幕墙立柱的几种常见力学计算模型_secret
单元幕墙常见三种立柱受力连接方式论文
单元幕墙常见三种立柱受力连接方式论文摘要：在采用双支座连续梁时，a/L≤0.10，其材料及安装成本最高；随着a/L的值增大，其材料及安装成本相应降低。
所以如果条件允许，我们在实际工程中尽可能将短跨之间的间距调大，以达到节省成本的效果。
引言：随着建筑技术的不断发展与创新，对建筑幕墙的要求也越来越高，在结构安全的情况下要做到经济，美观还要施工方便，单元式幕墙因为安装方便，现场安装工作较少，在现幕墙中应用非常广泛，单元式幕墙结构安全、经济合理越来越重要；现在我们选取在单元幕墙中最常见的立柱构造和连接形式，分析其结构受力和经济性能。
一单元式幕墙立柱常用的力学模型实际工程中，幕墙立柱的连接形式及力学模型，最常见的有以下三种：单跨悬臂梁、简支梁（如下图中“附图（一）”所示），双跨连续梁（如下图中“附图（二）”所示）。
然而究竟采用哪一种受力合理，且经济实惠便于安装呢？本文通过一个实际工程进行详细的分析。
三计算实例比较某单元式幕墙工程， 50年一遇的基本风压为： 0.55Kpa，工程最高高度106m，地面粗糙度类型C类，设防烈度为7度，地震加速度为0.10g，水平地震影响系数最大值为0.08；层高4200mm，立柱的分格为1500mm，双支座连续梁时短跨长度为：a=420mm，长跨为：b=3780mm；单跨悬臂梁时，悬挑跨长为：a= 420mm；此时a/L=0.10；另外在双支座连续梁时，取a/L=0.20，短跨长度a=840mm，做为参考比较。
在保持单元立柱总宽度及形状不变的前提下，仅改变单元立柱的高度，使其能够在受荷载作用时，强度和挠度均能满足规范要求。
通过单元立柱所对应的截面见下图：附图三所示。
三结论对于单元幕墙，采用相类似的立柱（本文中所指为：立柱的截面宽度相同，除截面高度不同外形状相同）与支座连接形式时，立柱采用简支梁，单跨悬臂梁，双跨连续梁这三种连接方式时：（注：a/L中a指的是短跨或悬臂的长度，L指的是杆件的总长度。
《幕墙力学计算原理和方法》详解
幕墙力学计算原理和方法第一章荷载和作用一、荷载分类：1．永久荷载：自重、预应力等。
其值不随时间变化。
2．可变荷载：风荷载、雪荷载、温度应力等。
其值随时间变化。
3．偶然荷载：如地震、龙卷风等。
在设计基准期内不一定出现，而一旦妯现，其量值很大且持续时间较短。
二、风荷载计算：1.场地类别划分:根据地面粗糙度,场地可划分为以下类别:A类近海面,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;2．风荷载计算公式: W k=βgz×μz×μs×W0其中: W k---作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)βgz---瞬时风压的阵风系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001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A类场地: βgz=0.92*(1+2μf) 其中：μf=0.387*(Z/10)^(-0.12)B类场地: βgz=0.89*(1+2μf) 其中：μf=0.5(Z/10)^(-0.16)C类场地: βgz=0.85*(1+2μf) 其中：μf=0.734(Z/10)^(-0.22)D类场地: βgz=0.80*(1+2μf) 其中：μf=1.2248(Z/10)^(-0.3)μz---风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取定,根据不同场地类型,按以下公式计算:A类场地: μz=1.379×(Z/10)0.24B类场地: μz=(Z/10)0.32C类场地: μz=0.616×(Z/10)^0.44D类场地: μz=0.318×(Z/10)^0.60μs---风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001墙角处取为：1.8墙面处取为：1.0封闭建筑物还需考虑内表面+0.2或-0.2W0--- 基本风压,按全国基本风压图取值。
