全隐玻璃幕墙设计计算书

方圆一厦玻璃幕墙工程设计计算书编制:审核:批准:长江建筑装饰工程有限公司二00九年七月三十日玻璃幕墙设计计算书基本计算公式(1)场地类别划分根据地面粗糙度，场地可划分为以下类别：A类近海面，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中小城镇和大城市郊区；C类指有密集建筑群的大城市市区；风荷鄂尔多斯市按C类地区(2).风荷载计算：WK：作用在幕墙上的风荷载标准值(KN/m2)WK＝2.25×1.10×1.5×0.5＝1.856(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3.0取定αmax――水平地震影响系数最大值，按相应设防烈度取定：6度：αmax＝0.047度：αmax＝0.088度：αmax＝0.169度：αmax＝0.32鄂尔多斯设防烈度为8度，故取αmax＝0.16GAK――幕墙构件的自重(N/m2)(4).荷载组合：水平荷载标准值：qk=Wk＋0.6qEAk水平荷载设计值：q＝1.4Wk＋0.6×1.3qEAk荷载和作用效应组合的分项系数，按以下规定采用：A、承载力计算时：重力荷载：1.2风荷载：1.4地震作用：1.3B、挠度和变形计算时：重力荷载：1.0风荷载：1.0地震作用：1.0荷载和作用效应组合的组合系数，按以下规定采用：第一个可变荷载按1.0取用第二个可变荷载按0.6取用一、风荷载计算1、标高为29.00处风荷载计算(1)风荷载标准值计算：WK：作用在幕墙上的风荷载标准值(KN/m2)WK＝1.856KN/m2(2)风荷载设计值：W：风荷载设计值：KN/m2RW：风荷载作用效应的分项系数：1.4按《玻璃幕墙工程技术规范》W＝rW×WK＝1.4×1.856＝25.98KN/m2二、玻璃的选用与校核玻璃的选用与校核：(第1处)本处选用以来种类为：中空钢化玻璃1、玻璃面积：B：该处玻璃幕墙分格宽：1.05mmH：该处玻璃幕墙分格高：1800mmA：该处模量板块面积：A＝B×H＝1.05×1.8=1.89m22、玻璃厚度选取;W：风荷载设计值：2.598KN/m2A：玻璃板块面积：1.89m2K3：玻璃种类调整系数：1.500玻璃选取厚度为：6.0mm3、该处玻璃板块自重：GAK：玻璃板块平均自重(不包括铝框)t：玻璃板块厚度：6.0mm玻璃的体积密度为：25.6(KN/㎡)BT_L：中空玻璃内侧玻璃厚度为：10.000(mm)BT_W：中空玻璃外侧玻璃厚度为：8.000(mm)GAK＝25.6×(BT_L＋BT_W)/1000＝25.6×(10.000＋8.000)/1000＝0.307KN/m24、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：0.080qEAK：垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(KN/m2)qEAK＝3×αmax×GAK(JGJ102－965.2.4)＝3×0.16×0.307＝0.147KN/m2γE：地震作用分项系数：1.3qEA＝γE×qEAK＝1.3×qEAK＝1.3×0.147＝0.192KN/m25、玻璃的强度计算：校核依据：σ≤fg＝84.000N/mm2q：玻璃所受组合荷载：a：玻璃短边边长：0.99b：玻璃长边边长：1.5t：玻璃厚度：8.0mmψ1：玻璃板面跨中弯曲系数，按边长比a/b查表得0.16σw：玻璃所受应力：采用SW＋0.6SE组合q＝W＋0.6×qEA＝2.598＋0.6×0.192＝2.713KN/m2σw＝6×ψ×q×a2×1000/(1.2×t)2＝6×0.16×2.713×0.992×1000/51.842＝49.241KN/m249.241KN/m2≤fg＝84.000N/mm2玻璃的强度满足6、玻璃温度应力计算：校核依据：σ≤[σ]＝58.800N/mm2(1)在年温差变化下，玻璃边缘与边框间挤压在玻璃中产生的挤