1、XXXXXXXX隱框玻璃幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū) 一、設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)：1、XXXXXXXXXX樓建筑結(jié)構(gòu)施工圖。2、規(guī)范：玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ 102-96；建筑幕墻JG 3035-1996；建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JGJ 113-97；建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GBJ 50009-01；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ 17-88。3、工程基本條件(1)、地區(qū)類(lèi)別：C類(lèi)(2)、基本風(fēng)壓：Wo =0.30 kN/m2(3)、風(fēng)力取值按規(guī)范要求考慮。(4)、地震烈度：7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值0.10g(5)、年最大溫差：80oC(6)、建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)

2、型：Du/H的限值=1/300。 二、設(shè)計(jì)荷載確定原則:在作用于幕墻上的各種荷載中，主要有風(fēng)荷載、地震作用、幕墻結(jié)構(gòu)自重和由環(huán)境溫度變化引起的作用效應(yīng)等等。在幕墻的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中通過(guò)預(yù)留一定的間隙，消除了由各種構(gòu)件和飾面材料熱脹冷縮引起的作用效應(yīng)。所以，作用于垂直立面幕墻的荷載主要是風(fēng)荷載、地震作用，幕墻平面內(nèi)主要是幕墻結(jié)構(gòu)自重，其中風(fēng)荷載引起的效應(yīng)最大。在進(jìn)行幕墻構(gòu)件、連接件和預(yù)埋件承載力計(jì)算時(shí)，必須考慮各種荷載和作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，即采用其設(shè)計(jì)值；進(jìn)行位移和撓度計(jì)算時(shí)，各分項(xiàng)系數(shù)均取1.0，即采用其標(biāo)準(zhǔn)值。1、風(fēng)荷載根據(jù)規(guī)范，垂直于幕墻表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，按下列公式(2.1)計(jì)算：

3、W k = bz ms mz Wo   ················(2.1)式中: W k -風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值( KN/m2)； bz-瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)；ms-風(fēng)荷載體型系數(shù)；mz-風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，并與建筑的地區(qū)類(lèi)別有關(guān)；按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GBJ9取值；W o-基本風(fēng)壓( 

4、;KN/m2)。按規(guī)范要求，進(jìn)行建筑幕墻構(gòu)件、連接件和錨固件承載力計(jì)算時(shí)，風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取w= 1.4，即風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值為：W= w W k = 1.4W k    ··············(2.2)2、地震作用幕墻平面外地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式如下：qEK =bEamax GkA  ··

5、;···············(2.3)式中, qEK為垂直幕墻平面的分布水平地震作用；( KN/m2)bE為地震動(dòng)力放大系數(shù)；amax為水平地震影響系數(shù)最大值；GkA為單位面積的幕墻結(jié)構(gòu)自重( KN/m2)。按規(guī)范要求，地震作用的分項(xiàng)系數(shù)取E= 1.3，即地震作用設(shè)計(jì)值為：qE= E qEK = 1.3 qEK  ·

6、3;···········(2.4)3、幕墻結(jié)構(gòu)自重按規(guī)范要求，幕墻結(jié)構(gòu)自重的分項(xiàng)系數(shù)取G=1.2。4、荷載組合按規(guī)范要求對(duì)作用于幕墻同一方向上的各種荷載應(yīng)作最不利組合。對(duì)垂直立面上的幕墻，其平面外的荷載最不利荷載組合為：WK合=1.0 WK + 0.6 qEK   ············

7、3;(2.5)W合 =1.0 W + 0.6 qE     ·············(2.6)其中, WK合為組合荷載的標(biāo)準(zhǔn)值( KN/m2)；W合 為組合荷載的設(shè)計(jì)值( KN/m2)。 三、立柱計(jì)算  立柱一（第一處：138系列：標(biāo)高：45.3m,SL-1根據(jù)大廈的建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，幕墻立柱懸掛在建

8、筑主體結(jié)構(gòu)上，如圖所示。綜合考慮幕墻標(biāo)高、幕墻的橫向分格寬度、所選立柱型材、樓層高度以及對(duì)立柱的固定方式，以下列情況最為不利，須作立柱強(qiáng)度和剛度的校核。1、部位要素該處玻璃幕墻位于主樓，最大計(jì)算標(biāo)高按45.3 m計(jì)，幕墻結(jié)構(gòu)自重Gk/A=500 N/m2，幕墻橫向計(jì)算分格寬度B=1200 mm。2、力學(xué)模型該處每條立柱與主體結(jié)構(gòu)通過(guò)鋼支座進(jìn)行連接，最大跨距跨高L=3400mm；采用簡(jiǎn)支梁力學(xué)模型，如圖所示。  3、荷載確定按該處幕墻橫向分格寬度B，取出一個(gè)縱向的計(jì)算單元，立柱受均布載作用，荷載取最大值(標(biāo)高最高處的值)，對(duì)C類(lèi)地區(qū)，該處風(fēng)壓高度變化系數(shù)為

9、：mz=1.13，陣風(fēng)系數(shù)bz=1.77根據(jù)公式(2.1)(2.6)可得： WK=1.13×2×1.77×0.30=1.2(KN/m2)取WK =1.2(KN/m2)W=1.4WK=1.68(KN/m2)qEk=3.0×0.08×500/1000   =0.12(KN/m2)qE=1.3qEK=0.156(KN/m2)WK合=1.0×1.2+0.6×0.12    =1.272(KN/m2)W合=1.0×1.68+0.6