《幕墙力学计算原理和方法》详解
幕墙力学计算原理和方法第一章荷载和作用一、荷载分类：1．永久荷载：自重、预应力等。
其值不随时间变化。
2．可变荷载：风荷载、雪荷载、温度应力等。
其值随时间变化。
3．偶然荷载：如地震、龙卷风等。
在设计基准期内不一定出现，而一旦妯现，其量值很大且持续时间较短。
二、风荷载计算：1.场地类别划分:根据地面粗糙度,场地可划分为以下类别:A类近海面,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;2．风荷载计算公式: W k=βgz×μz×μs×W0其中: W k---作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)βgz---瞬时风压的阵风系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001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A类场地: βgz=0.92*(1+2μf) 其中：μf=0.387*(Z/10)^(-0.12)B类场地: βgz=0.89*(1+2μf) 其中：μf=0.5(Z/10)^(-0.16)C类场地: βgz=0.85*(1+2μf) 其中：μf=0.734(Z/10)^(-0.22)D类场地: βgz=0.80*(1+2μf) 其中：μf=1.2248(Z/10)^(-0.3)μz---风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取定,根据不同场地类型,按以下公式计算:A类场地: μz=1.379×(Z/10)0.24B类场地: μz=(Z/10)0.32C类场地: μz=0.616×(Z/10)^0.44D类场地: μz=0.318×(Z/10)^0.60μs---风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001墙角处取为：1.8墙面处取为：1.0封闭建筑物还需考虑内表面+0.2或-0.2W0--- 基本风压,按全国基本风压图取值。
不同力学模型在幕墙立柱计算中的比较
不同力学模型在幕墙立柱计算中的比较中图分类号：O3 文献标识码：A 文章编号：摘要：幕墙立柱计算采用简支梁、双跨梁、多跨静定梁、多跨铰接一次超静定梁的计算比较，从而选取最优的受力方式。
关键词：立柱抗弯和抗剪强度计算、立柱刚度挠度的计算。
绪论：幕墙是建筑的外围护结构，目前外墙采用建筑幕墙形式非常普及，本文通过对不同受力力学模型的比较就会发现受力形式不同，对幕墙立柱的选取是不同的，如果在进行设计时，选取相应不同受力力学模型的计算，幕墙立柱将会充分合理使用，这将降低成本，取得较好经济的效益。
设计人员不应简单以简支梁或双跨梁进行幕墙立柱的计算，实际建筑中应是多跨静定梁或多跨铰接一次超静定梁的受力计算，避免计算中材料的无为浪费。
为使比较方便统一，我们选取同一位置分格的幕墙立柱进行比较。
论文主体基本参数取北京新建口腔医学院综合楼计算；本工程按C类地形考虑，地震基本烈度为：8度，地震动峰值加速度为0.2g，取：αmax=0.16。
