玻璃幕墙计算书强度计算书.docx
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玻璃幕墙计算书强度计算书
I.基本参数：
1.工程所在地：
北京
2.抗震设防等级：
8度抗震设计0.16
II.设计依据：
《建筑结构荷载规范》GB50009-2012《钢结构设计规范》GB50017-2003《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003《混凝土结构设计规范》GB50010-2010《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001《建筑幕墙》JG3035-1996《建筑结构静力计算手册》第二版《结构静力计算图表》建筑工业出版社《建筑幕墙工程手册》赵西安
《建筑玻璃应用技术规程（附条文说明）》JGJ113-2009《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001《建筑玻璃点支承装置》JG/T138-2010《吊挂式玻璃幕墙支承装置》JG139-2001《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》GB/T18250-2000
《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》GB/T18575-2001
《建筑幕墙》GB/T21086-2007《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》GB/T15227-2007《建筑抗震设计规范》GB50011-2010《建筑设计防火规范》GB50016《高层民用建筑设计防火规范》GB50045《建筑防雷设计规范》GB50057-2010《硅酮建筑密封胶》GB/T14683-2003《幕墙玻璃接缝用密封胶》JC/T882-2001《中空玻璃用弹性密封胶》JC/T486-2001《天然花岗石建筑板材》GB/T18601-2009《铝塑复合板》GB/T17748-2008《干挂天然花岗石，建筑板材及其不锈钢配件》JC830.1,830.2-2005《建筑用硅酮结构密封胶》GB16776-2005《变形铝及铝合金化学成份》GB/T3190-2008《铝合金建筑型材》GB/T5237-2008《铝及铝合金轧制板材》GB/T3880.1-2006《碳素结构钢》GB/700-2006《优质碳素结构钢》GB/T699-1999《高耐候结构钢》GB/T4171-2008《焊接结构用耐候钢》GB/T4171-2008《冷顶锻用不锈钢丝》GB/T4232-2009《不锈钢丝》GB/T4240-2009《不锈钢丝绳》GB/T9944-2002
钢化玻璃》GB15763.2-2005夹层玻璃》GB15763.3-2009中空玻璃》GB/T11944-2012浮法玻璃》GB11614-2009
建筑安全玻璃管理规定》
紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB3098.1-2010
紧固件机械性能紧固件机械性能紧固件机械性能紧固件机械性能紧固件机械性能
螺母粗牙螺纹》GB3098.2-2000螺母细牙螺纹》GB3098.4-2000自攻螺钉》GB3098.5-2000不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》GB3098.6-2000不锈钢螺母》GB3098.15-2000
螺纹紧固件应力截面积和承载面积》GB/T16823.1-1997
III.荷载和效应组合：
结构设计时，根据构件的受力特点，荷载作用情况及应力（或内力）的作用方向，选用最不利的组合。
荷载或效应组合设计值按下式计算：
S=yg*Sgk+书w*yw*Swk+书e*丫e*Sek
S：
作用效应组合设计值
Sgk：
永久荷载效应标准值
Swk：
风荷载效应标准值
Sek：
地震荷载效应标准值
yg：
永久荷载分项系数
yw：
风荷载分项系数
ye：
地震作用分项系数
pw
风荷载组合值系数
We：
地震作用的组合值系数
一、在进行幕墙构件的承载力设计时，各分项系数按下列规定取值：
1.一般情况下,永久荷载、风荷载、地震作用的分项系数分别取1.2、1.4、1.3。
2.永久荷载的效应起控制作用时，其分项系数取1.35。
3.永久荷载的效应对构件有利时，其分项系数取值不应大于1.0。
二、可变作用的组合值系数按下列规定取值：
1.一般情况下,风荷载组合系数取1.0，地震作用的组合值系数取0.5。
2.对水平倒挂玻璃及其框架，可不考虑地震作用效应的组合；风荷载组合值系数