压温度应力为：E：玻璃的弹性模量：0.72×105N/mm2at：玻璃的线膨胀系数：1.0×10－5ΔT：年温度变化差：62.200℃c：玻璃边缘至边框距离，取5mmdc：施工偏差，可取：3mm，按5.4.3选用b：玻璃长边边长：1.5在年温差变化下，玻璃边缘与边框间挤压在玻璃中产生的温度应力为：σt1＝E(at×ΔT－(2c－dc)/b/1000)＝0.72×ΔT－72×(2×5－3)/b＝0.72×62.200－72×(2×5－3)/1.5＝－291.216N/mm2计算值为负，挤压应力取为零0.000N/mm258.800N/mm2玻璃边缘与边框间挤压温度应力可以满足要求(2)玻璃中央与边缘温度差产生的温度应力：μ1：阴影系数：按《玻璃幕墙工程技术规范》μ2：窗帘系数：按《玻璃幕墙工程技术规范》μ3：玻璃面积系数：按《玻璃幕墙工程技术规范》μ4：边缘温度系数：按《玻璃幕墙工程技术规范》a：玻璃线胀系数：1.0×10－5I0：日照量：3027.600(KJ/M2h)t0：室外温度－30.000℃t1：室内温度40.000℃Tc0：室外侧玻璃中部温度(依据JGJ113－97附录B计算)Tc1：室内侧玻璃中部温度(依据JGJ113－97附录B计算)A0：室外侧玻璃总吸收率A1：室内侧玻璃总吸收率α0：室外侧玻璃的吸收率为0.142α1：室内侧玻璃的吸收率为0.122τ0：室外侧玻璃的透过率为0.075τ1：室内侧玻璃的透过率为0.075γ0：室外侧玻璃的反射率为0.783γ1：室内侧玻璃的反射率为0.785A0＝α0×[1＋τ0×γ1/(1－γ0×γ1)]＝0.164A1＝α1×τ0/(1－γ0×γ1)＝0.024当中空玻璃空气层厚为：0mm时Tc0＝I0×(0.0148×A0＋0.00724×A1)＋0.788×t0＋0.212×t1＝－7.305℃Tc1＝I0×(0.00724×A0＋0.0207×A1)＋0.394×t0＋0.606×t1＝17.496℃因此，中空玻璃中部温度最大值为max(Tc0，Tc1)＝17.496℃Ts：玻璃边缘部分温度(依据JGJ113－97附录B计算)Ts＝(0.65×t0＋0.35×t1)(JGJ113－97B.0.4)＝(0.65×－30.000＋0.35×40.000)＝－5.500℃Δt：玻璃中央部分与边缘部分温度差：Δt＝Tc－Ts＝22.996℃玻璃中央与边缘温度差产生的温度应力：σt2＝0.74×E×a×μ1×μ2×μ3×μ4×(Tc－Ts)＝0.74×0.72×105×1.0×10－5×μ1×μ2×μ3×μ4×Δt＝7.440玻璃中央与边缘温度差产生的温度应力可以满足要求7、玻璃最大面积校核：Azd：玻璃的允许最大面积(m2)WK：风荷载标准值：1.856KN/m2t1：中空玻璃中较薄玻璃的厚度：8.0mmt2：中空玻璃中较厚玻璃的厚度：10.0mmα2：玻璃种类调整系数：0.660A：计算校核处玻璃板块面积：1.485m2Azd＝α2×(t2＋t22/4)＋(1+(t1/t2)3)/WK＝5.965m2A＝2.089m2≤Azd＝5.965m2可以满足使用要求三、幕墙玻璃板块结构胶计算:幕墙玻璃板块结构胶计算：1、按风荷载和自重效应，计算结构硅酮密封胶的宽度：(1)风荷载作用下结构胶粘结宽度的计算：Cs1：风荷载作用下结构胶粘结宽度(mm)WK：风荷载标准值：1.856KN/m2a：矩形分格短边长度：0.99f1：结构胶的短期强度允许值：0.14N/mm2按5.6.3条规定采用Cs1＝WK×a/2/0.14＝1.956×0.99/2/0.14=6.56取14mm(2)自重效应胶缝宽度的计算：Cs2：自重效应胶缝宽度(mm)B：幕墙分格宽：0.99mH：幕墙分格高：1.50mt：玻璃厚度：8.0mmf2：结构胶的长期强度允许值：0.007N/mm2按5.6.3条规定采用Cs2＝H×B×(BT_L＋BT_W)×25.6/(H＋B)/2/7＝15.26mm取18mm(3)结构硅酮密封胶的最大计算宽度：18mm2、结构硅酮密封胶粘