高铁hd车站外檐玻璃幕墙工程计算书

'HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书新建铁路厦门至深圳铁路潮汕至深圳段HD站外檐玻璃幕墙工程计算书设计单位：HFL日期：2013年6月6日工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书目录第一部分、计算书设计依据4第二部分基本参数及主要材料设计指标51、基本参数52、6063-T5铝型材(壁厚≤10mm)53、浮法玻璃（厚度5～12mm）54、钢化玻璃（厚度5～12mm）65、天然石材（25mm、30mm厚，MU110级）66、3003铝单板（2.5mm、3.0mm厚）67、结构硅酮密封胶68、Q235B钢79、结构用不锈钢(0Gr18Ni9)710、奥氏体不锈钢螺栓（A2-70）711、M16高强度摩擦型不锈钢螺栓（8.8级、摩擦面抗滑移系数μ=0.35）712、焊缝(Ⅱ级焊缝，焊缝厚度或直径d≤16mm)813、HRB335级钢筋814、C30钢筋混凝土815、Φ5mm抽芯铝铆钉8第三部分、幕墙风荷载作用值计算9第一章、计算说明9一、计算说明9第二章、玻璃幕墙风荷载计算9一、风荷载计算9第四部分、明框玻璃幕墙结构计算11第一章、龙骨荷载计算11一、计算说明11二、明框玻璃幕墙自重荷载计算11三、明框玻璃幕墙承受的水平风荷载计算11四、明框玻璃幕墙承受的水平地震荷载计算12五、荷载组合12第二章、玻璃面板计算13一、计算说明13二、玻璃面板强度校核13工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书三、玻璃面板挠度校核15第三章、明框玻璃幕墙板块的平面内变形性能计算17一、计算说明17二、平面变形性能校核17第四章、玻璃幕墙横梁计算18一、计算说明18二、力学模型18三、荷载计算18四、横梁截面参数19五、横梁强度校核20六、横梁抗剪强度校核20七、横梁折算应力校核21八、横梁挠度校核21第五章、玻璃幕墙立柱计算22一、计算说明22二、力学模型22三、荷载作用值22四、选材计算23五、立柱截面参数23六、立柱强度校核23七、立柱抗剪强度校核24八、立柱折算应力校核24九、立柱挠度校核24第六章、幕墙连接附件计算25一、计算说明25二、铝合金压板计算25三、M6螺栓校核26第七章、幕墙连接件计算27一、横梁与立柱的连接27二、立柱与钢角码连接计算28三、钢角码与埋件连接计算29工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书第一部分、计算书设计依据1.《碳素结构钢》GB/T700-20062.《不锈钢冷轧钢板》GB3280-923.《铝及铝合金板材》GB3380-974.《建筑结构荷载规范》GB50009-20125.《混凝土结构设计规范》GB50010-20106.《建筑抗震设计规范》GB50011-20107.《钢结构设计规范》GB50017-20038.《民用建筑热工设计规范》GB50176-939.《硅酮建筑密封胶》GB/T14683-9310.《建筑幕墙空气渗透性能测试方法》GB/T15226-9411.《建筑幕墙风压变形性能测试方法》GB/T15227-9412.《建筑幕墙雨水渗透性能测试方法》GB/T15228-9413.《铝合金建筑型材》GB/T5237-200414.《建筑幕墙》GB/T21086-200715.《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-200316.《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-200317.《金属、石材幕墙工程技术规范》JGJ133-200118.《建筑结构静力计算手册》（第二版）19.甲方所供建筑招标图纸及电子版图纸20.甲方所供招投标书工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书第二部分基本参数及主要材料设计指标1、基本参数01．工程名称：新建铁路厦门至深圳铁路潮汕至深圳段HD站02．工程地点：广东省惠州市03．建设单位（业主）：厦深铁路广东有限公司04．设计单位：中铁第四勘察设计院集团有限公司05．