可取1.0（永久荷载不起控制作用时）或0.6（永久荷载起控制作用时）。
三、立柱与主结构连接计算
1）连接螺栓材质:
普通螺栓4.6级4.8级
2）连接螺栓抗剪设计值:
140.0
3）连接螺栓公称直径D（mm）:
6.0
4）连接螺栓净直径D0（mm）:
4.918
5）连接角码类型:
铝角码
6）连接角码厚度t（mm）:
4
7）楼层高度H（mm）4500.0
采用SG+SW+0.5*SE组合
1立柱承受的风荷载标准值计算：
N1WK（N）=Wk*B*H/1000/1000
=0.0*1000.0*4500.0/1000/1000
=0.0
2立柱承受的风荷载设计值计算：
N1W（N）=1.4*N1WK
=1.4*0.0
=0.0
3立柱承受的地震荷载标准值计算：
N1EK（N）=qeak*B*H/1000/1000=600.0*1000.0*4500.0/1000/1000=2700.0
4立柱承受的地震荷载设计值计算：
N1E（N）=1.3*N1EK
=1.3*2700.0
=3510.0
5立柱与主结构连接处水平总力计算：
N1（N）=N1W+0.5*N1E
=0.0+0.5*3510.0
=1755.0
6立柱与主结构连接处自重总标准值计算：
NZK（N）=Gak*B*H/1000/1000
=500.0*1000.0*4500.0/1000/1000
=2250.0
7立柱与主结构连接处自重总设计值计算：
NZ（N）=1.2*NZK
=1.2*2250.0
=2700.0
8立柱与主结构连接处总合力计算：
N（N）=（N"2+NZA2）A（1/2）=（1755.0人2+2700.0A2）A（1/2）=3220.252
9单个螺栓的抗剪能力计算：
连接处承剪面数Nv：
2
Nvb（N）=Nv*n*。
0人2/4*140.0
=2*3.1415926*4.918A2/4*140.0
=5318.939
（按《钢结构设计规范》GBJ50017-20037.2.1-1）
10连接螺栓个数计算：
n（个）=N/Nvb
=3220.252/5318.939
=.605
取2个
（按《建筑幕墙工程技术规范》JGJ102-20035.5.7规定）
11立柱型材壁抗承压能力计算：
D（mm）:
连接螺栓的直径：
6.
t（mm）:
立柱型材壁厚：
4
工t（mm）:
立柱型材总壁厚。
Ncbl（N）=D*工t*120
=6.0*2*2.0*4*120
=11520.0
11520.0
>3220.252，立柱型材壁厚强度可以满足要求。
12立柱角码壁厚抗承压能力计算：
D（mm）:
连接螺栓的直径：
6.
t（mm）:
连接角码壁厚：
4
工t（mm）:
连接角码总壁厚
Ncbg（N）=D*工t*120=6.0*2*2.0*4*120=11520.0
11520.0
>3220.252，连接角码壁厚强度可以满足要求。
四、预埋件截面面积和焊缝计算
1）锚筋抗拉强度设计值fy（N/mm2）=210.0
2）锚筋直径d（mm）=12
3）锚筋层数：
两层
4）钢筋总根数n（根数）：
4
5）锚筋层数影响系数ar=1.00
6）沿剪力作用方向，最外层锚筋中心线之间距离Z（mm）=210
7）混凝土类型：
C25
8）混凝土轴力受压强度设计值fc（N/mm2）=11.9
9）锚板厚度t（mm）=8
1.1锚筋截面积校核：
本工程预埋件的布置方式为：
侧埋式本工程预埋件同时承受：
竖向剪力、水平（法向）拉力和弯矩的共同作用。
1.1.1水平拉力设计值N（N）=N1
=1755.0
1.1.2竖向剪力设计值V（N）=Nz
=2700.0
1.1.3弯矩设计值M（N.mm）=V*e0
=2700.0*100=270000.0
1.1.4钢筋受剪承载系数计算：
av=（4.0-0.08*d）*（fc/fy）A（1/2）=（4.0-0.08*12）*（11.9/210.0）人（1/2）=0.724
根据规定，取0.7
1755.0/（0.8*0.767*210.0）+
270000.0/（1.3*1.00*0.767*210.0*210）
=38.136
（按《建筑幕墙工程技术规范》JGJ102-2003C.0.1-1）
38.136w452.389
as2=N/（0.8*ab*fy）+M/（0.4*ar*ab*fy*Z）=1755.0/（0.8*0.767*210.0）+270000.0/（0.4*1.00*0.767*210.0*210）=33.59
33.59w452.389
（按《建筑幕墙工程技术规范》JGJ102-2003C.0.1-2）
4根$12的钢筋可以满足要求。
1.2锚板面积校核：
锚板面积A（mm2）：
60000
N（N）=0.5*fc*A
=0.5*11.9*60000
=357000.0
1755.0w357000.0锚板面积可以满足要求。
