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1、玻璃幕墙设计计算书1. 设计依据: 1.1 相关国家标准: 1.1.1 玻璃幕墙工程技术规范 (JGJ 102-2003) 1.1.2 建筑结构荷载规范 (GB 50009-2001) 1.1.3 钢结构设计规范 (GB 50017-2003) 1.1.4 混凝土结构设计规范 (GB 50010-2002) 1.2 业主提供的相关资料: 1.2.1 招标书 1.2.2 建筑及结构施工图 1.2.3 其它有关资料2. 幕墙材料选择: 2.1 玻璃选择: 2.1.1 玻璃类型: 单层 2.1.2 玻璃种类: 钢化玻璃 2.1.3 选用玻璃尺寸: 厚度tk=8 (mm) 高度hk=3.8 (m)，宽
2、度bk=1.36 (m) 玻璃短边长度a=1.36 (m)，长边长度b=3.8 (m) 玻璃短边长边=a/b=.358 2.1.4 选用玻璃的强度设计值: 大面强度fgm=84 (MPa) 侧面强度fgb=58.8 (MPa) 2.1.5 选用玻璃的相关物理指标: 弹性模量: Eg=72000 (MPa) 线胀系数: =.00001 泊 松 比: =.2 重力密度: g=25.6(kN/m3) 2.2 幕墙龙骨材质选择: 铝合金6063-T5 2.2.1 铝型材的强度设计值: 抗拉、压强度设计值fat=85.5 (MPa) 抗剪强度设计值fav=49.6 (MPa) 局部承压强度设计值fac=
3、120 (MPa) 2.2.2 铝型材的相关物理指标: 弹性模量: Ea=70000 (MPa) 线胀系数: a=.0000235 重力密度: a=28 (kN/m3) 2.2.3 铝合金立柱和横梁的挠度控制: 相对挠度: 1/1803. 幕墙荷载: 3.1 荷载标准值: 3.1.1 永久荷载标准值: 3.1.1.1 玻璃自重荷载标准值: qgk0=t0g/1000=.205 (kPa) 其中: t0为玻璃片总厚度，t0=8 (mm) 3.1.1.2 铝框自重荷载标准值: 初估 qgak=0.2qgk0 qgak=0.2qgk0=.041 (kPa) 3.1.1.3 玻璃与铝框自重荷载标准值:
4、 qgk=qgk0+qgak=.246 (kPa) 3.1.2 风荷载标准值: 3.1.2.1 基本风压: w0=0.75 (kPa) （50年一遇） 3.1.2.2 风荷载体形系数: s=1.2 3.1.2.3 风荷载高度系数: z=.74 地面粗糙度类别: C类 距地面高度: 12 (m) 3.1.2.4 阵风系数: z=2.049 3.1.2.5 结构重要性系数: =1 3.1.2.6 风荷载标准值: wk=zzsw0=1.36 (kPa) 3.1.3 地震作用标准值: 3.1.3.1 抗震设防烈度: 7 设计基本地震加速度: 0.10g 3.1.3.2 地震影响系数最大值: max=
5、.08 3.1.3.3 地震动力放大系数: e= 5 3.1.3.4 垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用标准值: qek=emaxqgk=.098 (kPa)4. 幕墙计算: 幕墙类型: 隐框 幕墙与水平面的夹角: =90 4.1 幕墙玻璃计算: 幕墙玻璃的支承条件:四边简支 玻璃按四边简支板计算 玻璃的厚度: t=8 (mm) 4.1.1 玻璃强度计算: 4.1.1.1 在风荷载标准值作用下, 玻璃板中部的应力: 按a/b=.358， 查得四边简支玻璃板的弯矩系数: m= .1154 wk=6mwka2/t2=27.21 (MPa) 4.1.1.2 在地震作用标准值作用下, 玻璃板中部的应
