幕墙转角立柱计算方法
玻璃立柱计算
2.6. 幕墙立柱计算2.6.1. 幕墙立柱基本计算参数B:幕墙分格宽: 1.500 mL:立柱计算跨度: 4.000 mA:立柱从属面积 (m^2)A=B×L = 1.500×4.000 = 6.000 m^22.6.1. 荷载计算:W k:作用在幕墙上的风荷载标准值:2.277 kN/m^2W:作用在幕墙上的风荷载设计值:3.188 kN/m^2q k:幕墙所受垂直幕墙面的组合荷载标准值: 2.397 kN/m^2q:幕墙所受垂直幕墙面的组合荷载设计值: 3.344 kN/m^2G AK:幕墙构件(包括面板和龙骨)的平均自重标准值: 0.600 kN/m^2G A:幕墙构件(包括面板和龙骨)的平均自重设计值: 0.720 kN/m^22.6.1.1. 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)W0:基本风压,按全国基本风压图取为: 0.85 kN/m^2βgz:阵风系数,由GB50009-2001表7.5.1得1.58μz:风压高度变化系数,由GB50009-2001表7.2.1得1.63μs1:风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版),取为:大面处 μs1(1) =1.0μs1(10) =0.8×μs1(1)=0.8×1.0 = 0.80按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001:立柱从属面积 : 1.0m^2 < A=6.000m^2 ≤ 10.0m^2,故μ]×logAμs1 =γw:风荷载作用分项系数: 1.4W k=βgz z s1(A)0=1.58×1.63×1.0×0.85 = 2.277 kN/m^2W=γw=G AK:幕墙构件(包括面板和龙骨)的平均自重标准值: 0.600 kN/m^2G A:幕墙构件(包括面板和龙骨)的平均自重设计值 (kN/m^2)γG:自重荷载作用分项系数: 1.2G A =γG×G AK=1.2×0.600 = 0.720 kN/m^22.6.1.3. 地震荷载计算:q EAK:垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(kN/m^2)q EA:垂直于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 5.0α:水平地震影响系数最大值,本工程抗震设防烈度:7 度,取 0.08γE:地震作用分项系数: 1.3q EAK =β×α×G AK=5.0×0.08×0.600=0.240 kN/m^2q EA =1.3×0.240 = 0.312 kN/m^22.6.1.4. 水平荷载组合计算:q k:幕墙所受水平组合荷载标准值(kN/m^2)q:幕墙所受水平组合荷载设计值(kN/m^2)q k =W k=q==2.6.2. 立柱弯矩计算:幕墙立柱按简支梁力学模型进行设计计算(拉弯构件):q.L:立柱所受水平组合荷载线分布最大荷载集度设计值(kN/m)q.L=q×B=3.344×1.500 = 5.016 kN/mM:水平组合荷载作用下立柱弯矩 (kN.m)M=q.L×L2/8=5.016×4.000^2/8 = 10.033 kN.m2.6.3. 选用立柱型材的截面特性:i:γ:塑性发展系数:1.00立柱最大挠度 Umax,小于其计算跨度的 1/1802.6.4. 幕墙立柱的强度计算:校核依据: N/A+M/γ/w ≤f (JGJ102-2003 6.3.7)N:立柱受力设计值N=G A×B×L=0.720×1.500×4.000 = 4.320 kNM:水平组合荷载作用下立柱弯矩:10.033 kN.mσ:立柱计算强度 (N/mm^2)σ=N×10^3/A+M×10^6/γ/w x=4.320×10^3/2138 + 10.033×10^6/1.00/81356=125.342 N/mm^2125.342 N/mm^2 > 90.0 N/mm^2立柱强度不能满足要求2.6.5. 幕墙立柱的稳定性计算:校核依据: N/ψ/A+M/[γ×w×(1-0.8×N/N E)] ≤f (JGJ102-2003 6.3.8-1)N:立柱受力设计值: 4.320×10^3 = 4320 NM:水平组合荷载作用下立柱弯矩:10.033 kN.mλ:长细比:L/i = 68.05ψ:表6.3.8 得: 0.77校核依据: Umax ≤ L/180 (JGJ102-2003 6.3.10-1)L/180 = 4.000×1000/180 = 22.22 mmU max:立柱最大挠度 ( mm )W k.L:立柱所受水平风荷载线分布最大荷载集度标准值(kN/m)W k.L=W k×B=2.277×1.500 = 3.416 kN/mU max=5×W k.L×(L×1000)^4/(384×E×I)=5×3.416×(4.000×1000)^4/(384×70000×7389357)=22.01 mm22.01 mm < 22.22 mm立柱挠度可以满足要求2.7. 幕墙立柱与主结构连接2.7.1. 载荷计算:N1:连接处水平总力设计值 (kN)N1=q.L×L/2=5.016×4.000/2 = 10.033 kNN2:连接处自重总值设计值 (kN)N2=G A×B×L=0.720×1.500×4.000 = 4.320 kNN:连接处总合力设计值 (kN)N=(N1^2+N2^2)^0.5=f v:N v:D1:D0:螺栓有效直径: 10.360 mmD vbh:螺栓受剪承载能力计算:D vbh=N v×π×D0^2×f v/4 (GB50017-2003 7.2.1-1)=1×π×10.360^2×175.0/4=14753 NN um:螺栓个数:N um=N×10^3/N vbh=10.923×10^3/14753 = 0.740取 2 个N cbl:连接部位立柱型材壁抗承压能力计算:f c b:构件承压强度设计值: 185.0 N/mm^2t:立柱型材校核处最小壁厚: 3.0 mmN cbl=D0×∑t×f c b×N um/1000 (GB50017-2003 7.2.1-3) =10×3.0×185.0×2/1000=11.500 kN11.500 kN > 10.923 kN强度可以满足N cbj:连接部位钢角码壁抗承压能力计算:f c b:构件承压强度设计值: 305.0 N/mm^2t:角码校核处最小壁厚: 5.0 mmN cbj=D0×∑t×f c b×N um/1000 (GB50017-2003 7.2.1-3)=1×10×5.0×305.0×2/1000=31.599 kN31.599 kN > 10.923 kNN1k:连接处水平总力标准值: 7.192 kNN2k:N1:连接处水平总力设计值: 10.033 kNN2:连接处自重总值设计值: 4.320 kN2.7.3.2. 选用连接角码的截面特性:此处连接角码选用: Q235b 冷成型钢角码f:型材强度设计值:205.0 N/mm^2E:型材弹性模量:206000 N/mm^2γ:塑性发展系数:1.05b:连接角码宽: 80 mmt:连接角码厚: 5 mmL:连接角码计算长度: 120 mmN um:连接角码个数: 2 个I x:连接角码自重方向截面惯性矩 (mm^4)I x=N um×t×b^3/12=2×5×80^3/12 = 426667 mm^4w x:连接角码自重方向抵抗矩 (mm^3)w x=N um×t×b^2/6=2×5×80^2/6 = 10667 mm^32.7.3.3. 连接角码强度计算:校核依据: M x/γ/w x+M y/γ/w y ≤fM x:自重荷载作用下角码的弯矩 (N.m m)M x=N2×a1×10^3( 其中 a1 =110 mm )=4.320×110×10^3 = 475200 N.mmσ:连接角码计算强度 (N/mm^2)σ=N1×10^3/(b×t)+M x/γ/w x==校核依据: Umax ≤ 2L/250a1=110 mm b1=10 mmm=1+1.5b1/a1=1+1.5×10/110 = 1.136U max:角码最大挠度U x =N2×a^3×m/(3×E×I x)=3.600×110^3×1.136×10^3/(3×206000×426667)=0.02 mm0.02 mm < 2×120/250 = 0.96 mm连接角码挠度可以满足要求2.8. 预埋件计算2.8.1. 荷载计算:P H:作用于预埋件的水平荷载设计值: 10.033 kNP V:作用于预埋件的竖直荷载设计值: 4.320 kN2.8.2. 预埋件计算:此处预埋件受拉力和剪力M:弯矩设计值(N.mm)e0:套通中心与锚板边缘距离: 150 mmM =P V ×=N um1:K r:关于混凝土:混凝土标号 C30混凝土轴心抗压强度设计值: fc = 14.3 N/mm^2按现行国家标准《混凝土结构设计规范》 GB50010-2002采用。
