七、塔楼屋顶隐框玻璃幕墙结构计算书(墙角区)

'七、塔楼屋顶隐框玻璃幕墙结构计算书（墙角区） 目录1基本参数11.1幕墙所在地区11.2地面粗糙度分类等级11.3抗震设防12幕墙承受荷载计算12.1风荷载标准值的计算方法12.2计算支撑结构时的风荷载标准值32.3计算面板材料时的风荷载标准值32.4垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值32.5作用效应组合33幕墙立柱计算43.1立柱型材选材计算53.2确定材料的截面参数63.3选用立柱型材的截面特性73.4立柱的抗弯强度计算73.5立柱的挠度计算83.6立柱的抗剪计算84幕墙横梁计算94.1横梁型材选材计算104.2确定材料的截面参数114.3选用横梁型材的截面特性124.4幕墙横梁的抗弯强度计算134.5横梁的挠度计算134.6横梁的抗剪计算135玻璃板块的选用与校核155.1玻璃板块荷载计算：155.2玻璃的强度计算：165.3玻璃最大挠度校核：176连接件计算186.1横梁与角码间连接196.2角码与立柱连接206.3立柱与主结构连接217幕墙埋件计算(土建预埋)227.1荷载标准值计算237.2埋件计算247.3锚板总面积校核247.4锚筋长度计算258幕墙转接件强度计算258.1受力分析258.2转接件的强度计算25 9幕墙焊缝计算269.1受力分析269.2焊缝特性参数计算269.3焊缝校核计算2710全隐框玻璃幕墙胶类及伸缩缝计算2710.1结构硅酮密封胶的宽度计算2710.2结构硅酮密封胶粘接厚度的计算2810.3结构胶设计总结2910.4立柱连接伸缩缝计算2910.5耐侯胶胶缝计算2911幕墙板块压板计算3011.1压板的弯矩设计值计算3011.2压板的应力计算3011.3螺栓抗拉强度验算31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司全隐框玻璃幕墙设计计算书1基本参数1.1幕墙所在地区驻马店地区；1.2地面粗糙度分类等级幕墙属于外围护构件，按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)A类：指近海海面和海岛、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乡镇和城市郊区；C类：指有密集建筑群的城市市区；D类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区；依照上面分类标准，本工程按B类地形考虑。1.3抗震设防按《建筑工程抗震设防分类标准》，建筑工程应分为以下四个抗震设防类别：1.特殊设防类：指使用上有特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑，简称甲类；2.重点设防类：指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑，简称乙类；3.标准设防类：指大量的除1、2、4款以外按标准要求进行设防的建筑，简称丙类；4.适度设防类：指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑，简称丁类；在维护结构抗震设计计算中：1.特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施，同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用；2.重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施，同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用；3.标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用；4.适度设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用；根据国家规范《建筑抗震设计规范》GB50011-2010，驻马店地区地震基本烈度为：6度，地震动峰值加速度为0.05g，由于本工程是标准设防类，因此实际抗震计算中的水平地震影响系数最大值应按本地区抗震设防烈度选取，也就是取：αmax=0.04；2幕墙承受荷载计算2.1风荷载标准值的计算方法幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-20012006年版)计算：31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司wk=βgzμzμs1w0……7.1.1-2[GB50009-20012006年版]上式中：wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)；Z：计算点标高：65m；βgz：瞬时风压的阵风系数；根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算)：βgz=K(1+2μf)其中K为地面粗糙度调整系数，μf为脉动系数A类场地：βgz=0.92×(1+2μf)其中：μf=0.387×(Z/10)-0.12B类场地：βgz=0.89×(1+2μf)其中：μf=0.5(Z/10)-0.16C类场地：βgz=0.85×(1+2μf)其中：μf=0.734(Z/10)-0.22D类场地：βgz=0.80×(1+2μf)其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3对于B类地形，65m高度处瞬时风压的阵风系数：βgz=0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.5497μz：风压高度变化系数；根据不同场地类型,按以下公式计算：A类场地：μz=1.379×(Z/10)0.24当Z>300m时，取Z=300m，当Z<5m时，取Z=5m；B类场地：μz=(Z/10)0.32当Z>350m时，取Z=350m，当Z<10m时，取Z=10m；C类场地：μz=0.616×(Z/10)0.44当Z>400m时，取Z=400m，当Z<15m时，取Z=15m；D类场地：μz=0.318×(Z/10)0.60当Z>450m时，取Z=450m，当Z<30m时，取Z=30m；对于B类地形，65m高度处风压高度变化系数：μz=1.000×(Z/10)0.32=1.8203μs1：局部风压体型系数；按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3条：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μs1：一、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。本计算点为转角位置。按JGJ102-2003第5.3.2条文说明：风荷载在建筑物表面分布是不均匀的，在檐口附近、边角部位较大。根据风洞试验结果和国外的有关资料，在上述区域风吸力系数可取-1.8，其余墙面可考虑-1.0，由于维护结构有开启的可能，所以还应考虑室内压-0.2。对无开启的结构，《建筑结构荷载规范》条文说明第7.3.3条指出“对封闭建筑物，考虑到建筑物内实际存在的个别洞口和缝隙，以及机械通风等因素，室内可能存在正负不同的气压，参照国外规范，大多取±(0.2-0.25)的压力系数，现取±0.2”。即不论有无开启扇，均要考虑内表面的局部体型系数。