接厚度的计算：ts：结构胶的粘结厚度：mmδ：结构硅酮密封胶的变位承受能力：12.5％ΔT：年温差：62.2℃Us：玻璃板块在年温差作用下玻璃与铝型材相对位移量：mm铝型材线膨胀系数：a1＝2.35×10－5玻璃线膨胀系数：a2＝1×10－5Us＝b×ΔT×(2.35－1)/100＝2.240×62.200×(2.35－1)/100＝1.881mmTs＝Us/(δ×(2+δ))0.5＝1.881/(0.125×(2+0.125))0.5=3.6mm3、胶缝推荐宽度为：18mmqEAk：垂直与玻璃幕墙平面的分布水平地震作用(KN/m2)qEAk＝3×αmax×GAK＝3×0.16×500.000/1000=0.24KN/m2γE：幕墙地震作用分项系数：1.3qEA＝1.3×qEAk＝1.3×0.24＝0.312KN/m2qE：水平地震作用线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)qE＝qEA×B＝0.312×2.240＝0.688KN/mME：地震作用下立柱弯矩(KN·m)ME＝(L13＋L23)/8/(L1＋L2)×qw＝(4.4003＋0.4003)/8/(4.400＋0.400)×0.688＝0.776KN·mM：幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(KN·m)采用SW＋0.6SE组合M＝MW＋0.6ME＝1.527＋0.6×0.776＝1.993KN·mqWK：风荷载线分布最大荷载集度标准值(KN/m)qWK＝Wk×B＝1.856×2.240＝4.157KN/mqEK：水平地震作用线分布最大荷载集度标准值(KN/m)qEK＝qEAK×B＝0.24×2.240＝0.537KN/m2、选用立柱型材的截面特征：型材强度设计值：215.000N/mm2型材弹性模量：E＝21.0×106N/cm2X轴惯性矩：IX＝682.280cm4Y轴惯性矩：IY＝219.900cm4X轴抵抗矩：WX＝105.000cm3型材截面积：A＝22.680cm2型材计算校核处壁厚：t＝6.000mm塑性发展系数：γ＝1.053、幕墙立柱的强度计算：校核依据：N/A＋M/γ/W≤fa＝215.0N/mm2(拉弯构件)B：幕墙分格宽：0.99mGAK：幕墙自重：500N/m2幕墙自重线荷载：GK＝500×Wfg/1000＝500×2.240/1000＝1.120KN/mNK：立柱受力：NK＝GK×Hsjcg＝1.120×3.6＝4.032KNN：立柱受力设计值：rG：结构自重分项系数：1.2N＝1.2×NK＝1.2×4.032＝4.84KNσ：立柱计算强度(N/mm2)(立柱为拉弯构件)N：立柱受力设计值：4.84KNA：立柱型材截面积：22.680cm2M：立柱弯矩：18.706KN·mWX2：立柱截面积抗弯矩：105.000cm3γ：塑性发展系数：1.05σ＝N×10/A＋M×103/1.05/WX2＝4.84×10/22.680＋18.706×103/1.05/105.000＝168.105N/mm2168.105N/mm2≤fa＝215.0N/mm2立柱强度可以满足4、幕墙立柱的刚度计算：校核依据：Umax≤[U]＝15mm且Umax≤L/300Umax：立柱最大挠度Umax＝1000×[1.4355×R0－0.409×(qWK＋0.6×qEK)×L1]×L13/(24×2.4×LA)立柱最大挠度Umax为：9.474mm≤15mmDu：立柱挠度与立柱计算跨度比值：Hsjcg：立柱计算跨度：3.600mmDu＝U/Hsjcg/1000＝9.474/3.600/1000＝0.002≤1/300挠度可以满足要求五、立梃与主结构连接立梃与主结构连接：Lct2：连接处钢角码壁厚：10.000mmD2：连接螺栓直径：16.000mmD0：连接螺栓直径：14.120mm采用SG＋SW＋0.6SE组合N1wk：连接处风荷载总值(N)：N1wk＝Wk×B×Hsjcg×10