10、15;0.156    =1.7736(KN/m2)從而，作用于立柱上的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值分別為:qK=1200/1000×1.072=1.5264(N/mm)q=1200/1000×1.7736=2.12832(N/mm)4、幕墻立柱(CDSL-1)參數(shù):該處幕墻的立柱的橫截面參數(shù)如下:橫截面主慣性矩：             I=4219187 mm4橫截面積：  

11、60;                A=1734.749 mm2彎矩作用方向的凈截面抵抗矩： W=58751.5 mm3橫截面靜矩：                 Sz=61454.12 mm3型材壁厚：  

12、;                 t=3 mm型材材料為：                 鋁合金(6063-T5)；強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為：         

13、0;     f=85.5N/mm2；彈性模量為：                 E=70000 N/mm2。5、立柱強(qiáng)度校核根據(jù)JGJ102-96幕墻立柱截面最大應(yīng)力滿足：smax= NA0 + MgW f式中： smax ¾ 立柱中的最大應(yīng)力 (N/mm2) &#

14、160;     N ¾ 立柱中的拉力設(shè)計(jì)值 (N)       A0 ¾ 立柱凈截面面積 (mm2)       M ¾ 立柱彎矩設(shè)計(jì)值 (N.mm)       g ¾ 塑性發(fā)展系數(shù)，取

15、為1.05；       W ¾ 彎矩作用方向的凈截面抵抗矩；(mm3)該處立柱跨中彎矩值最大，為：M= qL28 =3075393.5(N.mm)立柱承受拉力設(shè)計(jì)值為：N = 1.2GkA×L×B= 1.2×500×3400×1200/1000000=2448 (N)則：  smax=NA0 + MgW = 24481734.

16、749 +  3075393.51.05×58751.5 =51.3(N/mm2)可見(jiàn)：smax  f 所選立柱的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。6、立柱剛度校核幕墻立柱最大撓度：umax = 5qkL4384E.I =5×1.5264×34004384×70000×4219187 =8.982(mm)式中： umax ¾ 立柱最大撓度；(mm)     

17、60; qk  ¾ 立柱承受的標(biāo)準(zhǔn)線荷載；(N/mm)       L  ¾ 立柱長(zhǎng)度；(mm)       E  ¾ 立柱材料的彈性模量；(N/mm2)       I  ¾ 立柱橫截面主慣性矩；(mm4) 

18、   根據(jù)規(guī)范對(duì)立柱剛度要求， 立柱的最大允許撓度為u=L180 且不大于20mm,即，  u=20 mm 可見(jiàn)， umaxu 所選立柱的剛度滿足設(shè)計(jì)要求。四、橫梁計(jì)算  標(biāo)高：45.3m,HL-1綜合考慮橫梁所處位置的標(biāo)高、幕墻的橫向分格寬度、所選橫梁型材，以下列情況最為不利，須作橫梁強(qiáng)度和剛度的校核。1、部位基本參數(shù) 該處幕墻位于主樓；最大標(biāo)高為45.30m；飾面材料為玻璃，橫梁所受到的重力取為GK/A=500 N/m2；橫梁的計(jì)算長(zhǎng)度取B=1200&

19、#160;mm；幕墻的縱向分格高度H= 1800mm。2、力學(xué)模型  橫梁與立柱相接，相當(dāng)于兩端簡(jiǎn)支。在幕墻平面內(nèi)，橫梁受到飾面板材的重力作用，可視為均布線荷載qG；qG=1.2 GK/A.H =1.2×500 ×1800/106= 1.08(kN/m)在幕墻平面外，橫梁受到風(fēng)壓等荷載作用，其受力面積為上左圖陰影部分；其中q是陰影面積承受的最大設(shè)計(jì)線荷載；q= 1.1824(kN/m)，相應(yīng)的最大標(biāo)準(zhǔn)線荷載：qK=0.8445 (kN/m)因此橫梁是一個(gè)雙彎構(gòu)件。3、幕墻橫梁(HL-0

20、1)參數(shù):該處幕墻橫梁的橫截面參數(shù)如下:橫截面積：             A=981.1502 mm2橫截面X-X慣性矩：     IX=625950.9 mm4橫截面X-X最小抵抗矩： WX=17124.66 mm3橫截面Y-Y慣性矩：     IY=341991.9 mm4橫截面Y-Y最小抵抗矩： WY

21、=11398.02 mm3橫梁的材料為：          鋁合金(6063-T5)其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為：       f=85.5N/mm2；其彈性模量為：         E=70000 N/mm2。4、橫梁強(qiáng)度校核根據(jù)JGJ102-96幕墻橫梁截面最大應(yīng)力滿足：smax= MXg.WX+ MYg.WYf

22、60;式中： smax  ¾ 橫梁中的最大應(yīng)力 (N/mm2)MX ¾ 繞X軸(幕墻平面內(nèi)方向)的彎矩設(shè)計(jì)值 (N.mm)MY ¾ 繞Y軸(垂直幕墻平面方向)的彎矩設(shè)計(jì)值 (N.mm)g ¾ 材料塑性發(fā)展系數(shù)，取為1.05；MX= qG.B28 = 1.08×120028 =194400(N.mm)MY= q.B212 = 1.1824×

23、1200212 =141888(N.mm)則：  smax=MXg.WX+ MYg.WY = 1944001.05×17124.66 +  1418881.05×11398.02 =15.85(N/mm2)可見(jiàn)：smax  f 所選橫梁的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。5、橫梁剛度校核該處幕墻橫梁最大撓度是umaxY、umaxX二部分的矢量和：umaxY = 2qkB4120EIY =2×0.8445×1200