玻璃幕墙计算(钢立柱)
玻璃幕墙计算(钢立柱)郑州金水万达中心项目1#、2#楼明框玻璃幕墙设计计算书河南天地装饰工程有限公司2015.04目录1计算引用的规范、标准及资料 (1)1.1幕墙设计规范: (1)1.2建筑设计规范: (1)1.3铝材规范: (2)1.4金属板及石材规范: (2)1.5玻璃规范: (3)1.6钢材规范: (3)1.7胶类及密封材料规范: (3)1.8五金件规范: (4)1.9相关物理性能等级测试方法: (4)1.10《建筑结构静力计算手册》(第二版) (5)1.11 土建图纸: (5)2基本参数 (5)2.1幕墙所在地区 (5)2.2地面粗糙度分类等级 (5)2.3抗震设防 (5)3幕墙承受荷载计算 (6)3.1 风荷载标准值的计算方法 (6)3.2计算支撑结构时的风荷载标准值 (8)3.3计算面板材料时的风荷载标准值 (8)3.4垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值83.5平行幕墙平面的集中水平地震作用标准值83.6作用效应组合4幕墙立柱计算................4.1立柱型材选材计算......4.2确定材料的截面参数..…4.3选用立柱型材的截面特性4.4立柱的抗弯强度计算..…4.5立柱的挠度计算.......4.6立柱的抗剪计算....... 5幕墙横梁计算................5.1横梁型材选材计算........5.2确定材料的截面参数..…5.3选用横梁型材的截面特性5.4幕墙横梁的抗弯强度计算5.5横梁的挠度计算 .......5.6横梁的抗剪计算......6 玻璃板块的选用与校核 ......6.1玻璃板块荷载计算:....6 2玻璃的强度计算:....6.3玻璃最大挠度校核:..… 7连接件计算...................91011 11 12121314161718 18 18 202021 .22 237.1横梁与立柱间焊接强度计算 (24)7.2立柱与主结构连接 (25)8幕墙埋件计算(化学锚栓)268.1荷载值计算 (27)8.2 锚栓群中承受拉力最大锚栓的拉力计算 (27)8.3群锚受剪内力计算 (29)8.4锚栓钢材破坏时的受拉承载力计算 (29)8.5基材混凝土的受拉承载力计算 (29)8.6锚栓钢材受剪破坏承载力计算 (30)8.7基材混凝土受剪承载力计算 (31)8.8拉剪复合受力情况下的混凝土承载力计算32 9幕墙转接件强度计算 (32)9.1受力分析 (32)9.2转接件的强度计算 (33)10幕墙焊缝计算 (33)10.1受力分析 (33)10.2焊缝特性参数计算 (33)10.3 焊缝校核计算 (34)11 明框玻璃幕墙伸缩及紧固计算 (34)11.1立柱连接伸缩缝计算 (35)11.2玻璃镶嵌槽紧固螺钉抗拉强度计算 (35)11.3玻璃边缘到边框槽底间隙计算 (35)明框玻璃幕墙设计计算书1计算引用的规范、标准及资料1.1幕墙设计规范铝合金结构设计规范》玻璃幕墙工程技术规范》建筑瓷板装饰工程技术规程》建筑幕墙》金属与石材幕墙工程技术规范》小单元建筑幕墙》1.2建筑设计规范:地震震级的规定》钢结构设计规范》高层建筑混凝土结构技术规程》高层民用建筑设计防火规范》高处作业吊蓝》工程抗震术语标准》工程网络计划技术规程》混凝土结构后锚固技术规程》混凝土结构加固设计规范》混凝土结构设计规范》混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》建筑材料放射性核素限量》建筑防火封堵应用技术规程》建筑钢结构焊接技术规程》建筑工程抗震设防分类标准》建筑结构荷载规范》建筑结构可靠度设计统一标准》建筑抗震设计规范》建筑设计防火规范》建筑物防雷设计规范》冷弯薄壁型钢结构技术规范》民用建筑设计通则》擦窗机》钢结构焊接规范》钢结构工程施工规范》GB50429-2007JGJ102-2003CECS101 :98GB/T21086-2007 JGJ133-2001JG/T216-2007GB/T17740-1999GB50017-2003JGJ3-2010GB50045-95(2005 年版)GB19155-2003JGJ/T97-2011JGJ/T121-99JGJ145-2013GB50367-2013GB50010-2010JG160-2004GB6566-2010CECS154 :2003 JGJ81-2002GB50223-2008GB50009-2012GB50068-2001GB50011-2010GB50016-2006GB50057-2010GB50018-2002GB50352-2005GB19154-2003GB50661-2011GB50755-20121.3 铝材规范:建筑用隔热铝合金型材》 建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》有色电泳涂漆铝合金建筑型材》 变形铝和铝合金牌号表示方法》1.4 金属板及石材规范: 干挂饰面石材及其金属挂件》 建筑装饰用微晶玻璃》 建筑幕墙用瓷板》 建筑装饰用搪瓷钢板》 微晶玻璃陶瓷复合砖》 超薄天然石材复合板》 铝幕墙板 板基》 铝幕墙板 第 2 部分:有机聚合物喷涂铝单板》 建筑幕墙用铝塑复合板》 建筑幕墙用陶板》 建筑装饰用石材蜂窝复合板》 建筑幕墙用氟碳铝单板制品》 纤维增强水泥外墙装饰挂板》 建筑用泡沫铝板》 金属装饰保温板》 外墙保温用锚栓》 聚碳酸酯( PC )中空板》 聚碳酸酯( PC )实心板》 铝塑复合板用铝带》 天然板石》 天然大理石荒料》 天然大理石建筑板材》 天然花岗石荒料》 天然花岗石建筑板材》 天然石材统一编号》 天然饰面石材术语》 变形铝及铝合金化学成份》GB/T3190-2008 JG175-2011 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 铝合金建筑型材第 铝合金建筑型材第 铝合金建筑型材第 3 部分电泳涂漆型材》 4 部分粉末喷涂型材》 5 部分氟碳漆喷涂型材》 6 部分隔热型材》 GB5237.3-2008 GB5237.4-2008 GB5237.5-2008 GB5237.6-2012 铝及铝合金彩色涂层板、带材》YS/T431-2009 铝型材截面几何参数算法及计算机程序要求》 YS/T437-2009 YS/T459-2003 GB/T16474-2011 JC830.1 、 2-2005 JC/T872-2000 JG/T217-2007 JG/T234-2008 JC/T994-2006 JC/T1049-2007 YS/T429.1-2000 YS/T429.2-2012 GB/T17748-2008 JG/T324-2011 JG/T328-2011 JG331-2011 JC/T2085-2011 JG/T359-2012 JG/T360-2012 JG/T366-2012 JG/T116-2012 JG/T347-2012 YS/T432-2000 GB/T18600-2009 JC/T202-2011GB/T19766-2005JC/T204-2011GB/T18601-2009GB/T17670-2008GB/T13890-20081.5玻璃规范:镀膜玻璃第1 部分:阳光控制镀膜玻璃》镀膜玻璃第2 部分:低辐射镀膜玻璃》防弹玻璃》平板玻璃》建筑用安全玻璃第3 部分:夹层玻璃》建筑用安全玻璃第2 部分:钢化玻璃》建筑用安全玻璃防火玻璃》半钢化玻璃》热弯玻璃》压花玻璃》中空玻璃》1.6钢材规范:建筑结构用冷弯矩形钢管》不锈钢棒》不锈钢冷加工钢棒》不锈钢冷轧钢板及钢带》不锈钢热轧钢板及钢带》不锈钢小直径无缝钢管》彩色涂层钢板和钢带》低合金钢焊条》低合金高强度结构钢》建筑幕墙用钢索压管接头》耐候结构钢》高碳铬不锈钢丝》合金结构钢》金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》冷拔异形钢管》碳钢焊条》碳素结构钢》碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带》碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带》优质碳素结构钢》1.7胶类及密封材料规范:丙烯酸酯建筑密封膏》幕墙玻璃接缝用密封胶》彩色涂层钢板用建筑密封胶》丁基橡胶防水密封胶粘带》干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》工业用橡胶板》混凝土建筑接缝用密封胶》GB/T18915.1-2013 GB/T18915.2-2013 