建筑幕墙结构计算基础企业内部培训讲座第四部分第一章 概述ß1、幕墙计算现状ß传统的计算原理ß手工计算ß各类计算软件发展迅速ß大型软件受青睐ß手工计算与软件联合、互补ß应用规范ß2、目前存在问题ß计算人员实际经验不足ß过渡依赖计算软件ß形式主义ß距离优化设计很远ß3、今后发展趋势ß有限元软件功能细化ß计算人员更专业ß计算规范与标准更详细、准确第二章 杆件计算ß第一节、概述与计算对象ß（1）单根杆件ß-框架幕墙的立柱、横梁ß选用横梁型材的截面特性:ß 选用型材材质: 铝合金6063-T5，断面如图：ß 型材强度设计值: 85.500N/mm2 ß 型材弹性模量: E=0.7×105N/mm2ß X轴惯性矩: Ix=156.662cm4ß Y轴惯性矩: Iy=85.870cm4ß X轴抵抗矩: Wx1=30.412cm3ß X轴抵抗矩: Wx2=32.311cm3ß Y轴抵抗矩: Wy1=23.424cm3ß Y轴抵抗矩: Wy2=13.243cm3ß 型材截面积: A=11.383cm2ß 型材计算校核处壁厚: t=2.000mmß 型材截面面积矩: Ss=19.604cm3ß 塑性发展系数: γ=1.05ß幕墙横梁的强度计算ß 校核依据: M x /γ W x+ M y/γ W y≤f a=85.5 (N/mm2)ß幕墙横梁的抗剪强度计算ß 校核依据: τmax≤[τ]=49.6N/mm2ß幕墙横梁的刚度计算ß 校核依据: U max≤L/180ß 横梁承受呈三角形分布线荷载作用.ß（2）多根杆件组成的结构体系：ß-框架ß窗、单元板（立柱、横梁、中挺）ß立柱公料材质: 铝合金6063-T5，型材断面如图：ß 型材强度设计值: 85.500N/mm2ß 型材弹性模量: E=0.7×105N/mm2ß X轴惯性矩: Ix=401.788cm4ß Y轴惯性矩: Iy=76.622cm4ß X轴抵抗矩: Wx1=55.325cm3ß X轴抵抗矩: Wx2=38.866cm3ß 型材截面积: A=15.945cm2ß 型材计算校核处壁厚: t=3.000mmß 型材截面面积矩: Sx=36.070cm3ß 塑性发展系数: γ=1.05公立柱母立柱ß立柱母料材质: 铝合金6063-T5，型材断面如图：ß 型材强度设计值: 85.500N/mm2ß 型材弹性模量: E=0.7×105N/mm2ß X轴惯性矩: Ix=381.848cm4ß Y轴惯性矩: Iy=26.989cm4ß X轴抵抗矩: Wx1=52.397cm3ß X轴抵抗矩: Wx2=37.028cm3ß 型材截面积: A=14.111cm2ß 型材计算校核处壁厚: t=3.000mmß 型材截面面积矩: Sx=33.158cm3ß 塑性发展系数: γ=1.05连续梁内力表 ：M=系数*qL^2; Q=系数*qL ; f=系数*qL^4/100EI简支梁均布荷载 作用内力公式简支梁梯形荷载 作用内力公式简支梁三角形荷 载作用内力公式简支梁集中荷载 作用内力公式ω-------分段比 1/4ß-桁架ß钢桁架、异型桁架、网架ß一般采用有限元分析软件计算。
ß1、3D3Sß2、Sap2000ß3、Ansysß4、Staad ß-刚架ß-壳体ß第二节、单根杆件计算ß框架式幕墙：ß立柱ß1）荷载-风荷载ßWk=βzμsμzW0 ß βgz---高度Z处的阵风系数ß μz---风压高度变化系数ß μs1 —风压体型系数ß Wk---垂直作用在幕墙表面上的风荷载标准值(kN/m2)ß W0---基本风压(kN/m2)场地类别、建筑外轮廓、地区地域有关ß2）截面特性ß外轮廓：整体、组合ß截面积 A0=8311 mm2 ßX轴惯性矩 IX=11897866 mm4ßX轴抵抗矩 WX=86583 mm3ßX轴面积矩 SX=91392 mm3ß塑性发展系数 γ=1.05ß型材壁厚 t=2.5 mm ß壁厚ß材质ß6063-T5,T6ß3）支撑形式ß简支梁 --- 铰接、固接、滑动铰ß4）计算结果ß横梁ß1）荷载ß水平荷载：线性荷载输入ß竖向荷载：集中力ß2）截面特性ß开口、闭口ß3）支撑形式ß一般采用铰接，钢结构有时会采用固接。
ß4）计算结果ß最大弯曲应力、最大剪应力，挠度mmß横梁抗弯强度校核ß校核依据： ß按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第6.2.4条ß=ß=83.195 N/mm2＜fa=85.5 N/mm2ß横梁抗弯强度符合规范要求ß横梁抗剪强度校核ß校核依据：ß ß按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第6.2.5条ß1、竖直方向剪应力ßt：横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度，取t=5.0 mmßτX：横梁承受的竖直荷载产生的剪应力ß= =1.475 N/mm2＜fav=49.6 N/mm2ß2、水平方向剪应力ßt：横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度，取t=5.0 mmßτY：横梁承受的水平荷载产生的剪应力ß=4.366 N/mm2＜fav=49.6 N/mm2ß横梁抗剪强度符合规范要求第三节、多杆结构体系（1）框架体系 -窗：ß1）荷载ß梯形荷载、三角形荷载窗竖挺荷载ß2）截面特性ß闭口型腔锁五金件ß3）窗型ß4）支撑形式ß5）计算结果ß-单元板框架计算ß1）荷载ß2）截面特性ß3）分格ß4）连接形式ß5）计算结果幕墙框架图单元式幕墙组成ß单元式幕墙立柱计算ß载荷分布：按等位移原理，协同作用。
