全玻璃计算书.docx
《全玻璃计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全玻璃计算书.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
全玻璃计算书
第四部分：
全玻幕墙设计计算书
I.工程信息概述
1工程所在地区信息
幕墙类型:
全玻幕墙
工程所在地区:
武汉
基本风压:
0.450kN/m2
地面粗糙度类别:
B类
抗震设防烈度:
6度
设计基本地震加速度0.05g
设计地震分组:
第1组
抗震设防类别:
标准设防类
标准反应谱法（水平地震影响系数最大值αmax）取为:
0.04
2玻璃选用信息
玻璃规格:
1800.0mm×3100.0mm
玻璃组合类型:
中空玻璃
玻璃种类:
钢化玻璃
内片玻璃厚度:
8.0mm,外片玻璃厚度:
8.0mm
3支撑结构选用信息
玻璃支撑形式:
单肋支撑
玻璃肋种类:
钢化玻璃（夹层玻璃）
玻璃肋厚度:
16.000mm
玻璃肋宽度:
180.000mm
一、风荷载计算
标高为27.3m处风荷载计算
W0:
基本风压
W0=0.45kN/m2
βgz:
27.3m高处阵风系数（按B类区计算）
βgz=0.89×[1+（Z/10）-0.16]=1.648
μz:
27.3m高处风压高度变化系数（按B类区计算）:
（GB50009-2001）（2006年版）
μz=（Z/10）0.32
=（27.3/10）0.32=1.379
μsl:
局部风压体型系数（墙面区）
1板块风载荷计算
板块（第1处）
1800.00mm×3100.00mm=5.58m2
该处从属面积为：
5.58m2
μsl（A）=μsl
（1）+[μsl（10）-μsl
（1）]×log（A）
=-{1.0+[0.8×1.0-1.0]×0.747}
=-0.851
μsl=-0.851+（-0.2）=-1.051
该处局部风压体型系数μsl=1.051
风荷载标准值:
Wk=βgz×μz×μsl×W0（GB50009-2001）（2006年版）
=1.648×1.379×1.051×0.450
=1.074kN/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
按《建筑结构荷载规范》GB50009-20013.2.5规定采用
W=γw×Wk=1.4×1.074=1.504kN/m2
二、玻璃面板的选用与校核
本处选用玻璃种类为:
钢化玻璃
1玻璃面板自重
GAK:
玻璃板块自重（不包括框）:
GAK1:
外侧玻璃板块自重:
GAK2:
内侧玻璃板块自重:
玻璃的重力密度为:
25.6（KN/m3）
BT_L:
中空玻璃内侧玻璃厚度为:
8.000mm
BT_w:
中空玻璃外侧玻璃厚度为:
8.000mm
GAK=25.6×（Bt_L+Bt_w）/1000
=25.6×（8.000+8.000）/1000
=0.410KN/m2
GAK1=25.6×Bt_w/1000
=25.6×8.000/1000
=0.205KN/m2
GAK2=25.6×Bt_L/1000
=25.6×8.000/1000
=0.205KN/m2
2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:
0.040
qEAk:
垂直于玻璃平面的分布水平地震作用（kN/m2）
qEk1:
中空玻璃外侧玻璃的地震作用标准值（KN/m2）
qEk2:
中空玻璃内侧玻璃的地震作用标准值（KN/m2）
qEAk=5×αmax×GAK
=5×0.040×0.410
=0.082kN/m2
qEk1=5×αmax×GAK1
=5×0.040×0.205
=0.041kN/m2
qEk2=5×αmax×GAK2
=5×0.040×0.205
=0.041kN/m2
γE:
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×qEAK
=1.3×0.082
=0.106kN/m2
3荷载组合
qk:
组合荷载标准值（kN/mm2）
q:
组合荷载设计值（kN/mm2）
qk=Wk+0.5×qEAk
=1.074+0.5×0.082
=1.115kN/m2
