玻璃计算

标高100.000米标准层框支承玻璃幕墙设计计算书
一、荷载计算
1、标高为 100.000 m 处荷载计算
(1). 风荷载计算:
W k:作用在幕墙上的风荷载标准值 ( kN/m^2)
W:作用在幕墙上的风荷载设计值 ( kN/m^2)
βgz:100.000m 高处阵风系数(按b类区计算)
μ f =0.5×( Z/10 )^-0.16 = 0.346
βgz=0.89×( 1 + 2μf ) = 1.506
μz:100.000m 高处风压高度变化系数(按b类区计算) (GB50009-2001)
μz=1×( Z/10 )^0.32 = 2.089
μs:风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001， 大面处 转角处 μs =1.0+0.2 = 1.2
γw:风荷载作用分项系数: 1.4
W k=βgz×μz×μs×W0 (GB50009-2001)
=1.506×2.089×1.2×0.500 = 1.888 kN/m^2
W=γw × W k
=1.4×1.888 = 2.643 kN/m^2
(2). 自重荷载计算:
采用 6mm 厚单片钢化玻璃
G AK:玻璃板块平均自重(不包括铝框)标准值 ( kN/m^2 )
G A:玻璃板块平均自重(不包括铝框)设计值 ( kN/m^2 )
γG:自重荷载作用分项系数: 1.2
G AK=25.6×6/1000 = 0.154 kN/m^2
G A =γG × G AK
=1.2×0.154 = 0.185 kN/m^2
(3). 地震荷载计算:
q EAK:垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用标准值( kN/m^2 )
q EA:垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用设计值( kN/m^2 )
β:动力放大系数，取 5.0
α:水平地震影响系数最大值，本工程抗震设防烈度：7 度，取 0.08
γE:地震作用分项系数: 1.3
q EAK=β×α×G AK
=5.0×0.08×0.154
=0.062 kN/m^2
q EA=1.3×0.062 = 0.081 kN/m^2
二、玻璃的计算
1. 玻璃的强度计算
采用 6mm 厚单片钢化玻璃
校核依据:σ ≤ f g = 84.0 N/mm^2(JGJ102-2003 5.2.1)
q k:玻璃所受组合荷载标准值
q:玻璃所受组合荷载设计值
荷载采用 S W + 0.5S E 组合:
q k =W k + 0.5q EAk
=1.888 + 0.5 × 0.062 = 1.919 kN/m^2
q=W+ 0.5q EA
=2.643 + 0.5 × 0.081 = 2.684 kN/m^2
a:玻璃短边边长 a = 1.480 m
b:玻璃长边边长 b = 1.590 m
t:玻璃厚度 : 6 mm
ψ:玻璃板面跨中弯曲系数，按边长比a/b查JGJ102-2003表 6.1.2-1 得：0.050
σ:玻璃所受的应力
E:玻璃的弹性模量 E = 72000 N/mm^2
θ:参数
θ=qk . a^4 / ( E . t^4 )(JGJ102-2003 6.1.2-3) =1.919 × 10^-3 × 1480^4 / ( 72000 × 6^4 ) = 98.67
η:折减系数，可由参数 θ 按表 6.1.2-2 查得 η =0.68
6mm 厚玻璃强度计算：
σ=6.ψ.q.a2 .η / t2(JGJ102-2003 6.1.2-1) =6 × 0.050 × 2.684 × 1.48^2 × 0.68 × 1000 / 6^2
=33.49 N/mm^2 < f g = 84.0 N/mm^2
玻璃的强度可以满足
2. 玻璃的挠度计算
玻璃最大挠度 u，小于玻璃短边尺寸的 1/60
ν:泊松比，取为ν = 0.2
μ:挠度系数，按边长比a/b查JGJ102-2003表 6.1.3 得：0.00467
t:玻璃厚度 : 6 mm
a:玻璃短边边长 a = 1480 mm
