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1、 北京嘉寓门窗幕墙股份有限公司南方公司 德弘天下华府铝合金系统门窗工程 门窗百叶立柱 设计计算书 设计： 李春 校对： 审核： 北京嘉寓门窗幕墙股份有限公司南方公司 2011 年 5 月 20 一、风荷载计算标高为150m处风荷载计算W0:基本风压W0=0.75 kN/m2gz: 150m高处阵风系数(按C类区计算)gz=0.851+35(0.108)(Z/10)(-0.22)=0.851+35(0.108)(150/10)(-0.22)=1.538z: 150m高处风压高度变化系数(按C类区计算): (GB50009-2001)(2006年版)z=0.616(Z/10)0.44=0.616(
2、150/10)0.44=2.028sl:局部风压体型系数(大面区)支承结构（第1处）0.85m2.6m=2.21m2该处从属面积为：2.21m2sl(A)=sl(1)+sl(10)-sl(1)log(A)=-1+0.81-10.344=-0.931sl=-0.931+(-0.2)=-1.131该处局部风压体型系数sl=1.131风荷载标准值:Wk=gzzslW0 (GB50009-2001)（2006年版）=1.538*2.028*1.131*0.75=2.65 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GB50009-20
3、01 3.2.5 规定采用W=wWk=1.42.65=3.71kN/m21二、百叶中立柱计算 幕墙立柱按简支梁力学模型进行设计计算：1. 荷载计算:(1)风荷载均布线荷载设计值(矩形分布)计算qw: 风荷载均布线荷载设计值(kN/m)W: 风荷载设计值: 3.71 kN/m2B: 幕墙分格宽: 0.85m百页的通风率 28/80=0.4qw=WB(1-0.3)=3.71*0.85*(1-0.4)=1.89kN/m(2)地震荷载计算qEA: 地震作用设计值(KN/m2):GAk: 百叶幕墙构件(包括玻璃和框)的平均自重: 500 N/m垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值:qEAk: 垂直于幕
4、墙平面的均布水平地震作用标准值 (kN/m2)qEAk=5maxGak=50.08500/1000=0.2 kN/m2E: 幕墙地震作用分项系数: 1.3qEA=1.3qEAk=1.3*0.2=0.26 kN/m2qE：水平地震作用均布线作用设计值(矩形分布)2 qE=qEAB=0.26*0.85=0.221kN/m(3)立柱弯矩:Mw: 风荷载作用下立柱弯矩(kN.m)qw: 风荷载均布线荷载设计值: 1.89(kN/m)Hsjcg: 立柱计算跨度: 2.6mMw=qwHsjcg2/8=2.62/81.89=1.597 kNmME: 地震作用下立柱弯矩(kNm):ME=qEHsjcg2/8=
5、2.62/80.221=0.187 kNmM: 幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kNm)采用SW+0.5SE组合M=Mw+0.5ME=1.597+0.50.187=1.691 kNm2. 选用立柱型材的截面特性:立柱型材号: xc选用的立柱材料牌号:6060型材强度设计值: 抗拉、抗压215N/mm 抗剪167.7N/mm型材弹性模量: E=70000N/mmX轴惯性矩: Ix=767757.2589 mm4Y轴惯性矩: Iy=719847.1785 mm4立柱型材在弯矩作用方向净截面抵抗矩: Wn=15254.2423 mm3立柱型材净截面积: An=934 mm2立柱型材截面垂直于X
6、轴腹板的截面总宽度: LT_x=4mm立柱型材计算剪应力处以上(或下)截面对中和轴的面积矩: Ss=11718.6329 mm3塑性发展系数: =1.053. 幕墙立柱的强度计算:校核依据: N/An+M/(Wn)a=215N/mm(拉弯构件)B: 幕墙分格宽: 0.85mGAk: 幕墙自重: 500 N/m幕墙自重线荷载:3Gk=500B/1000=500*0.85/1000=0.425 kNmNk: 立柱受力:Nk=GkL=0.425*2.6=1.105 kNN: 立柱受力设计值:rG: 结构自重分项系数: 1.2N=1.2Nk=1.21.105=1.33 kN: 立柱计算强度(N/mm)
