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1、XXXXXXX隐框玻璃幕墙设计计算书一、设计计算依据：1、xxxxxxxxXX建筑结构施工图。2、规范：玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102-96；建筑幕墙 JG3035-1996；建筑玻璃应用技术规程 JGJ113-97；建筑结构荷载规范 GBJ50009-01；钢结构设计规范 GBJ17-88。3、工程基本条件(1) 、地区类别： C 类(2) 、基本风压： Wo=kN/m2(3) 、风力取值按规范要求考虑。(4) 、地震烈度： 7 度，设计基本地震加速度值(5) 、年最大温差： 80oC(6) 、建筑结构类型：Du/H的限值=1/300。二、设计荷载确定原则 : 在作用于幕墙上的各种荷载中
2、，主要有风荷载、地震作用、幕墙结构 自重和由环境温度变化引起的作用效应等等。 在幕墙的节点设计中通 过预留一定的间隙， 消除了由各种构件和饰面材料热胀冷缩引起的作 用效应。所以，作用于垂直立面幕墙的荷载主要是风荷载、 地震作用， 幕墙平面内主要是幕墙结构自重，其中风荷载引起的效应最大。在进行幕墙构件、 连接件和预埋件承载力计算时， 必须考虑各种荷载 和作用效应的分项系数，即采用其设计值；进行位移和挠度计算时， 各分项系数均取，即采用其标准值。1、风荷载 根据规范，垂直于幕墙表面上的风荷载标准值，按下列公式计算：Wk二bzmsmzWo式中 :Wk- 风荷载标准值 (KN/m2)；？bz- 瞬时风
3、压的阵风系数； ms- 风荷载体型系数； mz- 风荷载高度变化系数，并与建筑的地区类别有关；按建筑结 构荷载规范GBJ9取值；W o-基本风压 (KN/m2)。 按规范要求，进行建筑幕墙构件、连接件和锚固件承载力计算时，风 荷载分项系数应取丫 w二，即风荷载设计值为：W=y wWk=k2、地震作用 幕墙平面外地震作用标准值计算公式如下：qEK二bEamaxGkA式中,qEK为垂直幕墙平面的分布水平地震作用；(KN/m2) bE为地震动力放大系数；amax为水平地震影响系数最大值；GkA为单位面积的幕墙结构自重(KN/m2)。按规范要求，地震作用的分项系数取丫 E=,即地震作用设计值为：qE二
4、丫 EqEK二qEK3、幕墙结构自重按规范要求，幕墙结构自重的分项系数取丫 G=o4、荷载组合 按规范要求对作用于幕墙同一方向上的各种荷载应作最不利组合。 对 垂直立面上的幕墙，其平面外的荷载最不利荷载组合为：WK合 二WK+qEKW合 =W+qE其中,WK合为组合荷载的标准值（KN/m2）;W合为组合荷载的设计值（KN/m2）。三、立柱计算？立柱一（第一处： 138系列： 标高： ,SL-1 根据大厦的建筑结构特点， 幕墙立柱悬挂在建筑主体结构上， 如图所 示。综合考虑幕墙标高、幕墙的横向分格宽度、所选立柱型材、楼层 高度以及对立柱的固定方式， 以下列情况最为不利， 须作立柱强度和 刚度的校
5、核。1、部位要素该处玻璃幕墙位于主楼，最大计算标高按 m计，幕墙结构自重Gk/A=500N/m2幕墙横向计算分格宽度 B=1200mm2、力学模型 该处每条立柱与主体结构通过钢支座进行连接，最大跨距跨高 L=340Omm采用简支梁力学模型，如图所示3、荷载确定按该处幕墙横向分格宽度B,取出一个纵向的计算单元，立柱受均布 载作用，荷载取最大值(标高最高处的值)，对C类地区，该处风压高 度变化系数为：mz=阵风系数bz=根据公式 可得：？WK软 2XX =(KN/m2)取 WK=(KN/m2)W=(KN/m2)qEk=XX 5OO/1OOO=(KN/m2)qE=(KN/m2)WK合=X +X=(K