计算点基本参数：计算点标高：100m；立柱跨度：L=4000mm；立柱左分格宽：1100mm；立柱右分格宽：1100mm；立柱计算间距：B=1100mm；板块配置：中空玻璃6+12A+6 mm；立柱材质：6063-T5；选用立柱型材的截面特性选用立柱型材号：60/150系列型材的抗弯强度设计值：fa=90MPa型材的抗剪强度设计值：τa=55MPa型材弹性模量：E=70000MPa绕X轴惯性矩：Ix=4173330mm4绕Y轴惯性矩：Iy=842340mm4绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=53583mm3绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=57857mm3型材净截面面积：An=1411.5mm2型材线密度：γg=0.03811N/mm型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：t=6mm型材受力面对中性轴的面积矩：Sx=34589mm3塑性发展系数：γ=1.00幕墙承受荷载计算风荷载标准值的计算方法按建筑结构荷载规范计算：wk=βgzμzμs1w0上式中：βgz：瞬时风压的阵风系数；βgz=1.6019μz：风压高度变化系数；μz=1.6966μs1：局部风压体型系数；μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA w0：基本风压值(MPa)，取0.00045MPa；计算支撑结构时的风荷载标准值A=1.1×4=4.4m2wk=βgzμzμs1w0=0.00131MPa计算面板材料时的风荷载标准值A=1.1×1.38=1.518m2wk=βgzμzμs1w0 =0.001424MPa垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值qEAk=βEαmaxGk/A作用效应组合S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk幕墙立柱按简支梁计算简支梁：幕墙立柱单跨用一处连接件与主体结构连接，单跨立柱在连接处向上悬挑一段，上一层立柱下端用插芯连接支承在此悬挑端上，计算时取简支梁，计算简图对结构作了简化。
立柱的支撑力计算公式
立柱的支撑力计算公式在工程设计和建筑施工中，立柱是一种常见的结构元素，用于支撑和承受垂直荷载。
在设计和计算立柱的支撑力时，需要考虑多种因素，包括立柱的材料、截面形状、长度和受力情况等。
本文将介绍立柱的支撑力计算公式，并对其应用进行讨论。
立柱的支撑力计算公式通常采用欧拉公式或约束条件下的弹性稳定性理论。
欧拉公式是最常用的立柱稳定性计算方法之一，它基于弹性稳定性理论，可以用于计算不同材料和截面形状的立柱的临界载荷。
欧拉公式的一般形式为：Pcr = (π^2 E I) / (K L)^2。
其中，Pcr表示立柱的临界载荷，E表示立柱的弹性模量，I表示立柱的惯性矩，K表示立柱的有效长度系数，L表示立柱的长度。
在欧拉公式中，有效长度系数K是一个重要的参数，它反映了立柱受约束条件的影响。
有效长度系数K的计算通常需要考虑立柱的端部约束情况，包括铰接支座、固定支座和自由端等。
不同的约束条件会导致立柱的有效长度系数K不同，从而影响立柱的临界载荷。
除了欧拉公式外，约束条件下的弹性稳定性理论也可以用于计算立柱的支撑力。
在这种方法中，立柱的约束条件和受力情况被考虑为一个整体，通过求解弹性稳定性方程得到立柱的临界载荷。
这种方法更加精确，适用于复杂的约束条件和受力情况，但计算过程也更为复杂。
在实际工程中，立柱的支撑力计算通常需要考虑多种因素，包括立柱的材料、截面形状、长度、约束条件和受力情况等。
在进行计算时，需要根据实际情况选择合适的计算方法，并结合工程经验和实测数据进行综合分析。
此外，还需要注意计算过程中的误差和偏差，并进行合理的修正和校正。
除了计算立柱的支撑力外，还需要对立柱的稳定性和安全性进行评估。
在实际工程中，立柱的稳定性和安全性是至关重要的，需要考虑立柱在受力过程中的稳定性、变形和破坏情况，以确保其能够安全可靠地承受垂直荷载。
总之，立柱的支撑力计算是工程设计和建筑施工中的重要内容之一，需要综合考虑多种因素，并选择合适的计算方法进行分析。
玻璃幕墙立柱双跨梁力学模型
玻璃幕墙立柱双跨梁力学模型玻双学璃幕墙立柱跨梁力模型1.1 立柱荷墙墙化建筑幕墙的立柱是幕墙墙系的主～墙于主墙墙之上～上、下立柱之墙留有构体体它挂体构15mm以上的墙隙。