W k:玻璃所受风荷载标准值 Wk = 1.888 kN/m^2
θ:参数
θ =W k .a4 / ( Et4 )(JGJ102-2003 6.1.2-3) =1.888×10^-3×1480^4/(72000×6^4) = 97.08
η:折减系数，可由参数 θ 按表 6.1.2-2 查得 η =0.69
D:玻璃弯曲刚度
D =E.t3 / [12(1-ν2 ) ](JGJ102-2003 6.1.3-1)
=72000×6^3/[(12×(1-0.2^2)] = 1350000 Nmm
u:玻璃跨中最大挠度
u =μ.W
.a4.η / D(JGJ102-2003 6.1.3-2)
k
=0.00467×1.888×10^-3×1480^4×0.69/1350000 = 21.54 mm
21.54 mm < 1480/60 = 24.67 mm
玻璃挠度可以满足要求
三、幕墙玻璃板块结构胶计算
1. 按风荷载和自重效应, 计算硅酮结构密封胶的宽度:
(1) 风载荷作用下结构胶粘结宽度的计算:
C s1:风载荷作用下结构胶粘结宽度 (mm)
W:风荷载设计值 W = 2.643 kN/m^2
q EA:水平地震作用设计值: 0.081 kN/m^2
a:矩形分格短边长度 a = 1.480 m
f1:结构胶在风荷载或地震作用下的强度设计值 : 0.2 N/mm^2
C s1=( W + 0.5 × q EA ) × a / 2 / f1( JGJ 102-2003 5.6.3-2 ）
=( 2.643+ 0.5 × 0.081 ) × 1.480/ 2 / 0.2
= 9.93 mm
取 12.00 mm
(2) 自重效应胶缝宽度的计算
由于玻璃自重已由横梁来承担，而不由结构胶来承担，故由自重效应引起的
胶缝宽度计算可不予考虑。

C s2:永久载荷作用下结构胶粘结宽度 (mm)
q G:幕墙玻璃单位面积重力荷载设计值: 0.185 kN/m^2
a:矩形分格短边长度 a = 1.480 m
b:矩形分格长边长度 b = 1.590 m
f2:结构胶在永久荷载作用下的强度设计值 : 0.01 N/mm^2
C s2=q G × a × b / 2 / ( a + b ) / f2( JGJ 102-2003 5.6.3-3 ）
=0.185×1.480 × 1.590/ 2 /(1.480 + 1.590)/0.01
= 7.09 mm
取 15.00 mm
(3) 硅酮结构密封胶粘接厚度的计算
t s:结构胶粘结厚度 (mm)
H:玻璃面板高度 H = 1.590 m
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):0.0077
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0.14 N/mm2 时的伸长率: 100.0%
t s=θ×H×1000/ [δ×(2+δ)] 0.5
=0.0077×1.590×1000/[1.000×( 2 +1.000)]^0.5
= 7.07 mm
取 8.00 mm
(4) 胶缝强度验算
C s:胶缝选定宽度 : 15.00 mm
t s:胶缝选定厚度 : 8.00 mm
(a) 短期荷载和作用在结构胶中产生的拉应力
W:风荷载设计值 W = 2.643 kN/m^2
a:矩形分格短边长度 a = 1.480 m
σ1=W×a×0.5/C s
=2.643×1.480×0.5/15.00
= 0.130 N/mm^2
(b) 短期荷载和作用在结构胶中产生的剪应力
B:玻璃面板宽度 B = 1.480 m
H:玻璃面板高度 H = 1.590 m
t:玻璃厚度 t = 6 mm
σ2=12.8×H×B×t/C s/(B+H)/1000
= 12.8×1.590×1.480×6/15.00/(1.480+1.590)/1000
= 0.004 N/mm^2
(c) 短期荷载和作用在结构胶中产生的总应力
σ=(σ12+σ22)0.5
= (0.130^2 + 0.004^2 )^0.5
= 0.130 N/mm^2 < f1 = 0.2 N/mm^2
结构胶强度可以满足要求。