6、N/m2)W合=X 1.68+ X=(KN/m2)从而，作用于立柱上的线荷载标准值和设计值分别为qK=1200/1000X =(N/mm)q=1200/1000 x =(N/mm)4、幕墙立柱 (CDSL- 1 )参数: 该处幕墙的立柱的横截面参数如下 : 横截面主惯性矩： I=4219187mm4横截面积： A=mm2 弯矩作用方向的净截面抵抗矩： W=mm3 横截面静矩： Sz=mm3型材壁厚： t=3mm型材材料为：铝合金 (6063-T5) ；强度设计值为： f=mm2；弹性模量为：E=70000N/mm。5、立柱强度校核根据 JGJ102-96 幕墙立柱截面最大应力满足：smax二N
7、AO+MgWf式中：smax立柱中的最大应力（N/mm2）N立柱中的拉力设计值（N）A0立柱净截面面积（mm2）M立柱弯矩设计值？g 塑性发展系数，取为；W弯矩作用方向的净截面抵抗矩；（mm3）该处立柱跨中弯矩值最大，为：M=qL28立柱承受拉力设计值为：N=x LX B=x 500 X 3400 X 1200/1000000=2448(N)则： smax=NA0+Mg？W=.749+？=(N/mm2)可见：smaxc f ?所选立柱的强度满足设计要求。6、立柱刚度校核幕墙立柱最大挠度：umax=？=5XXX 70000X 4219187?=(mm)式中：umax立柱最大挠度；(mm)qk 立
8、柱承受的标准线荷载； (N/mm)L 立柱长度； (mm)E立柱材料的弹性模量；(N/mm2)I 立柱横截面主惯性矩； (mm4)根据规范对立柱刚度要求，立柱的最大允许挠度为 u=L180 且不大 于 20mm,即， u=20mm？可见，umaxc u ?所选立柱的刚度满足设计要求。四、横梁计算 标高： ,HL-1综合考虑横梁所处位置的标高、 幕墙的横向分格宽度、 所选横梁型材， 以下列情况最为不利，须作横梁强度和刚度的校核。1、部位基本参数？该处幕墙位于主楼；最大标高为；饰面材料为玻璃，横梁所受到的重力取为GK/A=500N/m2横梁的计算长度取B=1200mm幕墙的纵向分 格高度H=180
9、0mm2、力学模型？ 横梁与立柱相接，相当于两端简支在幕墙平面内，横梁受到饰面板材的重力作用，可视为均布线荷载 qG；qG=GK/= 500 x 1800/106=(kN/m)在幕墙平面外， 横梁受到风压等荷载作用， 其受力面积为上左图阴影部分；其中 q 是阴影面积承受的最大设计线荷载；q=(kN/m)，相应的最大标准线荷载：qK=(kN/m)因此横梁是一个双弯构件。3、幕墙横梁 (HL-01) 参数 :该处幕墙横梁的横截面参数如下 :横截面积： A=mm2横截面 X-X 惯性矩： IX=mm4横截面 X-X 最小抵抗矩： WX=mm3横截面 Y-Y 惯性矩： IY=mm4横截面 Y-Y 最小
10、抵抗矩： WY=mm3 横梁的材料为： 铝合金 （6063-T5）其强度设计值为： f=mm2；其弹性模量为：E=70000N/mm。4、横梁强度校核根据 JGJ102-96 幕墙横梁截面最大应力满足： smax=+c f ?式中：smax横梁中的最大应力（N/mm2）MX绕X轴（幕墙平面内方向）的弯矩设计值？MY绕Y轴（垂直幕墙平面方向）的弯矩设计值?g 材料塑性发展系数，取为；MX=？=X 120028?=194400MY=？=X 1200212?=141888则： smax=+？=x +x?=(N/mm2)可见：smaxc f ?所选横梁的强度满足设计要求。5、横梁刚度校核该处幕墙横梁最