建筑师：06．总包单位：07．建筑总高度：20.7m08．建筑层数：主体二层，局部设置设备夹层09．层高：标准层层高5.3m，局部最大层高（首层）11.7m；10．主体结构形式：站房主体为钢筋混凝土框架结构，局部屋面采用网架结构11．建筑总面积：7996.68mM212．建筑物耐火等级：二级13．建筑耐久年限:100年14．地面粗糙度类型：B类15．抗震设计烈度：7度(0.1s)16．年温差最大值:408C2、6063-T5铝型材(壁厚≤10mm)抗拉抗压强度设计值fa=85.5N/mm2抗剪强度设计值fav=49.6N/mm2局部承压强度设计值fab=120.0N/mm2弹性模量E=0.7×105N/mm2线膨胀系数α=2.35×10-5泊松比ν=0.333、浮法玻璃（厚度5～12mm）重力体积密度：rg=25.6KN/m3大面强度设计值：fg1=28.0N/mm2侧面强度设计值：fg2=19.5N/mm2工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书弹性模量E=0.72×105N/mm2线膨胀系数α=0.80×10-5～1.00×10-5泊松比ν=0.204、钢化玻璃（厚度5～12mm）重力体积密度：rg=25.6KN/m3大面强度设计值：fg1=84.0N/mm2侧面强度设计值：fg2=58.8N/mm2弹性模量E=0.72×105N/mm2线膨胀系数α=0.80×10-5～1.00×10-5泊松比ν=0.205、天然石材（25mm、30mm厚，MU110级）重力体积密度：rg=28.0KN/m3抗弯强度设计值：fT=3.7N/mm2抗剪强度设计值：fTV=1.9N/mm2弹性模量E=0.8×105N/mm2线膨胀系数α=0.80×105泊松比υ=0.1256、3003铝单板（2.5mm、3.0mm厚）抗拉强度设计值fa=81N/mm2抗剪强度设计值fav=47N/mm2局部承压强度设计值fab=120N/mm2弹性模量E=0.7×105N/mm2线膨胀系数αa=2.35×10-5泊松比ν=0.337、结构硅酮密封胶短期强度允许值:f1=0.20N/mm2长期强度允许值：f2=0.01N/mm2工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书8、Q235B钢抗拉、抗压、抗弯强度设计值f=215N/mm2抗剪强度设计值fv=125N/mm2局部承压强度设计值fab=320N/mm2弹性模量E=2.06×105N/mm2线膨胀系数α=1.2×10-5重力体积分布ρ=78.5×103N/m3泊松比ν=0.309、结构用不锈钢(0Gr18Ni9)屈服强度δs≥206N/mm2抗拉压强度设计值fb=187N/mm2抗剪强度设计值fss=109N/mm2局部承压强度设计值fsbr=279N/mm2弹性模量E=2.06×105N/mm2线膨胀系数αg=1.8×10-5重力体积密度ρs=78.5KN/m3泊松比ν=0.30重力体积密度ρs=78.5KN/m3泊松比ν=0.3010、奥氏体不锈钢螺栓（A2-70）抗拉强度设计值fa=320N/mm2抗剪强度设计值fv=245N/mm211、M16高强度摩擦型不锈钢螺栓（8.8级、摩擦面抗滑移系数μ=0.35）预拉力设计值P=70KN抗剪强度设计值Nvb=22.05KN工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书12、焊缝(Ⅱ级焊缝，焊缝厚度或直径d≤16mm)抗压强度设计值fcw=215N/mm2抗拉强度设计值ftw=215N/mm2抗剪强度设计值fww=125N/mm2角焊缝抗压、抗拉、抗剪强度设计值ffw=160N/mm213、HRB335级钢筋抗拉强度设计值fy=300N/mm2线膨胀系数αg=1.2×10-514、C30钢筋混凝土轴心抗压强度标准值fc=20.1N/mm2抗拉强度标准值ft=2.01N/mm2轴心抗压强度设计值fc=14.3N/mm2抗拉强度设计值ft=1.43N/mm2线膨胀系数αg=1.0×10-515、Φ5mm抽芯铝铆钉抗剪强度设计值NVb=2200N工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书第三部分、幕墙风荷载作用值计算第一章、计算说明一、计算说明我们根据荷载作用产生的效应（应力、内力、位移和挠度等），将各种荷载进行组合，以每一个构件受到的最不利组合荷载作为我们的设计依据。