GB17840-1999GB11614-2009GB15763.3-2009 GB15763.2-2005 GB15763.1-2009 GB/T17841-2008JC/T915-2003JC/T511-2002GB/T11944-2012JG/T178-2005GB/T1220-2007GB/T4226-2009GB/T3280-2007GB/T4237-2007GB/T3090-2000GB/T12754-2006 GB/T5118-2012GB/T1591-2008JG/T201-2007GB/T4171-2008YB/T096 —1997GB/T3077-1999GB/T13912-2002 GB/T3094-2012GB/T5117-2012GB/T700-2006GB/T912-2008GB/T3274-2007GB/T699-1999JC484-2006JC/T882-2001JC/T884-2001JC/T942-2004JC887-2001GB/T5574-2008JC/T881-2001建筑窗用弹性密封剂》建筑密封材料试验方法》建筑用防霉密封胶》建筑用硅酮结构密封胶》建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品》建筑用硬质塑料隔热条》建筑装饰用天然石材防护剂》聚氨酯建筑密封胶》聚硫建筑密封胶》绝热用岩棉、矿棉及其制品》硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》石材用建筑密封胶》橡胶袖珍硬度计压入硬度试验方法》修补用天然橡胶胶粘剂》中空玻璃用弹性密封胶》中空玻璃用丁基热熔密封胶》建筑表面用有机硅防水剂》钢结构防火涂料》1.8五金件规范:封闭型沉头抽芯铆钉》封闭型平圆头抽芯铆钉》紧固件螺栓和螺钉通孔》紧固件公差螺栓、螺钉、螺柱和螺母》紧固件机械性能不锈钢螺母》紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》紧固件机械性能抽芯铆钉》紧固件机械性能螺母、粗牙螺纹》紧固件机械性能螺母、细牙螺纹》紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》紧固件机械性能自攻螺钉》紧固件术语盲铆钉》螺纹紧固件应力截面积和承载面积》十字槽盘头螺钉》铜合金铸件》锌合金压铸件》铝合金压铸件》铸件尺寸公差与机械加工余量》电动采光排烟窗》1.9相关物理性能等级测试方法:玻璃幕墙工程质量检验标准》玻璃幕墙光学性能》彩色涂层钢板和钢带试验方法》钢结构工程施工质量验收规范》JC485-2007GB/T13477.1 〜20-2002 JC/T885-2001GB16776-2005GB/T19686-2005JG/T174-2005JC/T973-2005JC/T482-2003JC/T483-2006GB/T11835-2007GB/T529-2008JC/T883-2001GB/T531-1999HG/T3318-2002JC/T486-2001JC/T914-2003JC/T902-2002GB14907-2002GB/T12616-2004GB/T12615-2004GB/T5277-1985GB/T3103.1-2002GB/T3098.15-2000GB/T3098.6-2000GB/T3098.19-2004GB/T3098.2-2000GB/T3098.4-2000GB/T3098.1-2010GB/T3098.5-2000GB/T3099.2-2004GB/T16823.1-1997GB/T818-2000GB/T13819-1992GB/T13821-2009GB/T15114-2009GB/T6414-1999JG189-2006JGJ/T139-2001GB/T18091-2000GB/T13448-2006GB50205-2001混凝土结构工程施工质量验收规范》 建筑防水材料老化试验方法》 建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》 建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》 建筑幕墙平面内变形性能检测方法》 建筑装饰装修工程质量验收规范》 金属材料室温拉伸试验方法》1.10《建筑结构静力计算手册》 (第二版 )1.11 土建图纸:2 基本参数 2.1 幕墙所在地区郑州地区;2.2 地面粗糙度分类等级幕墙属于外围护构件,按《建筑结构荷载规范》 (GB50009-2012) 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和城市郊区;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; 依照上面分类标准,本工程按 C 类地形考虑。
幕墙转角立柱计算方法分析
幕墙转角立柱计算方法分析摘要:本文对某工程转角立柱的强度和挠度进行了计算并结果表明,简化计算方法过于保守,首先考虑横梁对转角立柱影响的有限元计算方法和拓展分析方法,计算结果明显减低,同时建议在某工程设计中考虑该影响进行分析。
关键词:幕墙设计;计算方法;转角立柱;建模前言在幕墙的角柱设计中,如果单一按照转角立柱的受荷工况来简化计算,由于正常情况下立柱侧向惯性矩很小,使得受到侧向荷载时,挠度会很大,计算无法通过。
实际上简化计算转角立柱的方法过于保守,忽略了中横梁以及相邻立柱对其影响。
因此,以下将分析转角立柱在受到侧向风荷载时,考虑另一侧相邻的立柱通过横梁分担荷载对转角立柱设计计算的影响。
一、理论分析模型转角立柱受荷分为同时受正风或负风、单侧受负风、单侧受正风和一侧受正风,另一侧受负风四种工况,分别如图1-图4 所示。
图4 一侧受正风,另一侧受负风在上述荷载工况中,图4 所示的工况最为不利,因此,以下只针对图4 所示工况进行分析。
二、计算方法对于转角立柱的设计计算方法,主要包括以下几种:(一)利用公式,简化计算首先计算出正、负风荷载标准值和组合设计值,由于转角立柱的布置通常与两侧幕墙有一定的角度,所以按照立柱自身的强轴和弱轴两个方向,将荷载进行分解,分别计算强轴和弱轴两个方向强度和挠度,最后可得出转角立柱总体强度和挠度。
(单跨立柱按简支梁公式计算,双跨可利用Beamax 小软件辅助计算)(二)利用软件,建模分析利用sap2000 软件建模分析,考虑到转角立柱两侧的立柱以及中横梁对转角立柱都有一定的影响,需要在模型中将涉及的杆件全部建出,转角立柱截面参数按照x 方向为弱轴,y 方向为强轴输入,再按照局部轴旋转一定角度,使模型与图纸布置一致,在转角立柱和其相邻的立柱施加各自的线荷载,运行分析,得到结果。
(三)拓展分析法即考虑龙骨荷载分配,在第(2)种计算方法的基础上,将玻璃板块建出,此面不考虑其对结构的影响,只起到施加荷载的作用,此时面板将荷载按45°分配的原则分配到横梁和立柱上。
幕墙基本计算公式
幕墙设计计算书基本参数:北京地区基本风压0.400kN/m2抗震设防烈度8度设计基本地震加速度0.08gⅠ.设计依据:《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB 50068-2001《建筑结构荷载规范》 GB 50009-2001《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2001《混凝土结构设计规范》 GB 50010-2002《钢结构设计规范》 GB 50017-2003《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145-2004《金属与石材幕墙工程技术规范》 JGJ 133-2001《建筑幕墙》 JG 3035-1996《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》 GB 3098.1-2000《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》 GB 3098.2-2000《紧固件机械性能自攻螺钉》 GB 3098.5-2000《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱》 GB 3098.6-2000《紧固件机械性能不锈钢螺母》 GB 3098.15-2000《建筑结构静力计算手册 (第二版) 》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和城市郊区;--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。
本工程为:内江百科园一期工程,按C类地区计算风荷载。