在一般情下～立柱所受荷墙可以墙化墙呈墙性分布的矩形荷墙～其受力墙墙况可以表示墙如墙1所示。
墙1墙立柱墙受均布荷墙的墙支梁墙算墙墙～其荷墙集度墙～立柱的墙算墙度墙。
因此立柱的墙算分析～可以墙化墙一典型平面杆系墙墙。
个墙墙墙可以墙墙是一平面的墙墙。
个内墙幕墙立柱墙～我墙墙墙,?是墙墙杆件～因此可以用坐墙描述～?主要墙形墙垂直于墙的墙度来它来～可以用墙度描述位移墙。
所以可以墙行如下假墙,来? 直法墙假定～? 小墙形平面假墙。
与墙1 立柱墙受均布荷墙的墙支梁墙算墙墙1.2 跨梁墙算模型解析双1.2.1 跨梁的墙算墙墙双由于幕墙立柱所受荷墙可以墙化墙呈墙性分布的矩形荷墙～假墙其荷墙集度墙～立柱的墙算墙度墙～墙立柱跨梁力墙算模型的墙算墙墙如墙双学2所示。
墙2 立柱跨梁力墙算模型墙算墙墙双学墙力模型墙界件墙,在平面～立柱共有三支座～分墙是支座学条内个A、支座B和支座C。
立柱墙墙墙杆件～主要墙形墙垂直于墙的墙度。
三支座墙的支座反力只有平行于墙方向的反个力～有水平支座反力～立柱无墙向力。
没即立柱何,墙度、墙跨、短跨和比例因子。
几参数1.2.2 跨梁力的求解双学参数墙幕墙立柱墙行墙分析墙算墙～需要墙算的力主要有,各支座反力、垂直于墙方向的构学参数墙度、立柱力矩和剪力等。
下面墙出其求解墙程～假墙立柱材料的墙性模量墙～其截面墙内即弯中性墙的墙性矩墙。
我墙知道～跨梁的墙算墙墙～墙墙上是一超定墙墙～因此必墙要用到力平衡件和墙形墙双个静静条墙件。
墙墙墙的墙形墙墙件就是在条条C支座墙～垂直于墙方向的墙度墙0。
根据加原理～在小墙形的前提下～在墙性范墙～作用在立柱上的力是各自立的～不相叠内独并互影～各荷墙所引起的力成墙性墙系～加各荷墙墙作用的力～就可以得到共响个与它内叠个独内同作用墙的力。
玻璃幕墙立柱双跨梁力学模型
玻璃幕墙立柱双跨梁力学模型在构建现代建筑的过程中，玻璃幕墙是一种常见的外观设计。
给建筑物带来美观的同时也增加了建筑的结构设计难度。
在玻璃幕墙的结构设计中，立柱和梁是重要的组成部分。
本文将介绍玻璃幕墙立柱双跨梁力学模型的结构设计和力学模拟。
立柱和梁在玻璃幕墙中的作用玻璃幕墙在建筑设计中常用的一种结构，它是由许多的玻璃幕板和支撑系统组成。
支撑系统包括立柱和梁两部分，它们起到承重和支撑的作用。
在玻璃幕墙中，立柱是连接幕墙系统和建筑结构的媒介，起到支撑幕墙的作用，并将幕墙的外部荷载传递给结构系统。
梁则承载幕墙自重和外部荷载，同时支撑玻璃幕板防止其发生翘曲变形。
立柱双跨梁结构的特点在玻璃幕墙的设计中，双跨梁结构是一种常用的形式。
它具有以下几方面的特点：•空间利用率高。
当跨度较大时，双跨梁可以极大地节省了建筑面积。
•结构稳定性强。
双跨梁本身就是一种弯曲承载结构，具有很强的稳定性。
•施工和维护更方便。
双跨梁可以先拼装成一个完整的梁再进行施工，维护时只需更换一段梁即可。
立柱双跨梁力学模型的建立建立立柱双跨梁结构的力学模型是玻璃幕墙设计的重要步骤。
这个模型可以帮助工程师更好地进行施工、维护和动态分析。
立柱双跨梁结构的力学模型是一个结构力学问题，需要先进行几何模型，在此基础上建立相应的解析力学模型。
通常方法是将结构分割为若干个结构单元，然后对单元进行分析和计算。
立柱双跨梁结构的力学分析立柱双跨梁结构的力学分析是设计好玻璃幕墙的基础。
它需要考虑以下几个方面：•荷载分析：需要分析整个幕墙结构的基本荷载信息，包括重力荷载、风荷载、地震荷载等等。
这些荷载都是设计的基础，其大小和方向可以对立柱和梁的尺寸和材料选用产生重要的影响。
•结构材料分析：需要分析幕墙的各种材料，包括玻璃、铝合金和钢结构等等。
结构材料的选择将对结构的刚性和稳定性产生重要影响。
•结构刚性分析：需要分析整个幕墙结构的刚性情况，确定立柱和梁的尺寸和强度。
•结构稳定性分析：需要分析整个幕墙结构的稳定性情况，根据标准进行验算。
明框玻璃幕墙立柱计算
