積不大于1m2時，折減系數(shù)取1.0； 2 當從屬面積大于或等于25m2時，對墻面折減系數(shù)取0.8，對局部體型系數(shù)絕對值大于1.0的屋面區(qū)域折減系數(shù)取0.6，對其它屋面區(qū)域折減系數(shù)取1.0； 3 當從屬面積大于1m2且小于25m2時，墻面和絕對值大于1.0的屋面局部體型系數(shù)可采用對數(shù)插值，即按下式計算局部體型系數(shù)： μs1(A)=μs1(1)+[μs1(25)-μs1(1)]logA/1.4 ……8.3.4[GB50009-2012] 其中： μs1(25)=0.8μs1(1) =0.81 =0.8 計算支承結構時的構件從屬面積： A=1.253.6 =4.5m2 當A>25時取a=25，當A小于1時取A=1； LogA=0.653 則： μs1(A)=μs1(1)+[μs1(25)-μs1(1)]logA/1.4 =1+[0.8-1]0.653/1.4 =0.907 按《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009-2012第8.3.5條：計算圍護結構風荷載時，建筑物內(nèi)部壓力的局部體型系數(shù)可按下列規(guī)定采用： 1 封閉式建筑物，按其外表面風壓的正負情況取-0.2或0.2； 2 僅一面墻有主導洞口的建筑物： -當開洞率大于0.02且小于或等于0.10時，取0.4μs1； -當開洞率大于0.10且小于或等于0.30時，取0.6μs1； -當開洞率大于0.30時，取0.8μs1； 3 其它情況，應按開放式建筑物的μs1取值； 注：1：主導洞口的開洞率是指單個主導洞口與該墻面全部面積之比； 2：μs1應取主導洞口對應位置的值； 本計算中建筑物內(nèi)部壓力的局部體型系數(shù)為0.2(封閉式建筑內(nèi)表面)； 因此，計算非直接承受風荷載的支承結構時的局部風壓體型系數(shù)為： μs1=0.907+0.2 =1.107 而對直接承受風壓的面板結構來說，其局部風壓體型系數(shù)為： μs1=1+0.2 =1.2 w0：基本風壓值(MPa)，根據(jù)現(xiàn)行《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009-2012附表E.5中數(shù)值采用，但不小于0.3KN/m2，按重現(xiàn)期50年，湖南株洲地區(qū)取0.00035MPa； 3.2 計算支承結構時的風荷載標準值 wk=βgzμzμs1w0 =1.69541.48771.1070.00035 =0.000977MPa 因為wk<0.001MPa，所以按JGJ102-2003，取wk=0.001MPa。 3.3 計算面板材料時的風荷載標準值 wk=βgzμzμs1w0 =1.69541.48771.20.00035 =0.001059MPa 3.4 垂直于幕墻平面的分布水平地震作用標準值 qEk=βEαmaxGk/A ……5.3.4[JGJ102-2003] qEk：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0.04； Gk：幕墻構件的重力荷載標準值(N)； A：幕墻構件的面積(mm2)； 3.5 平行于幕墻平面的集中水平地震作用標準值 PEk=βEαmaxGk ……5.3.5[JGJ102-2003] PEk：平行于幕墻平面的集中水平地震作用標準值(N)； 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0.04； Gk：幕墻構件的重力荷載標準值(N)； 按照JGJ102規(guī)范5.4節(jié)條文說明部分的規(guī)定，對于豎向幕墻和與水平面夾角大于75度、小于90度的斜玻璃幕墻，可不考慮豎向地震作用效應的計算和組合。 3.6 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(chǎn)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(chǎn)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； 4 幕墻立柱計算 基本參數(shù)： 1：計算點標高：98.4m； 2：力學模型：簡支梁； 3：立柱跨度：L=3600mm； 4：立柱左分格寬：1250mm； 立柱右分格寬：1250mm； 5：立柱計算間距：B=1250mm； 6：板塊配置：中空玻璃6 +6 mm； 7：立柱材質(zhì)：6063-T5； 8：安裝方式：偏心受拉； 本處幕墻立柱按簡支梁力學模型進行設計計算，受力模型如下： 4.1 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 =0.0011250 =1.25N/mm qw：風荷載線分布最大荷載集度設計值(N/mm)； qw=1.4qwk =1.41.25 =1.75N/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0.04； Gk：幕墻構件的重力荷載標準值(N)，(含面板和框架)； A：幕墻構件的面積(mm2)； qEAk=βEαmaxGk/A ……5.3.4[JGJ102-2003] =5.00.040.0005 =0.0001MPa 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 =0.00011250 =0.125N/mm qE：水平地震作用線荷載集度設計值(N/mm)； qE=1.3qEk =1.30.125 =0.162N/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 =1.75+0.50.162 =1.831N/mm 用于撓度計算時，采用Sw標準值： ……5.4.1[JGJ102-2003] qk=qwk =1.25N/mm (4)立柱在組合荷載作用下的彎矩設計值： Mx：彎矩組合設計值(Nmm)； Mw：風荷載作用下立柱產(chǎn)生的彎矩設計值(Nmm)； ME：地震作用下立柱產(chǎn)生的彎矩設計值(Nmm)； L：立柱跨度(mm)； 采用Sw+0.5SE組合： Mw=qwL2/8 ME=qEL2/8 Mx=Mw+0.5ME =qL2/8 =1.83136002/8 =2966220Nmm 4.2 確定材料的截面參數(shù) (1)立柱抵抗矩預選值計算： Wnx：立柱凈截面抵抗矩預選值(mm3)； Mx：彎矩組合設計值(Nmm)； 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90MPa； Wnx=Mx/γfa =2966220/1.00/90 =32958mm3 (2)立柱慣性矩預選值計算： qk：風荷載線荷載集度標準值(N/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)； L：計算跨度(mm)； df,lim：按規(guī)范要求，立柱的撓度限值(mm)； 關于幕墻龍骨撓度限值問題，由于目前JGJ133-2001、JGJ102-2003、JGJ336-2016、GB/T21086-2007等多部規(guī)范同時作用，這些規(guī)范制定年限跨度很大，限于規(guī)范制定時的上位法以及當時的行業(yè)情況不同，這些規(guī)范對幕墻龍骨的撓度要求各有不同，具體要求分別如下： Ⅰ.