玻璃综合计算计算手册.docx
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玻璃综合计算计算手册
框支承幕墙玻璃设计计算书
工程所在地：
上海，地区类型：
C，抗震设防烈度7度，幕墙标高=5.2m，抗震设防类别：
标准设防类
Ⅰ.设计依据:
《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001
《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223—2008
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《铝合金建筑型材第1部分：
基材》GB/T5237.1-2008
《铝合金建筑型材第2部分：
阳极氧化型材》GB5237.2-2008
《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003
《建筑幕墙》JG3035-1996
《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T139-2001
《平板玻璃》GB11614-2009
《半钢化玻璃》GB/T17841-2008
《建筑用安全玻璃第2部分：
钢化玻璃》GB15763.2-2005
《镀膜玻璃第1部分阳光控制镀膜玻璃》GB/T18915.1-2002
《镀膜玻璃第2部分低辐射镀膜玻璃》GB/T18915.2-2002
《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB3098.1-2000
《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》GB3098.2-2000
《紧固件机械性能自攻螺钉》GB3098.5-2000
《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱》GB3098.6-2000
《紧固件机械性能不锈钢螺母》GB3098.15-2000
《建筑结构静力计算手册（第二版）》
《现代建筑装饰-铝合金玻璃幕墙与玻璃采光顶》
《BKCADPM集成系统（BKCADPM2010版）》
Ⅱ.基本计算公式:
（1）.场地类别划分:
地面粗糙度可分为A、B、C、D四类：
--A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；
--B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；
--C类指有密集建筑群的城市市区；
--D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。
（2）.风荷载计算:
幕墙属于薄壁外围护构件，根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012规定采用，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算：
1当计算主要承重结构时
Wk=βzμsμzW0（GB500098.1.1-1）
2当计算围护结构时
Wk=βgzμs1μzW0（GB500098.1.1-2）
式中：
其中:
Wk---垂直作用在幕墙表面上的风荷载标准值（kN/m2）；
βgz---高度Z处的阵风系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.6.1条取定。
根据不同场地类型,按以下公式计算:
βgz=1+2gI10（Z/10）-α
其中g为峰值因子，取值2.5，α为地面粗糙度指数，I为10m高名义湍流度。
经化简，得：
A类场地:
βgz=1+0.6×（Z/10）-0.12
B类场地:
βgz=1+0.7×（Z/10）-0.15
C类场地:
βgz=1+1.15×（Z/10）-0.22
D类场地:
βgz=1+1.95×（Z/10）-0.30
μz---风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.2.1条取定。
根据不同场地类型,按以下公式计算:
A类场地:
μz=1.284×（Z/10）0.24
B类场地:
μz=1.000×（Z/10）0.30
C类场地:
μz=0.544×（Z/10）0.44
D类场地:
μz=0.262×（Z/10）0.60
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.3.3条验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数μs1：
一、外表面
1.正压区按表8.3.1-1采用；
2.负压区
—对墙面，取-1.0
—对墙角边，取-1.4
二、内表面
对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。
注：
上述的局部体型系数μs1
（1）是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况，当非直接承受风载荷的围护构件的从属面积A大于或等于25m2时，局部风压体型系数μs1（25）可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于25m2而大于1m2时，局部风压体型系数μs1（A）可按面积的对数线性插值，即
μs1（A）=μs1
（1）+[μs1（25）-μs1
（1）]logA/1.4
（3）.地震作用计算:
qEAk=βE×αmax×GAK
其中:
qEAk---水平地震作用标准值
βE---动力放大系数,按5.0取定
αmax---水平地震影响系数最大值，按相应抗震设防烈度和设计基本地震加速度取定:
αmax
表5.1.4-1水平地震影响系数最大值
地震影响
6度
7度
8度
9度
多遇地震
0.04
0.08（0.12）
0.16（0.24）
0.32
罕遇地震
0.28
0.50（0.72）
0.90（1.20）
1.40
注:
括号内数值分别用于设计基本地震速度为0.15g和0.30g的地区。
根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223—2008规定：