24、4120×70000×341991.9 =1.22(mm)式中： umaxY ¾ 橫梁在幕墻平面外的最大撓度；(mm)       qk  ¾ 橫梁承受的標(biāo)準(zhǔn)線荷載；(N/mm)       B  ¾ 橫梁長(zhǎng)度；(mm)       E&#

25、160; ¾ 橫梁材料的彈性模量；(N/mm2)       IY  ¾ 橫梁橫截面主慣性矩(對(duì)Y-Y軸)；(mm4)  橫梁在幕墻平面內(nèi)由自重引起的撓度umaxX為：umaxX = 5qGKB4384EIX =5×1.2/1.2×12004384×70000×625950.9 = 0.618(mm)從而，橫梁的最大撓度為：umax =u

26、maxX 2+umaxY2 = 1.222 + 0.6182= 1.36(mm)   根據(jù)規(guī)范對(duì)橫梁的剛度要求， 橫梁的最大允許撓度為u=B/ 180 ，且不大于20mm。即，  u= 5.5556mm 可見(jiàn)， umaxu所選橫梁的剛度滿足設(shè)計(jì)要求。 五、玻璃計(jì)算  標(biāo)高:45.3m,6鋼化鍍膜玻璃)綜合考慮玻璃所處位置的標(biāo)高、玻璃分格寬度和高度以及玻璃的厚度等因素，以下列情況最為不利，須作玻璃的強(qiáng)度校核。

27、該處6鋼化鍍膜玻璃位于主樓；標(biāo)高取為45.3 m；幕墻自重按500N/m2計(jì)，垂直于玻璃面的組合荷載設(shè)計(jì)值為1.7736 kN/m2，組合荷載標(biāo)準(zhǔn)值為1.2721kN/m2，所用玻璃長(zhǎng)寬尺寸分別為a=1200mm，b=1800mm，玻璃厚度為6mm；玻璃跨中的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為fg=84 N/mm2。1、強(qiáng)度校核：玻璃板中最大應(yīng)力根據(jù)規(guī)范，玻璃在垂直于幕墻平面的風(fēng)荷載和地震的作用下，其最大應(yīng)力按下式計(jì)算：s max = 6.y.W合.a2t2 式中： smax  ¾ 玻璃中的最大應(yīng)

28、力 (N/mm2) ¾¾  跨中彎矩系數(shù),0.1046 W合 ¾¾ 組合荷載設(shè)計(jì)值, kN/m2 a ¾¾  玻璃短邊邊長(zhǎng), mm t ¾¾  玻璃的厚度, mm則：smax= 6.y.W合.a2t2 = 6×0.1046×1.7736×92021000×62 

29、; =26.17(N/mm2)可見(jiàn)：smax  fg 因此所選玻璃跨中的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。玻璃中部與邊緣溫度差產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，按下式計(jì)算：s邊=0.74.E.a.m1.m2.m3.m4.(TC-TS)£fg邊式中，E¾¾玻璃的彈性模量，取為70000N/mm2；a¾¾玻璃的線膨脹系數(shù)，取為0.00001；m1¾¾陰影系數(shù)，取為1.3；m2¾¾窗簾系數(shù)，取為1.1；m3¾¾玻璃面積系數(shù)，取為1.0604；m4¾¾邊緣嵌縫材料溫度

30、系數(shù)，取為0.4；(TC-TS) ¾¾玻璃中間部分與邊緣部分的溫度差，取為50；fg邊 ¾¾玻璃邊緣強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，為19.5N/mm2。s邊=0.74.E.a.m1.m2.m3.m4.(TC-TS) =0.74×70000×0.00001 ×1.3×1.1×1.0604×0.4×50 =15.7096(N/mm2)可見(jiàn)，s邊 £fg邊因此玻璃由于中央與邊緣溫差所產(chǎn)生的應(yīng)力滿足設(shè)計(jì)要求。 六、結(jié)構(gòu)膠膠形計(jì)算&#

31、160; 標(biāo)高:45.3m,D.C.983綜合考慮幕墻所處位置的標(biāo)高、分格寬度和高度等因素，對(duì)下列不利處進(jìn)行結(jié)構(gòu)膠膠形設(shè)計(jì)(膠厚和膠寬)。該處玻璃幕墻位于主樓，屬全隱幕墻；標(biāo)高為45.3m；風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為WK= 1.272kN/m2。年最大溫差為DT = 80oC，建筑結(jié)構(gòu)的最大層間變位角為q= 1/267。玻璃體積密度按gG=2.56噸/米3計(jì)，線脹系數(shù)為a=0.00001，厚度為t=12mm，垂直安裝 ，最大寬高尺寸分別為 1200mm，1800mm。采用D.C.983結(jié)構(gòu)膠，結(jié)構(gòu)硅酮密封膠短期強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f1=0

32、0;.14N/mm2，結(jié)構(gòu)硅酮密封膠長(zhǎng)期強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f2= 0.007N/mm2，結(jié)構(gòu)膠完全固化后在溫差效應(yīng)作用下的最大變位承受能力dT=0.15，結(jié)構(gòu)膠完全固化后在地震效應(yīng)作用下的最大變位承受能力dE=0.4。1、膠縫寬度(1)、風(fēng)荷載作用所需膠縫寬度：Cs1=WK.短邊2000.f1  =1.272×12002000×0.14  = 5.45(mm)(2)、自重作用所需膠縫寬度：Cs1=t.gG.a.b2000.(a+b).f2=6×0.001×10×2.56×1200&#