q=W+0.5×qEA
=1.504+0.5×0.106
=1.557kN/m2
4玻璃面板的强度计算
内侧玻璃校核依据:
σ≤ｆg=84.000N/mm2
外侧玻璃校核依据:
σ≤ｆg=84.000N/mm2
Wk:
垂直于玻璃平面的风荷载标准值（KN/m2）
qEK:
垂直于玻璃平面的地震作用标准值（KN/m2）
σWk:
在垂直于玻璃平面的风荷载作用下玻璃截面的最大应力标准值（N/mm2）
σEk:
在垂直于玻璃平面的地震作用下玻璃截面的最大应力标准值（N/mm2）
θ:
参数
η:
折减系数，可由参数θ按JGJ102-2003表6.1.2-2采用
l:
玻璃肋之间的玻璃面板跨度:
1800.0mm
h:
玻璃面板长边边长:
3100.0mm
BT_L:
中空玻璃内侧玻璃厚度为:
8.000mm
BT_w:
中空玻璃外侧玻璃厚度为:
8.000mm
m:
面板玻璃板的弯矩系数,按照JGJ102-2003可取0.125
Wk1:
中空玻璃分配到外侧玻璃的风荷载标准值（KN/m2）
Wk2:
中空玻璃分配到内侧玻璃的风荷载标准值（KN/m2）
qEk1:
中空玻璃外侧玻璃的地震作用标准值（KN/m2）
qEk2:
中空玻璃内侧玻璃的地震作用标准值（KN/m2）
Wk1=1.1×Wk×BT_w3/（BT_w3+BT_L3）=0.591kN/m2
Wk2=Wk×BT_L3/（BT_w3+BT_L3）=0.537kN/m2
qEk1=0.041kN/m2
qEk2=0.041kN/m2
在垂直于玻璃平面的风荷载和地震作用下玻璃截面的最大应力标准值计算（N/mm2）
在风荷载作用下外侧玻璃参数θ=（Wk1+0.5×qEK1）×l4/（E×t4）
=21.76
η:
折减系数，按θ=21.76
查6.1.2-2表得:
0.91
在风荷载作用下外侧玻璃最大应力标准值σWk=6×m×Wk1×l2×η/t2
=20.476N/mm2
在地震作用下外侧玻璃参数θ=（Wk1+0.5×qEK1）×l4/（E×t4）
=21.76
η:
折减系数，按θ=21.76
查6.1.2-2表得:
0.91
在地震作用下外侧玻璃最大应力标准值σEk=6×m×qEk1×l2×η/t2
=1.420N/mm2
σ:
外侧玻璃所受应力:
采用SW+0.5SE组合:
σ=1.4×σWK+0.5×1.3×σEK
=1.4×20.476+0.5×1.3×1.420
=29.590N/mm2
在风荷载作用下内侧玻璃参数θ=（Wk2+0.5×qEK2）×l4/（E×t4）
=19.84
η:
折减系数，按θ=19.84
查6.1.2-2表得:
0.92
在风荷载作用下内侧玻璃最大应力标准值σWk=6×m×Wk2×l2×η/t2
=18.771N/mm2
在地震作用下内侧玻璃参数θ=（Wk2+0.5×qEK2）×l4/（E×t4）
=19.84
η:
折减系数，按θ=19.84
查6.1.2-2表得:
0.92
在地震作用下内侧玻璃最大应力标准值σEk=6×m×qEk2×l2×η/t2
=1.432N/mm2
σ:
内侧玻璃所受应力:
采用SW+0.5SE组合:
σ=1.4×σWK+0.5×1.3×σEK
=1.4×18.771+0.5×1.3×1.432
=27.210N/mm2
外侧玻璃最大应力设计值σ=29.590N/mm2≤ｆg=84.000N/mm2
内侧玻璃最大应力设计值σ=27.210N/mm2≤ｆg=84.000N/mm2
中空玻璃强度满足要求!
5玻璃面板的刚度计算
校核依据:
Du=df/l≤1/60
Du:
在风荷载标准值作用下相对挠度
df:
在风荷载标准值作用下挠度最大值（mm）
D:
玻璃的刚度（N.mm）
te:
玻璃等效厚度te=0.95×（Bt_L3+Bt_w3）1/3=9.6mm
ν:
泊松比,按JGJ102-20035.2.9条采用,取值为0.20
μ:
挠度系数,0.01300
θ=Wk×l4/（E×te4）
=18.63
η:
折减系数，按θ=18.63
查表得:
0.93
D=（E×te3）/12（1-ν2）
=5487199.86N.mm
df=μ×Wk×l4×η/D
=24.7mm
由于玻璃的最大挠度df=24.7mm,小于或等于玻璃短边边长的60分之一30.000mm
玻璃的挠度满足!