(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》GB50009-2001规定采用风荷载计算公式: W k=βgz×μs×μz×W0(7.1.1-2)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》GB50009-2001第7.5.1条取定。
根据不同场地类型,按以下公式计算:βgz=K(1+2μf)其中K为地区粗糙度调整系数,μf为脉动系数。
幕墙立柱的几种常见力学计算模型1
幕墙立柱根据实际支撑条件一般可以按以下几种力学模型设计。
1、 简支梁简支梁力学模型是《建筑幕墙工程技术规范》(JGJ102-96)中推荐的立柱计算模型。
在均布荷载作用下,其简化图形如图1.1。
由截面法可求得简支梁任意位置的弯矩为: 图1.1x ql x q M 222+-=进而可解得:当2/l x =时,有弯矩最大值:2max 125.0ql M =。
简支梁的变形可以按梁挠曲线的近似微分方程[1]:)22(22qx x ql dxy d EI --=经过两次积分可得简支梁的挠度方程为:)242412(1343x ql qxqlx EI y ---=由于梁上外力及边界条件对于梁跨中点都是对称的,因此梁的挠曲线也是对称的,则最大挠度截面发生在梁的中点位置。
即:当2/l x =时,代入上式有:EIlq f k 38454max =此种力学模型是目前我国幕墙行业使用的较广泛的形式,但由于没有考虑上下层立柱间的荷载的传递,因而计算结果偏于保守。
2、连续梁在理想状态下,认为立柱上下接头处可以完全传递弯矩和减力,其最大弯矩和变形可查《建筑结构静力手册》中相关的内力表。
在工程实际中,上下层立柱间采用插芯连接,若让插芯起到传递弯矩的作用,需要插芯有相当长的嵌入长度和足够的刚度。
即立柱接头要作为连续,能传递弯矩,应满足以下两个条件:(I) 芯柱插入上、下柱的长度不小于2h c , h c 为立柱截面高度;(II) 芯柱的惯性矩不小于立柱的惯性矩[4]。
计算时连续梁的跨数,可按3跨考虑。
同时考虑由于施工误差等原因造成活动接头的不完全连续,从设计安全角度考虑,按连续梁设计时,推荐采用的弯矩值为:2)101~121(qlM =[2]。
在工程实际中,我们不提倡采用这种连续梁算法。
主要原因是由于铝合金型材模具误差等不可避免的因素,造成立柱接头处只能少部分甚至无法传递弯矩,根本无法形成连续梁的受力模型。
3、双跨梁(一次超静定) 在简支梁的计算中,由于挠度和弯矩偏大,为了提高梁的刚度和强度,就必须加大立柱截面,这样用料较大,在经济上也不太合算。
转角立柱长度计算公式
转角立柱长度计算公式在建筑设计和施工中,转角立柱是一种常见的结构元素,用于支撑建筑物的角落部分。
为了确保建筑结构的稳定性和安全性,需要对转角立柱的长度进行精确的计算。
本文将介绍转角立柱长度的计算公式,并探讨其在实际工程中的应用。
转角立柱长度的计算公式可以由以下几个因素来确定,建筑物的高度、转角立柱的位置、立柱的截面尺寸和材料强度。
在进行计算之前,需要对这些因素进行详细的调查和分析,以确保计算结果的准确性和可靠性。
首先,建筑物的高度是确定转角立柱长度的重要因素之一。
一般来说,建筑物越高,转角立柱所受到的压力和扭转力就越大,因此需要更加坚固和稳定的支撑结构。
根据建筑物的高度和结构设计规范,可以确定转角立柱的最小长度要求,以满足建筑物的结构安全性和稳定性。
其次,转角立柱的位置也会影响其长度的计算。
通常情况下,转角立柱位于建筑物的角落处,用于支撑周围墙体和屋顶结构。
在确定转角立柱长度时,需要考虑到其受力情况和支撑范围,以确保其能够有效地承受外部荷载和内部力的作用。
另外,立柱的截面尺寸和材料强度也是转角立柱长度计算的重要因素。
一般来说,立柱的截面尺寸越大,其承载能力和稳定性就越强,因此可以相应地减小其长度。
而材料的强度和抗压性能则直接影响立柱的承载能力和使用寿命,需要根据具体的工程要求和设计规范进行选择和计算。
在实际工程中,转角立柱长度的计算通常采用以下的公式:L = H / (sinθ + cosθ)。
其中,L表示转角立柱的长度,H表示建筑物的高度,θ表示转角立柱所在角度的正切值。
这个公式是根据立柱受力分析和结构力学原理推导出来的,可以较为准确地计算出转角立柱的最小长度要求,以满足建筑物的结构安全性和稳定性。
除了转角立柱长度的计算公式外,还需要对其实际受力情况和支撑范围进行详细的分析和检查。
在实际工程中,可能会出现多种复杂的受力情况和结构要求,需要根据具体的工程条件和设计要求进行合理的调整和优化。
总之,转角立柱长度的计算是建筑结构设计和施工中的重要环节,直接关系到建筑物的结构安全性和稳定性。
幕墙转角立柱计算方法(实用荟萃)
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。
竖料左部荷载宽度W L=1420mm
竖料右部荷载宽度W R=1500mm
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 m =2700mm
计算转角框。
带悬臂幕墙立柱计算
带悬臂幕墙立柱计算幕墙立柱按双跨梁力学模型进行设计计算:弯矩图(M)剪力图(V)带悬臂梁力学模型(静力计算手册表2-6)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: 2.133kN/m2B: 幕墙分格宽: 1.100mq w=W×B=2.133×1.100=2.345 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=5×0.080×500.000/1000=0.200 kN/m2γE: 幕墙地震作用分项系数: 1.3q EA=1.3×q EAk=1.3×0.200=0.260 kN/m2q E:水平地震作用均布线作用设计值(矩形分布)q E=q EA×B=0.260×1.100=0.286 kN/m(3)立柱弯矩:M w: 风荷载作用下立柱胯间弯矩(kN.m)M wA: 风荷载作用下A支座弯矩(kN.m)q w: 风荷载均布线荷载设计值: 2.345(kN/m)l: 梁跨间长度: 4.000mm: 悬臂端长度:2.000mλ:跨距比:m/lM w=q w×l2×(1-λ2)2/8=2.345×4.0002×(1-(2/4)2)2/8=2.638 kN·mM wA=q w×m2/2=2.345×2.0002/2=4.69 kN·mM E: 地震作用下立柱胯间弯矩(kN·m):M EA: 地震作用下A支座弯矩(kN·m):M E=q E×l2×(1-λ2)2/8=0.286×4.0002×(1-(2/4)2)2/8=0.322 kN·mM EA=q E×m2/2=0.286×2.0002/2=0.572 kN·m故:立柱A支座弯矩大于跨间弯矩,取支座处弯矩计算 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 wA+0.5×M EA=4.69+0.5×0.572=4.976kN·m=4976000.000Nmm2 选用立柱型材的截面特性立柱型材为组合截面。
幕墙转角立柱计算方法
幕墙转角立柱计算方法本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March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。
竖料左部荷载宽度 W L=1420mm竖料右部荷载宽度 W R=1500mm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 m =2700mm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 =1370mm 2 I x_m =3174097mm 4 I y_m =3197235mm 4 C yc_m =69mm 1___-⨯=myc C m x I m xc W 346013_mm m xc W = C yt_m =76mm 1___-⨯=m yt C m x I m xt W341754_mm mxt W = 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。
5.4-铝合金立柱(6063A-T5)计算
第四章、铝合金立柱计算一、计算说明选用(6063A-T5)铝型材,根据建筑结构特点,每根幕墙立柱双支在主体结构上,并处于受拉状态,立柱高度H=3900 mm,幕墙立柱计算分格宽度B 1=2050 mm ,B 2=1375 mm 。
二、力学模型(立柱A)幕墙的荷载由横梁和立柱承担。
玻璃面板将受到的水平方向的荷载,按45度角分别传递到横梁和立柱上。
横梁又将承受的荷载传递给立柱,最后由立柱将所有荷载通过预埋件传递到主体结构上。
计算简图如图。
