铝单板幕墙设计计算书Word格式文档下载.docx

1、 本工程为：山东，按C类地区计算风荷载。（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GB50009-2001（2006年版）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=zszW0 （GB50009 7.1.1-1）2 当计算围护结构时 Wk=gzs1zW0 （GB50009 7.1.1-2）式中： 其中: Wk-垂直作用在幕墙表面上的风荷载标准值（kN/m2）； gz-高度Z处的阵风系数,按建筑结构荷载规范GB50009-2001第7.5.1条取定。 根据不同场地类型,按以下公式计算:gz=K（1+2f） 其中K为地区粗糙度

2、调整系数，f为脉动系数。经化简，得： A类场地: gz=0.921+35-0.072（Z/10）-0.12 B类场地: gz=0.891+（Z/10）-0.16 C类场地: gz=0.851+350.108（Z/10）-0.22 D类场地: gz=0.801+350.252（Z/10）-0.30 z-风压高度变化系数,按建筑结构荷载规范GB50009-2001第7.2.1条取定。 z=1.379（Z/10）0.24 z=1.000（Z/10）0.32 z=0.616（Z/10）0.44 z=0.318（Z/10）0.60 按建筑结构荷载规范GB50009-2001（2006年版）第7.3.3条

3、 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s1：一、 外表面1. 正压区 按表7.3.1采用；2. 负压区 对墙面， 取-1.0 对墙角边， 取-1.8二、 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s1（1）是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2 的情况，当围护构件的从属面积A大于或等于10m2 时，局部风压体型系数s1（10）可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m2 而大于1m2 时，局部风压体型系数s1（A）可按面积的对数线性插值，即s1（A）=s1（1）+s1（10）-s1（1） logA 本工程属于B类

4、地区,故z=（Z/10）0.32 W0-基本风压,按建筑结构荷载规范GB50009-2001附表D.4给出的50年一遇的风压采用，但不得小于0.3kN/m2，山东地区取为0.650kN/m2（3）.地震作用计算: qEAk=EmaxGAK qEAk-水平地震作用标准值 E-动力放大系数,按 5.0 取定 max-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: max选择可按JGJ102-2003中的表5.3.4进行。表5.3.4 水平地震影响系数最大值max抗震设防烈度6度7度8度max0.040.08（0.12）0.16（0.24）注:7、8度时括号内数值分别用于设计基

5、本地震速度为0.15g和0.30g的地区。 设计基本地震加速度为0.05g，抗震设防烈度6度： max=0.04 设计基本地震加速度为0.10g，抗震设防烈度7度： max=0.08 设计基本地震加速度为0.15g，抗震设防烈度7度： max=0.12 设计基本地震加速度为0.20g，抗震设防烈度8度： max=0.16 设计基本地震加速度为0.30g，抗震设防烈度8度： max=0.24 设计基本地震加速度为0.40g，抗震设防烈度9度： max=0.32 山东设计基本地震加速度为0.20g，抗震设防烈度为8度，故取max=0.16 GAK-幕墙构件的自重（N/m2）（4）.作用效应组合:一

6、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： 0S R b.有地震作用效应组合时，承载力应符合下式要求： SE R/RE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； 0-结构构件重要性系数，应取不小于1.0； RE-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dfdf,lim的规定。幕墙构件承

7、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=GSGK+wwSWK+EESEK 2 无地震作用效应组合时，应按下式进行： S=GSGK+wwSWK 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； G-永久荷载分项系数； W-风荷载分项系数； E-地震作用分项系数； W-风荷载的组合值系数； E-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： 一般情况下，永久荷载、风荷载和地震作用的分项系数G、W、E应分别取1.2、1.4和1.3； 当永久

8、荷载的效应起控制作用时，其分项系数G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； 当永久荷载的效应对构件利时，其分项系数G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： 一般情况下，风荷载的组合系数W应取1.0，地震作用于的组合系数E应取0.5。 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W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W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。.材料力学性能: 材料力学性能，主要参考JGJ 102-2003 玻璃幕墙

9、工程技术规范。（1）.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6061T4不区分85.5 49.6 133.0 T6190.5 110.5 199.0 6063T5120.0 140.0 81.2 161.0 6063A10124.4 72.2 150.0 10116.6 67.6 141.5 147.7 85.7 172.0 163.0 （2）.单层铝板的强度设计值应按表5.2.2b的规定采用。 表5.2.2b 单层铝板强度设计值（N/mm2）牌号合金状态0.2抗拉

10、强度f tl抗剪强度fl1060H14、H24、H446551291050H14、H24 、H44755834H48120935411009574433003H16、H2614511311589523004604727H4214010963 H14、H2417013276 300513510561H46160124723105H2513010150059070405052H44175136795754806236H16、H26、H4619014885（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

