索网幕墙工程计算书.docx
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索网幕墙工程计算书
索网幕墙工程
设
计
计
算
书
计算:
校核:
幕墙公司
目录
一、风荷载计算1
1.风荷载标准值:
1
2.风荷载设计值:
1
二、玻璃计算1
1.玻璃面积:
1
2.玻璃板块自重:
1
3.分布水平地震作用计算:
2
4.玻璃强度计算:
2
5.玻璃跨中挠度计算:
3
三、结构胶计算3
1.结构胶宽度计算:
3
2.结构胶厚度计算:
4
3.结构胶强度计算:
5
四、索网有限元分析计算5
1.索网基本信息5
2.索网节点信息5
3.索网索单元信息8
4.索网节点荷载信息12
5.索网节点位移信息15
6.索网单元张力信息18
索网设计计算书
一、风荷载计算
1.风荷载标准值:
Wk:
作用在玻璃幕墙上的风荷载标准值（kN/m2）
μz:
30m高处风压高度变化系数（按C类区计算）:
（GB50009-20017.2.1）
μz=0.616×（z/10）0.44=0.998882
μf:
脉动系数:
（GB50009-20017.4.2-8）
μf=0.5×35（1.8×（0.22-0.16））×（z/10）-0.22=0.576451
βgz:
阵风系数:
（GB50009-20017.5.1-1）
βgz=к×（1+2×μf）=1.82997
Wk=βgz×μz×μs×W0（JGJ102-20035.3.2）
=1.82997×0.998882×1.2×0.45
=0.987077kN/m2
Wk<1kN/m2,取Wk=1kN/m2
2.风荷载设计值:
W:
风荷载设计值:
kN/m2
rw:
风荷载作用效应的分项系数：
1.4
按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-20035.1.6条规定采用
W=rw×Wk=1.4×1=1.4kN/m2
二、玻璃计算
1.玻璃面积:
B:
该处玻璃幕墙分格宽:
1m
H:
该处玻璃幕墙分格高:
1m
A:
该处玻璃板块面积:
A=B×H
=1×1
=1m2
2.玻璃板块自重:
GAK:
玻璃板块平均自重（不包括铝框）:
玻璃的体积密度为:
25.6（kN/m3）（JGJ102-20035.3.1）
BT_L:
夹层玻璃内侧玻璃厚度为:
10（mm）
BT_w:
夹层玻璃外侧玻璃厚度为:
10（mm）
GAK=25.6×（Bt_L+Bt_w）/1000
=25.6×（10+10）/1000
=0.512kN/m2
3.分布水平地震作用计算:
αmax:
水平地震影响系数最大值:
0.16
qEAk:
垂直于玻璃平面的分布水平地震作用（kN/m2）
qEAk=βE×αmax×GAK（JGJ102-20035.3.4）
=5×0.16×0.512
=0.4096kN/m2
rE:
地震作用分项系数:
1.3
qEA:
垂直于玻璃平面的分布水平地震作用设计值（kN/m2）
qEA=rE×qEAk
=1.3×0.4096
=0.53248kN/m2
4.玻璃强度计算:
选定面板材料为:
10（浮法）+0.38+10（浮法）夹胶玻璃
校核依据:
σ≤ｆg
q:
玻璃所受组合荷载:
a:
玻璃短边边长:
0.75m
b:
玻璃长边边长:
0.75m
ti:
夹层玻璃内侧玻璃厚度为:
10（mm）
to:
夹层玻璃外侧玻璃厚度为:
10（mm）
E:
玻璃弹性模量:
72000N/mm2
m:
玻璃板面跨中弯曲系数,按边长比a/b查表得:
0.1559
η:
折减系数,根据参数θ查表6.1.2-2
σw:
玻璃所受应力:
采用风荷载与地震荷载组合:
q=W+ψE×qEA
=1.4+0.5×0.53248
=1.66624kN/m2
荷载分配计算
qo=q×to3/（to3+ti3）
=1.66624×103/（103+103）
=0.83312
qi=q×ti3/（to3+ti3）
=1.66624×103/（103+103）
=0.83312
参数θ计算:
θo=qo×a4×109/E/to4
=0.83312×0.754×109/72000/104
=0.366117
查表6.1.2-2得ηo=1
θi=qi×a4×109/E/ti4
=0.83312×0.754×109/72000/104
=0.366117
查表6.1.2-2得ηi=1
玻璃最大应力计算:
σwo=6×m×ηo×qo×a2×1000/to2
=6×0.1559×1×0.83312×0.752×1000/102
=4.33014N/mm2
σwi=6×m×ηi×qi×a2×1000/ti2
=6×0.1559×1×0.83312×0.752×1000/102
=4.33014N/mm2
4.33014N/mm2≤ｆg=28N/mm2
4.33014N/mm2≤ｆg=28N/mm2
玻璃的强度满足
5.玻璃跨中挠度计算:
校核依据:
df≤dflim=a/60×1000=12.5mm
D:
玻璃刚度（N·mm）
ν:
玻璃泊松比:
0.2
E:
玻璃弹性模量:
72000N/mm2
te:
夹层玻璃的等效厚度
te=（to3+ti3）（1/3）
=（103+103）（1/3）
=12.5992mm
D=E×te3/12/（1-ν2）
=72000×12.59923/12/（1-0.22）
=1.42857e+007N·mm
qk:
玻璃所受组合荷载:
qk=Wk
=1
=1kN/m2
μ:
挠度系数,按边长比a/b查表得:
0.11688
参数θ计算:
θ=qk×a4/E/te4