7、(立柱为拉弯构件)N: 立柱受力设计值: 1.33kNAn: 立柱型材净截面面积: 934 mm2M: 立柱弯矩: 1.691kNmWn: 立柱在弯矩作用方向净截面抵抗矩: 15254.2423 mm3: 塑性发展系数: 1.05=N1000/An+M103/(1.05Wn)=1.331000/934+1.691106/(1.0515254.2423)=107 N/mm107 N/mm a=215 N/mm立柱强度可以满足4. 幕墙立柱的刚度计算:校核依据: dfL/150df: 立柱最大挠度df=5qWkL4/(384EaIax)=5x1.89x(2.6x1000)4/(384x70000x
8、767757.2589)/1.4=14.95mmDu: 立柱最大挠度与其所在支承跨度(支点间的距离)比值:L: 立柱计算跨度 2.6mDu=U/(L1000)14.95/(2.61000)=1/173.91/173.9 1/150且 U=20(跨距大于4500mm时此值为30)挠度可以满足要求！ 4三、百叶边立柱计算 幕墙边立柱按简支梁力学模型进行设计计算：1. 荷载计算:(1)风荷载均布线荷载设计值(矩形分布)计算qw: 风荷载均布线荷载设计值(kN/m)W: 风荷载设计值: 3.71 kN/m2B: 幕墙分格宽: 0.425m百页的通风率 28/80=0.4qw=WB(1-0.3)=3.7
9、1*0.425*(1-0.4)=0.95kN/m(2)地震荷载计算qEA: 地震作用设计值(KN/m2):GAk: 百叶幕墙构件(包括玻璃和框)的平均自重: 500 N/m垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值:qEAk: 垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值 (kN/m2)qEAk=5maxGak=50.08500/1000=0.2 kN/m2E: 幕墙地震作用分项系数: 1.3qEA=1.3qEAk=1.3*0.2=0.26 kN/m2qE：水平地震作用均布线作用设计值(矩形分布)5 qE=qEAB=0.26*0.425=0.1105kN/m(3)立柱弯矩:Mw: 风荷载作用下立柱弯矩(
10、kN.m)qw: 风荷载均布线荷载设计值: 0.95(kN/m)Hsjcg: 立柱计算跨度: 2.6mMw=qwHsjcg2/8=2.62/80.95=0.803 kNmME: 地震作用下立柱弯矩(kNm):ME=qEHsjcg2/8=2.62/80.1105=0.093 kNmM: 幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kNm)采用SW+0.5SE组合M=Mw+0.5ME=0.803+0.50.093=0.85 kNm2. 选用立柱型材的截面特性:立柱型材号: xc选用的立柱材料牌号:6060型材强度设计值: 抗拉、抗压215N/mm 抗剪167.7N/mm型材弹性模量: E=70000N/
11、mmX轴惯性矩: Ix=523050.6667 mm4Y轴惯性矩: Iy=176682.6666 mm4立柱型材在弯矩作用方向净截面抵抗矩: Wn=11887.5152 mm3立柱型材净截面积: An=512 mm2立柱型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度: LT_x=4mm立柱型材计算剪应力处以上(或下)截面对中和轴的面积矩: Ss=7312 mm3塑性发展系数: =1.053. 幕墙立柱的强度计算:校核依据: N/An+M/(Wn)a=215N/mm(拉弯构件)B: 幕墙分格宽: 0.425mGAk: 幕墙自重: 500 N/m幕墙自重线荷载:6Gk=500B/1000=500*0.425/
12、1000=0.213 kNmNk: 立柱受力:Nk=GkL=0.213*2.6=0.554 kNN: 立柱受力设计值:rG: 结构自重分项系数: 1.2N=1.2Nk=1.20.554=0.66 kN: 立柱计算强度(N/mm)(立柱为拉弯构件)N: 立柱受力设计值: 0.66kNAn: 立柱型材净截面面积: 512 mm2M: 立柱弯矩: 0.85kNmWn: 立柱在弯矩作用方向净截面抵抗矩: 11887.5152 mm3: 塑性发展系数: 1.05=N1000/An+M103/(1.05Wn)=0.661000/512+0.85106/(1.0511887.5152)=69.39 N/mm69.39 N/mm a=215 N/mm立柱强度可以满足4. 幕墙立柱的刚度计算:校核依据: dfL/150df: 立柱最大挠度df=5qWkL4/(384EaIax)=5x0.95x(2.6x1000)4/(384x70000x523050.6667)/1.4=11.03mmDu: 立柱最大挠度与其所在支承跨度(支点间的距离)比值:L: 立柱计算跨度 2.6mDu=U/(L1000)11.03/(2.61000)=1/235.71/235.7 1/150且 U=20(跨距大于4500mm时此值为30)挠度可以满足要求！ 7