明框玻璃幕墙设计计算书设计：校核：审核：批准：目录1 计算引用的规范、标准及资料................................................................... 错误!未定义书签。
幕墙设计规范：..................................................................................... 错误!未定义书签。
建筑设计规范：..................................................................................... 错误!未定义书签。
玻璃规范：............................................................................................. 错误!未定义书签。
铝材规范：............................................................................................. 错误!未定义书签。
钢材规范：............................................................................................. 错误!未定义书签。
门窗及五金件规范：............................................................................. 错误!未定义书签。
胶类及密封材料规范：......................................................................... 错误!未定义书签。
立柱承重力的计算方法
立柱承重力的计算方法一、引言立柱承重力是指立柱所能承受的垂直向下的力量。
在建筑、工程和结构设计中，准确计算立柱承重力是非常重要的，因为它直接影响到结构的稳定性和安全性。
本文将介绍立柱承重力的计算方法，帮助读者了解并正确应用这一概念。
二、立柱承重力的定义立柱是一种直立的结构元素，通常用于支撑建筑物的屋顶、楼层或其他重要部分。
立柱承重力是指立柱所能承受的垂直向下的力量，它由上部结构的重力以及其他荷载所引起。
三、立柱承重力的计算方法立柱承重力的计算方法可以分为静力学方法和工程力学方法。
以下将分别介绍这两种方法。
1. 静力学方法静力学方法是一种基于平衡原理的力学计算方法。
在这种方法中，立柱的承重力可以通过以下公式计算：承重力 = 自重 + 荷载其中，自重是指立柱本身的重量，荷载是指施加在立柱上的其他外部力。
为了准确计算承重力，需要考虑立柱的材料、尺寸和形状等因素，并结合实际情况确定荷载的大小和方向。
2. 工程力学方法工程力学方法是一种基于材料力学和结构力学原理的计算方法。
在这种方法中，立柱的承重力可以通过以下步骤计算：（1）确定立柱的截面形状和尺寸；（2）根据立柱的材料特性，计算立柱的截面面积和惯性矩；（3）根据立柱的几何形状和受力情况，计算立柱的应力分布；（4）根据立柱的应力分布和截面特性，计算立柱的承载力。
在工程力学方法中，需要考虑立柱的材料强度、截面形状和受力情况等因素，以确保立柱在承受荷载时不会发生破坏或失稳。
四、立柱承重力的影响因素立柱承重力的大小受多种因素的影响，以下是一些主要因素：1. 立柱的材料：不同材料具有不同的强度和刚度特性，会影响立柱的承载能力。
2. 立柱的尺寸和形状：立柱的截面形状和尺寸会影响立柱的承载能力，通常采用合适的截面形状和增加立柱的尺寸可以提高其承载能力。
3. 荷载的大小和方向：施加在立柱上的荷载的大小和方向会直接影响立柱的承载能力，需要根据实际情况合理确定荷载的大小和方向。
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。
立柱之间的计算公式有哪些