幕墙首先受到自身的重力荷载作用，这是经常作用的不变荷载，是恒荷载，因此，我们必须给予考虑。其次幕墙考虑的可变荷载作用有三项，即风荷载、地震作用和温度作用。一般情况下风荷载产生的效应最大，起控制作用。第二章、玻璃幕墙风荷载计算因玻璃幕墙受室内风压的影响，取体型系数时考虑外部风压和室内风压叠加的影响。一、风荷载计算1、水平风荷载标准值计算βgz:瞬时风压的阵风系数，取βgz=1.7544按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012表7.5.1规定μS:风荷载体型系数，取μS=-1.0479按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第7.3.3条规定该体型系数为大面面板体型系数，本工程幕墙均在大面位置，故取-1.0479作为计算风荷载体型系数。μZ:风荷载高度变化系数，取μZ=1.0601按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012表7.2.1规定W0:作用在幕墙上的风荷载基本值0.80KN/m2按建筑施工图纸《厦深汕深施图咨（建）-0207》设计说明第二-14条规定取值（按100年一遇）WK:作用在幕墙上的风荷载标准值WK=βgz×μS×μZ×W0=1.7544×（-1.0479）×1.0601×0.80=-1.5591KN/m2（表示负风压）工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书2、水平风荷载设计值rW:风荷载作用效应分项系数，取rG=1.4按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.2条规定W:作用在幕墙上的风荷载设计值W=rW×WK=1.4×(-1.5591)=-2.1828KN/m2工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书第四部分、明框玻璃幕墙结构计算第一章、龙骨荷载计算一、计算说明玻璃幕墙承受的风荷载为WK=-1.5591KN/m2，W=-2.1828KN/m2。位于该区的最不利的幕墙为BMQ-6M-280126，详见图DY-08。明框玻璃幕墙水平分格为B=1800mm，竖向分格重力分格H=1800mm，下风荷载高度H=3200mm，层高为6.1m。二、明框玻璃幕墙自重荷载计算1、玻璃面板自重荷载标准值计算GAK：玻璃面板自重面荷载标准值玻璃采用TP8+12A+TP8mm厚钢化中空玻璃GAK=（8+8）×10-3×25.6=0.41KN/m2GGK：考虑龙骨和各种零部件后的幕墙面板自重面荷载标准值GGK=0.65KN/m22、玻璃面板自重荷载设计值计算rG：自重作用效应分项系数，取rG=1.2按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.2条规定GG：考虑龙骨和各种零部件后的幕墙面板自重面荷载设计值GG=rG·GGK=1.2×0.65=0.78KN/m2三、明框玻璃幕墙承受的水平风荷载计算WK：作用在幕墙上的风荷载标准值WK=1.5591KN/m2W：作用在幕墙上的风荷载设计值W=2.1828KN/m2工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书四、明框玻璃幕墙承受的水平地震荷载计算1、幕墙玻璃面板承受的水平地震荷载标准值计算αmax：水平地震影响系数最大值，取αmax=0.08查《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003表5.3.4βE：动力放大系数，取βE=5.0按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.3.4条规定qEK：作用在幕墙上的地震荷载标准值计算qEK=αmax·βE·GGK=0.08×5.0×0.65=0.260KN/m22、幕墙玻璃面板承受的水平地震荷载设计值计算rE：地震荷载作用效应分项系数，取rE=1.3按