三、荷载计算1、横梁承受的竖直方向面荷载标准值 G GK =0.45 KN/m 2设计值 G G =0.54 KN/m 22、立柱承受的水平方向面荷载标准值 q K =1.61 KN/m 2设计值 q=2.24 KN/m 23、受力最不利处立柱承受的偏心拉力设计值N=G G ·H ·B 1=0.54×3.9×2.05=4.32 KN4、立柱承受的水平线荷载标准值 q K 线=q K ·B 1=1.61×2.05=3.30 KN/m设计值 q 线=q·B 1=2.24×2.05=4.59 KN/m5、立柱所受的弯矩Ф:弯矩系数,取Ф=0.0835 由H D =3900500=0.128,查《结构静力计算手册》确定 M=Ф·q 线·H 2=0.0835×4.59×3.92=5.8 KN·m6、立柱承受水平方向的剪力经采用SM Solver (清华大学土木系)计算V A =10.45 KNV B =12.75 KNV C =6.09 KN四、立柱(A )截面参数立柱截面积 A 0=1423.5 mm 2X 轴惯性矩 I X =4.74×106 mm 4X 轴到最外缘距离 Y X =83.9 mmX 轴抵抗矩 W X =56502.4 mm 3X 轴面积矩 S X =37273.6 mm 3塑性发展系数 γ=1.05五、立柱(A )抗弯强度校核 校核依据:XW MA N γσ+=0≤f a按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第6.3.7条X W M A N γσ+=0 =4.5650205.1108.55.14231032.463⨯⨯+⨯ =100.80 N/mm 2<f a =124.4 N/mm 2立柱(A )强度符合规范要求。
5.4-铝合金立柱(6063A-T5)计算
第四章、铝合金立柱计算一、计算说明选用(6063A-T5)铝型材,根据建筑结构特点,每根幕墙立柱双支在主体结构上,并处于受拉状态,立柱高度H=3900 mm,幕墙立柱计算分格宽度B 1=2050 mm ,B 2=1375 mm 。
二、力学模型(立柱A)幕墙的荷载由横梁和立柱承担。
玻璃面板将受到的水平方向的荷载,按45度角分别传递到横梁和立柱上。
横梁又将承受的荷载传递给立柱,最后由立柱将所有荷载通过预埋件传递到主体结构上。
计算简图如图。
三、荷载计算1、横梁承受的竖直方向面荷载标准值 G GK =0.45 KN/m 2设计值 G G =0.54 KN/m 22、立柱承受的水平方向面荷载标准值 q K =1.61 KN/m 2设计值 q=2.24 KN/m 23、受力最不利处立柱承受的偏心拉力设计值N=G G ·H ·B 1=0.54×3.9×2.05=4.32 KN4、立柱承受的水平线荷载标准值 q K 线=q K ·B 1=1.61×2.05=3.30 KN/m设计值 q 线=q·B 1=2.24×2.05=4.59 KN/m5、立柱所受的弯矩Ф:弯矩系数,取Ф=0.0835 由H D =3900500=0.128,查《结构静力计算手册》确定 M=Ф·q 线·H 2=0.0835×4.59×3.92=5.8 KN·m6、立柱承受水平方向的剪力经采用SM Solver (清华大学土木系)计算V A =10.45 KNV B =12.75 KNV C =6.09 KN四、立柱(A )截面参数立柱截面积 A 0=1423.5 mm 2X 轴惯性矩 I X =4.74×106 mm 4X 轴到最外缘距离 Y X =83.9 mmX 轴抵抗矩 W X =56502.4 mm 3X 轴面积矩 S X =37273.6 mm 3塑性发展系数 γ=1.05五、立柱(A )抗弯强度校核 校核依据:XW MA N γσ+=0≤f a按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第6.3.7条X W M A N γσ+=0 =4.5650205.1108.55.14231032.463⨯⨯+⨯ =100.80 N/mm 2<f a =124.4 N/mm 2立柱(A )强度符合规范要求。
幕墙立柱内力和挠度的快速计算法
(1) (2) (3) (4)
2
( ) A3-B3 段: M m ax =
1− λ + λ3 − λ 4 8
2
ql2 = K 3ql2
( ) B3-A4 段: M m ax = - λ
1− λ2 + λ3 2
Hale Waihona Puke ql2 = K B3ql2
( ) A4-B4 段: M max =
1− λ − λ2 + λ3 8
B3-A4 段:
3
( ) w ( x32 ) =
q 24EI
⎡ ⎣
(
x
3
2
−
c )4
−
2l
1− λ − λ2 + λ3
( x32
−
c )3
−
S3 x32
−
T3
⎤ ⎦
(0 < x32 ≤ c )
( ) ( ) 式中: S3 = l 3 1 − 5λ − λ 2 + 6λ 3 − 3λ 4 − λ 5 − 4λ 9 ; T3 = l 4 λ 3 2 − λ − 2λ 2 + 2λ 3 ;
本文推导了按受均布荷载作用五等跨等截面铰接梁处理的建筑幕墙立柱以下简称为幕墙立柱的内力和挠度方程及其最大值计算式并据此编制了内力和挠度计算系数表可方便地用于幕墙立柱的结构计算
幕墙立柱内力和挠度的快速计算法
蔡杰民 郭毓
(上海杰思工程实业有限公司)
(上海大学)
摘 要 本文推导了建筑幕墙立柱的内力和挠度方程,给出了相应的最大值计算式,并据此编 制了内力和挠度计算系数表,可方便、快捷地运用于建筑幕墙立柱的结构计算。
A4-B4 段:
( ) w ( x41 ) =
幕墙立柱横梁强度计算
幕墙立柱计算: (主立柱)幕墙立柱按简支梁力学模型进行设计计算:1. 选料:(1)风荷载线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)q w: 风荷载线分布最大荷载集度设计值(kN/m)rw: 风荷载作用效应的分项系数:1.4Wk: 风荷载标准值: 0.548 kN/㎡B: 幕墙分格宽: 1.2 mq w=1.4×W k×B=1.4×0.548×1.2=0.92064 kN/m(2)立柱弯矩:M w: 风荷载作用下立柱弯矩(kN.m)qw: 风荷载线分布最大荷载集度设计值: 0.921(kN/m)Hsjcg: 立柱计算跨度: 4.5 mM w=q w×H sjcg2/8=0.921×4.5×4.5/8=2.33 kN·mq EA: 地震作用设计值(KN/M2):GAk: 玻璃幕墙构件(包括玻璃和框)的平均自重: 135 N/㎡ 垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用:q EAk: 垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用 (kN/m2) q EAk=5×αmax×G Ak=5×0.160×135/1000=0.108 kN/㎡γE: 幕墙地震作用分项系数: 1.3q EA=1.3×q EAk=1.3×0.108=0.14 kN/㎡q E:水平地震作用线分布最大荷载集度设计值(矩形分布) q E=q EA×B=0.14×1.2=0.168 kN/mM E: 地震作用下立柱弯矩(kN·m):M E=q E×H sjcg2/8=0.168×4.5×4.5/8=0.425 kN·mM: 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=2.33+0.5×0.425=2.543 kN·m(3)W: 立柱抗弯矩预选值(cm3)W=M×103/1.05/84.2=2.543×103/1.05/84.2=28.764 cm3(4)I1,I2: 立柱惯性矩预选值(cm4)q Wk: 风荷载线分布最大荷载集度标准值(kN/m)q Wk=W k×B=0.548×1.2=0.658 kN/mq Ek: 水平地震作用线分布最大荷载集度标准值(kN/m) q Ek=q EAk×B=0.108×1.2=0.13 kN/mI1=900×(q Wk+0.5×q Ek)×H sjcg3/384/0.7=900×(0.658+0.5×0.13)×4.5^3/384/0.7=220.592 cm4I2=5000×(q Wk+0.5×q Ek)×H sjcg4/384/0.7/20=5000×(0.658+0.5×0.13)×4.5^4/384/0.7/20=275.74 cm4选定立柱惯性矩应大于: 275.74 cm42. 选用立柱型材的截面特性:选用型材号: 80×80×5×2.5铝方管型材强度设计值: 85.500N/mm2型材弹性模量: E=0.7×105N/mm2X轴惯性矩: Ix= 166.96 cm4Y轴惯性矩: Iy= 95.24 cm4X轴抵抗矩: Wx1= 41.74 cm3X轴抵抗矩: Wx2= 41.74 cm3型材截面积: A= 11.5 cm2型材计算校核处壁厚: t = 2.5 mm型材截面面积矩: Ss= 18.06 cm3塑性发展系数: γ= 1.053. 