=1×0.754/72000/12.59924×109
=0.174397
η:
折减系数,根据参数θ查表6.1.2-2得η=1
df:
玻璃在风荷载和地震荷载作用下挠度最大值
df=μ×η×qk×a4/D
=0.11688×1×0.754×1/1.42857e+007×109
=0.576524mm
0.576524mm≤dflim=12.5mm
玻璃的挠度满足
三、结构胶计算
1.结构胶宽度计算:
（1）风载荷作用下结构胶粘结宽度的计算:
Cs1:
风载荷作用下结构胶粘结宽度（mm）
W:
风荷载设计值:
1.66624kN/m2
a:
矩形分格短边长度:
0.75m
f1:
结构胶的短期强度允许值:
0.2N/mm2
按5.6.2条规定采用
Cs1=W×a/2/f1（JGJ102-20035.6.3-1）
=1.66624×0.75/2/0.2
=3.1242mm取4mm
（2）自重效应胶缝宽度的计算:
Cs2:
自重效应胶缝宽度（mm）
B:
幕墙分格宽:
1m
H:
幕墙分格高:
1m
BT_L:
夹层玻璃内侧玻璃厚度为:
10mm
BT_w:
夹层玻璃外侧玻璃厚度为:
10mm
f2:
结构胶的长期强度允许值:
0.01N/mm2
按5.6.2条规定采用
Cs2=1.2×H×B×（BT_L+BT_w）×25.6/（H+B）/2000/f2（JGJ102-20035.6.3-3）
=1.2×1×1×（10+10）×25.6/（1+1）/2000/0.01
=15.36mm取16mm
（3）结构硅酮密封胶的最大计算宽度:
16mm
2.结构胶厚度计算:
（1）温度变化效应胶缝厚度的计算:
Ts:
温度变化效应结构胶的粘结厚度:
mm
δ1:
结构硅酮密封胶的温差变位承受能力:
0.125
△Ｔ:
年温差:
68℃
Us:
玻璃板块在年温差作用下玻璃与铝型材相对位移量:
mm
铝型材线膨胀系数:
al=2.35×10-5
玻璃线膨胀系数:
aw=1×10-5
Us=b×△Ｔ×（2.35-1）/100
=0.75×68×（2.35-1）/100
=0.6885mm
Ts=Us/（δ1×（2+δ1））0.5（JGJ102-20035.6.5）
=0.6885/（0.125×（2+0.125））0.5
=1.33589mm
（2）地震作用下胶缝厚度的计算:
Ts:
地震作用下结构胶的粘结厚度:
mm
H:
幕墙分格高:
1m
θ:
幕墙层间变位设计变位角1/550
ψ:
胶缝变位折减系数0.7
δ2:
结构硅酮密封胶的地震变位承受能力:
1
Ts=θ×3×H×ψ×1000/（δ2×（2+δ2））0.5
=1/550×3×1×0.7×1000/（1×（2+1））0.5
=2.20443mm
（3）结构硅酮密封胶的最大计算厚度:
3mm
3.结构胶强度计算:
（1）设计选定胶缝宽度和厚度:
胶缝选定宽度为:
7mm
胶缝选定厚度为:
7mm
（2）短期荷载和作用在结构胶中产生的拉应力:
W:
风荷载以及地震荷载组合设计值:
1.66624kN/m2
a:
矩形分格短边长度:
0.75m
Cs:
结构胶粘结宽度:
7mm
σ1=W×a×0.5/Cs
=1.66624×0.75×0.5/7
=0.0892629N/mm2
（3）短期荷载和作用在结构胶中产生的剪应力:
H:
幕墙分格高:
1m
t:
玻璃厚度:
1mm
σ2=qGk×γG×H×B/Cs/（B+H）
=0.512×1.2×1×1/7/（1+1）
=0.0219429N/mm2>0.01N/mm2
结构胶长期强度不满足要求
（4）短期荷载和作用在结构胶中产生的总应力:
σ=（σ12+σ22）0.5
=（0.08926292+0.02194292）0.5
=0.0919203N/mm2≤0.2N/mm2
结构胶短期强度满足要求
四、索网有限元分析计算
1.索网基本信息
点式幕墙采用单层索网支承,索网各项基本参数如下表所示：
特性
横索材料
纵索材料
结构
钢索6*19+1ws
钢索6*19+1ws
长度（m）
33.6
14.4
直径（mm）
20
20
截面积（mm2）
653.2
653.2
弹性模量
180000
180000
破断力（kN）
480
480
预拉力（kN）
10
100
2.索网节点信息
索网有限元分析节点参数如下表所示：
节点编号
X（m）
Y（m）
Z（m）
1
0.000
0.000
0.000
2
2.400
0.000
0.000
3
4.800
0.000
0.000
4
7.200
0.000
0.000
5
9.600
0.000
0.000
6
12.000
0.000
0.000
7
14.400
0.000
0.000
8
16.800
0.000
0.000
9
19.200
0.000
0.000
10
21.600
0.000
0.000
11
24.000
0.000
0.000
12
26.400
0.000
0.000
13
28.800
0.000
0.000
14
31.200
0.000
0.000
15
33.600
0.000
0.000
16
0.000
0.000
2.400
17
2.400
0.000
2.400
18
4.800
0.000
2.400
19
7.200
0.000
2.400
20
9.600
0.000
2.400
21
12.000
0.000
2.400
22
14.400
0.000
2.400
23
16.800
0.000
2.400
24
19.200
0.000
2.400
25
21.600
0.000
2.400
26