另注：上述的局部体型系数μs1(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μs131 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司(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μs1(A)可按面积的对数线性插值，即：μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA在上式中：当A≥10m2时，取A=10m2；当A≤1m2时，取A=1m2；μs1(10)=0.8μs1(1)w0：基本风压值(MPa)，根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，但不小于0.3KN/m2，按重现期100年，驻马店地区取0.00045MPa；1.1计算支撑结构时的风荷载标准值计算支撑结构时的构件从属面积：A=1.31×6=7.86m2LogA=0.895μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA=1.478μs1=1.478+0.2=1.678wk=βgzμzμs1w0=1.5497×1.8203×1.678×0.00045=0.00213MPa1.2计算面板材料时的风荷载标准值计算面板材料时的构件从属面积：A=1.31×1.75=2.2925m2LogA=0.36μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA=1.67μs1=1.67+0.2=1.87wk=βgzμzμs1w0=1.5497×1.8203×1.87×0.00045=0.002374MPa1.3垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；βE：动力放大系数,取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.04；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)；A：幕墙构件的面积(mm2)；1.4作用效应组合荷载和作用效应按下式进行组合：31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk……5.4.1[JGJ102-2003]上式中：S：作用效应组合的设计值；SGk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值；Swk、SEk：分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值；γG、γw、γE：各效应的分项系数；ψw、ψE：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。上面的γG、γw、γE为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]规定如下：进行幕墙构件强度、连接件和预埋件承载力计算时：重力荷载：γG：1.2；风荷载：γw：1.4；地震作用：γE：1.3；进行挠度计算时；重力荷载：γG：1.0；风荷载：γw：1.0；地震作用：可不做组合考虑；上式中，风荷载的组合系数ψw为1.0；地震作用的组合系数ψE为0.5；1幕墙立柱计算基本参数：1：计算点标高：65m；2：力学模型：双跨梁；3：立柱跨度：L=6000mm，短跨长L1=400mm，长跨长L2=5600mm；4：立柱左分格宽：1310mm；立柱右分格宽：1310mm；5：立柱计算间距：B=1310mm；6：板块配置：中空玻璃6+6mm；7：立柱材质：Q235；8：安装方式：偏心受拉；本处幕墙立柱按双跨梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司1.1立柱型材选材计算(1)风荷载作用的线荷载集度(按矩形分布)：qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)；wk：风荷载标准值(MPa)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；qwk=wkB=0.00213×1310=2.79N/mmqw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；qw=1.4qwk=1.4×2.79=3.906N/mm(2)水平地震作用线荷载集度(按矩形分布)：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)；βE：动力放大系数，取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.04；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)；A：幕墙平面面积(mm2)；qEAk=βEαmaxG/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5×0.04×0.0005=0.0001MPaqEk：水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；qEk=qEAkB=0.0001×1310=0.131N/mmqE：水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；qE=1.3qEk=1.3×0.13131 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司=0.17N/mm(3)幕墙受荷载集度组合：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=3.906+0.5×0.17=3.991N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值：……5.4.1[JGJ102-2003]qk=qwk=2.79N/mm(4)求支座反力R1及最大弯矩：由双跨梁弯矩图可知，两支点0，2处弯矩为零，中支点弯矩最大为M1，而在均布荷载作用下，最大挠度在长跨内出现。M1：中支座弯矩(N·mm)；R1：中支座反力(N)；M1=-q(L13+L23)/8L=-3.991×(4003+56003)/8/6000=-14607060N·mmR1=qL1/2-M1/L1+qL2/2-M1/L2=3.991×400/2-(-14607060/400)+3.991×5600/2-(-14607060/5600)=51099.054N1.1确定材料的截面参数(1)截面的型材惯性矩要求：k2=0k1=4M1/(qL22)=4×14607060/(3.991×56002)=0.467查《建筑结构静力计算手册》第二版表3-9附注说明：x0=A/4+2R1/3cos(θ+240)其中：A=2+k1-k2=2.467R=((A/4)2-k1/2)3/2=0.056θ=1/3arccos((A3-12k1A-8(1-2k1-k2))/64R)=26.46x0=A/4+2R1/3cos(θ+240)=2.467/4+2×0.0561/3cos(26.46+240)=0.57λ=x0(1-2k1+3k1x0-2x02-k1x02+x03)=0.1415代入df,lim=λqkL24/24EIxmin上式中：df,lim：按规范要求，立柱的挠度限值(mm)；qk：风荷载线荷载集度标准值(N/mm)；L2：长跨长度(mm)；E：型材的弹性模量(MPa)，对Q235取206000MPa；Ixmin：材料需满足的绕X轴最小惯性矩(mm4)；31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司L2/250=5600/250=22.4按[5.1.1.2]《建筑幕墙》GB/T21086-2007的规定，对于构件式玻璃幕墙或单元幕墙（其它形式幕墙或外维护结构无绝对挠度限制）：当跨距≤4500mm时，绝对挠度不应该大于20mm；当跨距＞4500mm时，绝对挠度不应该大于30mm；对本例取：df,lim=22.4mm代入上式：Ixmin=λqkL24/24Edf,lim=0.1415×2.79×56004/24/206000/22.4=3505793.01mm4(2)截面的型材抵抗矩要求：Wnx：立柱净截面抵抗矩预选值(mm3)；Mx：弯矩组合设计值即M1(N·mm)；γ：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；　　　　