幕墙转角立柱计算方法

第十三章、补充其他结构计算第一节、转角竖料结构受力分析一、计算说明根据图纸分格及幕墙所处的位置，我们选取了最不利的位置进行计算。

竖料选用6063-T6铝合金型材，根据建筑结构特点，幕墙竖料悬挂与主体结构之上，竖料为拉弯构件，各层接缝之间设置伸缩缝，故竖料仅验算其强度和刚度，整体稳定不需要考虑。

此次主要对西北转角处立柱校核，考虑在负风压作用下，立柱两半框将不再相互挤压，而是有相互分离的趋势，此处我司将插芯与立柱半框的螺钉调节为@300mm，同时采取措施避免了立柱分离至裂开的状况。

竖料荷载分布图及计算模型:二、力学模型及基本假定竖料支撑于主体支座之上，上部竖料对插入下部竖料，实际受力模型为简支梁，它将承受风荷载、地震作用、自重荷载及其他形式的荷载；水平荷载可简化为梯形荷载，竖料自重以轴心拉力形式为集中荷载，而竖料自重简化为均布荷载。

=1420mm竖料左部荷载宽度 WL=1500mm竖料右部荷载宽度 WR该竖料左右边框均为相同的半框，偏安全考虑取W＝1500mm。

计算竖料的最大计算跨度 S=2700mmm计算转角框三、竖料截面参数铝合金竖梁的截面特性，关于强轴X-X方向:A m =1370mm2 Ix_m=3174097mm4 Iy_m=3197235mm4C yc_m =69mm1___-⨯=mycCmx ImxcW346013_mmmxcW=C yt_m =76mm1___-⨯=mytCmx ImxtW341754_mmmxtW=局部扭曲失稳——截面等级分类：GB 50429-2007表5.2.2-1 受压板件全部有效的最大宽厚比GB 50429-2007表5.2.3 计算系数21,αα的取值杆件A ——元件类型——加劲肢单元： 计算板件的宽度： mm b 83.28= 计算板件的厚度： mm t 3=关于X-X 轴为均布应力：根据规范规定，对于均布受压板件：0.1'=k 加劲肋修正系数，对于不带加劲肋的板件： 1=η材质系数查表得： MPa f 1802.0=， 15.1/2402.0==f MPa ε 加劲板件、中间加劲板件的宽厚比限值： 83.24'5.210==k I ηεβ 实际计算宽厚比： 83.2461.90=<==I tbββ 满足要求。

结论：板件A 的计算有效厚度为3.0mm 。

杆件B ——元件类型——加劲肢单元： 关于X-X 轴为梯度应力：压应力分布不均匀系数计算： mm 99.19min =σ mm 3.48max =σ压力分布不均匀系数： 42.0maxmin==σσψ 受压板件局部稳定系数： 01>≥ψ, 58.505.12.8=+=ψk对于加劲板件或中间加劲板件，计算系数： 40=k 对于加劲板件或中间加劲板件，计算系数： 39.1/'0==k k k 计算板件的宽度： mm b 09.60= 计算板件的厚度： mm t 0.3=材质系数查表得： MPa f 1802.0=， 15.1/2402.0==f MPa ε 加劲肋修正系数，对于不带加劲肋的板件： 1=η加劲板件、中间加劲板件的宽厚比限值： 19.29'5.210==k I ηεβ 实际计算宽厚比： 19.2903.200=<==I tbββ 满足要求。

结论：板件B 的计算有效厚度为3.0mm 。

杆件C ——元件类型——加劲肢单元： 关于X-X 轴为梯度应力：压应力分布不均匀系数计算： mm 99.19min -=σ mm 61.33max =σ 压力分布不均匀系数： 59.0maxmin-==σσψ 受压板件局部稳定系数： 10->≥ψ, 5.778.929.681.72=+-=ψψk 对于加劲板件或中间加劲板件，计算系数： 40=k 对于加劲板件或中间加劲板件，计算系数： 87.1/'0==k k k 计算板件的宽度： mm b 38.74= 计算板件的厚度： mm t 0.3=材质系数查表得： MPa f 1802.0=， 15.1/2402.0==f MPa ε 加劲肋修正系数，对于不带加劲肋的板件： 1=η加劲板件、中间加劲板件的宽厚比限值： 8.33'5.210==k I ηεβ 实际计算宽厚比： 8.338.240=<==I tbββ 满足要求。