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.2条规定qE：作用在幕墙上的地震荷载设计值qE=rE·qEK=1.3×0.26=0.338KN/m2五、荷载组合1、风荷载和水平地震作用组合标准值计算ψW：风荷载作用效应组合系数，取ψW=1.0按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.3条规定ψE：地震荷载作用效应组合系数，取ψE=0.5按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.3条规定qK=ψW·WK+ψE·qEK=1.0×1.5591+0.5×0.26=1.6891KN/m22、风荷载和水平地震作用组合设计值计算q=ψW·W+ψE·qE=1.0×2.1828+0.5×0.338=2.3518KN/m2工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书第二章、玻璃面板计算一、计算说明玻璃面板选用TP8+12A+TP8mm厚的中空钢化玻璃。明框玻璃幕墙的最大板块分格尺寸为，幕墙分格宽度a=1800mm，幕墙分格高度b=3200mm。该部分玻璃承受的风荷载为WK=1.5591KN/m2，W=2.1828KN/m2。二、玻璃面板强度校核1、校核依据：≤fg1=84.0N/mm2。：玻璃面板在荷载作用下产生的应力；：玻璃面板弯矩系数；由==0.5625，查《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003表6.1.2-1，得=0.0917。：玻璃面板受到的组合荷载设计值；：玻璃计算厚度；：玻璃的应力折减系数。2、外片玻璃面板强度校核1)外片玻璃荷载计算外片玻璃自重荷载标准值为：=8×25.6=204.8N/m2=0.2048KN/m2根据《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第6.1.5条规定：直接承受风荷载的外片玻璃受到的风荷载标准值为==0.8575KN/m2风荷载设计值为=1.4×0.8575=1.2005KN/m2工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书外片玻璃承受水平地震荷载标准值为=0.08×5.0×0.2048=0.0819KN/m2水平地震荷载设计值为=1.3×0.0819=0.1065KN/m2外片玻璃承受的水平组合荷载标准值为=1.0×0.8575+0.5×0.0819=0.8985KN/m2水平组合荷载设计值为=1.0×1.2005+0.5×0.1065=1.2538KN/m22)外片玻璃强度校核根据《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003公式6.1.2-3：==31.9823查《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003表6.1.2-2得外片玻璃的应力折减系数=0.8721外片玻璃在水平组合荷载作用下产生的应力为==30.4386N/mm2＜fg1=84.0N/mm2外片玻璃面板强度满足设计要求。3、内片玻璃面板强度校核1)内片玻璃荷载计算内片玻璃自重荷载标准值为：=8×25.6=204.8N/m2=0.2048KN/m2根据《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第6.1.5条规定：不直接承受风荷载的内片玻璃受到的风荷载标准值为==0.7796KN/m2工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书风荷载设计值为=1.4×0.7796=1.0914KN/m2内片玻璃承受水平地震荷载标准值为=0.08×5.0×0.2048=0.0819KN/m2水平地震荷载设计值为=1.3×0.0.0819=0.1065KN/m2内片玻璃承受的水平组合荷载标准值为=1.0×0.7796+0.5×0.0819=0.8206KN/m2水平组合荷载设计值为=1.0×1.0914+0.5×0.1065=1.1446KN/m22)内片玻璃强度校核根据《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003公式6.1.2-3：==29.2074查《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003表6.1.2-2得内片玻璃的应力折减系数=0.8832内片玻璃在水平组合荷载作用下产生的应力为==28.1427N/mm2＜fg1=84.0N/mm2内片玻璃面板强度满足设计要求。