对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，取1.00；fs：型材抗弯强度设计值(MPa)，对Q235取215；Wnx=Mx/γfs=14607060/1.05/215=64704.585mm31.1选用立柱型材的截面特性按上一项计算结果选用型材号：矩形钢管160×80×5型材的抗弯强度设计值：215MPa型材的抗剪强度设计值：τs=125MPa型材弹性模量：E=206000MPa绕X轴惯性矩：Ix=7619200mm4绕Y轴惯性矩：Iy=2539200mm4绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=95240mm3绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=95240mm3型材净截面面积：An=2300mm2型材线密度：γg=0.18055N/mm型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：t=10mm型材受力面对中性轴的面积矩：Sx=59130mm3塑性发展系数：γ=1.051.2立柱的抗弯强度计算(1)立柱轴向拉力设计值：Nk：立柱轴向拉力标准值(N)；qGAk：幕墙单位面积的自重标准值(MPa)；A：立柱单元的面积(mm2)；B：幕墙立柱计算间距(mm)；L：立柱跨度(mm)；31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司Nk=qGAkA=qGAkBL=0.0005×1310×6000=3930NN：立柱轴向拉力设计值(N)；N=1.2Nk=1.2×3930=4716N(2)抗弯强度校核：按双跨梁(受拉)立柱强度公式，应满足：N/An+Mx/γWnx≤fs……6.3.7[JGJ102-2003]上式中：N：立柱轴力设计值(N)；Mx：立柱弯矩设计值(N·mm)；An：立柱净截面面积(mm2)；Wnx：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)；γ：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；　　　　对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，取1.00；fs：型材的抗弯强度设计值，取215MPa；则：N/An+Mx/γWnx=4716/2300+14607060/1.05/95240=148.118MPa≤215MPa立柱抗弯强度满足要求。1.1立柱的挠度计算因为惯性矩预选是根据挠度限值计算的，所以只要选择的立柱惯性矩大于预选值，挠度就满足要求：实际选用的型材惯性矩为：Ix=7619200mm4预选值为：Ixmin=3505793.01mm4实际挠度计算值为：df=λqkL24/24EIx=0.1415×2.79×56004/24/206000/7619200=10.307mm而df,lim=22.4mm所以，立柱挠度满足规范要求。1.2立柱的抗剪计算校核依据：τmax≤τs=125MPa(立柱的抗剪强度设计值)(1)求中支座剪力设计值：采用Vw+0.5VE组合Vw1左=-(qL1/2-M1/L1)=-(3.991×400/2-(-14607060/400))31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司=-37315.85NVw1右=qL2/2-M1/L2=3.991×5600/2-(-14607060/5600)=13783.204N取V=37315.85N(2)立柱剪应力：τmax：立柱最大剪应力(MPa)；V：立柱所受剪力(N)；Sx：立柱型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)；Ix：立柱型材截面惯性矩(mm4)；t：型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)；τmax=VSx/Ixt=37315.85×59130/7619200/10=28.96MPa28.96MPa≤125MPa立柱抗剪强度满足要求!1幕墙横梁计算基本参数：1：计算点标高：65m；2：横梁跨度：B=1310mm；3：横梁上分格高：1750mm；横梁下分格高：1750mm；4：横梁计算间距：H=1750mm；5：力学模型：三角荷载简支梁；6：板块配置：中空玻璃6+6mm；7：横梁材质：6063-T6；因为B≤H，所以本处幕墙横梁按三角形荷载简支梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司1.1横梁型材选材计算(1)横梁在风荷载作用下的线荷载集度(按三角形分布)：qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)；wk：风荷载标准值(MPa)；B：横梁跨度(mm)；qwk=wkB=0.00213×1310=2.79N/mmqw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；qw=1.4qwk=1.4×2.79=3.906N/mm(2)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用的线荷载集度(按三角形分布)：qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(MPa)；βE：动力放大系数，取5.0；αmax：水平地震影响系数最大值，取0.04；Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(主要指面板组件)；A：幕墙平面面积(mm2)；qEAk=βEαmaxGk/A……5.3.4[JGJ102-2003]=5.0×0.04×0.0004=0.00008MPaqEk：横梁受水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)；B：横梁跨度(mm)；qEk=qEAkB=0.00008×1310=0.105N/mmqE：横梁受水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)；qE=1.3qEk=1.3×0.105=0.136N/mm(3)幕墙横梁受荷载集度组合：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=3.906+0.5×0.136=3.974N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值：……5.4.1[JGJ102-2003]qk=qwk=2.79N/mm(4)横梁在风荷载及地震组合作用下的弯矩值(按三角形分布)：My：横梁受风荷载及地震作用弯矩组合设计值(N·mm)；Mw：风荷载作用下横梁产生的弯矩(N·mm)；ME：地震作用下横梁产生的弯矩(N·mm)；B：横梁跨度(mm)；Mw=qwB2/1231 