幕墙立柱的强度计算:校核依据: N/A+M/γ/w≤fa=85.5N/mm2(拉弯构件) B: 幕墙分格宽: 1.2 mGAk: 幕墙自重: 135 N/㎡幕墙自重线荷载:Gk= 135×Wfg/1000= 135×1.2/1000= 0.162 kN/mN K: 立柱受力:N k= G k×H sjcg= 0.162×4.5= 0.729 kNN: 立柱受力设计值:r G: 结构自重分项系数: 1.2N=1.2×N k=1.2×0.729= 0.875 kNσ: 立柱计算强度(N/mm2)(立柱为拉弯构件)N: 立柱受力设计值: 0.875 kNA: 立柱型材截面积: 11.5 cm2M: 立柱弯矩: 2.543 kN·mWx2: 立柱截面抗弯矩: 41.74 cm3γ: 塑性发展系数: 1.05σ=N×10/A+M×103/1.05/W x2=0.875×10/11.5+2.543×1000/1.05/41.74=58.784 N/mm258.784 N/mm2 <fa=85.5N/mm2立柱强度可以满足4. 幕墙立柱的刚度计算:校核依据: U max≤L/180U max: 立柱最大挠度U max=5×(q Wk+0.5×q Ek)×H sjcg4×1000/384/0.7/I x=5×(0.658+0.5×0.13)×4.5^4×1000/384/0.7/166.96 =33 mm立柱最大挠度Umax为: 33 mm < 20mmD u: 立柱挠度与立柱计算跨度比值:Hsjcg: 立柱计算跨度: 4.5 mD u=U/H sjcg/1000=33/4.5/1000=0.0073 < 1/180 = 0.0055挠度可以满足要求5. 立柱抗剪计算:校核依据: τmax≤[τ]=49.6N/mm2(1)Q wk: 风荷载作用下剪力标准值(kN)Q wk=W k×H sjcg×B/2=0.548×4.5×1.2/2=1.48 kN(2)Q w: 风荷载作用下剪力设计值(kN)Q w=1.4×Q wk=1.4×1.48=2.072 kN(3)Q Ek: 地震作用下剪力标准值(kN)Q Ek=q EAk×H sjcg×B/2=0.108×4.5×1.2/2=0.292 kN(4)Q E: 地震作用下剪力设计值(kN)Q E=1.3×Q Ek=1.3×0.292=0.38 kN(5)Q: 立柱所受剪力:采用Q w+0.5Q E组合Q=Q w+0.5×Q E=2.072+0.5×0.38=2.262 kN(6)立柱剪应力:τ: 立柱剪应力:Ss: 立柱型材截面面积矩: 18.06 cm3 Ix: 立柱型材截面惯性矩: 166.96 cm4 t: 立柱壁厚: 2.5 mmτ=Q×S s×100/I x/t=2.262×18.06×100/166.96/2.5=9.787 N/mm29.787 N/mm2 < 49.6N/mm2立柱抗剪强度可以满足1.40.5481.2 0.92064 0.9214.52.33135 0.1080.14 0.168 0.425 2.54328.764 0.6580.13 220.592 275.74 275.74166.96 95.24 41.74 41.7411.52.5 18.061.2135 0.1620.7290.875 0.875 11.5 2.543 41.7458.784334.5 0.00731.482.0720.292 0.38 2.262 18.06 166.962.5 9.787。
03幕墙计算
幕墙计算(一)幕墙立柱计算一、基本参数:1.所在城市:梧州2.地区类型:B 类3.计算点标高:20 m4.力学模型:简支梁5.立柱跨度:4600 mm6.立柱左分格宽度(B1):1500 mm立柱右分格宽度(B2):1500 mm二、立柱荷载1.风荷载作用的线荷载集度:体型系数:靤 = 1.0802风压高度变化系数:靭 = 1.231阵风系数:鈍z = 1.631风荷载标准值:Wk = 1kN/m^2风荷载作用效应的分项系数:鉾 = 1.4风荷载设计值:W = 1.4kN/m^2风荷载作用线荷载集度标准值:qWK = (B1+B2)/2×Wk = 1.5kN/m 风荷载作用线荷载集度设计值:qW = (B1+B2)/2×W = 2.1kN/m2.水平地震作用线荷载集度:动力放大系数:釫 = 5.0水平地震影响系数最大值:醡ax = .04玻璃总厚度:H = 16mm玻璃板块平均自重(不包括框):GAK1 = .4096kN/m^2幕墙的平均自重(包括面板和框): GAK = .5596kN/m^2水平地震作用标准值:qEAK = .112kN/m^2水平地震作用分项系数:鉫 = 1.3水平地震作用设计值:qEB= .145kN/m^2水平地震作用线荷载集度标准值:qEk = .168kN/m水平地震作用线荷载集度设计值:qE = .218kN/m荷载组合线荷载集度标准值:qK = 1.584kN/m荷载组合线荷载集度设计值:q = 2.209kN/m3.立柱在组合荷载作用下的弯矩设计值:风荷载作用下的弯矩设计值:Mw = 5554500 N.mm地震荷载作用下的弯矩设计值:Me = 576610 N.mm荷载组合为:1Sw + .5Se弯矩组合设计值为:M = 1Mw + .5Me = 5842805 N.mm 自重荷载作用标准值:Nk = 3861.24 N自重荷载作用的设计值:N = 4633.488 N塑性发展系数为:? = 1.05剪力组合设计值为:V = qL/2 = 5080.7N三、确定材料的初选截面:1.所选钢材牌号为: Q235(d≤16)钢材的弹性模量为:E = 206000 MPa钢材的抗拉,抗压强度值为:fa = 215 MPa钢材的剪强度值为:鬭 = 125 MPa2.立柱抵抗矩预选值为:Wnx = Mx/鉬y = 25881.75 mm^33.立柱惯性矩预选值为:Ix = 2307152.609 mm^4四、选用立柱型材的截面特性:钢型材净截面面积:A = 4544 mm^2绕X轴的惯性矩:Ix = 23060140 mm^4绕Y轴的惯性矩:Iy = 7578539 mm^4绕X轴净截面矩:Wx1 = 230601.4 mm^3绕X轴净截面矩:Wx2 = 230601.4 mm^3型材截面面积矩:Sx = 144512 mm^3抗剪总厚度:t = 16 mm五、立柱截面验算:1.立柱的抗弯强度计算:? = N/An +Mx/鉝nx= 25.15 MPa < fy = 215 MPa*************************立柱抗弯强度满足要求!*************************2.立柱的挠度计算:df = 1.84090851181774 mm< df,lim = min[L/250,20(30)]= 18.4 mm*******************立柱挠度满足要求!*******************3.立柱的抗剪计算:? = VSx/Ixt= 1.99 MPa < fv = 125 MPa*************************立柱抗剪强度满足要求!(二)横梁计算一、基本参数:1.计算点标高:20m2.横梁跨度:B = 1500mm3.横梁的上分格高度 h1:1600mm横梁的下分格高度 h2:1450mm4.力学模型:简支梁(双向受弯)5.玻璃总厚度: h = 16mm二、横梁荷载:a.垂直于幕墙平面的水平方向荷载:(上部为三角形分布,下部为梯形分布):1.风荷载标准值:Wk = 1 kN/m^22.风荷载设计值:W = 1.4kN/m^23.地震荷载作用标准值:qEAK = .112kN/m^24.地震荷载作用设计值:qEB = .145kN/m^25.横梁上部荷载线荷载集度(按三角分布): (1)上部风荷载线集度标准值:qWks = Wk × B/2 =.75kN/m(2)上部风荷载线集度设计值:qWs = W ×B/2 =1.05kN/m(3)上部地震荷载线集度标准值:qEKs = qEAK × B/2 =.084kN/m(4)上部地震荷载线集度设计值:qEs = qE1 × B/2 =.109kN/m6.横梁下部荷载线荷载集度(按梯形分布): (1)下部风荷载线集度标准值:qWkx = Wk × h2/2 =.725kN/m(2)下部风荷载线集度设计值:qWx = W × h2/2 =1.015kN/m(3)下部地震荷载线集度标准值:qEKx = qEAK × h2/2 = .081kN/m(4)下部地震荷载线集度设计值:qEx = qE2 × h2/2 =.105kN/m7.横梁上部荷载的弯矩设计值:荷载组合: Sw1 + .5Se1上部荷载作用下的弯矩设计值:My1 = 207000 N.mm8.