1.特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。
同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。
2.重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。
同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。
设计基本地震加速度为0.05g，抗震设防烈度6度：
αmax=0.04
设计基本地震加速度为0.10g，抗震设防烈度7度：
αmax=0.08
设计基本地震加速度为0.15g，抗震设防烈度7度：
αmax=0.12
设计基本地震加速度为0.20g，抗震设防烈度8度：
αmax=0.16
设计基本地震加速度为0.30g，抗震设防烈度8度：
αmax=0.24
设计基本地震加速度为0.40g，抗震设防烈度9度：
αmax=0.32
设计基本地震加速度为0.60g，抗震设防烈度9度：
αmax=0.45
该工程采用标准设防类，上海地区设计基本地震加速度为0.10g，抗震设防烈度为7度，故取αmax=0.08
GAK---幕墙构件的自重（kN/m2）
（4）.作用效应组合:
一般规定，幕墙结构构件应按下列规定验算承载力和挠度：
a.无地震作用效应组合时，承载力应符合下式要求：
γ0S≤R
b.有地震作用效应组合时，承载力应符合下式要求：
SE≤R/γRE
式中S---荷载效应按基本组合的设计值；
SE---地震作用效应和其他荷载效应按基本组合的设计值；
R---构件抗力设计值；
γ0----结构构件重要性系数，应取不小于1.0；
γRE----结构构件承载力抗震调整系数，应取1.0；
c.挠度应符合下式要求：
df≤df,lim
df---构件在风荷载标准值或永久荷载标准值作用下产生的挠度值；
df,lim---构件挠度限值；
d.双向受弯的杆件，两个方向的挠度应分别符合df≤df,lim的规定。
幕墙构件承载力极限状态设计时，其作用效应的组合应符合下列规定：
1有地震作用效应组合时，应按下式进行：
S=γGSGK+γwψwSWK+γEψESEK
2无地震作用效应组合时，应按下式进行：
S=γGSGK+ψwγwSWK
S---作用效应组合的设计值；
SGk---永久荷载效应标准值；
SWk---风荷载效应标准值；
SEk---地震作用效应标准值；
γG---永久荷载分项系数；
γW---风荷载分项系数；
γE---地震作用分项系数；
ψW---风荷载的组合值系数；
ψE---地震作用的组合值系数；
进行幕墙构件的承载力设计时，作用分项系数，按下列规定取值：
①一般情况下，永久荷载、风荷载和地震作用的分项系数γG、γW、γE应分别取1.2、1.4和1.3；
②当永久荷载的效应起控制作用时，其分项系数γG应取1.35；此时，参与组合的可变荷载效应仅限于竖向荷载效应；
③当永久荷载的效应对构件利时，其分项系数γG的取值不应大于1.0。
可变作用的组合系数应按下列规定采用：
①一般情况下，风荷载的组合系数ψW应取1.0，地震作用于的组合系数ψE应取0.5。
②对水平倒挂玻璃及框架，可不考虑地震作用效应的组合，风荷载的组合系数ψW应取1.0（永久荷载的效应不起控制作用时）或0.6（永久荷载的效应起控制作用时）。
幕墙构件的挠度验算时，风荷载分项系数γW和永久荷载分项系数均应取1.0，且可不考虑作用效应的组合。
一、幕墙玻璃承受荷载计算:
标高为5.2m处风荷载计算
W0:
基本风压
W0=0.550kN/m2
风荷载标准值:
Wk=1.500kN/m2
风荷载设计值:
W:
风荷载设计值（kN/m2）
γw:
风荷载作用效应的分项系数：
1.4
W=γw×Wk=1.4×1.500=2.100kN/m2
二、玻璃的选用及校核
1.本处采用:
双夹层中空玻璃
玻璃种类为:
外片外层：
钢化玻璃，外片内层：
钢化玻璃，内片外层：
钢化玻璃，内片内层：
钢化玻璃
玻璃的重力密度为:
25.6（kN/m3）
BT_LI:
双夹层中空玻璃内片内层玻璃厚度为:
6.000（mm）
BT_LO:
双夹层中空玻璃内片外层玻璃厚度为:
6.000（mm）
BT_WI:
双夹层中空玻璃外片内层玻璃厚度为:
6.000（mm）
BT_WO:
双夹层中空玻璃外片外层玻璃厚度为:
6.000（mm）
外片玻璃自重标准值:
GAK1=25.6×（BT_WI+BT_WO）/1000
=25.6×（6.000+6.000）/1000
=0.307kN/m2
内片玻璃自重标准值:
GAK2=25.6×（BT_LI+BT_LO）/1000
=25.6×（6.000+6.000）/1000
=0.307kN/m2
2.该处垂直于玻璃平面的分布水平地震作用:
αmax:
水平地震影响系数最大值:
0.080
qEAk1:
垂直于玻璃外片平面的分布水平地震作用标准值（kN/m2）
外片玻璃地震作用标准值:
qEAk1=5×αmax×GAK1
=5×0.080×0.307
=0.123kN/m2
γE:
地震作用分项系数:
1.3
qEA1:
垂直于玻璃外片平面的分布水平地震作用设计值（kN/m2）
qEA1=rE×qEAk1
=1.3×qEAk1
=1.3×0.123
=0.160kN/m2
qEAk2:
垂直于玻璃内片平面的分布水平地震作用标准值（kN/m2）
内片玻璃地震作用标准值:
qEAk2=5×αmax×GAK2
=5×0.080×0.307
=0.123kN/m2
qEA2:
垂直于玻璃内片平面的分布水平地震作用设计值（kN/m2）
qEA2=rE×qEAk2
=1.3×qEAK2
=1.3×0.123
=0.160kN/m2
3.玻璃的强度计算:
Wk:
垂直于玻璃平面的风荷载标准值（kN/m2）
θ:
参数
η:
折减系数，可由参数θ
a:
玻璃纵向边边长:
4180.000mm
b:
玻璃横向边边长:
1500.000mm
四边简支玻璃简图：
m:
玻璃板的弯矩系数
表四边支承玻璃板的弯矩系数m
a/b
0.00
0.25
0.33
0.40
0.50
0.55
0.60
0.65
m
0.1250
0.1230
0.1180
0.1115
0.1000
0.0934
0.0868
0.0804
a/b
0.70
0.75
0.80
0.85
0.9
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