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司ME=qEB2/12采用Sw+0.5SE组合：My=Mw+0.5ME=qB2/12=3.974×13102/12=568315.117N·mm(5)横梁在自重荷载作用下的弯矩值(按矩形分布)：Gk：横梁自重线荷载标准值(N/mm)；H1：横梁自重荷载作用高度(mm)，对挂式结构取横梁下分格高，对非挂式结构取横梁上分格高；Gk=0.0004×H1=0.0004×1750=0.7N/mmG：横梁自重线荷载设计值(N/mm)；G=1.2Gk=1.2×0.7=0.84N/mmMx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(N·mm)；B：横梁跨度(mm)；Mx=GB2/8=0.84×13102/8=180190.5N·mm1.1确定材料的截面参数(1)横梁抵抗矩预选：Wnx：绕X轴横梁净截面抵抗矩预选值(mm3)；Wny：绕Y轴横梁净截面抵抗矩预选值(mm3)；Mx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(N·mm)；My：风荷载及地震作用弯矩组合设计值(N·mm)；γx，γy：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；　　　　对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，均取1.00；fa：型材抗弯强度设计值(MPa)，对6063-T6取150；按下面公式计算：Wnx=Mx/γxfa=180190.5/1.00/150=1201.27mm3Wny=My/γyfa=568315.117/1.00/150=3788.767mm3(2)横梁惯性矩预选：df1,lim：按规范要求，横梁在水平力标准值作用下的挠度限值(mm)；df2,lim：按规范要求，横梁在自重力标准值作用下的挠度限值(mm)；B：横梁跨度(mm)；31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司按相关规范，钢材横梁的相对挠度不应大于L/250，铝材横梁的相对挠度不应大于L/180；《建筑幕墙》GB/T21086-2007还有如下规定：按[5.1.1.2]，对于构件式玻璃幕墙或单元幕墙（其它形式幕墙或外维护结构无绝对挠度限制）：当跨距≤4500mm时，绝对挠度不应该大于20mm；当跨距＞4500mm时，绝对挠度不应该大于30mm；按[5.1.9，b]，自重标准值作用下挠度不应超过其跨度的1/500，并且不应大于3mm；B/180=1310/180=7.278mmB/500=1310/500=2.62mm对本例取：df1,lim=7.278mmdf2,lim=2.62mmqk：风荷载作用线荷载集度标准值(N/mm)；E：型材的弹性模量(MPa)，对6063-T6取70000MPa；Iymin：绕Y轴最小惯性矩(mm4)；B：横梁跨度(mm)；df1,lim=qkB4/120EIymin……(受风荷载与地震作用的挠度计算)Iymin=qkB4/120Edf1,lim=2.79×13104/120/70000/7.278=134399.622mm4Ixmin：绕X轴最小惯性矩(mm4)；Gk：横梁自重线荷载标准值(N/mm)；df2,lim=5GkB4/384EIxmin……(自重作用下产生的挠度计算)Ixmin=5GkB4/384Edf2,lim=5×0.7×13104/384/70000/2.62=146360.091mm41.1选用横梁型材的截面特性按照上面的预选结果选取型材：选用型材号：驻马店隐横型材抗弯强度设计值：150MPa型材抗剪强度设计值：85MPa型材弹性模量：E=70000MPa绕X轴惯性矩：Ix=325550mm4绕Y轴惯性矩：Iy=407690mm4绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=10472mm3绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=7957mm3绕Y轴净截面抵抗矩：：Wny1=12308mm3绕Y轴净截面抵抗矩：：Wny2=12993mm3型材净截面面积：An=732.679mm2型材线密度：γg=0.019782N/mm横梁与立柱连接时角片与横梁连接处横梁壁厚：t=2.5mm横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：tx=5mm横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度：ty=5mm型材受力面对中性轴的面积矩(绕X轴)：Sx=6635mm331 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司型材受力面对中性轴的面积矩(绕Y轴)：Sy=8001mm3塑性发展系数：γx=γy=1.001.1幕墙横梁的抗弯强度计算按横梁抗弯强度计算公式，应满足：Mx/γxWnx+My/γyWny≤fa……6.2.4[JGJ102-2003]上式中：Mx：横梁绕X轴方向(幕墙平面内方向)的弯矩设计值(N·mm)；My：横梁绕Y轴方向(垂直于幕墙平面方向)的弯矩设计值(N·mm)；Wnx：横梁绕X轴方向(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩(mm3)；Wny：横梁绕Y轴方向(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩(mm3)；γx，γy：塑性发展系数：对于冷弯薄壁型钢龙骨，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002，取1.00；　　　　对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05；对于铝合金龙骨，按最新《铝合金结构设计规范》GB50429-2007，取1.00；fa：型材的抗弯强度设计值，取150MPa。采用SG+Sw+0.5SE组合，则：Mx/γxWnx+My/γyWny=180190.5/1.00/7957+568315.117/1.00/12308=68.82MPa≤150MPa横梁抗弯强度满足要求。1.2横梁的挠度计算因为惯性矩预选是根据挠度限值计算的，所以只要选择的横梁惯性矩大于预选值，挠度就满足要求：实际选用的型材惯性矩为：Ix=325550mm4Iy=407690mm4预选值为：Ixmin=146360.091mm4Iymin=134399.622mm4横梁挠度的实际计算值如下：df1=qkB4/120EIy=2.79×13104/120/70000/407690=2.399mmdf2=5GkB4/384EIx=5×0.7×13104/384/70000/325550=1.178mmdf1,lim=7.278mmdf2,lim=2.62mm所以，横梁挠度满足规范要求。