屋顶玻璃幕墙计算书

汉泰上上城屋顶玻璃幕墙工程
横隐竖不隐
设计计算书
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2014年6 月27 日
目录
Ⅰ.设计依据 (3)
Ⅱ.基本计算公式 (8)
Ⅲ.工程信息概述 (11)
1 工程所在地区信息 (11)
2 板材选用信息 (11)
3 型材选用信息 (12)
一、风荷载计算 (12)
1 板块风载荷计算（直接承受风载荷） (12)
2 支撑结构风载荷计算（非直接受风载荷） (13)
二、玻璃的选用与校核 (13)
1 玻璃自重计算 (13)
2 玻璃水平地震作用计算 (14)
3 玻璃的强度计算 (14)
4 玻璃的挠度计算 (16)
三、硅酮结构密封胶计算 (17)
1 硅酮结构密封胶粘接宽度计算 (17)
2 硅酮结构密封胶粘接厚度的计算 (18)
3 胶缝宽度和厚度推荐值 (18)
4 选取的胶缝宽度和厚度 (19)
四、幕墙立柱计算 (19)
1 荷载计算 (19)
2 选用立柱型材的截面特性 (20)
3 幕墙立柱的强度计算 (21)
4 幕墙立柱的刚度计算 (23)
五、立柱与主结构连接 (23)
1 连接处荷载计算 (23)
2 连接处螺栓个数计算 (24)
3 螺栓抗剪强度验算 (25)
4 型材壁的强度验算 (25)
5 角码抗承压承载能力计算 (25)
6 立柱连接伸缩缝计算 (25)
六、幕墙后锚固连接设计计算 (26)
1 后锚固载荷计算 (26)
2 锚栓钢材受拉破坏承载力 (28)
3 混凝土锥体受拉破坏承载力 (29)
4 混凝土劈裂破坏承载力 (30)
5 锚栓钢材受剪破坏承载力 (30)
6 混凝土楔形体受剪破坏承载力 (31)
7 混凝土剪撬破坏承载力 (32)
8 拉剪复合受力承载力 (32)
七、幕墙预埋件焊缝计算 (32)
1 焊缝截面参数计算 (33)
2 焊缝强度计算 (33)
八、幕墙横梁计算 (34)
1 选用横梁型材的截面特性 (34)
2 幕墙横梁的强度计算 (35)
3 幕墙横梁的抗剪强度计算 (37)
4 幕墙横梁的刚度计算 (38)
九、横梁与立柱连接件计算 (38)
1 单个螺栓受剪承载力计算 (38)
2 横向节点连结(横梁与角码) (39)
3 竖向节点(角码与立柱) (40)
附录材料力学性能 (42)
南康国际家具材料中心-中区北区1栋建筑幕墙工程横隐竖
不隐设计计算书
Ⅰ.设计依据
①幕墙设计规范：
《铝合金结构设计规范》 GB50429-2007
《玻璃幕墙工程技术规范》 JGJ102-2003
《点支式玻璃幕墙工程技术规程》 CECS127-2001
《点支式玻璃幕墙支承装置》 JG138-2001
《吊挂式玻璃幕墙支承装置》 JG139-2001
《建筑玻璃应用技术规程》 JGJ113-2009
《建筑瓷板装饰工程技术规程》 CECS101：98
《建筑幕墙》 GB/T21086-2007
《采暖通风与空气调节设计规范》 GB50019-2003
《地震震级的规定》 GB/T17740-1999
《钢结构防火涂料》 GB14907-2002
《钢结构设计规范》 GB50017-2003
《高层民用建筑钢结构技术规范》 JGJ99-98
《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ3-2002
《高层民用建筑设计防火规范》 GB50045-95(2005年版)
《高处作业吊蓝》 GB19155-2003
《金属与石材幕墙工程技术规范》 JGJ133-2001
②建筑设计规范：
《工程抗震术语标准》 JGJ/T97-95
《工程网络计划技术规程》 JGJ/T121-99
《公共建筑节能设计标准》 GB50189-2005
《混凝土结构后锚固技术规程》 JGJ145-2004
《混凝土结构设计规范》 GB50010-2010
《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》 JG160-2004
《既有居住建筑节能改造技术规程》 JGJ129-2004
《建筑表面用有机硅防水剂》 JC/T902-2002
《建筑材料放射性核素限量》 GB6500-2010
《建筑防火封堵应用技术规程》 CECS154：2003
《建筑钢结构焊接技术规程》 JGJ81-2002
《建筑隔声评价标准》 GB/T50121-2005
《建筑工程抗震设防分类标准》 GB50223-2008
《建筑工程预应力施工规程》 CECS180：2005
《建筑结构荷载规范》 GB50009-2012
《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB50068-2001
《建筑抗震设防分类标准》 GB50223-2008
《建筑抗震设计规范》 GB50011-2010
《建筑设计防火规范》 GB50016-2006
《建筑物防雷设计规范》 GB50057-2010
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 GB50018-2002
《民用建筑隔声设计规范》 GB50018-2010
《民用建筑热工设计规范》 GB50176-93
《民用建筑设计通则》 GB50352-2005
《膜结构技术规程》 CECS158：2004
《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》 JGJ134-2010
《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》 JGJ75-2003
《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》 JGJ85-2010
《中国地震动参数区划图》 GB18306-2001
《中国地震烈度表》 GB/T17742-2008 《建筑制图标准》 GB/T 50104-2001 《建筑结构静力计算手册 (第二版) 》
③铝材规范：
《建筑用隔热铝合金型材-穿条式》 JG/T175-2005
《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》 JG/T133-2000
《铝合金建筑型材第1部分基材》 GB5237.1-2008 《铝合金建筑型材第2部分阳极氧化、着色型材》 GB5237.2-2008 《铝合金建筑型材第3部分电泳涂漆型材》 GB5237.3-2008 《铝合金建筑型材第4部分粉末喷涂型材》 GB5237.4-2008 《铝合金建筑型材第5部分氟碳漆喷涂型材》 GB5237.5-2008 《铝合金建筑型材第6部分隔热型材》 GB5237.6-2004 《铝及铝合金彩色涂层板、带材》 YS/T431-2000
