明框幕墙设计计算书一、风荷载计算 1、标高为46.180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/m^2) βgz: 46.180m高处阵风系数(按C类区计算): μf=0.734×(Z/10)^(-0.22)＝0.524 βgz=0.85×(1+2μf)=1.741 μz: 46.180m高处风压高度变化系数(按C类区计算): (GB50009-2001) μz=0.616×(Z/10)^0.44=1.208 风荷载体型系数μs=1.20 Wk=βgz×μz×μs×W0 (GB50009-2001) =1.741×1.208×1.2×0.750 =1.892 kN/m^2(2). 风荷载设计值: W: 风荷载设计值: kN/m^2 rw: 风荷载作用效应的分项系数：1.4 按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 3.2.5 规定采用 W=rw×Wk=1.4×1.892=2.649kN/m^2二、玻璃的选用与校核玻璃的选用与校核:(第1处) 本处选用玻璃种类为: 钢化玻璃1. 玻璃面积: B: 该处玻璃幕墙分格宽: 2.250m H: 该处玻璃幕墙分格高: 2.180m A: 该处玻璃板块面积: A=B×H =2.250×2.180 =4.905m^22. 玻璃厚度选取: Wk: 风荷载标准值: 1.892kN/m^2 A: 玻璃板块面积: 4.905m^2 K3: 玻璃种类调整系数: 3.000 试算: C=Wk×A×10/3/K3 =1.892×4.905×10/3/3.000 =10.314 T=2×(1+C)^0.5-2 =2×(1+10.314)^0.5-2 =4.727mm 玻璃选取厚度为: 10.0mm3. 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: 10.0mm 玻璃的体积密度为: 25.6(KN/M^3) GAK=25.6×t/1000 =25.6×10.0/1000 =0.256kN/m^24. 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: 0.080 qEAk: 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m^2) qEAk=5×αmax×GAK =5×0.080×0.256 =0.102kN/m^2 rE: 地震作用分项系数: 1.3 qEA: 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用设计值(kN/m^2) qEA=rE×qEAk =1.3×qEAK =1.3×0.102=0.133kN/m^25. 玻璃的强度计算: 校核依据: σ≤ｆg=84.000 N/mm^2 Wk: 垂直于玻璃平面的风荷载标准值(N/mm^2) qEK: 垂直于玻璃平面的地震作用标准值(N/mm^2) σWk: 在垂直于玻璃平面的风荷载作用下玻璃截面的最大应力标准值(N/mm^2) σEk: 在垂直于玻璃平面的地震作用作用下玻璃截面的最大应力标准值(N/mm^2) θ: 参数(用于查玻璃板折减系数) η: 折减系数 a: 玻璃短边边长: 2180.0mm b: 玻璃长边边长: 2250.0mm t: 玻璃厚度: 10.0mm ψ: 玻璃板的弯矩系数, 按边长比a/b查 表6.1.2-1得: 0.047 在垂直于玻璃平面的风荷载作用下玻璃截面的最大应力标准值计算(N/mm^2) θ=Wk×a^4/(E×t^4) =59.35 η: 折减系数，按θ=59.35 查表得:0.78 σWk=6×ψ×Wk×a^2×η/t^2 =6×0.047×1.892×2.180^2×0.782/10.0^2 =19.869N/mm^2 在垂直于玻璃平面的地震作用下玻璃截面的最大应力标准值计算(N/mm^2) θ=qEK×a^4/(E×t^4) =3.21 η: 折减系数，按θ=3.21 查6.1.2-2表得:1.00 σEk=6×ψ×qEAK×a^2×η/t^2 =6×0.047×0.102×2.180^2×1.000/10.0^2 =1.375N/mm^2 σ: 玻璃所受应力: 采用SW+0.5SE组合: σ=1.4×σWK+0.5×1.3×σEK =1.4×19.869+0.5×1.3×1.375 =28.711N/mm^2 df: 在风荷载标准值作用下挠度最大值(mm) D: 玻璃的刚度(N.mm) t: 玻璃厚度: 10.0mm ν: 泊松比，按JGJ 102-2003 5.2.9条采用，取值为 0.20 μ: 挠度系数: 0.004 D=(E×t^3)/12(1-ν^2) =6250000.00 (N.mm) df=μ×Wk×a^4×η/D =23.1 (mm) 由于玻璃最大应力设计值σ=28.711N/mm^2≤ｆg=84.000N/mm^2 玻璃的强度满足! 