全玻璃计算书.docx

1、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max)取为:0.042 玻璃选用信息 玻璃规格:1800.0mm3100.0mm 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:8.0mm3 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

2、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=0.45 kN/m2 gz: 27.3m高处阵风系数(按B类区计算) gz=0.891+(Z/10)-0.16=1.648 z: 27.3m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 =(27.3/10)0.32=1.379 sl:局部风压体型系数(墙面区)1 板块风载荷计算 板块（第1处） 1800.00mm3100.00mm=5.58m2 该处从属面积为：5.58m2 sl (A)=sl (1)+sl (10)-sl (1)lo

3、g(A) =-1.0+0.81.0-1.00.747 =-0.851 sl=-0.851+(-0.2)=-1.051 该处局部风压体型系数sl=1.051 风荷载标准值: Wk=gzzslW0 (GB50009-2001)（2006年版） =1.6481.3791.0510.450 =1.074 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=1.41.074=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:

4、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=25.6Bt_w/1000 =25.68.000/1000 =0.205KN/m2 GAK2=25.6Bt_L/1000 =25.68.000/1000 =0.205KN/m22 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用 max:

5、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=5maxGAK =50.0400.410 =0.082kN/m2 qEk1=5maxGAK1 =50.0400.205 =0.041kN/m2 qEk2=5maxGAK2 =50.0400.205 =0.041kN/m2 E: 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=rEqEAk =1.3qEAK =1.3

6、0.082 =0.106kN/m23 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+0.5qEAk =1.074+0.50.082 =1.115kN/m2 q=W+0.5qEA =1.504+0.50.106 =1.557kN/m24 玻璃面板的强度计算 内侧玻璃校核依据: g=84.000 N/mm2 外侧玻璃校核依据: g=84.000 N/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) Wk: 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) Ek

7、: 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) : 参数 : 折减系数，可由参数按JGJ 102-2003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JGJ 102-2003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

8、 (KN/m2) qEk2: 中空玻璃内侧玻璃的地震作用标准值 (KN/m2) Wk1=1.1WkBT_w3/(BT_w3+BT_L3)=0.591 kN/m2 Wk2=WkBT_L3/(BT_w3+BT_L3)=0.537 kN/m2 qEk1=0.041 kN/m2 qEk2=0.041 kN/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=(Wk1+0.5qEK1)l4/(Et4) =21.76 : 折减系数，按=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Wk=6mWk1l2/t2 =

9、20.476N/mm2 在地震作用下外侧玻璃参数=(Wk1+0.5qEK1)l4/(Et4) =21.76 : 折减系数，按=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Ek=6mqEk1l2/t2 =1.420N/mm2 : 外侧玻璃所受应力: 采用SW+0.5SE组合: =1.4WK+0.51.3EK =1.420.476+0.51.31.420 =29.590N/mm2 在风荷载作用下内侧玻璃参数=(Wk2+0.5qEK2)l4/(Et4) =19.84 : 折减系数，按=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W

10、k=6mWk2l2/t2 =18.771N/mm2 在地震作用下内侧玻璃参数=(Wk2+0.5qEK2)l4/(Et4) =19.84 : 折减系数，按=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Ek=6mqEk2l2/t2 =1.432N/mm2 : 内侧玻璃所受应力: 采用SW+0.5SE组合: =1.4WK+0.51.3EK =1.418.771+0.51.31.432 =27.210N/mm2 外侧玻璃最大应力设计值=29.590N/mm2g=84.000N/mm2 内侧玻璃最大应力设计值=27.210N/mm2g=84.000N/mm2 中空玻璃强

11、度满足要求! 5 玻璃面板的刚度计算 校核依据: Du=df/l1/60 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 : 泊松比,按JGJ 102-2003 5.2.9条采用,取值为 0.20 : 挠度系数,0.01300 =Wkl4/(Ete4) =18.63 : 折减系数，按=18.63 查表得:0.93 D=(Ete3)/12(1-2) =5487199.86 N.mm df=Wkl4/D =24.7 mm 由于玻璃的最大挠度df=24.7

12、mm,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=(3wlh2106)/(4fgt)0.5 =144.014mm四、玻璃肋强度及刚度校核: 玻璃肋宽度选取值: 180.000mm1 玻璃肋强度校核 校核依据: =58.800N

13、/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 =(3wlh2106)/(thr24) =37.639N/mm2 37.639N/mm258.800N/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/l1/200 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: 180.000

14、mm 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: 0.72105N/m2 df=(5/32)(Wklh4)/(Ethr3) =4.152mm Du=df/l/1000 =4.152/3.100/1000 =0.0011/200 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: =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

15、度，为15.0mm qk: 玻璃幕墙所受组合荷载标准值:1.115(kN/m2) =(ql)/t2 =(1.5571.800)/15.000 =0.187N/mm2 0.187N/mm20.2N/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 :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 :胶缝变位折减系数1.000 : 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=hg/(2(2+2)0.5

16、 =0.00103100.01.000/(0.120(2+0.120)0.5 =6.1mm 取7mm 胶缝选定厚度为:12 mm附录 材料力学性能 材料力学性能，主要参考JGJ 102-2003 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528.019.5浮法玻璃51228.0 19.5151924.0 17.0 2020.0 14.0 钢化玻璃51284.0 58.8151972.0 50.42059.0 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

17、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6061T4不区分85.5 49.6 133.0 T6不区分190.5 110.5 199.0 6063T5不区分

18、85.5 49.6 120.0 T6不区分140.0 81.2 161.0 6063AT510124.4 72.2 150.0 10116.6 67.6 141.5 T610147.7 85.7 172.0 10140.0 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Q235d1621512532516d4020512040d60200115Q345d1631018040016d35295

19、17035d50265155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5.2.3 b 冷成型薄壁型钢的强度设计值钢材牌号抗拉、抗压、抗弯 f ts抗剪 f vs端面承压（磨平顶紧） f csQ235205120310Q345300175400(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0.2抗拉强度f ts1抗剪强度 f vs1端面承压强度 f cs106Cr19Ni10

20、S3040820517810424606Cr19Ni10NS30458275239139330022Cr19Ni10S3040317515288210022Cr19Ni10NS3045324521312429406Cr17Ni12Mo2S3160820517810424606Cr17Ni12Mo2NS31658275239139330022Cr17Ni12Mo2S3160317515288210022Cr17Ni12Mo2NS31653245213124294(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

21、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 材料的泊松比材 料材 料玻璃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(1/)材料材料 玻璃0.8010-51.0010-5不锈钢板1.8010-5钢材1.2010-5混凝土1.0010-5铝材2.3510-5

22、砌砖体0.5010-5(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g（kN/m3)材料g材料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0.51.0钢材78.5岩棉0.52.5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f0.26061T4不区分90.0 55.0 140.0 110T6不区分200.0 115.0 205.0 24

23、06063T5不区分90.0 55.0 125.0 110T6不区分150.0 85.0 160.0 1806063AT510135.0 75.0 150.0 15010125.0 70.0145.0 T610160.0 90.0 175.0 18010150.0 85.0 170.0 (11).GB50429-2007计算系数1,2 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1.00.90.960.9强硬化0.90.80.90.77弱硬化1.00.91.00.9强硬化0.90.70.90.68