按《金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范》JGJ133-2001： 當跨度≤7.5m時：鋁型材取跨度的1/180且不大于20mm，鋼型材取跨度的1/300且不大于15mm； 當跨度＞7.5m時：取跨度的1/500； Ⅱ.按《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》JGJ102-2003： 對鋁型材取跨度的1/180，鋼型材取跨度的1/250； Ⅲ.按《人造板材幕墻工程技術規(guī)范》JGJ336-2016： 當跨度≤4500mm時，撓度限值為跨度的1/180； 當4500mm＜跨度≤7000mm時，撓度限值為跨度的1/250+7； 當跨度＞7000mm時，撓度限值為跨度的1/200； Ⅳ.按《建筑幕墻》GB/T21086-2007： 對鋁型材取跨度的1/180，鋼型材取跨度的1/250； 對于構件式玻璃幕墻或單元幕墻： 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； （其它形式幕墻或外圍護結構無絕對撓度限制） 表面上看上述規(guī)范應用范圍各有不同，但是實際上這些幕墻形式的龍骨受力并無區(qū)別，JGJ133及JGJ102也在按JGJ336進行修訂。按不同規(guī)范中對相同事物的規(guī)定，應以最新規(guī)定為準的原則：理論上無論是哪種幕墻，其龍骨撓度限值均應以最新的JGJ336-2016的要求（與待頒布的新JGJ133及新102規(guī)范要求是相同的）來執(zhí)行，結合本工程實際情況，對本例中的撓度限值按JGJ336-2016?。? 相對撓度限值為： L/180=3600/180=20mm 實際撓度限值為： df,lim=20mm df,lim=5qkL4/384EIxmin Ixmin=5qkL4/384Edf,lim =51.2536004/384/70000/20 =1952678.571mm4 4.3 選用立柱型材的截面特性 按上一項計算結果選用型材號：60/125系列 型材的抗彎強度設計值：fa=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=2656350mm4 繞Y軸慣性矩：Iy=720390mm4 繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx1=40905mm3 繞X軸凈截面抵抗矩：Wnx2=44216mm3 型材凈截面面積：An=1261.5mm2 型材線密度：γg=0.03406N/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=26247mm3 塑性發(fā)展系數(shù)：γ=1.00 4.4 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 =0.000512503600 =2250N N：立柱軸向拉力設計值(N)； N=1.2Nk =1.22250 =2700N (2)抗彎強度校核： 按簡支梁(受拉)立柱抗彎強度公式，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(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)； γx：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=2700/1261.5+2966220/1.00/40905 =74.655MPa≤90MPa 立柱抗彎強度滿足要求。 4.5 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=2656350mm4 預選值為：Ixmin=1952678.571mm4 實際撓度計算值為： df=5qkL4/384EIx =51.2536004/384/70000/2656350 =14.702mm 而df,lim=20mm 所以，立柱撓度滿足規(guī)范要求。 4.6 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)Vwk：風荷載作用下剪力標準值(N)： Vwk=wkBL/2 =0.00112503600/2 =2250N (2)Vw：風荷載作用下剪力設計值(N)： Vw=1.4Vwk =1.42250 =3150N (3)VEk：地震作用下剪力標準值(N)： VEk=qEAkBL/2 =0.000112503600/2 =225N (4)VE：地震作用下剪力設計值(N)： VE=1.3VEk =1.3225 =292.5N (5)V：立柱所受剪力設計值組合： 采用Vw+0.5VE組合： V=Vw+0.5VE =3150+0.5292.5 =3296.25N (6)立柱剪應力校核： 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 =3296.2526247/2656350/6 =5.428MPa 5.428MPa≤55MPa 立柱抗剪強度滿足要求! 5 幕墻橫梁計算 基本參數(shù)： 1：計算點標高：98.4m； 2：橫梁跨度：B=1250mm； 3：橫梁上分格高：1900mm； 橫梁下分格高：900mm； 4：橫梁計算間距：H=1400mm； 5：力學模型：三角荷載簡支梁； 6：板塊配置：中空玻璃6 +6 mm； 7：橫梁材質(zhì)：6063-T5； 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： 5.1 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 =0.0011250 =1.25N/mm qw：風荷載線分布最大荷載集度設計值(N/mm)； qw=1.4qwk =1.41.25 =1.75N/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(shù)，取5.0； αmax：水平地震影響系數(shù)最大值，取0.04； 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] =5.00.040.0004 =0.00008MPa 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 =0.000081250 =0.1N/mm qE：橫梁受水平地震作用線荷載集度設計值(N/mm)； qE=1.3qEk =1.30.1 =0.13N/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設計值組合： ……5.4.1[JGJ102-2003] q=qw+0.5qE =1.75+0.50.13 =1.815N/mm 用于撓度計算時，采用Sw標準值： ……5.4.1[JGJ102-2003] qk=qwk =1.25N/mm (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(Nmm)； Mw：風荷載作用下橫梁產(chǎn)生的彎矩(Nmm)； ME：地震作用下橫梁產(chǎn)生的彎矩(Nmm)； B：橫梁跨度(mm)； Mw=qwB2/12