11、强度设计值fs（N/mm2）钢材牌号厚度或直径d（mm）抗拉、抗压、抗弯端面承压Q235d1621512532516d4020540d60200Q34531018040016d3529535d50265155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5.2.3 b 冷成型薄壁型钢的强度设计值抗拉、抗压、抗弯 f ts抗剪 f vs端面承压（磨平顶紧） f cs300（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

12、 不锈钢型材和棒材的强度设计值抗拉强度f ts1抗剪强度 f vs1端面承压强度 f cs106Cr19Ni10S3040817810424606Cr19Ni10NS30458275239139330022Cr19Ni10S3040315288210022Cr19Ni10NS3045324521329406Cr17Ni12Mo2S3160806Cr17Ni12Mo2NS31658022Cr17Ni12Mo2S31603022Cr17Ni12Mo2NS31653（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0.72105铝合

13、金0.70105钢、不锈钢2.06105消除应力的高强钢丝2.05105不锈钢绞线1.201051.50105高强钢绞线1.95105钢丝绳0.801051.00105 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 材料的泊松比玻璃0.200.300.33高强钢丝、钢绞线（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（1/）材料 0.8010-51.0010-5不锈钢板1.80钢材1.20混凝土1.00铝材2.35砌砖体0.50（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

14、。表5.3.1 材料的重力密度g（kN/m3）g普通玻璃、夹层玻璃、钢化玻璃、半钢化玻璃25.6矿棉1.21.5玻璃棉0.51.078.5岩棉0.52.528.0一、风荷载计算 标高为11.7m处风荷载计算 W0:基本风压 W0=0.65 kN/m2 gz: 11.7m高处阵风系数（按B类区计算）1+（Z/10）-0.16=1.759 z: 11.7m高处风压高度变化系数（按B类区计算）: （GB50009-2001）（2006年版） z=（Z/10）0.32 =（11.7/10）0.32=1.050 sl:局部风压体型系数（墙面区） 板块（第1处） 1000.00mm2100.00mm=2.

15、10m2 该处从属面积为：2.10m2 sl （A）=sl （1）+sl （10）-sl （1）log（A） =-1.0+0.81.0-1.00.322 =-0.936 sl=-0.936+（-0.2）=-1.136 该处局部风压体型系数sl=1.136 风荷载标准值: Wk=gzzslW0 （GB50009-2001）（2006年版） =1.7591.0501.1360.650 =1.363 kN/m2 风荷载设计值: W: 风荷载设计值（kN/m2） w: 风荷载作用效应的分项系数：1.4 按建筑结构荷载规范GB50009-2001 3.2.5 规定采用 W=wWk=1.41.363=1.

16、908kN/m2二、D 板强度校核: 校核依据：=M/W=6mqL2/t2fa=80.000N/mm2 Lx: 宽度: 0.333m Ly: 高度: 0.700m L: D板短边边长度: t: 金属板厚度: 2.5mm m1: 跨中弯矩系数, 按短边与长边的边长比（0.333/0.700=0.476） 查表得: 0.081 mx: 固端弯矩系数, 按短边与长边的边长比（0.333/0.700=0.476） 0.118 my: 0.079 Wk: 1.363kN/m2 垂直于平面的分布水平地震作用: qEAk: 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用 （kN/m2） qEAk=5 =50.16067.

17、500/1000 =0.054kN/m2 荷载设计值为： q=1.4Wk+1.30.5qEAk =1.943kN/m2 =（Wk+0.5qEAk）L4109/Et4 =6.27 : 折减系数，按=6.270.99 板所受最大弯矩应力值为: =6m1103/t2 =16.711N/mm2 16.711N/mm280.000N/mm2 强度可以满足要求 板挠度校核: 校核依据: /L1/100 f1: 挠度系数, 按短边与长边的边长比（0.333/0.700=0.476） 0.005 短边边长: 板厚度: E: 弹性模量: 70000.000N/mm2 v: 泊松比: 0.330 D: 板弯曲刚度

18、: D=Et3/12/（1-v2）/100000 =1.023 板挠度: U=104f1Wk/D =0.767mm 板挠度与边长比值: Du=U/L/1000 =0.002 0.0021/100 板挠度可以满足要求 三、E板强度校核: E板宽度: E板高度: E板短边长:0.333m 0.073 0.084 0.057 E板所受的最大弯矩应力值为: =14.986N/mm2 14.986N/mm280.000N/mm2 强度可以满足要求 E板挠度校核: 0.003WK =0.420mm =0.001 0.0011/100 E板挠度可以满足要求 四、F 板强度校核: 短边长: 0.072 0.083