三、玻璃面板挠度校核1、校核依据：根据《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第6.1.3条规定=≤=工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书：组合荷载标准值作用下挠度最大值；：四边支承玻璃面板的挠度系数；由边长比=0.5625，查《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003表6.1.3得=0.0092。：水平组合荷载标准值；：玻璃短边尺寸；：玻璃刚度；：玻璃挠度折减系数2、挠度计算1)中空玻璃水平组合荷载标准值计算中空玻璃自重荷载标准值=（8+8）×25.6=409.6N/m2=0.4096KN/m2中空玻璃水平地震荷载标准值=0.08×5.0×0.4096=0.1638KN/m2中空玻璃水平地震荷载设计值=1.3×0.1638=0.213KN/m2中空玻璃水平风荷载标准值=1.5591KN/m2中空玻璃水平组合荷载标准值==1.0×1.5591+0.5×0.1638=1.6410KN/m22)中空玻璃等效计算厚度，根据《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003公式6.1.5-3得===9.575mm3)玻璃刚度，根据《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003公式6.1.3-1D===5.487×106N·mm4)中空玻璃挠度折减系数根据《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003公式6.1.2-3：==27.0406查《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003表6.1.2-2得中空玻璃的挠度折减系数=0.89185）中空玻璃在水平组合荷载作用下产生的挠度==工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书=24.5202mm≤==30mm玻璃面板挠度满足设计要求。第三章、明框玻璃幕墙板块的平面内变形性能计算一、计算说明为避免明框玻璃幕墙板块平面内变形时产生破坏，我们必须对明框玻璃幕墙板块平面内的变形情况与结构的变形情况进行对照比较分析。以便选择相应的结构和尺寸。明框玻璃幕墙板块平面内变形的性能以建筑物的层间相对位移值表示。并保证在设计允许的相对位移范围内，明框玻璃幕墙板块不损坏。明框玻璃幕墙板块平面内变形性能按不同的结构类型弹性计算的位移控制值的3倍进行设计。二、平面变形性能校核b：分格框宽度，b=1800mmh：分格框高度，h=3200mmc1：玻璃与边框的左、右平均间隙，c1=7mmc2：玻璃与边框的上、下平均间隙，取c2=7mm△u：玻璃幕墙的平面变形性能△u===17.9mmγ=△u/H=17.9/3200=1/1621/150＞γ=1/162＞1/200该明框玻璃幕墙的变形性能为Ⅲ级。工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书第四章、玻璃幕墙横梁计算一、计算说明选用Q235方钢管(80*60*3mm)，根据建筑结构特点，每根幕墙横梁简支在立柱上，双向受力，属于双弯构件，须对横梁进行强度和挠度校核，横梁的计算长度B=1800mm。受力最不利的横梁承受竖直方向荷载高度h=1800mm,集中荷载到支座的距离a=250mm。承受水平方向三角形荷载上高度h1=900mm；下荷载高度h2=1600mm。二、力学模型幕墙的荷载由横梁和立柱承担。玻璃面板将受到的水平方向的荷载，近视按上下矩形分别传递到横梁和立柱上。