三、玻璃肋宽度选用:
本工程选用玻璃肋种类为:
钢化玻璃（夹层玻璃）
1玻璃肋宽度初选计算值
hr:
玻璃肋宽度:
（mm）
w:
风荷载设计值:
1.504kN/m2
l:
两肋间距:
1.800m
h:
玻璃肋上、下两支点间的距离:
3.100m
fg:
玻璃肋侧面强度设计值:
58.800N/mm2
t:
玻璃肋的总厚度:
16.000mm
hr=（（3×w×l×h2×106）/（4×fg×t））0.5
=144.014mm
四、玻璃肋强度及刚度校核:
玻璃肋宽度选取值:
180.000mm
1玻璃肋强度校核
校核依据:
σ≤[σ]=58.800N/mm2
w:
风荷载设计值:
1.504kN/m2
l:
两肋间距:
1.800m
h:
玻璃肋上、下两支点间的距离:
3.100m
hr:
选定的玻璃肋宽度:
180.000mm
t:
玻璃肋的总厚度:
16.000mm
σ=（3×w×l×h2×106）/（t×hr2×4）
=37.639N/mm2
37.639N/mm2≤58.800N/mm2
玻璃肋的强度可以满足要求
2玻璃肋刚度校核
校核依据:
Du=df/l≤1/200
Du:
玻璃肋的相对挠度
df:
玻璃肋的绝对挠度,mm
l:
两肋间距,1.800m
h:
玻璃肋上、下两支点间的距离:
3.100m
hr:
选定的玻璃肋宽度:
180.000mm
t:
玻璃肋的总厚度,16.000mm
wk:
风荷载标准值:
1.074kN/m2
E:
玻璃弹性模量:
0.72×105N/m2
df=（5/32）×（Wk×l×h4）/（E×t×hr3）
=4.152mm
Du=df/l/1000
=4.152/3.100/1000
=0.001≤1/200
挠度可以满足要求
五、胶缝强度校核:
1胶缝宽度校核
校核依据:
σ≤[σ]=0.2N/mm2
q:
垂直于玻璃面板的分布荷载设计值（N/mm2）
l:
两肋间距:
1800.000mm
f1:
硅酮结构密封胶在风荷载作用下的强度设计值，取0.2N.mm2
t2:
当玻璃肋后置或骑缝时的胶缝宽度，应取玻璃肋截面厚度，为15.0mm
qk:
玻璃幕墙所受组合荷载标准值:
1.115（kN/m2）
σ=（q×l）/t2
=（1.557×1.800）/15.000
=0.187N/mm2
0.187N/mm2≤0.2N/mm2
胶缝宽度可以满足要求!
2胶缝厚度计算
水平风荷载作用下胶缝厚度的计算:
ts:
风荷载作用下结构胶的粘结厚度
hg:
玻璃面板高度:
3100.0mm
θ:
风荷载标准值作用下主体结构的楼层弹性层间位移角限值（rad）:
0.0010
ψ:
胶缝变位折减系数1.000
δ:
硅酮结构密封胶的变位承受能力，取对应于其受拉应力为0.14N/mm2时的伸长率:
12.0%
ts=θ×hg×ψ/（δ2×（2+δ2））0.5
=0.0010×3100.0×1.000/（0.120×（2+0.120））0.5
=6.1mm取7mm
胶缝选定厚度为:
12mm
附录材料力学性能
材料力学性能，主要参考JGJ102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》。
（1）.玻璃的强度设计值应按表5.2.1的规定采用。
表5.2.1玻璃的强度设计值fg（N/mm2）
种类
厚度（mm）
大面
侧面
普通玻璃
5
28.0
19.5
浮法玻璃
5～12
28.0
19.5
15～19
24.0
17.0
≧20
20.0
14.0
钢化玻璃
5～12
84.0
58.8
15～19
72.0
50.4
≧20
59.0
41.3
注：
1.夹层玻璃和中空玻璃的强度设计值可按所采用的玻璃类型确定；
2.当钢化玻璃的强度标准达不到浮法玻璃强度标准值的3倍时，表中数值应根据实测结果予于调整；
3.半钢化玻璃强度设计值可取浮法玻璃强度设计值的2倍。
当半钢化玻璃的强度标准值达不到浮法玻璃强度标准值的2倍时，其设计值应根据实测结果予于调整；
4.侧面玻璃切割后的断面，其宽度为玻璃厚度。
（2）.JGJ102-2003铝合金型材的强度设计值应按表5.2.2的规定采用。
表5.2.2铝合金型材的强度设计值fa（N/mm2）
铝合金牌号
状态
壁厚（mm）
强度设计值fa
抗拉、抗压
抗剪
局部承压
6061
T4
不区分
85.5
49.6
133.0
T6
不区分
190.5
110.5
199.0
6063
T5
不区分
85.5
49.6
120.0
T6
不区分
140.0
81.2
161.0
6063A
T5
≦10
124.4
72.2
150.0
〉10
116.6
67.6
141.5
T6
≦10
147.7
85.7
172.0
〉10
140.0
81.2
163.0
（3）.热轧钢材的强度设计值应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017-2003的规定采用，也可按表5.2.3a采用。
表5.2.3a热轧钢材的强度设计值fs（N/mm2）
钢材牌号
厚度或直径d（mm）
抗拉、抗压、抗弯
抗剪
端面承压
Q235
d≤16
215
125
325
16＜d≤40
205
120
40＜d≤60
200
115
Q345
d≤16
310
180
400
16＜d≤35
295
170
35＜d≤50
265
155
注：
表中厚度是指计算点的钢材厚度；对轴心受力杆件是指截面中较厚钢板的厚度.