《一般工业用铝及铝合金板、带材》 GB/T3880.1～3-2006 《铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》 YS/T437-2000
《有色电泳涂漆铝合金建筑型材》 YS/T459-2003
《变形铝及铝合金牌号表示方法》 GB/T16474-1996 《变形铝及铝合金状态代号》 GB/T16475-2008 《变形铝及铝合金化学成份》 GB/T3190-2008
《建筑装饰用铝单板》 GB/T23443-2009
④金属板及石材规范：
《干挂饰面石材及其金属挂件》 JC830.1、2-2005 《建筑装饰用微晶玻璃》 JC/T872-2000
《建筑幕墙用瓷板》 JG/T217-2007
《铝幕墙板、板基》 YS/T429.1-2000 《铝幕墙板、氟碳喷漆铝单板》 YS/T429.2-2000 《建筑幕墙用铝塑复合板》 GB/T17748-2008 《铝塑复合板用铝带》 YS/T432-2000
《天然板石》 GB/T18600-2001 《天然大理石荒料》 JC/T202-2001
《天然大理石建筑板材》 GB/T19766-2005
《天然花岗石荒料》 JC/T204-2001
《天然花岗石建筑板材》 GB/T18601-2001
《天然花岗石板材》 GB/T18601-2009
《天然石材统一编号》 GB/T17670-2008
《天然石材术语》 GB/T13890-2008
《建筑装饰工程石材应用技术规范》 DB 11/T512-2007
⑤玻璃规范：
《镀膜玻璃第1部分：阳光控制镀膜玻璃》 GB/T18915.1-2002 《镀膜玻璃第2部分：低辐射镀膜玻璃》 GB/T18915.2-2002 《防弹玻璃》 GB17840-1999
《浮法玻璃》 GB11614.2-2009
《夹层玻璃》 GB15763.3-2009
《建筑用安全玻璃第1部分：防火玻璃》 GB15763.1-2009 《建筑用安全玻璃第2部分：钢化玻璃》 GB15763.2-2005 《建筑用安全玻璃第3部分：夹层玻璃》 GB15763.3-2009 《建筑用安全玻璃第4部分：均质钢化玻璃》 GB15763.4-2009 《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》 GB117841-2008
《平板玻璃》 GB11614 -2009
《热弯玻璃》 JC/T915-2003
《压花玻璃》 JC/T511-2002
《中空玻璃》 GB/T11944-2002
《着色玻璃》 GB/T11614-2009
《半钢化玻璃》 GB/T17841-2008
《建筑绝热用玻璃制品》 GB/T17795-2008
⑥钢材规范：
《钢分类》 GB/T13304.1、2-2008 《钢铁牌号表示方法》 GB/T221 -2008
《钢及合金术语》 GB/T20566-2006
《建筑结构用冷弯矩形钢管》 JG/T178-2005
《不锈钢棒》 GB/T1220-2007
《不锈钢冷轧钢板和钢带》 GB/T3280-2007
《不锈钢冷加工钢棒》 GB/T4226-1984
《不锈钢热轧钢板和钢带》 GB/T4237-2007
《不锈钢丝》 GB/T4240-2009
《建筑用不锈钢绞线》 JG/T200-2007
《不锈钢小直径无缝钢管》 GB/T3090-2000
《擦窗机》 GB19154-2003
《彩色涂层钢板及钢带》 GB/T12754-2006
《低合金钢焊条》 GB/T5118-1995
《低合金高强度结构钢》 GB/T1591-2008
《建筑幕墙用钢索压管接头》 JG/T201-2007
《耐候结构钢》 GB/T4171-2008
《高碳铬不锈钢丝》 YB/T096—1997
《焊接结构用耐候钢》 GB/T4172-2000
《合金结构钢》 GB/T3077-1999
《结构用无缝钢管》 GB/T8162-2008
《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》 GB/T13912-2002
《冷拔异形钢管》 GB/T3094-2000
《碳钢焊条》 GB/T5117-1999
《碳素结构钢》 GB/T700-2006
《碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》 GB912-2008
《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》 GB/T3274-2007
《优质碳素结构钢》 GB/T699-1999
《预应力筋用锚具、夹具和连接器》 GB/T14370-2000
《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》 GB/T20878-2007
《碳素结构钢冷轧钢板和钢带》 GB/T11253-2007
《建筑装饰用搪瓷钢板》 JG/T234-2008
⑦胶类及密封材料规范：
《建筑密封材料术语》 GB/T14682-2006
《建筑密封胶分级及要求》 GB/T22083-2008
《丙烯酸酯建筑密封胶》 JC/T484-2006
《幕墙玻璃接缝用密封胶》 JC/T882-2001
《彩色涂层钢板用建筑密封胶》 JC/T884-2001
《石材用建筑密封胶》 GB/T23261-2009
《丁基橡胶防水密封胶粘带》 JC/T942-2004
《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》 JC/T887-2001
《非结构承载用石材粘胶剂》 JC/T989-2006
《工业用橡胶板》 GB/T5574-1994
《混凝土建筑接缝用密封胶》 JC/T881-2001
《建筑窗用弹性密封剂》 JC485-2007
《建筑密封材料试验方法》 GB/T13477.1～20-2002 《建筑用防霉密封胶》 JC/T885-2001
《建筑用硅酮结构密封胶》 GB16776-2005
《建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品》 GB/T19686-2005
《建筑用硬质塑料隔热条》 JG/T174-2005
《建筑装饰用天然石材防护剂》 JC/T973-2005