横梁采用简支梁力学模型，水平荷载按上下矩形分布荷载计算。竖直方向玻璃等的自重按水平均布线荷载考虑。三、荷载计算1、横梁承受的竖直方向面荷载标准值GGK=0.65KN/m2设计值GG=0.78KN/m22、横梁承受的水平方向面荷载标准值qK=1.5591KN/m2设计值q=2.1828KN/m23、横梁承受的竖直方向线荷载标准值：G线K=GAK·h3=0.65×1.8=1.17KN/m设计值：G线=1.2·G线K=1.2×1.17=1.404KN/m4、横梁承受的竖直方向重力荷载产生的最大弯矩MXMx=G线·B2/8=1.404×1.82/8=0.568KN·m5、横梁承受的竖直方向重力荷载产生的最大剪力VX=0.5×G线×H=0.5×1.404×1.8=1.264KN工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书6、横梁承受的水平方向矩形荷载上部线荷载标准值q线K1=qK·h2=1.5591×0.9=1.4032KN/m上部线荷载设计值q线1=q·h2=2.3518×0.9=2.1166KN/m下部线荷载标准值q线K2=qK·h1=1.5591×1.6=2.4946KN/m下部线荷载设计值q线2=q·h1=2.3518×1.6=3.7629KN/m7、横梁承受的水平方向线荷载产生的最大弯矩MY：矩形荷载产生的最大弯矩MY===2.381KN·m8、横梁承受的水平方向线荷载产生的最大剪力VY：矩形荷载产生的最大剪力VY===5.292KN四、横梁截面参数工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书五、横梁强度校核校核依据：≤f=215N/mm2==174.51N/mm2＜f=215N/mm2横梁强度满足设计要求。六、横梁抗剪强度校核1、校核依据：τmax≤fv=125N/mm22、竖直方向产生的剪应力t：横梁壁厚，取t=3mmτX：横梁承受的竖直荷载产生的剪应力τX===6.31N/mm23、水平方向产生的剪应力τY：横梁承受的水平荷载产生的剪应力τY===33.96N/mm24、横梁承受的最大剪应力τmax===34.54N/mm2＜fv=125N/mm2横梁抗剪强度满足设计要求。工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书七、横梁折算应力校核校核依据：≤f=215N/mm2横梁折算应力校核=184.48N/mm2＜f=215N/mm2横梁折算应力满足设计要求。八、横梁挠度校核1、校核依据：横梁承受的最大挠度应不大于H/250。2、由竖向自重荷载引起的挠度μx===1.054mm3、由水平荷载引起的挠度μY：矩形荷载产生的最大挠度μY=+==3.529mm4、横梁承受的最大挠度μmax===3.683mmμmax=3.683mm＜B/250=1800/250=7.2mm横梁刚度符合设计要求。经过以上计算得知，横梁的各项性能满足设计要求，可以使用。工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书第五章、玻璃幕墙立柱计算一、计算说明选用Q235方钢管(160*80*4mm)，根据建筑结构特点，每根幕墙立柱在层间混凝土梁位置可做两个支撑点，受力模型按双跨梁进行计算，短跨长度取两个埋件中心距600mm,并处于偏心受拉状态，立柱总体最大跨度H=6100mm,幕墙横向计算分格宽度B=1800mm。二、力学模型幕墙的荷载由横梁和立柱承担。玻璃面板将受到的水平方向的荷载，按矩形荷载分别传递到横梁和立柱上。横梁又将承受的荷载传递给立柱，最后由立柱将所有荷载通过预埋件传递到主体结构上。