横梁下部荷载的弯矩设计值:荷载组合: Sw2 + .5Se2下部荷载作用下的弯矩设计值:My2 = 206813.75 N.mm9.垂直于幕墙平面的水平方向弯矩设计值: My = 413813.75 N.mm10.横梁上部荷载的剪力设计值:荷载组合: Sw1 + .5Se1上部荷载作用下的水平剪力设计值:Vx1 = 414N11.横梁下部荷载的剪力设计值:荷载组合: Sw2 + .5Se2下部荷载作用下的水平剪力设计值:Vx2 = 413.85N12.垂直于幕墙平面的水平总剪力设计值: Vx = Vx1 + Vx2 = 827.85Nb.横梁在自重荷载作用下的荷载1.横梁在自重荷载作用下的弯矩值:(1)横梁自重线荷载标准值:Gk = .895 kN/m(2)横梁自重线荷载设计值:G = Gk × 1.2 = 1.074 kN/m(3)自重荷载下的弯矩设计值:Mx = G×B^2/8 = 302062.5 N.mm 2.横梁在竖直方向的剪力设计值:Vy = G×B/2 = 805.5 N三、确定初选截面的参数:所选钢材牌号为: Q235(d≤16)钢材的抗弯强度设计值:fy = 215 MPa钢材的抗剪强度设计值:fv = 125 MPa钢材弹性模量:E = 206000 MPa1.横梁抵抗矩预选为:Wnx = Mx /鉬a = 1338 mm^3 ;Wny = My /鉬a = 1833.1 mm^3 ;2.横梁惯性矩预选为:横梁挠度的限值:df,lim = B/250 = 6 mm则由水平方向的挠度公式:df,lim = Wk×B^4/120EI ++ [Wk×B^4/240EI]×(25/8-5醊2+2醊4) 知:Ix = 47731.9 mm^4 ;由水平方向的挠度公式:df,lim= 5×Gk×B^4/384EI知:Iy = 51162.9 mm^4 ;四、选用横梁型材的截面特性:所选钢材截面特性为:型材净截面面积:A = 1216 mm^2绕X轴的惯性矩:Ix = 1173845 mm^4绕Y轴的惯性矩:Iy = 1173845 mm^4绕X轴净截面矩:Wx1 = 29346.1 mm^3绕X轴净截面矩:Wx2 = 29346.1 mm^3绕Y轴净截面矩:Wy1 = 29346.1 mm^3绕Y轴净截面矩:Wy2 = 29346.1 mm^3型材截面绕X轴面积矩:Sx = 17344 mm^3型材截面绕Y轴面积矩:Sy = 17344 mm^3垂直于X轴腹板的厚度:tx = 8 mm垂直于Y轴腹板的总厚度:ty = 8 mm五、横梁截面验算1. 按横梁抗弯强度计算公式,应满足:Mx/鉝nx + My/鉝ny ≤ fy 则:?= Mx/鉝nx + My/鉝ny= 23.233 MPa≤ fy = 215 MPa****************************横梁抗弯强度满足要求!****************************2.横梁的挠度验算:横梁水平方向的挠度为:df1=.262mm ≤ df,lim= min[B/250,20(30)]=6mm横梁水平挠度满足要求!********************横梁竖直方向的挠度为:df2=.244mm ≤ df,lim= min[B/500,3]=3 mm横梁竖直方向挠度满足要求!****************************故此,横梁的挠度满足要求!****************************3.横梁的抗剪强度验算:横梁水平方向的剪应力为:魓 = 1.529 N/mm ≤ fv= 125 N/mm横梁水平剪力满足要求!********************横梁竖直方向的剪应力为:魕 = 1.488 N/mm ≤ fv = 125 N/mm横梁竖直剪力满足要求!****************************故此,横梁的抗剪强度满足要求*****************************(三)玻璃计算一、基本参数:1.所在城市:梧州2.地区类型:B 类3.计算点标高:20 m4.力学模型:四边简支板5.玻璃配置为:夹层玻璃6.第一片(外片)玻璃种类为:钢化玻璃7.第一片(外片)玻璃厚度为:t1 = 8 mm8.第二片(内片)玻璃种类为:钢化玻璃9.第二片(内片)玻璃厚度为:t2 = 8 mm二、玻璃板风荷载计算1.体型系数: 靤 = 1.22.风压高度变化系数:靭 = 1.2313.阵风系数:鈍z = 1.6314.风荷载标准值:Wk = 1 kN/m^25.风荷载设计值:W = 1.4 kN/m^2三、玻璃验算第一片玻璃(外片)强度验算:(1)第一片(外片)分配的风荷载标准值:Wk1 = .5 kN/m^2(2)第一片(外片)分配的风荷载设计值:W1 = .7 kN/m^2(3)第一片(外片)分配的荷载组合标准值: qk1 = .52 kN/m^2(4)第一片(外片)荷载组合设计值:q = .727 kN/m^2(5)弯矩系数:m = .049425(6)玻璃计算参数:?1 = 8.926392(7)强度折减系数:?1 = .96859(8)第一片玻璃板设计最大应力值:?1 = (6 ? m ? q1 ? a ^ 2 / t1 ^ 2 ) ?1= 7.341 MPa < 84 MPa***************************第一片玻璃抗弯强度满足要求***************************2.第二片(内片)玻璃强度验算:(1)第二片(内片)分配的风荷载标准值:Wk2 = .5 kN/m^2(2)第二片(内片)分配的风荷载设计值:W2 = .7 kN/m^2(3)第二片(内片)分配的荷载组合标准值: qk2 = .52 kN/m^2(4)第一片(内片)荷载组合设计值:q2 = .727 kN/m^2(5)弯矩系数:m = .049425(6)玻璃计算参数:?2 = 8.926392(7)强度折减系数:?2 = .96859(8)第二片玻璃板设计最大应力值:?2 = (6 ? m ? q2 ? a ^ 2 / t2 ^ 2 ) ?2= 7.341 MPa < 84 MPa***************************第二片玻璃抗弯强度满足要求***************************3.玻璃面板挠度验算:(1)挠度系数为:? = .004607(2)夹胶玻璃的等效厚度为:te = 10.08 mm(3)计算参数为:鑔2 = 6.812386(4)挠度折减系数为:鏳2 = .9855(5)玻璃面板的挠度计算值为:df2 = ?2 ? ? 譝k 譨 ^ 4 / D2= 3.59 mm < dflim = a/60 = 25.000 mm ****************************玻璃面板挠度满足要求****************************。
幕墙立柱计算
2、胶条的高度,胶条越高,胶条的纵向剪切变形越大,用等效截面计 算的惯性矩值的误差越大。
3、胶条的厚度,厚度越小,胶条的纵向剪切变形越大,用等效截面计 算的惯性矩值的误差越大。
4、梁的跨度,跨度越大,胶条应变越小,用等效截面计算的惯性矩值的误差越 小。
2、水平风荷载设计值计算
rW:风荷载分项系数,取rW=1.4 按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第5.4.2条
W:作用在幕墙上的风荷载设计值
W=rW·WK=1.4×2.254=3.156KN/m2 3、幕墙构件重量荷载
GAK:幕墙构件自重标准值,取0.60 KN/m2 GA:幕墙构件自重设计值 GA=1.2×GAK=1.2×0.6=0.72 KN/m2 4、地震作用
M q线L2 4.968 42 9.936KN m
8
8
假设立柱外轮廓尺寸不变,只改变壁厚,求出立柱满足结构设计要求时立柱截 面面积,最后进行比较。 4、立柱截面参数:
5、立柱抗弯强度校核 校核依据: N M ≤fa
A0 WX
按《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003第6.3.7条
根据以上各种影响因素的考虑,我们在型材设计时应考虑型材结构构造的要 求才能设计出比较合理的组合型材。
在我们投标设计的方案设计阶段,建议组合型材截面参数计算时,宜 采用如下图所示简化方法计算,而不宜直接将整个型材都当作铝型材来考 虑。
五、实例
下面我们将以一个常见的工程实例的设计来详细说明三种处理方法各自的特点。 假设深圳地区,基本风压0.75Kpa,地面粗糙度C类,地震加速度7度0.10g,幕墙计算 高度120米大面处,层高4米,幕墙板块宽度B=1.5米,幕墙板块平均自重0.6KN/mm2 ,立柱 选用6063-T6的铝型材。分别用上述三种处理方法对普通隐框幕墙立柱进行设计。立柱截 面如下:
幕墙立柱的几种常见力学计算模型电子版..
