幕墙计算书

计算书（一）、工程概况（二）．设计参数1．玻璃幕墙最高标高为62m,取62m处风压变化系数μz=1.482．基本风压Ｗ0＝0.35KN/m23.年最大温差:△Ｔ＝80Ｃ4.玻璃厚度取：61.2=7.2mm（三）、荷载及作用1.风荷载标准值计算：WK=D·S·Z·W0WK：作用在幕墙上的风荷载标准值KN/m2；D：阵风风压系数,取D=2.25；S：风荷载体型系数±1.5；Z：60米高处风压变化系数1.48（C类）；10米高处风压变化系数0.71（C类）W0：基本风压：北京地区取0.35KN/m2WK1=D·S·Z·W0=2.25×(±1.5)×1.48×0.35=±1.78KN/m2WK2=D·S·Z·W0=2.25×(±1.5)×0.71×0.35=±0.838KN/m2按《规范》取WK2=±1.0KN/m22．幕墙构件重力荷载玻璃为6(钢化)+12A+6(钢化)Gb=25.60.0062=0.3072KN/m2幕墙所用铝材、附件：GL=0.11KN/m2单元玻璃幕墙自重荷载:G=Gb+GL=0.3072+0.11=0.42KN/m2幕墙单元构件重量:G1=G·L1·b1=0.421.2282.5=1.29KN幕墙最大玻璃块重量:G2=Gb•L2·b2=0.3072×1.228×2.157=0.81KN3．玻璃幕墙构件所受的地震作用：A.幕墙平面外的水平地震作用:qEK=E·max·G1qEK：水平地震作用标准值（KN）；E：动力放大系数取3.0；max：水平地震影响系数最大值按8度抗震设防设计取0.16G：幕墙构件(墙面和骨架)的重力:G1=1.29KN;qEK=E·hmax·G1=30.161.29=0.62KNB.幕墙平面内的垂直地震作用:PEG=E·max·G1PEG：幕墙构件在平面内的垂直地震作用:KN/m2E：动力放大系数,取3.0vmax：地震垂直作用影响系数，按烈度8度抗震设计设防取0.08G1：单元玻璃幕墙构件自重1.29KNPEG=30.081.29=0.31KNC.垂直于幕墙平面分布水平地震作用，qE=FEk/A=E·max·G1/AA：玻璃幕墙构件面积1.2282.5=3.07m2qE=0.62/3.07=0.2KN/m24.玻璃幕墙所受荷载与作用效应的组合：(强度计算时用)A.水平荷载和作用效应组合：（最不利组合）S1=ΨW·γW·WK+ΨE·γE·qEa.水平荷载和作用效应的分项系数γW：风荷载分项系数,γW=1.4γE：地震作用分项系数,γE=1.3b.水平荷载和作用效应的组合系数ΨW：风荷载组合系数,ΨW=1.0ΨE：地震作用组合系数,ΨE=0.6WK：风荷载标准值，WK=1.78KN/m2qE:垂直于幕墙平面分布水平地震作用，qE=0.2KN/m2S11=1.41.01.78+0.61.30.2=2.65KN/m2S12=1.41.01.0+0.61.30.2=1.56KN/m2B.垂直方向荷载和作用效应组合:(最不利组合)S2=ΨG·γG·SG+ΨE·γE·qEa.荷载和作用组合的分项系数γG：重力荷载分项系数,γG=1.2γE：地震荷载分项系数,γE=1.3b.垂直荷载和效应组合系数ΨG:重力荷载组合系数,ΨG=1ΨE:地震荷载组合系数,ΨE=1SG:单元玻璃幕墙构件重量，SG=G=1.29KNqE:单元玻璃幕墙构件平面内的垂直地震作用,qE=0.31KNS2=1×1.2×1.29+1×1.3×0.31=1.95KN5.玻璃幕墙所受荷载与作用效应的组合：(挠度计算时用)水平荷载和作用效应组合：（最不利组合）S31=ΨW·rW·WK+ΨE·rE·qEa.水平荷载和作用效应的分项系数rW：风荷载分项系数,rW=1.0rE：地震作用分项系数,rE=1.0b.水平荷载和作用效应的组合系数ΨW：风荷载组合系数,ΨW=1ΨE：地震作用组合系数,ΨE=0.6WK：风荷载标准值，WK=1.78KN/m2qE:垂直于幕墙平面分布水平地震作用，qE=0.2KN/m2S31=1.01.01.78+0.61.00.2=1.9KN/m2S32=1.01.01.0+0.61.00.2=1.12KN/m2（四）、玻璃幕墙的验算1.幕墙杆件的强度验算：幕墙标高最高的为LMC004，标高为61.10m，竖挺地脚间距为2500，水平间距为1228.5；地脚间距最大的为LM0O2,标高为9.6m，竖挺水平间距为1228.5mm,地脚间距为4100mm。(1)幕墙立柱的强度验算A.幕墙立柱型材的截面特性：----------------REGIONS----------------Area:1877.1Perimeter:1142.9Boundingbox:X:-214.2---144.2Y:2227.4--2397.4Centroid:X:-179.2Y:2311.1Momentsofinertia:X:10032240896.9Y:61588149.1Productofinertia:XY:-777386510.7Radiiofgyration:X:2311.8Y:181.1PrincipalmomentsandX-Ydirectionsaboutcentroid:I:1311904.3along[0.01.0]J:6238296.8along[-1.00.0]LD31RCS铝型材弹性模量E=7106N/cm2X轴的惯性矩：JX=6238296mm4X轴的抵抗矩：WX=72286mm3型材载面积：A=1811mm2塑性发展系数：γ=1.05B.