《聚氨酯建筑密封胶》 JC/T482-2003
《聚硫建筑密封胶》 JC/T483-2006
《丙烯酸建筑密封胶》 JC/T484-2006
《绝热用岩棉、矿棉及其制品》 GB/T11835-2007
《绝热用硬质酚醛泡沫制品(PF)》 GB/T20974-2007
《建筑绝热用聚氨酯泡沫塑料》 GB/T21558-2008
《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》 GB/T529-1999
《石材用建筑密封胶》 GB23261-2009
《橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》 GB/T531-1999
《修补用天然橡胶胶粘剂》 HG/T3318-2002
《中空玻璃用弹性密封胶》 JC/T486-2001
《中空玻璃用丁基热熔密封胶》 JC/T914-2003
《中空玻璃用复合密封胶条》 JC/T1022-2007
⑧门窗及五金件规范：
《封闭型沉头抽芯铆钉》 GB/T12616-2004 《封闭型平圆头抽芯铆钉》 GB/T12615-2004 《紧固件螺栓和螺钉》 GB/T5277-1985 《紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母》 GB/T3103.1-2002 《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》 GB/T3098.1-2000 《紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹》 GB/T3098.2-2000 《紧固件机械性能螺母、细牙螺纹》 GB/T3098.4-2000 《紧固件机械性能自攻螺钉》 GB/T3098.5-2000 《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》 GB/T3098.6-2000 《紧固件机械性能不锈钢螺母》 GB/T3098.15-2000 《紧固件机械性能抽芯铆钉》 GB/T3098.19-2004 《紧固件术语盲铆钉》 GB/T3099-2004 《紧固件螺栓、螺钉、螺柱和螺母通用技术条件》GB/T16938 -2008 《铝合金门窗》 GB/T8478-2008 《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》 GB/T16823.1-1997 《十字槽盘头螺钉》 GB/T818-2000 《地弹簧》 QB/T3884-1999 《铝合金门插锁》 QB/T3885-1999 《平开铝合金窗把手》 QB/T3886-1999 《铝合金撑挡》 QB/T3887-1999 《铝合金窗不锈钢滑撑》 QB/T3888-1999 《铝合金门窗拉手》 QB/T3889-1999 《铝合金窗锁》 QB/T3900-1999 《铝合金门锁》 QB/T3901-1999 《推拉铝合金门用滑轮》 QB/T3902-1999 《闭合器》 QB/T3893-1999 《外装门锁》 QB/T2473-2000 《弹子插芯门锁》 GB/T2474-2000 《叶片门锁》 QB/T2475-2000 《球型门锁》 QB/T2476-2000 《铜合金铸件》 GB/T13819-1992 《锌合压铸件》 GB/T13821-1992 《铝合金压铸件》 GB/T15114-2009 《铸件尺寸公差与机械加工余量》 QB/T6414-1999 《建筑门窗五金件插销》 JG214-2007
《建筑门窗五金件传动机构用执手》 JG124-2007
《建筑门窗五金件旋压执手》 JG213-2007
《建筑门窗五金件合页(铰链)》 JG125-2007
《建筑门窗五金件传动锁闭器》 JG126-2007
《建筑门窗五金件滑撑》 JG127-2007
《建筑门窗五金件滑轮》 JG129-2007
《建筑门窗五金件多点锁闭器》 JG215-2007
《建筑门窗五金件撑挡》 JG128-2007
《建筑门窗五金件通用要求》 JG212-2007
《建筑门窗五金件单点锁闭器》 JG130-2007
《建筑门窗内平开下悬五金系统》 JG168-2004
《钢塑共挤门窗》 JG207-2007
《电动采光排烟窗》 JG189-2006
⑨相关物理性能级测试方法：
《玻璃幕墙工程质量检验标准》 JGJ/T139-2001
《玻璃幕墙光学性能》 GB/T18091-2000
《采暖居住建筑节能检验标准》 JGJ132-2001
《彩色涂层钢板及钢带试验方法》 GB/T13448-2006
《钢结构工程施工质量验收规范》 GB50205-2001
《混凝土结构工程施工质量验收规范》 GB50204-2002
《建筑防水材料老化试验方法》 GB/T18244-2000
《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》 GB/T15227-2007
《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》 GB/T18575-2001
《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》 GB/T18250-2000
《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》 GB/T8484-2008
《建筑外窗采旋光性能分级及检测方法》 GB/T11976-2008
《建筑外窗抗风压性能分级及检测方法》 GB/T7106-2002
《建筑门窗空气声隔声性能分级及检测方法》 GB/T8485-2008
《建筑外窗气密性能分级及检测方法》 GB/T7107-2002
《建筑外窗水密性能分级及检测方法》 GB/T7108-2002
《建筑装饰装修工程质量验收规范》 GB50210-2001
《金属材料室温拉伸试验方法》 GB/T228-2002
Ⅱ.基本计算公式
(1).场地类别划分:
地面粗糙度可分为A、B、C、D四类：
--A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；
--B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇；
--C类指有密集建筑群的城市市区；
--D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。