ßq=q1+q2 ----------------------(1)ßM=M1+M2 -------------------(2)ßf1=f2 ----------------------------(3)ßMx1=M*Ix1/(Ix1+Ix2)ßMx2=M*Ix2/(Ix1+Ix2)ß内力分配系数ß 立柱弯矩按公料、母料的抗弯刚度分配，分配系数计算如下：ßIx=Ix1+Ix2=401.788+381.848=783.636cm4ß公料弯矩分配系数：a1=Ix1/Ix=401.788/783.636=0.51ß母料弯矩分配系数：a2=Ix2/Ix=381.848/783.636=0.49ß 立柱剪力及轴向力按公料、母料的抗剪刚度分配，分配系数计算如下：ßA=A1+A2=15.945+14.111=30.056cm2ß公料剪、轴力分配系数：b1=A1/A=15.945/30.056=0.53ß母料剪、轴力分配系数：b2=A2/A=14.111/30.056=0.47刚度分配系数ß内力计算ß简支梁受力：连续梁受力 ：M=q*L^2/8ß 逐跨内力分析：ß 立柱按多跨铰接连续静定梁进行设计计算：ß 第1跨内力：ß RB1=5.536×3615×[1-(285/3615)2]/2-0×(285/3615)=9945Nß P2=9945Nß M1=5.536×36152×[1-(285/3615)2]2/8-0×285×[1-(1+285/3615)2/2+285/3615]ß =8931701N•mmß 第2跨内力：ß RB2=5.536×3615×[1-(285/3615)2]/2-9945×(285/3615)=9161Nß P3=9161Nß MA2=-(9945×285+5.536×2852/2)=-3059097N•mmß M2=5.536×36152×[1-(285/3615)2]2/8-9945×285×[1-(1+285/3615)2/2+285/3615]ß =7523383N•mmß 第3跨内力：ß RB3=5.536×3615×[1-(285/3615)2]/2-9161×(285/3615)=9223Nß P4=9223Nß MA3=-(9161×285+5.536×2852/2)=-2835650N•mmß M3=5.536×36152×[1-(285/3615)2]2/8-9161×285×[1-(1+285/3615)2/2+285/3615]ß =7634412N•mmß 第4跨内力：ß RB4=5.536×3615×[1-(285/3615)2]/2-9223×(285/3615)=9218Nß P5=9218Nß MA4=-(9223×285+5.536×2852/2)=-2853266N•mmß M4=5.536×36152×[1-(285/3615)2]2/8-9223×285×[1-(1+285/3615)2/2+285/3615]ß =7625659N•mmß 第5跨内力：ß RB5=5.536×3615×[1-(285/3615)2]/2-9218×(285/3615)=9218Nß P6=9218Nß MA5=-(9218×285+5.536×2852/2)=-2851877N•mmß M5=5.536×36152×[1-(285/3615)2]2/8-9218×285×[1-(1+285/3615)2/2+285/3615]ß =7626349N•mm广东全球通 大厦ß立柱的内力分析ß第1跨内力分析：ßRBi=qLi×[1-(Ai/Li)2]/2-Pi×(Ai/Li)，i=1ß =3.132×2850×[1-(850/2850)2]/2-0×(850/2850)ß =4066NßMi=qLi2×[1-(Ai/Li)2]2/8，i=1ß =3.132×28502×[1-(850/2850)2]2/8ß =2639402N·mmß第2跨内力分析：ßPi=RBi-1，i=2ß =4066NßRBi=qLi×[1-(Ai/Li)2]/2-Pi×(Ai/Li)，i=2ß =3.132×2850×[1-(850/2850)2]/2-4066×(850/2850)ß =2853NßMi=qLi2×[1-(Ai/Li)2]2/8-Pi×Ai×[1-(1+(Ai/Li))2/2+Ai/Li]，i=2ß =3.132×28502×[1-(850/2850)2]2/8-4066×850×[1-(1+(850/2850)2/2+850/2850]ß =1065062N·mmßMA2=-(Pi×Ai+qAi2/2)，(i=2)ß =-4587535N·mmß第3跨内力分析：ßPi=RBi-1，i=3ß =2853NßRBi=qLi×[1-(Ai/Li)2]/2-Pi×(Ai/Li)，i=3ß =3.132×2850×[1-(850/2850)2]/2-2853×(850/2850)ß =3215NßMi=qLi2×[1-(Ai/Li)2]2/8-Pi×Ai×[1-(1+(Ai/Li))2/2+Ai/Li]，i=3ß =3.132×28502×[1-(850/2850)2]2/8-2853×850×[1-(1+(850/2850)2/2+850/2850]ß =1534731N·mmßMA3=-(Pi×Ai+qAi2/2)，(i=3)ß =-3556485N·mm天津国贸投 标计算ß横梁计算ß幕墙横梁按三角形简支梁计算水平荷载；由于玻璃下面有垫块，因此自重荷 载按集中受力模型考虑。
水平荷载作用竖向荷载作用ß按照等挠度原则，进行荷载分配，对于三角形荷载简支梁：ß q1kB4/120EaI1y=q2kB4/120EaI2yß q1k+q2k=qkßq1k=qk×I1y/(I1y+I2y)ß =2.986×3867360/(3867360+57622。