33、215;18002000× (1200+1800)×0.007=5.93 (mm)取打膠寬度10mm。2、膠縫厚度(1)、溫度效應(yīng)作用所需膠縫厚度：ts1 =DLdT.(2+dT)=1.620.1×(2+0 .15)= 3.494(mm)其中, ts1 ¾¾ 溫度效應(yīng)作用所需打膠厚度     DL ¾¾ 玻璃的相對(duì)位移量(以長(zhǎng)邊計(jì))DL=L×|a鋁-a| &

34、#215; DT        =1800×|0.0000235 -0.00001| ×80         =1.62 (mm)     a鋁 ¾¾ 為鋁材的線膨脹系數(shù)0.0000235。(2)、地震作用所需膠縫厚度：ts2 =y.b.qdE.(2+dE)=0.6&#

35、215;1800×1/3000.4×(2+0.4)=3.76 (mm)其中，y ¾¾ 膠縫變形折減系數(shù),取0.6取打膠厚度為6mm。所以，結(jié)構(gòu)膠膠形設(shè)計(jì)為：寬度10mm×厚度6mm。 七、幕墻組件的固定塊及其間距計(jì)算  標(biāo)高:45.3m,GJK-01綜合考慮幕墻所處位置的標(biāo)高、分格尺寸等因素，對(duì)下列不利處進(jìn)行固定塊設(shè)計(jì)計(jì)算。該處幕墻位于主樓，標(biāo)高取為45.3m，幕墻自重按500N/m2計(jì)；標(biāo)準(zhǔn)荷載為WK合= 1.272kN/m2；設(shè)計(jì)荷載為W合= 1.7736k&#

36、160;N/m2。幕墻組件尺寸為a×b為 1200mm×1800mm。固定塊為雙面的壓塊，材質(zhì)為鋁合金(6063-T5)，彈性模量為70000N/mm2，抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為85.5N/mm2；尺寸b1×h×t為50mm×42mm×6.5mm；安裝間距不超過(guò)d=400mm。每個(gè)固定塊由1個(gè)M6的螺栓固定。1、固定塊強(qiáng)度校核螺孔中心至固定塊受力頂端的距離L=21mm。固定塊的凈截面比：A1A0=(50 - 1×6 ) 50= 0.88固定塊的截面抵抗矩折減系數(shù)取h

37、0;=1固定塊的截面慣性矩：I= b1 12 .t3  = (50 -1×6) 12×6.53=1006.9583(mm4)固定塊的截面抵抗矩：Wmin=It/2. h=1006.9583 6.5/2×1=309.8333(mm3)固定塊承受荷載的面積為：A=a.d2=1000×4252×10-6 =0.2125(m2)固定塊承受荷載設(shè)計(jì)值為：P=1.5×A.W合 =1.5× 0.2125

38、5;1.494×1000=618.375 (N)固定塊承受荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：PK=1.5×A.WK合 =1.5× 0.2125×1.272×1000=409.2 (N)固定塊承受彎矩值為：M=618.375×21= 12985.875(N.mm)對(duì)雙面固定塊，計(jì)算強(qiáng)度時(shí)其彎矩值應(yīng)為單面固定塊的二倍，從而：M=25971.75(N.mm)固定塊的最大應(yīng)力值為：s=MWmin  =25971.75  309.8333  = 

39、83.825 (N/mm2)<85.5N/mm2可見(jiàn)固定塊的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。2、固定塊剛度校核固定塊的最大撓度為：u=PK.L33.E.I =409.2×2133×70000×1006.9583 =0.0166(mm)<L/150=21 /150=0.14 (mm)。可見(jiàn)固定塊的剛度滿足設(shè)計(jì)要求。3、固定塊連接螺栓強(qiáng)度校核能承受的最大拉力為：N=170×1×p×4.917524 =3228.696 (N)P0 =1056.756N從而，N&g

40、t; P0可見(jiàn)其強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。 八、橫梁與立柱連接計(jì)算 標(biāo)高:84.8m,HL-1+CDSL-1綜合考慮幕墻所處位置的標(biāo)高、分格尺寸等因素，對(duì)下列不利處進(jìn)行橫梁與立柱連接強(qiáng)度計(jì)算。該處幕墻位于主樓，標(biāo)高為45.3m，幕墻自重按GK/A=500N/m2計(jì)；設(shè)計(jì)荷載為W合= 1.7736kN/m2。幕墻分格寬度B=1200mm，橫梁上分格高度H1=1800mm。 下分格高度H2=1000mm。 立柱材料為鋁合金(6063-T5)，局部壁厚為5mm。橫梁材料為鋁合金(6063-T5)，局部壁厚為3mm。角碼材料為鋁合金(6063-T5)

41、，壁厚為4mm。角碼由2個(gè)M6的螺栓與立柱連接，螺栓承受水平和垂直組合剪切力作用。1、荷載計(jì)算(1)、水平荷載：橫梁上分格塊傳到橫梁上的力為：N1上=W合.B28 =1.7736×12002×10-38 =186.75(N)橫梁下分格塊傳到橫梁上的力為：N1下=W合.B28 =1.7736×12002×10-38 =186.75 (N)從而，N1= N1上+N1下=373.5(N) (2)、垂直荷載：N2=1.2×B/2×H1×GK/A=1.2×

42、1200/2×1800×500×10-6=450(N)(3)、組合荷載：N=N12 + N22= 373.52 + 4502=584.8(N)2、與立柱相連接的螺栓個(gè)數(shù)n1計(jì)算，立柱的局部承壓校核：(1)、每個(gè)螺栓的承載力：NbV =p×4.917524×120 =2279.08(N)n1=N NbV=584.8 2279.08  =0.26(個(gè))，取n1=2個(gè)。(2)、立柱局部承壓能力：NbC= n1. d.t.1