6、力: ek=6mqeka2/t2=1.96 (MPa) 4.1.1.3 考虑玻璃板在外荷载作用下大挠度变形的影响，玻璃板 的应力折减系数: 由=(wk+0.5qek)a4/(Egt4)=16.3 查得玻璃板的应力折减系数: =.935 4.1.1.4 玻璃板中部的组合应力: =(wwwk+eeek) =36.81 (MPa) fgm=84 (MPa) (满足) 其中: : 应力折减系数=.935 w: 风荷载分项系数=1.4 e: 地震作用分项系数=1.3 w: 风荷载组合值系数=1.0 e: 地震作用组合值系数=0.5 4.1.2 玻璃刚度计算: 玻璃板中部的挠度: u=(wka4)/D=1
7、6.2 (mm) 玻璃板短边边长的1/60=22.7 (mm) (满足) 其中: : 挠度折减系数 由=wka4/(Egt4)=15.8, 查得: =.937 :四边简支玻璃板的挠度系数 由a/b=.358, 查得: =.01189 D:玻璃板的刚度 D=Egt3/12(1-2)=3200000 (Nmm) 4.2 硅酮结构密封胶计算: 4.2.1 硅酮结构密封胶粘接宽度计算: 结构胶在风荷载或地震作用下的强度设计值: f1=.2 (MPa) 结构胶在永久荷载作用下的强度设计值: f2=.01 (MPa) 4.2.1.1 在风荷载和水平地震作用下，结构胶粘接宽度 cs1=(w+0.5qe)a/
8、(2000f1)=6.7 (mm) 其中: w-风荷载设计值，w=1.4wk=1.9 (kPa) qe-地震作用设计值，qe=1.3qek=.13 (kPa) a-玻璃板短边长度，a=1360 (mm) 4.2.1.2 在玻璃永久荷载作用下，结构胶粘接宽度 cs2=qgab/2000(a+b)f2=12.5 (mm) 其中: qg-玻璃自重荷载设计值，qg=1.2qgk0=.25 (kPa) a-玻璃板短边长度，a=1360 (mm) b-玻璃板长边长度，b=3800 (mm) 4.2.1.3 故结构胶粘接宽度应12.5 (mm) 4.2.2 硅酮结构密封胶粘接厚度计算: ts=us/(2+)
9、1/2=13.4 (mm) 其中: us-幕墙玻璃相对于铝框的位移，us=hk=6.91 (mm) -楼层弹性层间位移角限值 根据主体结构的结构类型: 钢筋混凝土框架 得: =1/550 (rad) hk-玻璃面板高度，hk=3800 (mm) -硅酮结构密封胶变位承受能力，= 0.125 故结构胶粘接厚度应13.4 (mm) 4.3 幕墙铝合金骨架计算: 玻璃幕墙类别: 框架式 4.3.1 幕墙铝合金横梁计算: 选用的铝合金型材的代号: 155 其截面的几何参数如下: 截面惯性矩: Iax=410715 (mm4) Iay=731313 (mm4) 截面抵抗矩: Wax=9779 (mm3)
10、 Way=1875 (mm3) 截面面积: Aa=950 (mm2) 4.3.1.1 在荷载标准值作用下, 横梁的内力及挠度: 4.3.1.1.1 在风荷载标准值作用下, 横梁的内力及挠度: 按三角形分布的分布荷载计算, 见附图 4-1: 附图 4-1 线载集度: qwk=2(wkbk/2)=1.8496 (kN/m) 跨中最大弯矩: Mwk=qwkbk2/12=.29 (kNm) 跨内最大剪力: Vwk=qwkbk/4=.63 (kN) 跨中最大挠度: uwk=qwkbk4/(120EaIay)=1.03 (mm) 4.3.1.1.2 在地震作用标准值作用下, 横梁的内力及挠度: 按三角形分
11、布的分布荷载计算, 见附图 4-1: 线载集度: qekx=2(qekbk/2)=.13328 (kN/m) 跨中最大弯矩: Mek=qekxbk2/12=.021 (kNm) 跨内最大剪力: Vek=qekxbk/4=.05 (kN) 跨中最大挠度: uek=qekxbk4/(120EaIay)=.074 (mm) 4.3.1.1.3 在重力荷载标准值作用下, 横梁的内力及挠度: 玻璃与铝框自重荷载: qgk=.246 (kPa) 按受二集中荷载的简支梁计算, 见附图 4-2: 附图 4-2 平行于幕墙平面的集中荷载: Pgky=qgkhkbksin/2=.636 (kN) 其中: hk-玻璃高度，hk=3.8 (mm)