（按《建筑幕墙工程技术规范》JGJ102-2003C.0.1.2）2预埋板和钢角码的焊缝计算
1）焊角实际高度hf（mm）=6
2）角焊缝强度设计值fw（N/mm2）=160
3）焊缝实际总长度L（mm）=100
2.1角焊缝有效长度计算：
Lw（mm）=L-2*hf
=88.0
2.2角焊缝有效高度计算：
he（mm）=0.7*hf
=4.2
2.3弯矩产生应力的计算：
dw（N/mm2）=6*M/（2*1.22*he*LwA2）
=6*270000.0/（2*1.22*4.2*88人2）
=20.413
2.4法向拉力产生应力的计算：
dn（N/mm2）=N/（2*1.22*he*Lw）=1755.0/（2*1.22*4.2*88）=1.946
2.5剪力产生应力的计算：
dv（N/mm2）=V/（2*hf*Lw）
=2700.0/（2*6*88.0）
=2.557
2.6总应力的计算：
d（N/mm2）=（（dw+dn）A2+dvA2）A（1/2）
=（（20.413+1.946）A2+2.557人2）人（1/2）
=22.505
22.505W160
焊缝强度可以满足要求。
（按《钢结构设计规范》GB50017-20037.1.2）
3后置预埋件计算：
校核依据：
N=（（N/2+M/Z）/n）*3<=N拉拔/2
锚栓类型:
膨胀型锚栓
水平拉力设计值N（N）:
3220.252竖向弯矩设计值M（N.mm）:
270000.0
上下两行锚栓的距离Z（mm）:
80
每块锚板锚栓总个数（个）:
4锚栓竖向列数n（个）:
2
承载能力调整系数3:
每块锚板锚栓总个数为4个时取1.25,6个时取1.30,8个时取1.32单个锚栓拉拔试验结果N（N）:
15000
N（N）=（（N/2+M/Z）/n）*3
=（（3220.252/2+270000.0/80）/2）*1.25
=3115.704
单个锚栓的拉拔力N=3115.704<=15000.0/2=7500.0后置预埋件承载能力满足要求。
1）横梁上部间隔
2）横梁下部间隔
3）平均间隔高度
4）风荷载标准值
五、幕墙横梁计算
H1=1200mm
H2=1200mm
H=（1200+1200）/2=1200mm
Wk=0.0N/m2
5）水平地震影响系数最大值amax=0.16N/m2
6）幕墙构件（含铝框）每平方自重gak=500.0N/m2
7）型材强度设计值fa（N/mm2）=85.5
1横梁计算
1.1幕墙自重荷载产生的弯矩计算:
1.1.1幕墙自重荷载线荷载标准值计算：
Gk（N/mm）=Gak*H/1000/1000=500.0*1200.0/1000/1000=0.6
1.1.2幕墙自重荷载线荷载设计值计算：
G（N/mm）=1.2*Gk
=1.2*0.6
=0.72
1.1.3幕墙自重产生的竖向弯矩：
Mx（N.mm）=G*BA2/8
=0.72*1000.0人2/8
=90000.0
1.2幕墙风荷载产生的弯矩计算:
1.2.1幕墙风荷载线荷载标准值计算：
qwk（N/mm）=wk*H/1000/1000
=0.0*1200.0/1000/1000
=0.0
1.2.2幕墙风荷载线荷载设计值计算：
qw（N/mm）=1.4*qwk
=1.4*0.0
=0.0
1.2.3幕墙风荷载产生的水平方向弯矩：
按三角形分布计算
Myw（N.mm）=qw*BA2/12
=0.0*1000.0A2/12
=0.0
1.3幕墙地震荷载作用下产生的弯矩计算:
1.3.1幕墙地震荷载作用标准值计算：
动力放大系数BE:
5
地震影响系数最大值amax5
qeak（N/m2）=BE*amax*Gak
=5*0.16*500.0
=400.0
1.3.2幕墙地震作用线荷载作用标准值计算：
qek（N/mm）=qeak*H/1000/1000=400.0*1200.0/1000/1000=0.48
1.3.3幕墙地震作用线荷载作用设计值计算：
qe（N/mm）=1.3*qek
=1.3*0.48
=0.624
1.3.4幕墙地震荷载作用产生的水平方向弯矩：
按三角形分布计算
Mye（N.mm）=qe*BA2/12
=0.624*1000.0人2/12
=52000.0
2横梁强度计算选用的横梁型材截面参数：
1）横梁型材型号:
豪美_120隐框_t=2.5
2）截面积:
A（mm2）=609.56
3）净截面积:
a0（mm2）=609.56
4）惯性矩:
Ix（mm4）=194090.8
5）惯性矩:
Iy（mm4）=333780.8
6）抵抗矩:
Wx1（mm3）=8119.3
7）抵抗矩:
Wx2（mm3）=8119.3
8）抵抗矩:
Wy1（mm3）=9972.34
9）抵抗矩:
Wy2（mm3）=10586.35
10）面积矩:
Ss（mm3）=4348.43
11）周长:
S（mm）=517.44