43、20=2×6×5×120=7200(N)>N=670.8679(N) (3)、角碼局部承壓能力：NbC= n1. d.t.120=2×6×4×120=5760(N)>N=584.8(N)可見(jiàn)，橫梁與立柱的連接滿足設(shè)計(jì)要求。 九、立柱與支座連接計(jì)算 標(biāo)高:45.3m,CDSL-1+GZ-01綜合考慮幕墻所處位置的標(biāo)高、分格尺寸等因素，對(duì)下列不利處進(jìn)行立柱與支座連接強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算。該處幕墻位于主樓，標(biāo)高取為45.3m，幕墻自重按GK/A=500N/m2計(jì)；設(shè)計(jì)荷載為W合=

44、0;1.7736k N/m2。幕墻分格寬度B=12000mm，立柱長(zhǎng)度(樓層高度)為H=3400mm。立柱材料為鋁合金(6063-T5)，局部承壓強(qiáng)度為120N/mm2，立柱連接處壁厚t1=5mm。支座材料為鋼材(Q235.t16mm)，局部承壓強(qiáng)度為320N/mm2，支座壁厚t2=6mm。立柱的固定方式為雙系點(diǎn)，即立柱左右兩側(cè)均與支座連接。立柱與支座的連接螺栓：2個(gè)M12 。1、荷載計(jì)算水平荷載：N1=1.7736×1200×3400×10-3=7236.88(N)垂直荷載：N2=1.2×500×1200×340

45、0×10-6=2448(N)組合荷載：N= 7236.8822 + 24482=7638.8(N)2、螺栓個(gè)數(shù)計(jì)算每個(gè)螺栓的承載力：NbV=2×p×10.105624×120 =19249.75(N)n=6117.9  19249.75 =0.317(個(gè))，取2個(gè)。3、局部承受能力校核立柱局部承壓能力：NbC=2×2×12×5×120=28800(N)>6117.9(N)支座承局部壓能力：NbC=2×2×12×

46、6×320=92160(N)>6117.9(N)可見(jiàn)立柱與支座的連接設(shè)計(jì)安全。 十、支座計(jì)算 標(biāo)高:45.3m,GZ-01綜合考慮幕墻所處位置的標(biāo)高、分格尺寸等因素，對(duì)下列不利處進(jìn)行支座強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算。該處幕墻位于主樓，標(biāo)高取為45.3m，幕墻自重按Gk/A=500N/m2計(jì)；設(shè)計(jì)荷載為W合= 1.7736k N/m2。幕墻分格寬度B=1200mm，立柱長(zhǎng)度(樓層高度)為H=3400mm。選用的支座為GZ-01，其材質(zhì)為鋼材(Q235.t16mm)；支座端部的橫截面積A0=1200mm2，橫截面抵抗矩Wmin=10000mm3。立柱的固定方

47、式為雙系點(diǎn)，即立柱左右兩側(cè)均與支座連接。幕墻立柱連接螺栓的中心離支座端部橫截面形心的水平距離d1=250mm，垂直距離d2=0mm。1、荷載計(jì)算單獨(dú)一個(gè)支座承受如下荷載：水平荷載：N= B×H×W合/2 = 1000×3800×10-6 ×1.494×103/2 =2448(N)垂直荷載：V= B×H×1.2Gk/A /2 = 1200×3400×10-6 ×1.2×500&#

48、160;/2 =1224(N)支座端部橫截面所受最大彎矩值為：M= N×d2 +V×d1 =2448×0+1224×250 =306000(N.mm)2、支座強(qiáng)度校核：正應(yīng)力:s=NA0+M1.05×Wmin  =2448 1200  + 3060001.05×10000  =32.5009(N/mm2)<f=215 N/mm2組合應(yīng)力:s合=s2+3×(VA)2 

49、60;=32.50092+3×(12241200)2  =32.868(N/mm2)<1.1×f=236.5 N/mm2可見(jiàn)支座的設(shè)計(jì)安全。  十一、支座與埋件連接計(jì)算 標(biāo)高:45.3m,支座：GZ-01綜合考慮幕墻所處位置的標(biāo)高、分格尺寸等因素，對(duì)下列不利處進(jìn)行支座與埋件連接強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算。該處幕墻位于主樓，標(biāo)高取為45.3m，幕墻自重按GK/A=500N/m2計(jì)；設(shè)計(jì)荷載為W合= 1.7736kN/m2。幕墻分格寬度B=1200mm，樓層高度為H=3400mm。立柱的固定方式為雙系點(diǎn)，即立柱左右兩

50、側(cè)均與支座連接。支座材質(zhì)為鋼材(Q235.t16mm)，與預(yù)埋件采用直角焊縫焊接，焊腳高為6mm(焊腳高度在計(jì)算時(shí)乘0.7)，一個(gè)支座的焊接焊縫的有效計(jì)算橫截面積A0=720mm2，抵抗矩Wmin=42000mm3。幕墻立柱連接螺栓的中心離支座端部焊縫橫截面形心的水平距離d1=250mm，垂直距離d2=0mm。1、荷載計(jì)算單獨(dú)一個(gè)支座的焊接焊縫承受如下荷載：水平荷載：N=B×H×W合/2 =1200×3400×10-6 ×1.7736×103/2=3618.1(N)垂直荷載：V= B×H

51、5;1.2GK/A/2=1200×3400×10-6×1.2×500 /2=1224(N)焊縫受到的最大彎矩值為：M= N×d2 +V×d1 =3618.1×0+1224×250 =306000(N.mm)2、焊縫強(qiáng)度的校核：s合= (sf bf)2+ (tf)2  = (N1.22×A0 + M1.22×Wmin)2+ (VA0)2  