三、荷载作用值1、横梁承受的竖直方向面荷载标准值GGK=0.65KN/m2设计值GG=0.78KN/m22、立柱承受的水平方向面荷载标准值qK=1.5591KN/m2设计值q=2.1828KN/m23、受力最不利处立柱承受的偏心拉力设计值N=G=GG·H·B=0.78×6.1×1.8=8.564KN4、立柱承受的水平线荷载标准值qK线=qK×B=1.5591×1.8=2.8050KN/m设计值q线=q×B=2.1828×1.8=3.9036KN/m5、立柱所受的弯矩、剪力短跨长度a=600mm，总跨度h=6100mm,a/h=600/6100=0.0984，查静力计算手册，双跨梁最大弯矩系数m=0.0918,最大剪力系数λ=0.9867，最大挠度系数μ=0.00395M=m×q线×H2=0.0918×3.9036×6.12=13.3343KN·mV=λq线H=0.9867×3.9036×6.1=23.4949KN工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书四、选材计算1、截面最小抵抗矩（暂不考虑偏心拉力作用，利用强度演算公式进行推导）Wmin===59066.67mm32、选用W＞59066.67mm3的型材，故选用如下型材，见下图。五、立柱截面参数六、立柱强度校核校核依据≤f=215N/mm2==167.535N/mm2＜f=215N/mm2立柱强度满足设计要求。工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书七、立柱抗剪强度校核校核依据τmax≤fv=125N/mm2t：立柱壁厚，取t=4mmτX：立柱承受的水平荷载产生的剪应力τX===45.269N/mm2＜fv=125N/mm2立柱抗剪强度满足设计要求。八、立柱折算应力校核校核依据：≤f=215N/mm2立柱折算应力校核=184.975N/mm2＜f=215N/mm2立柱折算应力满足设计要求。九、立柱挠度校核校核依据：立柱承受的最大挠度应不大于H/250。u===11.94mmu=11.94mm＜H/250=6100/250=24.4mm立柱挠度满足设计要求。经过以上计算得知，立柱的各项性能要求满足设计要求，可以使用。工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书第六章、幕墙连接附件计算一、计算说明对于明框幕墙，除需验算主要杆件的承载能力外，还要对幕墙所使用的附件进行验算，因为这些附件在工作中传递荷载，自身也受到荷载作用，如不能有效的承担这些荷载，就会影响幕墙的正常使用，所以下面我们将对铝合金压板、M6螺栓进行验算。详见幕墙连接件图。二、铝合金压板计算1、计算说明该处铝合金压板以拉栓的形式与立柱连接，铝合金压板承受水平荷载产生的弯矩和剪力作用。根据拉栓形式，可将其看成两个在端部受集中力的悬臂梁，悬臂梁根部截面受力最不利，同时承受最大剪力和弯矩。铝合金压板承受立柱传递来得的梯形荷载。力臂长L=31.5mm。由于铝合金装饰条与压板自重较轻，故不考虑自重影响。铝合金压板长B=2900mm。铝合金压板厚t=3mm。铝合金承受的荷载分布见下图。梯形荷载高度h=481mm。2、荷载计算①水平方向面荷载标准值qK=1.881KN/m2设计值q=2.612KN/m2②铝合金压板承受的水平线荷载，标准值qK线=qK·h=1.881×0.481=0.905KN/m设计值q线=q·h=2.612×0.481=1.256KN/m③取一个单位的长度（1mm）计算qK：铝合金压板承受的单位长度集中荷载标准值qK=0.905×1=0.905Nq：铝合金压板承受的单位长度集中荷载设计值q=1.256×1=1.256N④单位长度上，压板受到的最大弯矩和剪力M=2q·L=2×1.256×31=77.9N·mmV=2q=2×1.256=2.512N3、截面参数工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书X轴惯性矩IX=2.25mm4X轴到最外缘距离YX=1.5mmX轴抵抗矩WX=1.5mm3X轴面积矩SX=2.25mm3塑性发展系数γ=1.054、截面强度校核校核依据≤fa=85.5N/mm2==49.5N/mm2＜fa=85.5N/mm2截面强度满足设计要求。5、截面抗剪强度校核校核依据τmax≤fav=49.6N/mm2τ：截面承受的剪应力=1N/mm2＜49.6N/mm2截面抗剪强度满足设计要求。6、截面折算强度校核校核依据≤fa=84.4N/mm2=50N/mm2＜84.4N/mm2截面折算强度满足设计要求三、M6螺栓校核1、计算说明每根铝合金压板通过奥氏体不锈钢螺栓A2-70的M6螺栓与立柱相连，螺栓间距322mm工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书，共九个螺栓。螺栓承受玻璃面板通过压板传递来得水平荷载，螺栓呈受拉状态，需对螺栓抗拉性能进行验算。