1.3横梁的抗剪计算校核依据：τmax≤τa=85MPa(型材的抗剪强度设计值)31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司(1)Vwk：风荷载作用下剪力标准值(N)：Vwk=qwkB/4=2.79×1310/4=913.725N(2)Vw：风荷载作用下剪力设计值(N)：Vw=1.4Vwk=1.4×913.725=1279.215N(3)VEk：地震作用下剪力标准值(N)：VEk=qEkB/4=0.105×1310/4=34.387N(4)VE：地震作用下剪力设计值(N)：VE=1.3VEk=1.3×34.387=44.703N(5)Vx：水平总剪力(N)；Vx：横梁受水平总剪力(N)：采用Vw+0.5VE组合：Vx=Vw+0.5VE=1279.215+0.5×44.703=1301.566N(6)Vy：垂直总剪力(N)：Vy=1.2×0.0004×BH1/2=1.2×0.0004×1310×1750/2=550.2N(7)横梁剪应力校核：τx：横梁水平方向剪应力(MPa)；Vx：横梁水平总剪力(N)；Sy：横梁型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)(绕Y轴)；Iy：横梁型材截面惯性矩(mm4)；ty：横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度(mm)；τx=VxSy/Iyty……6.2.5[JGJ102-2003]=1301.566×8001/407690/5=5.109MPa5.109MPa≤85MPaτy：横梁垂直方向剪应力(MPa)；Vy：横梁垂直总剪力(N)；Sx：横梁型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)(绕X轴)；Ix：横梁型材截面惯性矩(mm4)；tx：横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)；τy=VySx/Ixtx……6.2.5[JGJ102-2003]=550.2×6635/325550/5=2.243MPa2.243MPa≤85MPa31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司横梁抗剪强度能满足!1玻璃板块的选用与校核基本参数：1：计算点标高：65m；2：玻璃板尺寸：宽×高=B×H=1310mm×1750mm；3：玻璃配置：中空玻璃，外片钢化玻璃6mm,内片钢化玻璃6mm；模型简图为：1.1玻璃板块荷载计算：(1)外片玻璃荷载计算：t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：内片玻璃厚度(mm)；wk：作用在板块上的风荷载标准值(MPa)；GAk1：外片玻璃单位面积自重标准值(仅指玻璃)(MPa)；qEAk1：外片玻璃地震作用标准值(MPa)；γg1：外片玻璃的体积密度(N/mm3)；wk1：分配到外片上的风荷载作用标准值(MPa)；qk1：分配到外片玻璃上的荷载组合标准值(MPa)；q1：分配到外片玻璃上的荷载组合设计值(MPa)；GAk1=γg1t1=0.0000256×6=0.000154MPaqEAk1=βEαmaxGAk1=5×0.04×0.000154=0.000031MPawk1=1.1wkt13/(t13+t23)=1.1×0.002374×63/(63+63)=0.001306MPaqk1=wk1+0.5qEAk131 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司=0.001306+0.5×0.000031=0.001322MPaq1=1.4wk1+0.5×1.3qEAk1=1.4×0.001306+0.5×1.3×0.000031=0.001849MPa(2)内片玻璃荷载计算：t1：外片玻璃厚度(mm)；t2：内片玻璃厚度(mm)；wk：作用在板块上的风荷载标准值(MPa)；GAk2：内片玻璃单位面积自重标准值(仅指玻璃)(MPa)qEAk2：内片玻璃地震作用标准值(MPa)γg2：内片玻璃的体积密度(N/mm3)；wk2：分配到内片上的风荷载作用标准值(MPa)；qk2：分配到内片玻璃上的荷载组合标准值(MPa)；q2：分配到内片玻璃上的荷载组合设计值(MPa)；GAk2=γg2t2=0.0000256×6=0.000154MPaqEAk2=βEαmaxGAk2=5×0.04×0.000154=0.000031MPawk2=wkt23/(t13+t23)=0.002374×63/(63+63)=0.001187MPaqk2=wk2+0.5qEAk2=0.001187+0.5×0.000031=0.001202MPaq2=1.4wk2+0.5×1.3qEAk2=1.4×0.001187+0.5×1.3×0.000031=0.001682MPa(3)玻璃板块整体荷载组合计算：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=1.4wk+0.5×1.3(qEAk1+qEAk2)=1.4×0.002374+0.5×1.3×(0.000031+0.000031)=0.003364MPa用于挠度计算时，采用Sw标准值：……5.4.1[JGJ102-2003]wk=0.002374MPa1.1玻璃的强度计算：校核依据：σ≤[fg](1)外片校核：θ1：外片玻璃的计算参数；η1：外片玻璃的折减系数；qk1：作用在外片玻璃上的荷载组合标准值(MPa)；a：分格短边长度(mm)；31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司E：玻璃的弹性模量(MPa)；t1：外片玻璃厚度(mm)；θ1=qk1a4/Et14……6.1.2-3[JGJ102-2003]=0.001322×13104/72000/64=41.723按系数θ1，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η1=0.835；σ1：外片玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值(MPa)；q1：作用在板块外片玻璃上的荷载组合设计值(MPa)；a：玻璃短边边长(mm)；b：玻璃长边边长(mm)；t1：外片玻璃厚度(mm)；m1：外片玻璃弯矩系数，按边长比a/b查表6.1.2-1[JGJ102-2003]得m1=0.0685；σ1=6m1q1a2η1/t12……6.1.2[JGJ102-2003]=6×0.0685×0.001849×13102×0.835/62=30.249MPa30.249MPa≤fg1=84MPa(钢化玻璃)外片玻璃的强度满足要求!(2)内片校核：θ2：内片玻璃的计算参数；η2：内片玻璃的折减系数；qk2：作用在内片玻璃上的荷载组合标准值(MPa)；a：分格短边长度(mm)；E：玻璃的弹性模量(MPa)；t2：内片玻璃厚度(mm)；θ2=qk2a4/Et24……6.1.2-3[JGJ102-2003]=0.001202×13104/72000/64=37.936按系数θ2，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η2=0.848σ2：内片玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值(MPa)；q2：作用在板块内片玻璃上的荷载组合设计值(MPa)；a：玻璃短边边长(mm)；b：玻璃长边边长(mm)；t2：内片玻璃厚度(mm)；m2：内片玻璃弯矩系数，按边长比a/b查表6.1.2-1[JGJ102-2003]得m2=0.0685；σ2=6m2q2a2η2/t22……6.1.2[JGJ102-2003]=6×0.0685×0.001682×13102×0.848/62=27.945MPa27.945MPa≤fg2=84MPa(钢化玻璃)内片玻璃的强度满足要求!1.1玻璃最大挠度校核：校核依据：df=ημwka4/D≤df,lim……6.1.3-2[JGJ102-2003]上面公式中：df：玻璃板挠度计算值(mm)；31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司η：玻璃挠度的折减系数；μ：玻璃挠度系数，按边长比a/b查表6.1.3[JGJ102-2003]得μ=0.00665；wk：风荷载标准值(MPa)a：玻璃板块短边尺寸(mm)；D：玻璃的弯曲刚度(N·mm)；df,lim：许用挠度，取短边长的1/60，为21.833mm；其中：D=Ete3/(12(1-υ2))……6.1.3-1[JGJ102-