52、=(3168.1.61.22×720+3060001.22×3400)2+(1224720)2  =11.525 (N/mm2)<f=160 N/mm2式中, bf ¾¾1.22為承受靜力荷載和間接承受動(dòng)力載的結(jié)構(gòu)中，正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)；可見(jiàn)焊縫強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。 十二、幕墻預(yù)埋件計(jì)算 標(biāo)高:45.3m,YMJ-1綜合考慮幕墻所處位置的標(biāo)高、分格尺寸、預(yù)埋件的埋設(shè)位置、砼標(biāo)號(hào)等因素，對(duì)下列不利處進(jìn)行預(yù)埋件設(shè)計(jì)計(jì)算。該處幕墻位于主樓，使用的砼標(biāo)號(hào)為C30，標(biāo)高

53、取為45.3m，幕墻自重按500N/m2計(jì)；標(biāo)準(zhǔn)組合荷載為WK合=1.2721kN/m2；設(shè)計(jì)組合荷載為W合=1.7736kN/m2。幕墻分格寬度為1200mm，樓層高度為3400mm。錨筋選用I級(jí)鋼筋，錨筋直徑10mm，共4根分2層，外層錨筋間距為90mm；錨板為8mm×300mm×150mm的Q235鋼板。固定立柱的螺栓中心至預(yù)埋件錨板形心的水平、垂直距離分別為：d1=250mm，d2=0mm。 1、受力分析預(yù)埋件采用側(cè)埋形式，如圖所示。垂直剪力為:V= B×H×1.2GK/A  =1200×3400

54、×10-6×1.2×500  =2448(N)水平拉力為:N= B×H×W合  =1200×3400×10-6×1.7736×103  =7236.288(N)彎矩為:M=V.d1+N.d2  =2448×250 +7236.288×0  =612000(N.mm)2.錨筋最小截面積計(jì)算:當(dāng)有剪力、法向拉力和彎矩共同作用時(shí),預(yù)埋件錨筋按下兩式計(jì)算,并應(yīng)大于其最大值：A

55、S=V ar. aV. fY+ N 0.8 ab. fY+M ar. ab. fY.zAS= N 0.8 ab. fY+M 0.4 ar. ab. fY.z式中V¾¾剪力設(shè)計(jì)值(N);N¾¾法向壓力設(shè)計(jì)值(N);M¾¾彎矩設(shè)計(jì)值(N.mm);ar ¾¾錨筋層數(shù)影響系數(shù);av ¾¾錨筋受剪承載力系數(shù);

56、ab ¾¾錨板彎曲變形折減系數(shù);d¾¾錨筋直徑(mm);t ¾¾錨板厚度(mm);z¾¾外層錨筋中心線之間的距離(mm);fc ¾¾混凝土軸心受壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值15(N/mm2);fY ¾¾鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值210(N/mm2);錨筋層數(shù)影響系數(shù)ar =1 ；錨板彎曲變形折減系數(shù)ab=0.6+0.25td ；=0.6+0.25×8  10=0.8錨筋受剪承載力系數(shù)(aV 

57、>0.7時(shí),取0.7)aV=(4.0-0.08d)fcfY=(4.0-0.08×10)15210=0.8552從而，取aV=.7AS=V ar. aV. fY+ N 0.8 ab. fY+M ar. ab. fY.z=2448 1×0.7×210+ 7236.288 0.8×0.8×210+612000 1×0.8×210×90  =106.22(mm

58、2)AS= N 0.8 ab. fY+M 0.4 ar. ab. fY.z=7236.288 0.8×0.8×210 +612000 0.4×1×0.8×210×90=134.81(mm2)可見(jiàn)，所需錨筋最小截面積為：134.81(mm2)3.法向壓力校核按規(guī)范要求法向壓力N<0.5fc.A，即：7236.288 (N)<0.5×15 ×45000 =337500(

59、N)4.預(yù)埋件錨筋確定選擇4f10，錨筋總面積為：4×p×1024 =314.1593(mm2)> 134.81(mm2) 十三、立柱伸縮縫設(shè)計(jì)計(jì)算立柱材料為鋁合金(6063-T5)。立柱在年溫差影響下的最大變形量為：DL =a.DT.L=0.0000235×80×3380=6.3544(mm)其中，a¾¾ 為鋁材的線膨脹系數(shù)，0.0000235；DT¾¾年最大溫差80；L¾¾ 立柱最大長(zhǎng)度3380mm。考慮誤差為5mm，取立柱伸

60、縮縫為20mm，20-5=15mm>DL=6.3544mm可見(jiàn)伸縮縫適應(yīng)年溫差變化。十四、幕墻鋁板板塊計(jì)算  標(biāo)高:45.3m,復(fù)合鋁板(4mm)綜合考慮所采用的板材所處位置的標(biāo)高、板材分格寬度和高度以及板材的厚度等因素，以下列情況最為不利，須對(duì)其強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核。該處幕墻飾面材質(zhì)為復(fù)合鋁板(4mm)，位于主樓；標(biāo)高為45.3m；幕墻自重按300N/m2計(jì)；垂直于板面的組合荷載設(shè)計(jì)值為 W合= 1.7736kN/m2，組合荷載標(biāo)準(zhǔn)值為WK合= 1.272kN/m2，最大長(zhǎng)寬尺寸分別為a= 1200mm，b=1800mm，