（4）.冷成型薄壁型钢的钢材的强度设计值应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50018-2002的规定，可按表5.2.3b采用。
表5.2.3b冷成型薄壁型钢的强度设计值
钢材牌号
抗拉、抗压、抗弯fts
抗剪fvs
端面承压（磨平顶紧）fcs
Q235
205
120
310
Q345
300
175
400
（5）.不锈钢型材和棒材的强度设计值可按表5.2.3c采用。
表5.2.3c不锈钢型材和棒材的强度设计值
牌号
σ0.2
抗拉强度fts1
抗剪强度fvs1
端面承压强度fcs1
06Cr19Ni10
S30408
205
178
104
246
06Cr19Ni10N
S30458
275
239
139
330
022Cr19Ni10
S30403
175
152
88
210
022Cr19Ni10N
S30453
245
213
124
294
06Cr17Ni12Mo2
S31608
205
178
104
246
06Cr17Ni12Mo2N
S31658
275
239
139
330
022Cr17Ni12Mo2
S31603
175
152
88
210
022Cr17Ni12Mo2N
S31653
245
213
124
294
（6）.玻璃幕墙材料的弹性模量可按表5.2.8的规定采用。
表5.2.8材料的弹性模量E（N/mm2）
材料
E
玻璃
0.72ｘ105
铝合金
0.70ｘ105
钢、不锈钢
2.06ｘ105
消除应力的高强钢丝
2.05ｘ105
不锈钢绞线
1.20ｘ105～1.50ｘ105
高强钢绞线
1.95ｘ105
钢丝绳
0.80ｘ105～1.00ｘ105
注：
钢绞线弹性模量可按实测值采用。
（7）.玻璃幕墙材料的泊松比可按表5.2.9的规定采用。
表5.2.9材料的泊松比υ
材料
υ
材料
υ
玻璃
0.20
钢、不锈钢
0.30
铝合金
0.33
高强钢丝、钢绞线
0.30
（8）.玻璃幕墙材料的线膨胀系数可按表5.2.10的规定采用。
表5.2.10材料的线膨胀系数α（1/℃）
材料
α
材料
α
玻璃
0.80×10-5～1.00×10-5
不锈钢板
1.80×10-5
钢材
1.20×10-5
混凝土
1.00×10-5
铝材
2.35×10-5
砌砖体
0.50×10-5
（9）.玻璃幕墙材料的重力密度标准值可按表5.3.1的规定采用。
表5.3.1材料的重力密度γg（kN/m3）
材料
γg
材料
γg
普通玻璃、夹层玻璃、
钢化玻璃、半钢化玻璃
25.6
矿棉
1.2~1.5
玻璃棉
0.5~1.0
钢材
78.5
岩棉
0.5~2.5
铝合金
28.0
（10）.GB50429-2007铝合金型材的强度设计值应按表5.3.2的规定采用。
表5.3.2铝合金型材的强度设计值fa（N/mm2）
铝合金牌号
状态
壁厚（mm）
强度设计值fa
抗拉、抗压
抗剪
局部承压
规定非比例伸长应力
f0.2
6061
T4
不区分
90.0
55.0
140.0
110
T6
不区分
200.0
115.0
205.0
240
6063
T5
不区分
90.0
55.0
125.0
110
T6
不区分
150.0
85.0
160.0
180
6063A
T5
≦10
135.0
75.0
150.0
150
〉10
125.0
70.0
145.0
T6
≦10
160.0
90.0
175.0
180
〉10
150.0
85.0
170.0
（11）.GB50429-2007计算系数α1,α2可按表5.3.3的规定采用。
表5.3.3计算系数
，
的取值
系数
硬化强度
加劲板件、中间加劲板件
非加劲板件、边缘加劲板件
非焊接
焊接
非焊接
焊接
弱硬化
1.0
0.9
0.96
0.9
强硬化
0.9
0.8
0.9
0.77
弱硬化
1.0
0.9
1.0
0.9
强硬化
0.9
0.7
0.9
0.68
升级会员 