(2).风荷载计算:
幕墙属于薄壁外围护构件，根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012规定采用，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算：
1当计算主要承重结构时
W k=βzμsμz W0（GB50009 8.1.1-1）
2当计算围护结构时
W k=βgzμs1μz W0（GB50009 8.1.1-2）
式中：
其中: W k---垂直作用在幕墙表面上的风荷载标准值(kN/m2)；
βgz---高度Z处的阵风系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.6.1条取定。

根据不同场地类型,按以下公式计算: βgz=1+2g I10(Z/10)-α
其中g为峰值因子，取值2.5，α为地面粗糙度指数，I10为10m高名义湍流度。

经化简，得：
A类场地: βgz=1+0.6×(Z/10)-0.12
B类场地: βgz=1+0.7×(Z/10)-0.15
C类场地: βgz=1+1.15×(Z/10)-0.22
D类场地: βgz=1+1.95×(Z/10)-0.30
μz---风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.2.1条取定。

根据不同场地类型,按以下公式计算:
A类场地: μz=1.284×(Z/10)0.24
B类场地: μz=1.000×(Z/10)0.30
C类场地: μz=0.544×(Z/10)0.44
D类场地: μz=0.262×(Z/10)0.60
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012第8.3.3条验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数μs1：
一、外表面
1. 正压区按表8.3.1-1采用；
2. 负压区
—对墙面，取-1.0
—对墙角边，取-1.4
二、内表面
对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。

注：上述的局部体型系数μs1（1）是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2 的情况，当非直接承受风载荷的围护构件的从属面积A大于或等于25m2 时，局部风压体型系数μs1（25）可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于25m2 而大于1m2 时，局部风压体型系数μs1（A）可按面积的对数线性插值，即
μs1（A）=μs1（1）+[μs1（25）-μs1（1）] l ogA/1.4
本工程属于C类地区,故μz=0.544×(Z/10)0.44
W0---基本风压,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附表E.5给出的50年一遇的风压采用，但不得小于0.3kN/m2，赣州地区取为0.300kN/m2
(3).地震作用计算:
q EAk=βE×αmax×G AK
其中: q EAk---水平地震作用标准值
βE---动力放大系数,按 5.0 取定
αmax---水平地震影响系数最大值，根据相应抗震设防烈度和设计基本地震加速度, 按照《建筑抗震设计规范》GB50011-2010表5.1.4-1采用.
表5.1.4-1 水平地震影响系数最大值
根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223—2008规定：
1.特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。