12）横梁型材计算校核处壁厚:
t（mm）=2.5
13）塑性发展系数丫=1.05
14）型材强度设计值fa（N/mm2）：
85.5
2.1幕墙型材截面设计最大应力：
d（N/mm2）=Mx/（1.05*Wx1）+Myw/（1.05*Wy2）+0.5*Mye/（1.05*Wy2）
=90000.0/（1.05*8119.3）+0.0/（1.05*10586.35）+0.5*52000.0/（1.05*10586.35）=12.896
型材强度设计值d=12.896<=85.5N/mm2,型材正应力强度可以满足要求。
按《玻璃幕墙应用技术规范》JGJ102-20036.2.4
3横梁抗剪强度计算
3.1横梁风荷载产生的剪力标准值计算:
采用Sw+0.5*Se组合按三角形分布计算:
Vwk（N）=（wk*B/1000）*B/1000/4
=（0.0*1.0）*1.0/4
=0.0
3.2横梁风荷载产生的剪力设计值计算:
Vw（N）=1.4*Vwk
=1.4*0.0
=0.0
3.3横梁地震荷载产生的剪力标准值计算：
按三角形分布计算:
Vek（N）=（qeak*B/1000）*B/1000/4=（400.0*1.0）*1.0/4
=100.0
3.4横梁地震荷载产生的剪力设计值计算：
Ve（N）=1.3*Vek=1.3*100.0=130.0
3.5横梁所受剪力设计总值计算：
采用Sw+0.5*Se组合"V=Vw+0.5*Ve=0.0+0.5*130.0=65.0
3.6横梁在水平荷载作用下的剪应力计算：
t（N/mm2）=V*Sy/ly/t=65.0*6581.9/333780.8/5.0=0.256
校核依据t<=49.6N/mm2
0.256<=49.6横梁水平方向的抗剪强度可以满足要求。
按《玻璃幕墙应用技术规范》JGJ102-20036.2.5-2
3.7幕墙自重产生的剪力计算：
V（N）=G*B/2=0.72*1000.0/2=360.0
3.8幕墙自重产生的剪应力计算：
t（N/mm2）=V*Sx/lx/t=360.0*4348.43/194090.8/5.0=1.613
校核依据t<=49.6N/mm2
1.613<=49.6横梁垂直方向的抗剪强度可以满足要求。
4横梁挠度计算
校核依据：
Umax/L<=L/180。
（按《建筑幕墙工程技术规范》JGJ102-20036.3.10-1）
4.1横梁风荷载线荷载标准值计算：
qwk（N）=wk*B
=0.0*1.0
=0.0
4.2横梁在水平方向上由风荷载产生的挠度：
U1（mm）=qwk*b0A4/E/Iy/120
=0.0*1000.0人4/70000.0/333780.8/120
=0.0
0.0<=1/180mm横梁在水平方向上的挠度可以满足要求。
按《玻璃幕墙应用技术规范》JGJ102-20036.2.7-1
4.3横梁在垂直方向上由重力荷载产生的挠度：
U2（mm）=5*Gk*BM/384/E/ix=5*0.6*1000.0人4/384/70000.0/194090.8
=0.575
0.00058<=1/180mm横梁在垂直方向上的挠度可以满足要求。
按《玻璃幕墙应用技术规范》JGJ102-20036.2.7-1
5横梁与立柱的连接件
5.1横梁与立柱连接的横向节点计算：
5.1.1水平剪力总值计算：
采用Sw+0.5*Se组合
N1=Vw+0.5*Ve
=0.0+0.5*130.0
=360.0
5.1.2单个螺栓的抗剪能力计算：
连接处承剪面数Nv（个）:
1
连接螺栓抗剪设计值:
140.0
螺栓净直径D0（mm）:
4.918
Nvb（N）=Nv*n*D0A2/4*140.0
=1*3.1415926*4.918A2/4*140.0=2659.469
（按《钢结构设计规范》GBJ50017-20037.2.1-1）
5.1.3横梁与角码连接需用螺栓个数计算:
n（个）=N1/Nvb
=360.0/2659.469
=0.135
取2个
（按《建筑幕墙工程技术规范》JGJ102-20035.5.7规定）
5.1.4横梁与立柱连接处角码壁抗承压能力计算:
连接螺栓的公称直径D（mm）:
6.
连接角码类型:
铝角码横梁与立柱连接处角码壁厚t（mm）:
4角码计算总壁厚》t（mm）=2*4.0
Ncb（N）=D*工t*120.0
=6.0*2*4*120.0
=5760.0
5760.0>360.0，横梁与立柱连接处角码壁厚强度可以满足要求。
5.2横梁与立柱连接的竖向节点计算:
5.2.1横梁自重线荷载计算:
Gk（N/M）=Gak*H/1000
=500.0*1200.0/1000
=600.0
5.2.2幕墙自重荷载线荷载设计值计算:
G（N/M）=1.2*Gk
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