2003]上式中：E：玻璃的弹性模量(MPa)；te：玻璃的等效厚度(mm)；υ：玻璃材料泊松比，为0.2；te=0.95×(t13+t23)1/3……6.1.5-3[JGJ102-2003]=0.95×(63+63)1/3=7.182mmD=Ete3/(12(1-υ2))=72000×7.1823/(12×(1-0.22))=2315347.704N·mmθ：玻璃板块的计算参数；θ=wka4/Ete4……6.1.2-3[JGJ102-2003]=0.002374×13104/72000/7.1824=36.497按参数θ，查表6.1.2-2[JGJ102-2003]，η=0.854df=ημwka4/D=0.854×0.00665×0.002374×13104/2315347.704=17.149mm17.149mm≤df,lim=21.833mm(中空玻璃)玻璃挠度能满足要求!1连接件计算基本参数：1：计算点标高：65m；2：立柱计算间距：B1=1310mm；3：横梁计算分格尺寸：宽×高=B×H=1310mm×1750mm；4：幕墙立柱跨度：L=6000mm，短跨L1=400mm，长跨L2=5600mm；5：板块配置：中空玻璃；6：龙骨材质：立柱为：Q235；横梁为：6063-T6；7：立柱与主体连接钢角码壁厚：8mm；8：立柱与主体连接螺栓公称直径：12mm；9：立柱与横梁连接处铝角码厚度：4mm；10：横梁与角码连接螺栓公称直径：6mm；11：立柱与角码连接螺栓公称直径：6mm；12：立柱受力模型：双跨；31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司13：连接形式：螺栓连接；因为B≤H，所以本处幕墙横梁按三角形荷载模型进行设计计算：1.1横梁与角码间连接(1)风荷载作用下横梁剪力设计值(按三角形分布)：Vw=1.4wkB2/4=1.4×0.00213×13102/4=1279.353N(2)地震作用下横梁剪力标准值(按三角形分布)：VEk=βEαmaxGk/A×B2/4=5.0×0.04×0.0004×13102/4=34.322N(3)地震作用下横梁剪力设计值：VE=1.3VEk=1.3×34.322=44.619N(4)连接部位总剪力N1：采用Sw+0.5SE组合：N1=Vw+0.5VE=1279.353+0.5×44.619=1301.663N(5)连接螺栓计算：Nv1b：螺栓受剪承载能力设计值(N)；nv1：剪切面数：取1；d：螺栓杆直径：6mm；fv1b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取190MPa；Nv1b=nv1πd2fv1b/4=1×3.14×62×190/4=5369.4NNnum1：螺栓个数：Nnum1=N1/Nv1b=1301.663/5369.4=0.242个实际取2个(6)连接部位横梁型材壁抗承压能力计算：Nc1：连接部位幕墙横梁型材壁抗承压能力设计值(N)；Nnum1：横梁与角码连接螺栓数量：2个；d：螺栓公称直径：6mm；t1：连接部位横梁壁厚：2.5mm；fc1：型材抗压强度设计值，对6063-T6取240MPa；Nc1=Nnum1dt1fc1=2×6×2.5×240=7200N7200N≥1301.663N强度可以满足!31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司1.1角码与立柱连接(1)自重荷载计算：N2k：自重荷载标准值(N)：B：横梁宽度(mm)；Hg：横梁受自重荷载分格高(mm)；N2k=0.0004×B×Hg/2=0.0004×1310×1750/2=458.5NN2：自重荷载(N)：N2=1.2×N2k=1.2×458.5=550.2N(2)连接处组合荷载N：采用SG+Sw+0.5SEN=(N12+N22)1/2=(1301.6632+550.22)0.5=1413.169N(3)连接处螺栓强度计算：Nv2b：螺栓受剪承载能力设计值(N)；nv2：剪切面数：取1；d：螺栓杆直径：6mm；fv2b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取190MPa；Nv2b=nv2πd2fv2b/4=1×3.14×62×190/4=5369.4NNnum2：螺栓个数：Nnum2=N/Nv2b=1413.169/5369.4=0.263个实际取2个(4)连接部位立柱型材壁抗承压能力计算：Nc2：连接部位幕墙立柱型材壁抗承压能力设计值(N)；Nnum2：连接处螺栓个数；d：螺栓公称直径：6mm；t2：连接部位立柱壁厚：5mm；fc2：型材的承压强度设计值，对Q235取305MPa；Nc2=Nnum2dt2fc2=2×6×5×305=18300N18300N≥1413.169N强度可以满足!(5)连接部位铝角码壁抗承压能力计算：Nc3：连接部位幕墙铝角码壁抗承压能力设计值(N)；Nnum2：连接处螺栓个数；d：螺栓公称直径：6mm；31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司t3：角码壁厚：4mm；fc3：型材的承压强度设计值，对6063-T5取185MPa；Nc3=Nnum2dt3fc3=2×6×4×185=8880N8880N≥1413.169N强度可以满足!1.1立柱与主结构连接(1)连接处水平剪切总力计算：对双跨梁，中支座反力R1，即为立柱连接处最大水平剪切总力。qw：风荷载线分布集度设计值(N/mm)；qw=1.4wkB1=1.4×0.00213×1310=3.906N/mmqE：地震作用线分布集度设计值(N/mm)；qE=1.3βEαmaxGk/A×B1=1.3×5.0×0.04×0.0005×1310=0.17N/mm采用Sw+0.5SE组合：q=qw+0.5×qE=3.906+0.5×0.17=3.991N/mmN1：连接处水平剪切总力(N)；R1：中支座反力(N)；N1=R1=qL(L12+3L1L2+L22)/8L1L2=3.991×6000×(4002+3×400×5600+56002)/8/400/5600=51099.054N(2)连接处重力总力：NGk：连接处自重总值标准值(N)；B1：立柱计算间距(mm)；L：立柱跨度(mm)；NGk=0.0005×B1L=0.0005×1310×6000=3930NNG：连接处自重总值设计值(N)：NG=1.2NGk=1.2×3930=4716N(3)连接处总剪力：N：连接处总剪力(N)：N=(N12+NG2)0.5=(51099.0542+47162)0.5=51316.216N(4)螺栓承载力计算：31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司Nv3b：螺栓受剪承载能力设计值(N)；nv3：剪切面数：取2；d：螺栓杆直径：12mm；fv3b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取175MPa；Nv3b=nv3πd2fv3b/4=2×3.14×122×175/4=39564NNnum3：螺栓个数：Nnum3=N/Nv3b=51316.216/39564=1.297个实际取2个(5)立柱型材壁抗承压能力计算：Nc4：立柱型材壁抗承压能力(N)；nv3：剪切面数：取2；Nnum3：连接处螺栓个数；d：螺栓公称直径：12mm；t2：连接部位立柱壁厚：5mm；fc4：型材的承压强度设计值，对Q235取305MPa；Nc4=nv3×Nnum3dt2fc4=2×2×12×5×305=73200N73200N≥51316.216N强度可以满足要求!