2、荷载计算①水平方向面荷载q=2.612KN/m2②螺栓承受的水平荷载，S：梯形区域面积P=2q·S=2×2.612×=6.078KN3、M6螺栓校核A0：M6不锈钢螺栓有效面积,取A0=20.1mm2：每个螺栓的抗拉承载力：==14070N＞P=6078N根据构造要求，取9个M6不锈钢螺栓。4、立柱局部抗压承载力d：M6不锈钢螺栓孔径，d=6mmt：立柱的壁厚，t=3mm：立柱局部承压能力==6×3×150=2700N＞P/9=6078/9=675N5、型材局部抗压承载力t：型材的壁厚，取t=3mm=6×3×120=2160N＞P/9=6078/9=675NM6螺栓的设计符合设计要求。第七章、幕墙连接件计算一、横梁与立柱的连接1、计算说明横梁与立柱通过长59mm的35×60×3mm铝合金角码用2个M6奥氏体不锈钢螺栓A2-70连接，承受垂直于幕墙面的水平荷载和竖直方向上的自重荷载。2、荷载计算（1）横梁端部承受的竖直荷载产生的剪力V1=0.319KN（2）横梁端部承受的水平荷载产生的剪力工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书V2=0.687KN（3）横梁端部所承受的最大剪力V===0.757KN3、横梁与立柱连接螺栓的校核A0：M6不锈钢螺栓有效面积,取A0=20.1mm2nV：剪切面，单剪时，取nV=1：每个螺栓的抗剪承载力：==4924.5N＞V=757N根据构造要求，取2个M6不锈钢螺栓。4、立柱局部抗压承载力d：M6不锈钢螺栓孔径，取d=6mmt：立柱的壁厚，取t=3mm∑t：穿过立柱的总壁厚,∑t=2×t=2×3=6mm：立柱局部承压能力==6×6×150=5400N＞V=757N5、铝角码局部抗压承载力t：铝角码的壁厚，取t=3mm=6×3×120=2160N＞V=757N横梁与立柱连接设计符合设计要求。二、立柱与钢角码连接计算1、计算说明计算宽度B=1.025m，高度H=2.9m。钢角码采用Q235B不等边L100×63×8的角钢，立柱的固定方式为双系点，即两侧均用角钢夹持，用2个M12奥氏体不锈钢螺栓A2-70连接。2、荷载计算N1：钢角码承受竖直方向的荷载N1=GG·B·H=0.54×1.025×2.9=1.606KNN2：钢角码水平方向承受的荷载工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书N2=q·B·H=2.612×1.025×2.9=7.764KNN：钢角码承受的组合荷载N===7.928KN3、M12螺栓计算A0：M12不锈钢螺栓有效面积,取A0=84.3mm2：每个螺栓的承载力=2×84.3×245=41307N＞N=7928N根据构造要求，采用2个M12不锈钢螺栓。4、立柱局部抗压承载力d：M12不锈钢螺栓孔径，取d=12mmt：立柱的壁厚，取t=3mm∑t：穿过立柱的总壁厚∑t=2×t=2×3=6mm；立柱局部承压能力==12×6×150=10800N＞N=7928N5、钢角码局部抗压承载力t：钢角码的壁厚，取t=8mm=12×8×320=30720N＞N=7928N立柱与钢角码连接设计符合设计要求。三、钢角码与埋件连接计算1、计算模型幕墙的重力作用点离支座端部水平距离d1=70mm，每个钢角码采用1个奥氏体不锈钢螺栓A2-70的M16螺栓与埋件连接，螺栓到连接件最边缘垂直距离d2=50mm。2、荷载计算N1：钢角码竖直方向承受的荷载N1=1.606/2=0.803KNN2：钢角码水平方向承受的荷载N2=7.764/2=3.882KN工程计算书第30页共30页 HD站房外檐玻璃幕墙工程计算书钢角码底部所受弯矩M=N1×d1=0.803×0.07=0.056KN·m由弯矩产生的拉拔力N3=M/d2=0.056/0.050=1.124KN3、M16螺栓计算：螺栓的抗剪承载力A0：M16不锈钢螺栓有效面积,取A0=157mm2==38465N＞N1=803N：螺栓的抗拉承载力=157×320=50240N＞N2+N3=3882+1124=5006N4、角钢局部抗压承载力t：钢角码的壁厚，取t=8mm=16×8×320=40960N＞N2+N3=3882+1124=5006N钢角码与预埋件设计符合设计要求。幕墙连接件设计符合设计要求。工程计算书第30页共30页'