结论：板件C 的计算有效厚度为3.0mm 。

杆件D ——元件类型——加劲单元：关于X-X 轴为均布应力：根据规范规定，对于均布受压板件：0.1'=k 对于非加劲板件或边缘加劲板件，计算系数：425.00=k 受压板件局部稳定系数： 425.0=k 计算板件的宽度： mm b 09.46= 计算板件的厚度： mm t 0.3= 加劲肋等效高度： mm c 5.7=边缘加劲的板件： 225.1)1/(1.012=-+=t c η 材质系数查表得： MPa f 1802.0=， 15.1/2402.0==f MPa ε 边缘加劲板件的宽厚比限值： 64.7'60==k o ηεβ实际计算宽厚比： 64.76.130=>==o tbββ 不满足要求。

板件宽厚比大于表5.2.1时，应按下式进行有效厚度折减：122.01221≤-=λαλαt t e受压板件的弹性临界屈曲应力：MPa v E k al al cr 8.43)1(12222=⋅-=βπσ板件的换算柔度系数： 03.2/2.0==cr f σλ计算板件受压时的有效厚度： mm t t e 26.122.00.1196.02=⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯=λλ结论：板件D 的计算有效厚度为1.26mm 。

有效厚度铝型材截面特性：铝合金竖梁的截面特性，关于强轴X-X 方向:A m =1302mm 2 I x_m =2852699mm 4 I y_m =2970556mm 4 C yc_m =72.48mm 1___-⨯=myc C m x I m xc W339353_mm m xc W =C yt_m =72.51mm 1___-⨯=m yt C m x I m xt W 339341_mmm xt W=四、荷载计算 1、风荷载标准值计算根据以下标准进行荷载取值1）中华人民共和国国家标准：GB50009-2001 建筑结构荷载规范 2) 中华人民共和国行业标准：JGJ 102-2003 玻璃幕墙工程技术规范 采用以下给定公式计算风荷载设计标准值0w W z sl gz k ⋅⋅⋅=μμβ0w ---- 基本风压, 取 kPa w 5.00=sl μ---- 局部风压体型系数z μ---- 风压高度变化系数, 取 14.2=z μgz β---- 高度Z 处的阵风系数， 取 50.1=gz β 竖料计算荷载宽度 W=1500mm 计算竖料的最大计算跨度 S m =2700mm 计算参数mm S W S m 7505.0),min(=⨯=∆从属面积偏于安全考虑取 玻璃的分隔面积21m A =局部风压体型系数sl μA A sl sl sl sl log )]1()10([)1()(⨯-+=μμμμ)log(]8.18.18.0[8.1A ⨯-⨯+=8.1=22.0)(=+=A sl sl μμ所以，作用在玻璃上风荷载标准值为0w W z sl gz k ⋅⋅⋅=μμβ=kPa水平分布地震作用标准值为gl gl E Ek t q ⨯⨯⨯=γαβmax 2.1= kPa五、水平荷载下竖料的受力分析 作用在竖料上的水平线荷载标准值mm N S q W q Ek k k /41.2)5.0(=∆⨯⨯+=作用在竖料上的水平线荷载设计值:mm N S q W q Ek k /361.3)3.15.04.1(=∆⨯⨯⨯+⨯=竖料在水平荷载作用下的支座反力:5.0⨯⨯=m h S q R =4540N竖料在水平荷载作用下的最大弯矩)43(24122α-⨯⨯⨯=m h S q M =× 106N ·mm 材料塑性发展系数: 05.1=γ 竖料上的最大弯曲应力MPa MPa W M m xc h h c 1403.63__≤=⨯=γσMPa MPa W M m xt p h t 1408.69_1_≤=⨯=γσ作用在竖料上的最大变形=⨯⨯⨯=m x al mLk h I E S q d _4138457.5mm ≤mm S m 15180/=故竖料在水平荷载作用下是安全的。

六、竖向荷载下竖料的受力分析 计算由面板玻璃自重产生的集中荷载N S W t t G G m gl 1037)(106.255.0216=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=-γ 横料自重标准值t G al t t S A G ⨯⨯⨯=γγ=竖料自重值m G al m m S A G ⨯⨯⨯=γγ=136N作用在单元竖料上的总重量25.1)(⨯++=m t gl G G G G =1268N为考虑其他配件增加值作用在铝竖料上的最大拉应力MPa MPa A Gmv t 1409.0_≤==σ 故铝料在竖向荷载作用下是安全的。

七、组合荷载下竖料的受力分析作用在竖料上的最大组合应力0.145.0140140__≤=-MPaMPavt hc σσ0.15.0140140__≤=+MPaMPavt ht σσ故所选用的竖料是安全的。