(6)钢角码型材壁抗承压能力计算：Nc5：钢角码型材壁抗承压能力(N)；nv4：剪切面数：取2；Nnum3：连接处螺栓个数；d：连接螺栓直径：12mm；t4：幕墙钢角码壁厚：8mm；fc5：钢角码的抗压强度设计值，对Q235取305MPa；Nc5=nv4×Nnum3dt4fc5=2×2×12×8×305=117120N117120N≥51316.216N强度可以满足要求!1幕墙埋件计算(土建预埋)基本参数：1：计算点标高：65m；2：幕墙立柱跨度：L=6000mm，短跨L1=400mm，长跨L2=5600mm；3：立柱计算间距：B=1310mm；4：立柱力学模型：双跨梁；5：埋件位置：侧埋；31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司6：板块配置：中空玻璃；7：混凝土强度等级：C25；1.1荷载标准值计算(1)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用：qEk=βEαmaxGk/A=5.0×0.04×0.0005=0.0001MPa(2)连接处水平总力计算：对双跨梁，中支座反力R1，即为立柱连接处最大水平总力。qw：风荷载线荷载设计值(N/mm)；qw=1.4wkB=1.4×0.00213×1310=3.906N/mmqE：地震作用线荷载设计值(N/mm)；qE=1.3qEkB=1.3×0.0001×1310=0.17N/mm采用Sw+0.5SE组合：……5.4.1[JGJ102-2003]q=qw+0.5qE=3.906+0.5×0.17=3.991N/mmN：连接处水平总力(N)；R1：中支座反力(N)；N=R1=qL(L12+3L1L2+L22)/8L1L2=3.991×6000×(4002+3×400×5600+56002)/8/400/5600=51099.054N(3)立柱单元自重荷载标准值：Gk=0.0005×BL=0.0005×1310×6000=3930N(4)校核处埋件受力分析：V：剪力(N)；N：轴向拉力(N)，等于中支座反力R1；e0：剪力作用点到埋件距离，即立柱螺栓连接处到埋件面距离(mm)；V=1.2Gk=1.2×3930=4716NN=R1=51099.054NM=e0×V=80×4716=377280N·mm31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司1.1埋件计算校核依据，同时满足以下两个条件：a：AS≥V/aravfy+N/0.8abfy+M/1.3arabfyzC.0.1-1[JGJ102-2003]b：AS≥N/0.8abfy+M/0.4arabfyzC.0.1-2[JGJ102-2003]其中：AS：锚筋的总截面面积(mm2)；V：剪力设计值(N)；ar：钢筋层数影响系数，二层取1.0，三层取0.9，四层取0.85；av：钢筋受剪承载力系数，不大于0.7；fy：锚筋抗拉强度设计值(MPa)，按[GB50010]选取，但不大于300MPa；N：法向拉力设计值(N)；ab：锚板弯曲变形折减系数；M：弯矩设计值(N·mm)；z：沿剪力作用方向最外层锚筋中心线之间的距离(mm)；另外：d：锚筋直径(mm)；t：锚板厚度(mm)；fc：混凝土轴心抗压强度设计值(MPa)，按[GB50010]选取；av=(4.0-0.08d)×(fc/fy)0.5C.0.1-5[JGJ102-2003]=(4.0-0.08×12)×(11.9/210)0.5=0.724因为av>0.7,所以取0.7ab=0.6+0.25t/dC.0.1-6[JGJ102-2003]=0.6+0.25×8/12=0.767AS=nπd2/4=4×3.14×122/4=452.16mm2V/aravfy+N/0.8abfy+M/1.3arabfyz=4716/1/0.7/210+51099.054/0.8/0.767/210+377280/1.3/1/0.767/210/110=445.021mm2≤AS=452.16mm2N/0.8abfy＋M/0.4arabfyz=51099.054/0.8/0.767/210+377280/0.4/1/0.767/210/110=449.794mm2≤AS=452.16mm2所以，预埋件锚筋总截面积可以满足承载力要求。1.2锚板总面积校核A：锚板总面积(mm2)；fc：混凝土轴心抗压强度设计值(MPa)，按[GB50010]选取；0.5fcA=0.5×11.9×60000=357000NN=51099.054N≤0.5fcA埋板面积满足要求。31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司1.1锚筋长度计算计算依据：la=1.1×α×(fy/ft)×dC.0.5[JGJ102-2003]在上面的公式中：la：受拉钢筋的锚固长度(mm)；ft：混凝土轴心抗拉强度设计值(MPa)，按[GB50010]选取，当混凝土强度高于C40时，按C40取值；fy：锚筋抗拉强度设计值(MPa)，按[GB50010]选取；d：锚筋公称直径(mm)；α：锚筋的外型系数，光圆筋取0.16，带肋筋取0.14；la=1.1×α×(fy/ft)×d=1.1×0.16×(210/1.27)×12=349.228mm如果锚筋的拉应力设计值小于钢筋抗拉强度设计值，按规范C.0.5第3条规定，锚固长度可适当减小，以不小于15倍锚固钢筋直径为宜，实际选用的锚筋长度为180mm；所以，可以满足要求！2幕墙转接件强度计算基本参数：1：转接件断面面积：A=750mm2；2：转接件断面抵抗矩：W=15625mm3；2.1受力分析转接件的受力情况根据前面埋件的计算结果，有：V：剪力(N)N：轴向拉力(N)M：弯矩(N·mm)V=4716NN=51099.054NM=377280N·mm2.2转接件的强度计算校核依据：σ=N/A/2+M/γW/2≤f上式中：σ：转接件的抗弯强度(MPa)；f：转接件抗弯强度设计值，为215MPa；N：转接件所受轴向拉力(N)；M：转接件所受弯矩(N·mm)；γ：塑性发展系数，取1.05；W：转接件断面抵抗矩(mm3)；31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司σ=N/A/2+M/γW/2=51099.054/750/2+377280/1.05/15625/2=45.564MPa≤f=215MPa转接件强度可以满足要求。1幕墙焊缝计算基本参数：1：焊缝形式：L型角焊；2：其它参数同埋件部分；1.1受力分析焊缝实际受力情况同转接件计算部分：V：剪力(N)N：轴向拉力(N)M：弯矩(N·mm)V=4716NN=51099.054NM=377280N·mm1.2焊缝特性参数计算(1)焊缝有效厚度：he：焊缝有效厚度(mm)；hf：焊角高度(mm)；he=0.7hf=0.7×6=4.2mm(2)焊缝总面积：A：焊缝总面积(mm2)；Lv：竖向焊缝长度(mm)；Lh：横向焊缝长度(mm)；he：焊缝有效厚度(mm)；A=he((Lv-2hf)+(Lh-2hf))=4.2×((100-2×6)+(50-2×6))=529.2mm2(3)焊缝截面抵抗矩及惯性矩计算：I：截面惯性矩(mm4)；he：焊缝有效厚度(mm)；Lv：竖向焊缝长度(mm)；Lh：横向焊缝长度(mm)；W：截面抵抗距(mm3)；d：三角焊缝中性轴位置(水平焊缝到中性轴距离)(mm)；d=0.5×((Lv-2hf)Lv+(Lh-2hf)He)/(Lv+Lh-4hf)=35.554mm31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司I=He(Lv-2hf)3/12+(Lh-2hf)He3/12+He(Lv-2hf)(Lv/2-d)2+(Lh-2hf)He(d-He/2)2=494500.047mm4W=I/(Lv-hf-d)=494500.047/(100-6-35.554)=8460.802mm31.1焊缝校核计算校核依据：双转接件时：((σf/βf)2+τf2)0.5/2≤ffw7.1.3-3[GB50017-2003]单转接件时：((σf/βf)2+τf2)0.5≤ffw7.1.3-3[GB50017-2003]上式中：σf：按焊缝有效截面计算，垂直于焊缝长度方向的应力(MPa)；βf：正面角焊缝的强度设计值增大系数，取1.22；τf：按焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力(MPa)；ffw：角焊缝的强度设计值(MPa)；((σf/βf)2+τf2)0.5/2=((N/1.22A+M/1.22W)2+(V/A)2)0.5/2=((51099.054/1.22/529.2+377280/1.22/8460.802)2+(4716/529.2)2)0.5/2=58.02MPa58.02MPa≤ffw=160MPa，焊缝可以满足要求。