强度验算①、LMC004竖挺的校核校核依据：N/A+M/(γ·WX)fa=84.20N/mm2幕墙立柱在单元构件重量作用下产生拉力:N=S2=1.95KN=1950N幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩:M线荷载:q1=S1·b式中:S11=2.65KN/m2b=1.228mmq1=S11·b=2.651.228=3.25KN/m=3.25N/mm按简支梁M=qL2/8=3.2525002/8=2539062N·mm校核:N/A+M/(γ·WY)=1950/1811+2539062/(1.0572286)=34.5N/mm2fa=84.20N/mm2幕墙立柱强度满足要求②、LM003竖挺的校核校核依据：N/A+M/(γ·WX)fa=84.20N/mm2幕墙立柱在单元构件重量作用下产生拉力:N=S2=1.95KN=1950N线荷载:q1=S12·b式中:S12=1.56KN/m2b=1.228mmq1=S1·b=1.561.228=1.92KN/m＝1.92N/mm幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩:M则跨内最大弯距为：M=qL2/8=1.9241002/8=4.34400N·mm校核:N/A+M/(γ·WY)=1950/1811+4034400/(1.0572286)=54.2N/mm2fa=84.20N/mm2所以强度满足要求。(2)横挺的强度验算：----------------REGIONS----------------Area:882.6Perimeter:607.1Boundingbox:X:59.1--139.1Y:1928.2--1998.2Centroid:X:94.2Y:1963.5Momentsofinertia:X:3402977829.2Y:8423903.5Productofinertia:XY:163326895.1Radiiofgyration:X:1963.6Y:97.7PrincipalmomentsandX-Ydirectionsaboutcentroid:I:536947.3along[1.00.2]J:586583.8along[-0.21.0]LD31RCS铝型材弹性模量E=0.7105N/mm2Y轴的惯性矩：JY=535000mm4Y轴的抵抗矩：WY=15040cm3X轴的惯性矩：Jx=586000mm4X轴的抵抗矩：Wx=13200mm3型材截面积：A=882mm2塑性发展系数：γ=1.05A.强度验算:L=1228时为三角形荷载,校核依据:MY/(γ·WY)+Mx/(γ·Wx)fa=84.20N/mm2弯矩:q1=2.65x1.1.228=3.3KN/m=3.3N/mmMX=(q1·L2)/12=(3.3x12282)/12=414695N.mmq2=Gbxb=0.3072x2.72=0.72N/mmMY=q2·L2/8=0.7212282/8=135718N·mm校核:MX/(γ·WX)+MY/(γ·WY)=414695/(1.0513200)+135718/(1.0515040)=38.5N/mm2fa=8420N/mm22.幕墙杆件的刚度验算:(1)幕墙立柱刚度验算①、LMC004竖挺的校核校核依据:max≤[]=L/180=2500/180=13.8mmmax=5qL4/(384EI)式中:q=S31·b=1.9x1.228=2.33N/mmL=2500mmI=JX=6238296mm4E=0.7x105N/mm2max=5qL4/(384EI)=(5x2.33x25004)/（384x0.7x105x6238296）=2.7mm13.8mm所以幕墙立柱满足刚度要求。②、LM003竖挺的校核校核依据:max≤[]=L/180=4100/180=22.8mm取[u]=20mmmax=5qL4/(384EI)式中:q=S32·b=1.12x1.228=1.38KN/m=1.38N/mmL=4100mmJX=6238296mm4E=0.7x105N/mm2max=5qL4/(384EI)=(5x1.38x41004)/（384x0.7x105x6238296）=11.6mm[u]=20mm所以刚度满足要求。(2)幕墙横挺的刚度验算校核依据:max≤[]=1228/180=6.8mma.幕墙横挺在水平方向作用下的刚度验算:线荷载：q1=S31·b=1.9x1.228=2.33KN/m=2.33N/mmmax=q1·b4/(240EJ)=(2.33x12284)/(120x0.7x105x586000)=1.8x1013/(4.9x1012)=3.6mmb.幕墙横挺在垂直方向的刚度计算q2=Gbxb=0.3072x2.72=0.84N/mmmax=5q2·b4/(384EJ)=(5x0.84x12284)/(384x0.7x105x535000)=2.7x1013/(1.43x1013)=1.9mmc.刚度验算(3.62+1.82)1/2=4mm〔μ〕=6.8mm幕墙横挺刚度满足要求3.玻璃的强度验算:(1)幕墙玻璃在垂直玻璃平面的风荷载作用下的弯曲应力:校核依据：W≤fg=84N/mm2W=6φ1·W·a2/t2≤fg=84N/mm2W：风荷载设计值：W=1.4WK=1.41.7810-3N/mm2=2.4910-3N/mm2a：玻璃短边长度：1228mmt：玻璃厚度：7.2mmφ1：玻璃跨中弯矩系数：a/b=1228/2720=0.45φ1=0.0999W=60.09992.4910-312282/7.22=43.4N/mm2fg=84N/mm2玻璃强度可以满足要求4、玻璃的挤压应力验算:校核依据:T1=E·［α·ΔT-(2c-d)/a］0T1：由于温度变化在玻璃中产生的挤压应力标准值E：玻璃的弹性模量:0.72105N/mm2d：施工误差取:3mmc：玻璃边缘之间缝隙为:16mma：玻璃的长边尺寸:2720mmΔT:年温度变化取:800Cα：玻璃的线膨胀系数取1.010-5T1=0.72105［1.010-580-(216-3)/2720］=-812.40玻璃无挤压应力。5.幕墙玻璃在温度作用下的温差应