同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。

2.重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。

同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。

设计基本地震加速度为0.05g，抗震设防烈度6度：αmax=0.04
设计基本地震加速度为0.10g，抗震设防烈度7度：αmax=0.08
设计基本地震加速度为0.15g，抗震设防烈度7度：αmax=0.12
设计基本地震加速度为0.20g，抗震设防烈度8度：αmax=0.16
设计基本地震加速度为0.30g，抗震设防烈度8度：αmax=0.24
设计基本地震加速度为0.40g，抗震设防烈度9度：αmax=0.32
设计基本地震加速度为0.60g，抗震设防烈度9度：αmax=0.45
G AK---幕墙构件的自重(N/m2)
(4).作用效应组合:
一般规定，幕墙结构构件应按下列规定验算承载力和挠度：
a.无地震作用效应组合时，承载力应符合下式要求：
γ0S ≤ R
b.有地震作用效应组合时，承载力应符合下式要求：
S E≤ R/γRE
式中 S---荷载效应按基本组合的设计值；
S E---地震作用效应和其他荷载效应按基本组合的设计值；
R---构件抗力设计值；
γ0----结构构件重要性系数，应取不小于1.0；
γRE----结构构件承载力抗震调整系数，应取1.0；
c.挠度应符合下式要求：
d f≤ d f,lim
d f---构件在风荷载标准值或永久荷载标准值作用下产生的挠度值；
d f,lim---构件挠度限值；
d.双向受弯的杆件，两个方向的挠度应分别符合d f≤d f,lim的规定。

幕墙构件承载力极限状态设计时，其作用效应的组合应符合下列规定：
1 有地震作用效应组合时，应按下式进行：
S=γG S GK+γwψw S WK+γEψE S EK
2 无地震作用效应组合时，应按下式进行：
S=γG S GK+ψwγw S WK
S---作用效应组合的设计值；
S Gk---永久荷载效应标准值；
S Wk---风荷载效应标准值；
S Ek---地震作用效应标准值；
γG---永久荷载分项系数；
γW---风荷载分项系数；
γE---地震作用分项系数；
ψW---风荷载的组合值系数；
ψE---地震作用的组合值系数；
进行幕墙构件的承载力设计时，作用分项系数，按下列规定取值：
①一般情况下，永久荷载、风荷载和地震作用的分项系数γG、γW、γE应分别取1.2、
1.4和1.3；
②当永久荷载的效应起控制作用时，其分项系数γG应取1.35；此时，参与组合的可变荷载效应仅限于竖向荷载效应；
③当永久荷载的效应对构件有利时，其分项系数γG的取值不应大于1.0。

可变作用的组合系数应按下列规定采用：
①一般情况下，风荷载的组合系数ψW应取1.0，地震作用于的组合系数ψE应取0.5。

②对水平倒挂玻璃及框架，可不考虑地震作用效应的组合，风荷载的组合系数ψW应取
1.0（永久荷载的效应不起控制作用时）或0.6(永久荷载的效应起控制作用时)。

幕墙构件的挠度验算时，风荷载分项系数γW和永久荷载分项系数均应取1.0，且可不考虑作用效应的组合。

Ⅲ.工程信息概述
1 工程所在地区信息
幕墙类型:横隐竖不隐
工程所在地区:赣州
基本风压:0.300kN/m2
地面粗糙度类别:C类
抗震设防烈度:6度
设计基本地震加速度0.05g
设计地震分组:第1组
抗震设防类别:标准设防类
标准反应谱法(水平地震影响系数最大值αmax)取为:0.04
2 板材选用信息
板材料:玻璃
玻璃规格:1100.0mm×3000.0mm
玻璃组合类型:中空玻璃
玻璃种类:钢化玻璃
内片玻璃厚度:6.0mm,外片玻璃厚度:6.0mm
3 型材选用信息
立柱型材类型:组合型材
组合型材外套型材号: XC5\XF023
组合型材内套型材号: XC1\C140
立柱安装方式:吊挂式,角码连接
立柱计算模型:简支单跨梁
后锚固连接类型:扩孔型锚栓
横梁型材类型:单一型材
横梁型材号:XC5\XF023
横梁材料牌号:6063 T5
横梁受力方式:均布受力
横梁立柱连接形式:角码连接
一、风荷载计算
标高为96.0m处风荷载计算
W0:基本风压
W0=0.30 kN/m2
βgz: 96.0m高处阵风系数(按C类区计算): (GB50009-2012)
βgz=1+1.15×(Z/10)-0.22=1.699
μz: 96.0m高处风压高度变化系数(按C类区计算): (GB50009-2012) μz=0.544×(Z/10)0.44
=0.544×(96.0/10)0.44=1.472
μsl:局部风压体型系数(墙面区)
1 板块风载荷计算（直接承受风载荷）
板块（第1处）
μsl=-1.000+(-0.2)=-1.200
该处局部风压体型系数μsl=1.200
其中：取W0=0.3 kN/m2 (GB50009-2012)
风荷载标准值:
W k=βgz×μz×μsl×W0 (GB50009-2012) =1.699×1.472×1.200×0.300
=0.900 kN/m2
因为W k≤1.0kN/m2，取W k=1.0 kN/m2，按JGJ102-2003第5.3.2条采用。