61、60;板厚度為t=4mm；板的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為f=34N/mm2，彈性模量為E=40600N/mm2，泊松比v=0.25。1、板的強(qiáng)度和剛度校核：(1)、板強(qiáng)度校核： 板上布置2道橫向加強(qiáng)筋，一道豎向加強(qiáng)筋，就板的受力情況可分為D板和E板，D板板中所受到的彎矩值大于E板板中彎矩值；在加強(qiáng)筋處板受到負(fù)彎矩作用，在D板和E板相鄰處采用其平均負(fù)彎矩值來(lái)計(jì)算。LX =600LY =600LXLY =1 m1=0.032885m01=-0.07277m02=-0.066425f1=0.00237板中受到的最大應(yīng)力為：s中=6.m1.W合.L2 t2

62、 =6×0.032885×1.7736×0.001×6002 42 = 13.24(N/mm2)式中,m1  為D板中最大彎矩系數(shù)。考慮板大撓度影響應(yīng)力計(jì)算的折減系數(shù)h=0.64，則(h值是根據(jù)q=W合.L41000E.t4 =97.79 ，查表得出)：s中=14.0085×0.64=8.965 (N/mm2)s中<f= 34N/mm2 板在加強(qiáng)筋處的最大應(yīng)力為：s支1=6.m01.W合. L 2 t

63、2 =6×0.07277×1.772×0.001×6002 42= 21.36(N/mm2)式中, m01  為板在加強(qiáng)筋處的二塊D板相交處的最大彎矩系數(shù);考慮板大撓度影響應(yīng)力計(jì)算的折減系數(shù)h ，則：s支1=21.36×0.64=13.67 (N/mm2)s支1<f=34 N/mm2同理可得：s支2=11.324 (N/mm2)求s支2 時(shí)采用的彎矩系數(shù)為m02  為板在D板和E板相交加強(qiáng)筋處的最大彎矩系數(shù)的平

64、均值。s支2<f=34 N/mm2可見(jiàn)，板的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。(2)、板剛度校核D板跨中的撓度u為板中的最大撓度，按下式計(jì)算：u=f1. Wk合.L4.10-3 E.t3/12(1-v2) =0.00237×1.272×6004 ×10-3 40600×43/12(1-.252) =1.658(mm)式中，f1¾¾D板中最大撓度系數(shù)；考慮板大撓度影響撓度計(jì)算的折減系數(shù)h=0.64，則(h值是根據(jù)q=W K合.a41000E.t4 =97.7

65、9 ，查表得出)：u =1.658×0.64=1.061(mm)    板中允許的最大撓度值u為板短邊的1/100，并且小于30mm；即：u=5.88mm可見(jiàn)，u£u從而，板中最大撓度滿足設(shè)計(jì)要求。2、加強(qiáng)筋強(qiáng)度和剛度校核選用加強(qiáng)筋材料為鋁合金(6063-T5)，主筋名稱(chēng)為鋁通30x45x2.5，對(duì)彎曲中心軸其橫截面參數(shù)為：慣  性  矩 I：94479.16mm4 ；抵抗矩 WMIN ：4199.074mm3 ；其彈性模量E

66、：70000N/mm2 ；強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f：85.5N/mm2 。次筋名稱(chēng)為鋁通30x45x1，對(duì)彎曲中心軸其橫截面參數(shù)為：慣  性  矩 I：25526mm4 ；抵抗矩 WMIN ：922mm3 ；其彈性模量E：70000N/mm2 ；強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f：85.5N/mm2 。加強(qiáng)筋的布置形式：板短邊中間一道，對(duì)板的長(zhǎng)邊等分布設(shè)2道。(1)、次筋強(qiáng)度和剛度校核次筋受梯形荷載作用。次筋強(qiáng)度校核M=W合. LY24.(3 LX2 -LY2)

67、0; =1.7736×600×0.00124.(3×6002 - 6002)  =1064.3(N.mm)s=M1.05WMIN  =1064.31.05×922  = 1.09(N/mm2)<f=85.5 N/mm2 次筋傳到主筋上的集中力為:設(shè)計(jì)值P=W合4.(2.LX.LY -LY2)  =1.772×0.0014.(2×600×600-6002) 

68、60;= 159.64(N)標(biāo)準(zhǔn)值PK=WK合4.(2.LX.LY -LY2)  =1.272×0.0014.(2×600×600-6002)  = 114.48(N)次筋剛度校核u=WK合. LY1920.E.I( 25.LX4 -10.LY2.LX2+LY4)  =2.52×600×0.0011920×70000×25526 ×( 25×6004 -10

69、×6002×6002+6004) = 1.0015(mm)<Lx 100= 6.2(mm)，且不超過(guò)20mm。(2)、主筋強(qiáng)度和剛度校核主筋受雙三角形荷載和次筋傳來(lái)的集中力P的作用。主筋強(qiáng)度校核M=14.W合. LY3+P.LY  =14 ×1.7736×0.001×6003+159.64×600  = 191558.4(N.mm)s=M1.05WMIN  =191558.41.05×419

70、9.074  =43.44 (N/mm2)<f=85.5 N/mm2 主筋剛度校核u=1E.I.(7.WK合. LY564+ PK.LY3 3) =1 70000×94479.16.(7×1.272×0.001×600564 +114.48×6003 3) =2.323 (mm)<a 100= 11.75(mm)，且不超過(guò)20mm。可見(jiàn)，加強(qiáng)筋的強(qiáng)度和剛度滿足設(shè)計(jì)要求。十一、