立柱之间的计算公式有哪些在建筑结构设计中，立柱是承担建筑物自重和外部荷载的重要承重构件。
在设计立柱时，需要进行合理的计算和分析，以确保其能够承受预期的荷载并保持结构的稳定性和安全性。
而立柱之间的计算公式是设计师们在进行计算时必须要了解和掌握的重要内容。
一、立柱之间的计算公式。
1. 等效弯矩法。
在计算立柱之间的荷载时，可以使用等效弯矩法。
该方法是将立柱之间的荷载转化为等效的弯矩作用在立柱上，然后根据立柱的截面尺寸和材料特性计算其受力情况。
等效弯矩法的计算公式为：M = P e。
其中，M为等效弯矩，P为立柱之间的荷载，e为立柱的等效杆心距。
2. 弯矩分配法。
在多根立柱共同承担荷载时，可以使用弯矩分配法进行计算。
该方法是根据立柱的刚度和荷载大小，将荷载按比例分配给各个立柱，然后分别计算每根立柱的受力情况。
弯矩分配法的计算公式为：P1 = (M2 L1 + M1 L2) / (L1 + L2)。
P2 = (M2 L1 + M1 L2) / (L1 + L2)。
其中，P1和P2分别为两根立柱承受的荷载，M1和M2分别为两根立柱上的弯矩，L1和L2分别为两根立柱的长度。
3. 弯矩-轴力组合法。
在计算立柱的受力情况时，还可以使用弯矩-轴力组合法。
该方法是将立柱受到的弯矩和轴力合并计算，得出立柱的综合受力情况。
弯矩-轴力组合法的计算公式为：N = P + (M / W)。
其中，N为立柱的轴力，P为立柱的荷载，M为立柱的弯矩，W为立柱的截面模量。
二、立柱之间的计算公式的应用。
1. 结构设计。
在建筑结构设计中，立柱之间的计算公式是设计师们进行结构分析和计算的重要依据。
通过合理的计算和分析，可以确保立柱能够承受预期的荷载并保持结构的稳定性和安全性。
2. 结构优化。
在进行结构优化时，立柱之间的计算公式可以帮助设计师们选择合适的立柱尺寸和材料，以最大程度地减少结构的成本和重量，同时保证其满足设计要求。
3. 结构改造。
在进行建筑结构改造时，立柱之间的计算公式可以帮助设计师们评估原有结构的承载能力，从而确定是否需要对立柱进行加固或替换，以确保改造后的结构能够满足新的使用要求。
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。
石材幕墙钢型材立柱受力分析计算
石材幕墙钢型材立柱受力分析计算摘要：石材幕墙具有造型优美、使用生命周期长、安装维修成本低等特点，已广泛被运用到现代各类建筑中。
通过对石材幕墙可能承受的风荷载、地震荷载的计算，验算其立柱抗弯强度、抗剪强度、挠度等参数，以满足石材幕墙的安全性。
关键词：石材幕墙；荷载；安全性1前言石材幕墙具有造型优美、使用生命周期长、安装维修成本低等特点[1]，已广泛被运用到现代各类建筑中。
为了保证在长时间的使用年限里安全性，需在设计过程对其抗弯强度、抗剪强度等参数进行计算，以满足石材幕墙的使用要求。
2. 工程背景门楼石材幕墙所属建筑物地区类别为C类地形即有密集建筑群的城市市区，抗震设防烈度为6度，地震设防分类为标准设防类，工程基本风压取0.35kN/m²，工程基本雪压[2]取0.5kN/m²。
3.幕墙钢型材立柱计算基本参数根据现场实际情况，幕墙立柱按单跨简支(受拉)力学模型进行设计计算，立柱跨度L取3400mm，立柱左分格宽为800mm，立柱右分格宽为800mm，立柱计算间距B 取 800mm，立柱材质为Q235钢型材，受力模型如图1。
图1 简支梁力学模型风荷载作用的线荷载集度按矩形分布考虑，风荷载线分布最大荷载集度标准qwk =Wk×B=0.8N/mm，风荷载线分布最大荷载集度设计值qw=1.5qwk=1.2N/mm。
水平地震作用线荷载集度按矩形分布考虑，按现行国家标准《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ102-2003）第 5.3.4 条，垂直于幕墙平面的分布水平地震标准值qEAK =βE×αmax×GAK=0.00022N/mm2，,式中βE动力放大系数取 5，αmax水平地震影响系数最大值本工程取值0.04。