风荷载设计值:
W: 风荷载设计值(kN/m2)
γw: 风荷载作用效应的分项系数：1.4
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 3.2.4 规定采用
W=γw×W k=1.4×1.000=1.400kN/m2
2 支撑结构风载荷计算（非直接受风载荷）
支承结构（第1处）
5220mm×1020mm=5.32m2
该处从属面积为：5.32m2
μsl (A)=μsl (1)+[μsl (25)-μsl (1)]×log(A)/1.4
=-{1.0+[0.8×1.0-1.0]×0.726/1.4}
=-0.896
μsl=-0.896+(-0.2)=-1.096
该处局部风压体型系数μsl=1.096
其中：取W0=0.3 kN/m2 (GB50009-2012)
风荷载标准值:
W k=βgz×μz×μsl×W0 (GB50009-2012) =1.699×1.472×1.096×0.300
=0.822 kN/m2
因为W k≤1.0kN/m2，取W k=1.0 kN/m2，按JGJ102-2003第5.3.2条采用。

风荷载设计值:
W: 风荷载设计值(kN/m2)
γw: 风荷载作用效应的分项系数：1.4
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 3.2.4 规定采用
W=γw×W k=1.4×1.000=1.400kN/m2
二、玻璃的选用与校核
本处选用玻璃种类为: 钢化玻璃
本处采用中空玻璃
1 玻璃自重计算
G AK: 玻璃板块自重(不包括框):
G AK1: 外侧玻璃板块自重:
G AK2: 内侧玻璃板块自重:
玻璃的重力密度为: 25.6(KN/m3)
B T_L中空玻璃内侧玻璃厚度为: 6.0(mm)
B T_w中空玻璃外侧玻璃厚度为: 6.0(mm)
G AK=25.6×(B t_L+B t_w)/1000
=25.6×(6.000+6.000)/1000
=0.307kN/m2
G AK1=25.6×B t_w/1000
=25.6×6.000/1000
=0.154KN/m2
G AK2=25.6×B t_L/1000
=25.6×6.000/1000
=0.154KN/m2
2 玻璃水平地震作用计算
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: 0.040
q EAk: 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用(kN/m2)
q Ek1中空玻璃外侧玻璃的地震作用标准值 (KN/m2)
q Ek2中空玻璃内侧玻璃的地震作用标准值 (KN/m2)
q EAk=5×αmax×G AK
=5×0.040×0.307
=0.061kN/m2
q Ek1=5×αmax×G AK1
=5×0.040×0.154
=0.031kN/m2
q Ek2=5×αmax×G AK2
=5×0.040×0.154
=0.031kN/m2
γE: 地震作用分项系数: 1.3
q EA: 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用设计值(kN/m2)
q EA=r E×q EAk
=1.3×q EAK
=1.3×0.061
=0.080kN/m2
3 玻璃的强度计算
内侧玻璃校核依据: σ≤ｆg=84.000 N/mm2
外侧玻璃校核依据: σ≤ｆg=84.000 N/mm2
W k: 垂直于玻璃平面的风荷载标准值(KN/m2)
q EAk: 垂直于玻璃平面的地震作用标准值(KN/m2)
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/mm2) σEk: 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(N/mm2) θ: 参数
η: 折减系数，可由参数θ按JGJ102-2003表6.1.2-2采用
表 6.1.2-2 折减系数η
a: 玻璃短边边长: 1100.0mm
b: 玻璃长边边长: 3000.0mm
B T_L中空玻璃内侧玻璃厚度为: 6.000(mm)
B T_w中空玻璃外侧玻璃厚度为: 6.000(mm)
m: 玻璃板的弯矩系数, 按边长比a/b查
表6.1.2-1得: 0.1145
表6.1.2-1 四边支承玻璃板的弯矩系数m
W k1中空玻璃分配到外侧玻璃的风荷载标准值 (KN/m2)
W k2中空玻璃分配到内侧玻璃的风荷载标准值 (KN/m2)
q Ek1中空玻璃外侧玻璃的地震作用标准值 (KN/m2)
q Ek2中空玻璃内侧玻璃的地震作用标准值 (KN/m2)
W k1=1.1×W k×B T_w3/(B T_w3+B T_L3)=0.550 (kN/m2)