71、短槽固定式石材板塊計(jì)算 標(biāo)高:45.3m,MU150綜合考慮短槽固定式石材所處位置的標(biāo)高、石材的寬度和高度以及石材的厚度等因素，以下列情況最為不利，須作設(shè)計(jì)計(jì)算。該處石材位于主樓；標(biāo)高取為45.3m；采用短勾固定石材。每平方米的幕墻自重Gk/A 按800N/m2計(jì)，垂直于石材面的組合荷載設(shè)計(jì)值為1.7736kN/m2；組合荷載標(biāo)準(zhǔn)值為1.272kN/m2。石材分格寬高分別為936mm，600mm 圖中尺寸如下：a0=1050mm，¾¾石材邊長(zhǎng)；a1=180mm，¾¾短勾中心至石材邊緣的距離；a =690mm，

72、90;¾石材計(jì)算邊長(zhǎng)；b0=860mm，¾¾石材另一邊邊長(zhǎng)；b =860mm，¾¾石材另一邊計(jì)算邊長(zhǎng)；t =25mm，¾¾石材計(jì)算厚度；t1=9mm，¾¾石材槽口單側(cè)厚度；t2=4mm，¾¾短勾厚度；b2=60mm，¾¾短勾寬度；h1=20mm，¾¾石材開(kāi)槽深度；h2=17mm，¾¾短勾插入石材的深度。石材的強(qiáng)度等級(jí)為MU150，抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f= 4.7N/mm2；抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ft=2.3&#

73、160;N/mm2；彈性模量為10000N/mm2；重量體積密度為2.7噸/m3；泊松比為.125；線脹系數(shù)為0.000008。固定石材的短勾材質(zhì)為不銹鋼；其抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為fts=120N/mm2。由于ba£2，所以石材的受力情況可按四點(diǎn)支承考慮。1、強(qiáng)度校核：(1)、石材在垂直于幕墻平面的風(fēng)荷載和地震的作用下，其板中、板邊最大應(yīng)力分別按下式計(jì)算：s max = 6.y.W合.L2 1000×t2 s max1 = 6.y 1.W合.L2 1000×t2 

74、;式中：smax ¾¾ 石材板中的最大應(yīng)力 (N/mm2)；smax1 ¾¾石材板邊緣的最大應(yīng)力 (N/mm2)；  ¾¾ 板中最大彎矩系數(shù)；1 ¾¾  板板邊緣最大彎矩系數(shù)；W合¾¾ 組合荷載設(shè)計(jì)值( kN/m2)；L ¾¾  a、b中較大者( mm)；t ¾¾ &#

75、160;石材的計(jì)算厚度( mm)；從而：smax=6×0.1148×1.7736×8602 1000×252  =1.4893(N/mm2)  fsmax1=6×0.1436×1.7736×6002 1000×252  =0.880(N/mm2)  f(2)、石材在開(kāi)槽部位受剪，其剪應(yīng)力按下式計(jì)算：tmax石 =3. W合.a0.b0 4.n.b2.t1. b

76、0;式中： tmax石  ¾ 石材中的最大剪應(yīng)力 (N/mm2)；n   ¾¾  石材單邊短勾數(shù)量，為2個(gè)；b   ¾¾  石材抗剪調(diào)整系數(shù)，為0.83；則：t max石 =3×1.8272×0.001×936×600  4×2×60×9×0.83=0.951(N/mm2)

77、60; ft因此所選石材的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。(3)、短勾承受剪力，其剪應(yīng)力按下式計(jì)算：tmax勾 = W合.a0.b0 2.n.b2.t2. b1 式中： tmax勾  ¾ 短勾中的最大剪應(yīng)力 (N/mm2)；b1  ¾¾  短勾抗剪調(diào)整系數(shù)，為1.25。則：t max勾 =1.7736×0.001×936×600  2×2×6

78、0×4×1.25=2.1484(N/mm2)  fts因此短勾的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。2、石材板中、板邊最大撓度u、u1分別按下式計(jì)算：u=Y. W合k.L4E.t3/12(1-v2) u1=Y1. W合k.L4E.t3/12(1-v2) 式中，u  ¾¾石材板中最大撓度(mm)；u1  ¾¾石材板邊最大撓度(mm)；Y  ¾¾石材板中最大撓度系數(shù)；Y1 ¾¾石材板邊最大

79、撓度系數(shù)；W合k¾¾垂直于石材平面方向的荷載與作用的標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；E  ¾¾石材的彈性模量(N/mm2) ；v  ¾¾石材的泊松比 ；u=.0189×1.272×10-3×6004  10000×253/12(1- 0.1252) =1.0265(mm)u1=0.0158×1.272×10-3×6004  10000×253/12

80、(1-0 .1252) =0.8581(mm)石材允許的最大撓度值u為石材板短邊的1/100，并且小于30mm，即：u=6.9 mm。可見(jiàn)，u,u1£u從而，石材最大撓度滿足設(shè)計(jì)要求。附錄一、符號(hào)說(shuō)明s     ¾¾¾ 截面最大應(yīng)力設(shè)計(jì)值f      ¾¾¾ 材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值bZ     ¾¾

81、0; 陣風(fēng)系數(shù)mZ     ¾¾¾ 風(fēng)壓高度變化系數(shù)mS     ¾¾¾ 風(fēng)荷載體型系數(shù)DT     ¾¾¾ 年溫度變化值fg       ¾¾¾ 玻璃強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fa   

82、0;   ¾¾¾ 鋁合金強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fs       ¾¾¾ 鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值a      ¾¾¾ 材料線膨脹系數(shù)E      ¾¾¾ 材料彈性模量a      ¾¾¾ 玻璃短邊邊長(zhǎng)b      ¾¾¾ 玻璃長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)t