幕墙立柱的几种常见力学计算模型幕墙立柱根据实际支撑条件一般可以按以下几种力学模型设计。
1、简支梁简支梁力学模型是《建筑幕墙工程技术规范》(JGJ102-2003)中推荐的立柱计算模型。
在均布荷载作用下,其简化图形如图1.1。
由截面法可求得简支梁任意位置的弯矩为: 图1.1x ql x q M 222+-= 进而可解得:当2/l x =时,有弯矩最大值:2max 125.0ql M =。
简支梁的变形可以按梁挠曲线的近似微分方程[1]:)22(22qx x ql dx y d EI --= 经过两次积分可得简支梁的挠度方程为:)242412(1343x ql qx qlx EI y ---= 由于梁上外力及边界条件对于梁跨中点都是对称的,因此梁的挠曲线也是对称的,则最大挠度截面发生在梁的中点位置。
即:当2/l x =时,代入上式有:EIl q f k 38454max = 此种力学模型是目前我国幕墙行业使用的较广泛的形式,但由于没有考虑上下层立柱间的荷载的传递,因而计算结果偏于保守。
2、连续梁在理想状态下,认为立柱上下接头处可以完全传递弯矩和剪力,其最大弯矩和变形可查《建筑结构静力手册》中相关的内力表。
在工程实际中,上下层立柱间采用插芯连接,若让插芯起到传递弯矩的作用,需要插芯有相当长的嵌入长度和足够的刚度。
即立柱接头要作为连续,能传递弯矩,应满足以下两个条件:(I) 芯柱插入上、下柱的长度不小于2h c , h c 为立柱截面高度;(II) 芯柱的惯性矩不小于立柱的惯性矩[4]。
计算时连续梁的跨数,可按3跨考虑。
同时考虑由于施工误差等原因造成活动接头的不完全连续,从设计安全角度考虑,按连续梁设计时,推荐采用的弯矩值为:2)101~121(ql M 。
在工程实际中,我们不提倡采用这种连续梁算法。
主要原因是由于铝合金型材模具误差等不可避免的因素,造成立柱接头处只能少部分甚至无法传递弯矩,根本无法形成连续梁的受力模型。
铝单板幕墙墙角区结构计算
昆山康佳生产基地综合楼幕墙工程铝单板幕墙墙角区设计计算书设计:校对:审核:批准:苏州鑫泰建筑装潢有限公司二〇〇九年十月一日目录1 计算引用的规范、标准及资料 (1)1.1 幕墙设计规范: (1)1.2 建筑设计规范: (1)1.3 铝材规范: (2)1.4 金属板及石材规范: (2)1.5 玻璃规范: (2)1.6 钢材规范: (3)1.7 胶类及密封材料规范: (3)1.8 门窗及五金件规范: (4)1.9 相关物理性能等级测试方法: (5)1.10 《建筑结构静力计算手册》(第二版) (5)1.11 土建图纸: (5)2 基本参数 (6)2.1 幕墙所在地区: (6)2.2 地面粗糙度分类等级: (6)2.3 抗震烈度: (6)3 幕墙承受荷载计算 (6)3.1 风荷载标准值的计算方法: (6)3.2 计算支撑结构时的风荷载标准值: (7)3.3 计算面板材料时的风荷载标准值: (7)3.4 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值: (8)3.5 作用效应组合: (8)4 幕墙立柱计算 (8)4.1 立柱型材选材计算: (9)4.2 确定材料的截面参数: (10)4.3 选用立柱型材的截面特性: (11)4.4 立柱的抗弯强度计算: (12)4.5 立柱的挠度计算: (12)4.6 立柱的抗剪计算: (13)5 幕墙横梁计算 (13)5.1 横梁型材选材计算: (14)5.2 确定材料的截面参数: (16)5.3 选用横梁型材的截面特性: (17)5.4 幕墙横梁的抗弯强度计算: (17)5.5 横梁的挠度计算: (18)5.6 横梁的抗剪计算:(梯形荷载作用下) (18)6 铝单板的选用与校核 (19)6.1 铝单板荷载计算: (20)6.2 B板的强度、挠度校核: (20)6.3 C板的强度、挠度校核: (22)6.4 铝单板的加强肋(支座)强度、挠度校核: (23)7 连接件计算 (24)7.1 横梁与立柱间焊接强度计算: (25)7.2 立柱与主结构间焊接强度计算: (26)8 幕墙埋件计算(后锚固结构) (27)8.1 荷载标准值计算: (27)8.2 锚栓群中承受拉力最大锚栓的拉力计算: (28)8.3 群锚受剪内力计算: (29)8.4 锚栓或植筋钢材破坏时的受拉承载力计算: (29)8.5 混凝土锥体受拉破坏承载力计算: (30)8.6 锚栓或植筋钢材受剪破坏承载力计算: (32)8.7 混凝土楔形体受剪破坏承载力计算: (32)8.8 混凝土剪撬破坏承载能力计算: (34)8.9 拉剪复合受力承载力计算: (34)9 幕墙焊缝计算 (35)9.1 受力分析: (35)9.2 焊缝特性参数计算: (35)9.3 焊缝校核计算: (36)10 铝单板幕墙幕墙胶类及伸缩缝计算 (36)10.1 立柱连接伸缩缝计算: (36)10.2 耐侯胶胶缝计算: (37)11 附录常用材料的力学及其它物理性能 (38)铝单板幕墙设计计算书1 计算引用的规范、标准及资料1.1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》 JGJ113-2003《建筑瓷板装饰工程技术规范》 CECS101:98《建筑幕墙》 GB/T21086-2007《金属与石材幕墙工程技术规范》 JGJ133-2001《小单元建筑幕墙》 JG/T216-20081.2建筑设计规范:《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《工程抗震术语标准》 JGJ/T97-95《工程网络计划技术规程》 JGJ/T121-99《混凝土结构后锚固技术规程》 JGJ145-2004《混凝土结构设计规范》 GB50010-2002《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》 JG160-2004《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》 GB6566-2001《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》 GB50009-2001(2006年版、局部修订)《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB50068-2001《建筑抗震设计规范》 GB50011-2001(2008年版) 《建筑设计防火规范》 GB50016-2006《建筑物防雷设计规范》 GB50057-94(2000年版)《冷弯薄壁型钢结构设计规范》 GB50018-2002《民用建筑设计通则》 GB50352-2005《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ85-20021.3铝材规范:《变形铝及铝合金化学成份》 GB/T3190-2008《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/T459-20031.4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《建筑装饰用搪瓷钢板》 JG/T234-2008《微晶玻璃陶瓷复合砖》 JC/T994-2006《超薄天然石材复合板》 JC/T1049-2007《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》 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GB/T14370-20001.7胶类及密封材料规范:《丙烯酸酯建筑密封膏》 JC484-2006《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《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》 JC887-2001《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 《绝热用岩棉、矿棉及其制品》 GB/T11835-2007 《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》 JC/T883-2001 《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/T914-20031.8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 《紧固件机械性能不锈钢螺母》 GB/T3098.15-2000 《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉、螺柱》 GB/T3098.6-2000 《紧固件机械性能抽芯铆钉》 GB/T3098.19-2004 《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 《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》 GB/T3098.1-2000 《紧固件机械性能自攻螺钉》 GB/T3098.5-2000 《紧固件术语盲铆钉》 GB/T3099-2004 《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/T2697-2005 《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/T15114-1994《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》 JG189-20061.9相关物理性能等级测试方法:《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《彩色涂层钢板和钢带试验方法》 GB/T13448-2006《钢结构工程施工质量验收规范》 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幕墙基本计算公式
幕墙设计计算书基本参数:北京地区基本风压0.400kN/m2抗震设防烈度8度设计基本地震加速度0.08gⅠ.设计依据:《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB 50068-2001《建筑结构荷载规范》 GB 50009-2001《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2001《混凝土结构设计规范》 GB 50010-2002《钢结构设计规范》 GB 50017-2003《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145-2004《金属与石材幕墙工程技术规范》 JGJ 133-2001《建筑幕墙》 JG 3035-1996《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》 GB 3098.1-2000《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》 GB 3098.2-2000《紧固件机械性能自攻螺钉》 GB 3098.5-2000《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱》 GB 3098.6-2000《紧固件机械性能不锈钢螺母》 GB 3098.15-2000《建筑结构静力计算手册 (第二版) 》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和城市郊区;--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。
本工程为:内江百科园一期工程,按C类地区计算风荷载。
(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》GB50009-2001规定采用风荷载计算公式: W k=βgz×μs×μz×W0(7.1.1-2)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》GB50009-2001第7.5.1条取定。
根据不同场地类型,按以下公式计算:βgz=K(1+2μf)其中K为地区粗糙度调整系数,μf为脉动系数。
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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。
竖料左部荷载宽度W L=1420mm
竖料右部荷载宽度W R=1500mm
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 m =2700mm
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 =1370mm 2 I x_m =3174097mm 4 I y_m =3197235mm 4 C yc_m =69mm 1
___-⨯=m
yc C m x I m xc W
3
46013_mm
m xc W =
C yt_m =76mm 1___-⨯=m yt C m x I m xt W
341754_mm
m xt W = 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: M P a 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 t
b
ββ 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: 42.0max
min
==
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: M P a 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 t
b
ββ 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: 59.0max
min
-==
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: M P a 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 t
b
ββ 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: M P a 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 t
b
ββ 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≤-=λ
αλαt 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(122
2
2=⋅-=β
πσ
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
___-⨯=m
yc C m x I m xc W
3
39353_mm m xc W =
C yt_m =72.51mm 1___-⨯=m yt C m x I m xt W 339341_mm m
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 ⋅⋅⋅=μμβ
0w ---- 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 μ gz 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 μ
A 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=3.058kPa
水平分布地震作用标准值为
gl gl E Ek t q ⨯⨯⨯=γαβmax 2.1= 0.25kPa
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(=∆⨯⨯⨯+⨯=。