11、大挠度是umaxY umaxX二部分的矢量和:umaxY=2qkB4120EI?Y=2xxx 70000x?=(mm)式中：umaxY横梁在幕墙平面外的最大挠度；(mm)qk 横梁承受的标准线荷载； (N/mm)B横梁长度；(mm)E横梁材料的弹性模量；(N/mm2)IY横梁横截面主惯性矩(对Y-Y轴)；(mm4)?横梁在幕墙平面内由自重引起的挠度 umaxX为：umaxX=5qGKB4384E?IX=5xxx 70000X?=(mm)从而，横梁的最大挠度为：umax=umaxX2+umax?Y2=+?=(mm)?根据规范对横梁的刚度要求，横梁的最大允许挠度为 u=B/180 ，且 不大于 2
12、0mm。即， u= ?可见，umax u所选横梁的刚度满足设计要求。五、玻璃计算 标高:,6 钢化镀膜玻璃 )综合考虑玻璃所处位置的标高、 玻璃分格宽度和高度以及玻璃的厚度 等因素，以下列情况最为不利，须作玻璃的强度校核。该处6钢化镀膜玻璃位于主楼；标高取为m幕墙自重按500N/m2计, 垂直于玻璃面的组合荷载设计值为 kN/m2,组合荷载标准值为m2所用玻璃长宽尺寸分别为a=1200mmb=1800mm玻璃厚度为6mm玻璃 跨中的强度设计值为 fg=84N/mm2。1 、强度校核：玻璃板中最大应力根据规范，玻璃在垂直于幕墙平面的风荷载和地震的作用下，其最大应力按下式计算：smax=# .a2
13、t2 ？式中：smax玻璃中的最大应力（N/mm2）9跨中弯矩系数，W合组合荷载设计值,kN/m2a 玻璃短边边长 ,mmt 玻璃的厚度 ,mm则：smax=# .a2t2 ?=6xxxx 62?=(N/mm2)可见：smaxc fg ?因此所选玻璃跨中的强度满足设计要求。玻璃中部与边缘温度差产生的温度应力，按下式计算：s 边 =边式中，E玻璃的弹性模量，取为70000N/mm2a 玻璃的线膨胀系数，取为；ml阴影系数，取为；m2窗帘系数，取为；m3玻璃面积系数，取为；m4边缘嵌缝材料温度系数，取为；(TC-TS)玻璃中间部分与边缘部分的温度差，取为 50C；fg边玻璃边缘强度设计值，为mm2
14、 s 边=x 70000Xxxxxx 50?=(N/mm2)可见，s边 fg边因此玻璃由于中央与边缘温差所产生的应力满足设计要求。六、结构胶胶形计算 标高:,综合考虑幕墙所处位置的标高、 分格宽度和高度等因素， 对下列不利 处进行结构胶胶形设计 (胶厚和胶宽 ) 。该处玻璃幕墙位于主楼，属全隐幕墙；标高为；风荷载标准值为 WK= m2年最大温差为DT=80oC建筑结构的最大层间变位角为 q=1/267。玻璃体积密度按gG=/米3计，线胀系数为a二，厚度为t=12mm垂 直安装，最大宽高尺寸分别为 1200mm， 1800mm。采用结构胶，结构硅酮密封胶短期强度设计值f仁mm2结构硅酮密封胶长期强度设计值f2=mm2结构胶完全固化后在温差效应作用下 的最大变位承受能力dT=，结构胶完全固化后在地震效应作用下的最 大变位承受能力 dE=。1 、胶缝宽度(1) 、风荷载作用所需胶缝宽度：Csi=wK短边？二XX?=(mm)(2) 、自重作用所需胶缝宽度：Cs1=6XX 10XX 1200XX (1200+1800) X=(mm)取打胶宽度 10mm。2、胶缝厚度(1) 、温度效应作用所需胶缝厚度：ts1=DLdT.(2+dT)=.15)=(mm)其中 ,ts1 温度效应作用所需打胶厚度DL玻璃的相对位移量(以长边计)DL=LX |a 铝-a| x DT