由于玻璃的最大挠度df=23.1mm,小于或等于玻璃短边边长的60分之一36.333 (mm) 玻璃的挠度满足!6. 玻璃最大面积校核: Azd: 玻璃的允许最大面积(m^2) Wk: 风荷载标准值: 1.892kN/m^2 t: 玻璃厚度: 10.0mm α1: 玻璃种类调整系数: 3.000 A: 计算校核处玻璃板块面积: 4.905m^2 Azd=0.3×α1×(t+t^2/4)/Wk =0.3×3.000×(10.0+10.0^2/4)/1.892 =16.649m^2 A=4.905m^2≤Azd=16.649m^2 可以满足使用要求三、幕墙立柱计算: 幕墙立柱计算: (第1处)幕墙立柱按双跨梁力学模型进行设计计算：1. 选料:(1)风荷载线分布最大荷载集度设计值(矩形分布) qw: 风荷载线分布最大荷载集度设计值(kN/m) rw: 风荷载作用效应的分项系数：1.4 Wk: 风荷载标准值: 1.892kN/m^2 B: 幕墙分格宽: 2.250m qw=1.4×Wk×B =1.4×1.892×2.250 =5.960kN/m(2)立柱弯矩: Mw: 风荷载作用下立柱弯矩(kN.m) qw: 风荷载线分布最大荷载集度设计值: 5.960(kN/m) Hsjcg: 立柱计算跨度: 4.500m Mw=(L1^3+L2^3)/8/(L1+L2)×qw =(4.100^3+0.400^3)/8/(4.100+0.400)×5.960 =11.420kN·m qEA: 地震作用设计值(KN/M^2): GAk: 玻璃幕墙构件(包括玻璃和框)的平均自重: 400N/m^2 垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用: qEAk: 垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用 (kN/m^2) qEAk=5×αmax×GAk =5×0.080×400.000/1000 =0.160kN/m^2 γE: 幕墙地震作用分项系数: 1.3 qEA=1.3×qEAk =1.3×0.160 =0.208kN/m^2 qE：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 =0.208×2.250=0.468kN/m ME: 地震作用下立柱弯矩(kN·m): ME=(L1^3+L2^3)/8/(L1+L2)×qE =(4.100^3+0.400^3)/8/(4.100+0.400)×0.468 =0.897kN·m M: 幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kN·m) 采用SW+0.5SE组合 M=Mw+0.5×ME =11.420+0.5×0.897 =11.869kN·m(3)W: 立柱抗弯矩预选值(cm^3) W=M×10^3/1.05/215.0 =11.869×10^3/1.05/215.0 =52.575cm^3 qwk: 风荷载线分布最大荷载集度标准值(kN/m) qwk=Wk×B =1.892×2.250 =4.257kN/m qEk: 水平地震作用线分布最大荷载集度标准值(kN/m) qEk=qEAk×B =0.160×2.250 =0.360kN/m(4)I1,I2: 立柱惯性矩预选值(cm^4) R0=[L1^2/2-(L1^3+L2^3)/8(L1+L2)]×(qwk+0.5×qEk)/L1 =7.022KN I1=1000×[1.4355×R0-0.409×(qwk+0.5×qEk)×L1]×L1^3/(24×2.1)/20 =180.494cm^4 I2=[1.4355×R0-0.409×(qwk+0.5×qEk)×L1]×L1^2×180/(24×2.1) =158.483cm^4 选定立柱惯性矩应大于: 180.494cm^42. 选用立柱型材的截面特性: 选用型材号: 150x75x6mm 钢管 型材强度设计值: 215.000N/mm^2 型材弹性模量: E=2.1×10^5N/mm^2 X轴惯性矩: Ix=723.134cm^4 Y轴惯性矩: Iy=238.575cm^4 X轴抵抗矩: Wx1=96.427cm^3 X轴抵抗矩: Wx2=96.409cm^3 型材截面积: A=25.469cm^2 型材计算校核处壁厚: t=6.000mm 型材截面面积矩: Ss=61.883cm^3 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/mm^2(拉弯构件) B: 幕墙分格宽: 2.250m GAk: 幕墙自重: 400N/m^2 幕墙自重线荷载: Gk=400×Wfg/1000 =400×2.250/1000 =0.900kN/m Nk: 立柱受力: Nk=Gk×Hsjcg =0.900×4.500 =4.050kN N: 立柱受力设计值: rG: 结构自。