2全隐框玻璃幕墙胶类及伸缩缝计算基本参数：1：计算点标高：65m；2：玻璃分格尺寸：宽×高=B×H=1310mm×1750mm；3：幕墙类型：全隐框玻璃幕墙4：年温温差：80℃；2.1结构硅酮密封胶的宽度计算(1)水平荷载作用下结构胶粘结宽度：Cs1：风荷载和地震作用下结构胶粘结宽度最小值(mm)；wk：风荷载标准值(MPa)；qEAk：地震作用标准值(MPa)，对于不等片合片的中空玻璃，取外片重量，其它情况，取组成板块的玻璃总重量，按公式5.3.4[JGJ102-2003]计算；a：矩形分格短边长度(mm)；f1：结构胶的短期强度允许值，取0.2MPa；Cs1=(1.4×wk+0.5×1.3×qEAk)×a/2f1……5.6.3-2[JGJ102-2003]=(1.4×0.002374+0.5×1.3×0.000061)×1310/2/0.2=11.015mm(2)自重效应(永久荷载)作用下胶缝宽度的计算(玻璃与铝框间)：Cs2：自重效应下玻璃与铝框间结构胶粘结宽度最小值(mm)；31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司qG1：结构胶承担的玻璃单位面积重力荷载设计值(MPa)，分项系数取1.35；a：分格短边长(mm)；b：分格长边长(mm)；f2：结构胶的长期强度允许值，取0.01MPa；Cs2=qG1ab/2(a+b)f2……5.6.3-3[JGJ102-2003]=0.000415×1310×1750/2/(1310+1750)/0.01=15.546mm(3)自重效应(永久荷载)作用下胶缝宽度的计算(玻璃与玻璃间)：Cs3：自重效应下玻璃与玻璃间结构胶粘结宽度最小值(mm)；qG2：结构胶承担的玻璃单位面积重力荷载设计值(MPa)，分项系数取1.35；a：分格短边长(mm)；b：分格长边长(mm)；f2：结构胶的长期强度允许值，取0.01MPa；Cs3=qG2ab/2(a+b)f2……5.6.3-3[JGJ102-2003]=0.000207×1310×1750/2/(1310+1750)/0.01=7.754mm实际玻璃与铝框间胶缝宽度取20mm.玻璃与玻璃间胶缝宽度取14mm.1.1结构硅酮密封胶粘接厚度的计算(1)玻璃与铝框间温度作用下结构胶粘结厚度：us1：在年温差作用下玻璃与玻璃附框型材相对位移量(mm)；b：玻璃板块最大边(mm)；Δt：年温差：80℃a1：铝型材线膨胀系数，2.3×10-5；a2：玻璃线膨胀系数，1×10-5；us1=bΔt(a1-a2)=1750×80×(2.3-1)×10-5=1.82mmts1：温度作用下结构胶粘结厚度计算值(mm)；δ1：温度作用下结构硅酮密封胶的变位承受能力：10%ts1=us1/(δ1(2+δ1))0.5=1.82/(0.1×(2+0.1))0.5=3.972mm(2)风荷载作用下结构胶粘结厚度：us2：在风荷载作用下玻璃与玻璃附框型材相对位移量(mm)；θ：风荷载标准值作用下主体结构层间位移角限值(rad)；(取值见表20[GB/T21086-2007])hg：幕墙玻璃面板高度(mm)；us2=θhg……5.6.5-2[JGJ102-2003]=1/800×1750=2.188mmts2：风荷载作用下结构胶粘结厚度计算值(mm)；δ2：风荷载作用下结构硅酮密封胶的变位承受能力：10%ts2=us2/(δ2(2+δ2))0.5……5.6.5[JGJ102-2003]=2.188/(0.1×(2+0.1))0.531 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司=4.775mm实际玻璃与铝框间胶缝厚度取8mm.玻璃与玻璃间胶缝厚度取12mm.1.1结构胶设计总结按5.6.1[JGJ102-2003]规定，硅酮结构胶还需要满足下面要求：1：粘接宽度≥7mm；2：12mm≥粘接厚度≥6mm；3：粘接宽度大于厚度，但不宜大于厚度的2倍；但在实际情况下，不大于3倍是可以的。综合上面计算结果，本工程设计中玻璃与铝框间结构胶满足规范要求。玻璃与玻璃间结构胶满足规范要求。1.2立柱连接伸缩缝计算为了适应幕墙温度变形以及施工调整的需要，立柱上下段通过插芯套装，留有一段空隙—伸缩缝(d)，d值按下式计算：d≥αΔｔL+d1+d2上式中：d：伸缩缝计算值(mm)；α：立柱材料的线膨胀系数，取1.2×10-5；△ｔ：温度变化,取80℃；L：立柱跨度(mm)；d1：施工误差，取3mm；d2：考虑其它作用的预留量，取2mm；d=αΔｔL+d1+d2=0.000012×80×6000+3+2=10.76mm实际伸缩空隙d取25mm，满足要求。.1.3耐侯胶胶缝计算ws：胶缝宽度计算值(mm)；α：板块材料的线膨胀系数，为1×10-5；△ｔ：温度变化,取80℃；b：板块的长边长度(mm)；δ：耐候硅酮密封胶的变位承受能力：25%dc：施工偏差，取3mm；dE：考虑其它作用的预留量，取2mm；ws=α△ｔb/δ+dc+dE=0.00001×80×1750/0.25+3+2=10.6mm实际胶缝取16mm，满足要求。.31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司1幕墙板块压板计算基本参数：1：计算点标高：65m；2：板块分格尺寸：1310mm×1750mm；3：压板宽度：40mm4：压板长度：60mm5：压板厚度：4mm6：压板间距：300mm1.1压板的弯矩设计值计算Myb：压板单侧所受的弯矩设计值(N·mm)；qyb：板块所受的水平荷载设计值(MPa)；Pyb：压板单侧所受的水平集中力(N)；Syb：压板间距(mm)；Byb：压板横截面宽度(mm)；a：板块短边长(mm)；qyb=1.4wk+0.5×1.3qEAk=1.4×0.002374+0.5×1.3×0.000061=0.003363MPaPyb=1.25qybSyba/2=1.25×0.003363×300×1310/2=826.037NMyb=Pyb×(0.5Byb)=826.037×0.5×40=16520.74N·mm1.2压板的应力计算σ：压板所受的最大弯曲应力(MPa)；Lyb：压板长度(mm)；tyb：压板厚度(mm)；d：压板上螺栓孔径(mm)；Wyb：压板的抗弯距(mm3)；σ=Myb/Wyb=6Myb/(Lyb-d)tyb2=6×16520.74/(60-7)/42=116.892MPa选用压板材质为6063-T6，抗弯强度设计值为150MPa；所以压板的抗弯强度满足要求。τ：压板所受的最大剪应力；τ=1.5Pyb/((Lyb-d)tyb)=1.5×826.037/(60-7)/4=5.845MPa选用压板的抗剪强度设计值为85MPa；31 驻马店市中心医院新建病房大楼外装饰工程·全隐框玻璃幕墙设计计算书深圳市科源建设集团有限公司所以压板的抗剪强度满足要求。1.1螺栓抗拉强度验算ftb：螺栓连接的抗拉强度设计值，对奥氏体不锈钢（A50）取230MPa；de：螺栓有效直径：5.061833mm；Ntb：螺栓抗拉承载能力设计值(N)；Ntb=πde2ftb/4=3.14×5.0618332×230/4=4626.08N2Pyb=1652.074N≤许用抗拉承载力=4626.08N所以螺栓的抗拉强度满足要求。31'