24.000
0.000
2.400
27
26.400
0.000
2.400
28
28.800
0.000
2.400
29
31.200
0.000
2.400
30
33.600
0.000
2.400
31
0.000
0.000
4.800
32
2.400
0.000
4.800
33
4.800
0.000
4.800
34
7.200
0.000
4.800
35
9.600
0.000
4.800
36
12.000
0.000
4.800
37
14.400
0.000
4.800
38
16.800
0.000
4.800
39
19.200
0.000
4.800
40
21.600
0.000
4.800
41
24.000
0.000
4.800
42
26.400
0.000
4.800
43
28.800
0.000
4.800
44
31.200
0.000
4.800
45
33.600
0.000
4.800
46
0.000
0.000
7.200
47
2.400
0.000
7.200
48
4.800
0.000
7.200
49
7.200
0.000
7.200
50
9.600
0.000
7.200
51
12.000
0.000
7.200
52
14.400
0.000
7.200
53
16.800
0.000
7.200
54
19.200
0.000
7.200
55
21.600
0.000
7.200
56
24.000
0.000
7.200
57
26.400
0.000
7.200
58
28.800
0.000
7.200
59
31.200
0.000
7.200
60
33.600
0.000
7.200
61
0.000
0.000
9.600
62
2.400
0.000
9.600
63
4.800
0.000
9.600
64
7.200
0.000
9.600
65
9.600
0.000
9.600
66
12.000
0.000
9.600
67
14.400
0.000
9.600
68
16.800
0.000
9.600
69
19.200
0.000
9.600
70
21.600
0.000
9.600
71
24.000
0.000
9.600
72
26.400
0.000
9.600
73
28.800
0.000
9.600
74
31.200
0.000
9.600
75
33.600
0.000
9.600
76
0.000
0.000
12.000
77
2.400
0.000
12.000
78
4.800
0.000
12.000
79
7.200
0.000
12.000
80
9.600
0.000
12.000
81
12.000
0.000
12.000
82
14.400
0.000
12.000
83
16.800
0.000
12.000
84
19.200
0.000
12.000
85
21.600
0.000
12.000
86
24.000
0.000
12.000
87
26.400
0.000
12.000
88
28.800
0.000
12.000
89
31.200
0.000
12.000
90
33.600
0.000
12.000
91
0.000
0.000
14.400
92
2.400
0.000
14.400
93
4.800
0.000
14.400
94
7.200
0.000
14.400
95
9.600
0.000
14.400
96
12.000
0.000
14.400
97
14.400
0.000
14.400
98
16.800
0.000
14.400
99
19.200
0.000
14.400
100
21.600
0.000
14.400
101
24.000
0.000
14.400
102
26.400
0.000
14.400
103
28.800
0.000
14.400
104
31.200
0.000
14.400
105
33.600
0.000
14.400
3.索网索单元信息
索网有限元分析索单元参数如下表所示：
索元编号
起始点
终止点
长度（m）
截面积（mm2）
1
1
2
2.4
653.2
2
2
3
2.4
653.2
3
3
4
2.4
653.2
4
4
5
2.4
653.2
5
5
6
2.4
653.2
6
6
7
2.4
653.2
7
7
8
2.4
653.2
8
8
9
2.4
653.2
9
9
10
2.4
653.2
10
10
11
2.4
653.2
11
11
12
2.4
653.2
12
12
13
2.4
653.2
13
13
14
2.4
653.2
14
14
15
2.4
653.2
15
16
17
2.4
653.2
16
17
18
2.4
653.2
17
18
19
2.4
653.2
18
19
20
2.4
653.2
19
20
21
2.4
653.2
20
21
22
2.4
653.2
21
22
23
2.4
653.2
22
23
24
2.4
653.2
23
24
25
2.4
653.2
24
25
26
2.4
653.2
25
26
27
2.4
653.2
26
27
28
2.4
653.2
27
28
29
2.4
653.2
28
29
30
2.4
653.2
29
31
32
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