W k2=W k×B T_L3/(B T_w3+B T_L3)=0.500 (kN/m2)
q Ek1=0.031 (kN/m2)
q Ek2=0.031 (kN/m2)
在垂直于玻璃平面的风荷载和地震作用下玻璃截面的最大应力标准值计算(N/mm2) 在风荷载作用下外侧玻璃参数θ=(W k1+0.5×q EK1)×a4/(E×t4)
=8.87
η: 折减系数，按θ=8.87
查JGJ102-2003 6.1.2-2表得:η=0.97
在风荷载作用下外侧玻璃最大应力标准值σWk=6×m×W k1×a2×η/t2
=12.310N/mm2
在地震作用下外侧玻璃参数θ=(W k1+0.5×q EK1)×a4/(E×t4)
=8.87
η: 折减系数，按θ=8.87
查6.1.2-2表得:0.97
在地震作用下外侧玻璃最大应力标准值σEk=6×m×q Ek1×a2×η/t2
=0.688N/mm2
σ: 外侧玻璃所受应力:
采用S W+0.5S E组合:
σ=1.4×σWK+0.5×1.3×σEK
=1.4×12.310+0.5×1.3×0.688
=17.681N/mm2
在风荷载作用下内侧玻璃参数θ=(W k2+0.5×q EK2)×a4/(E×t4)
=8.09
η: 折减系数，按θ=8.09
查JGJ102-2003 6.1.2-2表得:η=0.98
在风荷载作用下内侧玻璃最大应力标准值σWk=6×m×W k2×a2×η/t2 =11.264N/mm2在地震作用下内侧玻璃参数θ=(W k2+0.5×q EK2)×a4/(E×t4)
=8.09
η: 折减系数，按θ=8.09
查6.1.2-2表得:η=0.98
在地震作用下内侧玻璃最大应力标准值σEk=6×m×q Ek2×a2×η/t2 =0.692N/mm2σ: 内侧玻璃所受应力:
采用S W+0.5S E组合:
σ=1.4×σWK+0.5×1.3×σEK
=1.4×11.264+0.5×1.3×0.692
=16.219N/mm2
外侧玻璃最大应力设计值σ=17.681N/mm2 < ｆg=84.000N/mm2
内侧玻璃最大应力设计值σ=16.219N/mm2 < ｆg=84.000N/mm2
中空玻璃强度满足要求!
4 玻璃的挠度计算
d f: 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 e: 玻璃等效厚度 0.95×(B t_L3+B t_w3)1/3=7.2mm
ν: 泊松比，按JGJ 102-2003 5.2.9条采用，取值为 0.20
表5.2.9 材料的泊松比υ
μ: 挠度系数:按JGJ102-2003表6.1.3采用μ=0.01178
θ=W k×a4/(E×t e4)
=7.64
η: 折减系数，按θ=7.64
查JGJ102-2003 6.1.2-2表得:η=0.98
D=(E×t e3)/12(1-ν2)
=2314912.42 (N.mm)
d f=μ×W k×a4×η/D
=7.3 (mm)
d f/a < 1/60
玻璃的挠度满足!
三、硅酮结构密封胶计算
该处选用结构胶类型为: SS622
1 硅酮结构密封胶粘接宽度计算
按风荷载、水平地震作用和自重效应, 计算硅酮结构密封胶的宽度:
(1)在风载荷和水平地震作用下，玻璃与铝框间结构胶粘结宽度的计算(抗震设计):
C s1: 风载荷作用下玻璃与铝框间结构胶粘结宽度 (mm)
W: 风荷载设计值: 1.400kN/m2
a: 矩形玻璃板的短边长度: 1100.000mm
f1: 硅酮结构密封胶在风荷载或地震作用下的强度设计值，取0.2N/mm2
q E: 作用在计算单元上的地震作用设计值:0.080(kN/m2)
按JGJ102-2003的5.6.3-2进行计算:
C s1=(W+0.5×q E)×a/(2000×f1)
=(1.400+0.5×0.080)×1100.000/(2000×0.2)
=3.96mm 取4mm
(2)在玻璃永久荷载作用下，玻璃与铝框间结构胶粘结宽度的计算:
C s2: 自重效应玻璃与铝框间结构胶粘结宽度 (mm)
a: 矩形玻璃板的短边长度: 1100.0mm
b: 矩形玻璃板的长边长度: 3000.0mm
f2: 结构胶在永久荷载作用下的强度设计值,取0.01N/mm2
玻璃下端设置托条，玻璃自重载荷分项系数取: 1.40
按JGJ102-2003的5.6.3-3条规定进行计算:
B t_l:中空或夹层玻璃(双层)内侧玻璃厚度6.0mm
B t_w:中空或夹层玻璃(双层)外侧玻璃厚度6.0mm
C s2=1.40×25.6×(B t_l+B t_w)×(a×b)/(2000×(a+b)×f2)
=17.31mm 取18mm
(3)在玻璃永久载荷作用下，玻璃与玻璃间结构胶粘接宽度的计算
C s_zk: 自重效应玻璃与玻璃间结构胶粘结宽度 (mm)
a: 矩形玻璃板的短边长度: 1100.0mm
b: 矩形玻璃板的长边长度: 3000.0mm
B t_w:中空或夹层玻璃(双层)外侧玻璃厚度6.0mm
f2: 结构胶在永久荷载作用下的强度设计值,取0.01N/mm2
按JGJ102-2003的5.6.3-3条规定进行计算:
C s_zk=1.40×(25.6×Bt_w)×(a×b)/(2000×(a+b)×f2)
=1.40×(25.6×Bt_w)×(1100.0×3000.0)/(2000×(1100.0+3000.0)×0.01)
=8.65mm 取9mm
(4)硅酮结构密封胶的最大计算宽度: 18mm
2 硅酮结构密封胶粘接厚度的计算
(1)水平风荷载作用下胶缝厚度的计算:
t s1: 风荷载作用下结构胶的粘结厚度
h g: 玻璃面板高度: 3000.0mm
θ:风荷载标准值作用下主体结构的楼层弹性层间位移角限值(rad): 0.0010
ψ:胶缝变位折减系数1.000
δ: 硅酮结构密封胶的变位承受能力，取对应于其受拉应力为0.14N/mm2时的伸长率: 12.0%
t s1=θ×h g×ψ/(δ2×(2+δ2))0.5
=0.0010×3000.0×1.000/(0.120×(2+0.120))0.5
=5.9mm 取6mm
(2)温度作用下胶缝厚度的计算:
u s1:在年温差作用下玻璃与玻璃附框型材相对位移量(mm)
t s2: 温度作用下结构胶的粘结厚度
玻璃板块最大边b:3000.0
Δt:年温差: 取80℃
a1:铝型材线膨胀系数，2.3×10-5
a2:玻璃线膨胀系数，1×10-5
u s1=b×Δt×(a1-a2)
=3000.0×80×(2.3-1)×10-5
=3.1mm 取4mm
t s2=u s1/((δ2 (2+(δ2))0.5
=3.1/((12.0%×(2+(12.0))0.5
=0.6mm 取1mm
(3)硅酮结构密封胶的最大计算厚度: 6mm
按照规范JGJ102-2003的5.6.1条规定:硅酮结构密封胶的粘接厚度不应小于6mm
故取胶缝的计算厚度为:6mm
3 胶缝宽度和厚度推荐值
胶缝推荐宽度为:18mm
按照规范JGJ102-2003的5.6.1条规:硅酮结构密封胶的粘接宽度不宜大于厚度的两倍
故取胶缝推荐厚度为宽度的二分之一:9mm 4 选取的胶缝宽度和厚度
玻璃和铝框间胶缝选定宽度为:18 mm
玻璃和铝框间胶缝选定厚度为:9 mm
玻璃和玻璃间胶缝选定宽度为:15 mm 四、幕墙立柱计算
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 q w: 风荷载均布线荷载设计值(kN/m)
W: 风荷载设计值: 1.400kN/m2
B: 幕墙分格宽: 1.020m
q w=W×B
=1.400×1.020
=1.428 kN/m
(2)地震荷载计算
q EA: 地震作用设计值(KN/m2):
G Ak: 幕墙构件(包括面板和框)的平均自重: 500N/m2
垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值:
q EAk: 垂直于幕墙平面的均布水平地震作用标准值 (kN/m2) q EAk=5×αmax×G Ak
=5×0.040×500.000/1000
=0.100 kN/m2
γE: 幕墙地震作用分项系数: 1.3
q EA=1.3×q EAk
=1.3×0.100
=0.130 kN/m2
q E：水平地震作用均布线作用设计值(矩形分布)
q E=q EA×B
=0.130×1.020
=0.133 kN/m
(3)立柱弯矩:
M w: 风荷载作用下立柱弯矩(kN.m)
q w: 风荷载均布线荷载设计值: 1.428(kN/m)
H sjcg: 立柱计算跨度: 5.220m
M w=q w×H sjcg2/8
=1.428×5.2202/8
=4.864 kN·m
M E: 地震作用下立柱弯矩(kN·m):
M E=q E×H sjcg2/8
=0.133×5.2202/8
=0.452kN·m
M: 幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kN·m) 采用S W+0.5S E组合
M=M w+0.5×M E
=4.864+0.5×0.452
=5.090kN·m
=5089660.515Nmm
2 选用立柱型材的截面特性
立柱型材为组合截面。

组合型材外套型材参数:
选用型材号: XC5\XF023
型材强度设计值: f a=90.0N/mm2
型材弹性模量: E a=0.70×105N/mm2
型材截面绕x轴的毛截面惯性矩: I ax=4281663.000mm4
型材有效净截面面积: A a=1639.100mm2
截面塑性发展系数:r ax=1.00。