水平地震作用线荷载集度标准值qEK =qEAK×B=0.176N/mm，水平地震作用线荷载集度设计值qE=qEK×γE=0.229N/mm。
某150系列明框幕墙(双跨梁)计算书(gb50009-2006年版)_secret
广州市xxxxxxx150系列明框玻璃幕墙工程设计计算书计算:校核:二〇〇九年四月二十日广州市xxxxxxx明框玻璃幕墙工程设计计算书一、计算依据及说明1.设计依据《建筑结构荷载规范》 GB 50009-2001《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2001《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB 50068-2001《钢结构设计规范》 GB 50017-2003《玻璃幕墙工程技术规范》 JGJ 102-2003《玻璃幕墙工程质量检验标准》 JGJ/T 139-2001《金属与石材幕墙工程技术规范》 JGJ 133-2001《建筑制图标准》 GB/T 50104-2001《建筑玻璃应用技术规程》 JGJ 113-2003《全玻璃幕墙工程技术规程》 DBJ/CT 014-2001《点支式玻璃幕墙工程技术规程》 CECS 127:2001《点支式玻幕墙支承装置》 JC 1369-2001《吊挂式玻幕墙支承装置》 JC 1368-2001《建筑铝型材基材》 GB/T 5237.1-2004《建筑铝型材阳极氧化、着色型材》 GB/T 5237.2-2004《建筑铝型材电泳涂漆型材》 GB/T 5237.3-2004《建筑铝型材粉末喷涂型材》 GB/T 5237.4-2004《建筑铝型材氟碳漆喷涂型材》 GB/T 5237.5-2004《铝合金建筑型材隔热型材》 GB/T 5237.6-2004《玻璃幕墙力学性能》 GB/T 18091-2000《建筑幕墙平面内变形性能检测方法》 GB/T 18250-2000《建筑幕墙抗震性能振动台试验方法》 GB/T 18575-2001《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《紧固件机械性能螺母细牙螺纹》 GB 3098.4-2000《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、螺柱》 GB 3098.6-2000《紧固件机械性能不锈钢螺母》 GB 3098.15-2000《螺纹紧固件应力截面积和承载面积》 GB/T 16823.1-1997《焊接结构用耐候钢》 GB/T 4172-2000《浮法玻璃》 GB 11614-1999《夹层玻璃》 GB 9962-1999《钢化玻璃》 GB/T 9963-1998《幕墙用钢化玻璃与半钢化玻璃》 GB 17841-1999《铝及铝合金轧制板材》 GB/T 3880-1997《铝塑复合板》 GB/T 17748《干挂天然花山岗石，建筑板材及其不锈钢配件》 JC 830.1,830.2-1998《建筑用铝型材、铝板氟碳涂层》 JC 133-2000《建筑用安全玻璃防火玻璃》 GB 15763.1-2001《混凝土接缝用密封胶》 JC/T 881-2001《幕墙玻璃接缝用密封胶》 JC/T 882-2001《石材幕墙接缝用密封胶》 JC/T 883-2001《中空玻璃用弹性密封胶》 JC/T 486-2001《天然花岗石建筑板材》 GB/T 18601-2001《铝合金窗》 GB/T 8479-2003《铝合金门》 GB/T 8478-2003《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》 JG 160-2004《混凝土结构后锚固技术规程》 JGJ 145-2004《公共建筑节能设计标准》 GB 50189-2005《建筑用硬质塑料隔热条》《建筑用隔热铝合金型材穿条式》 JG/T 175-20052.基本计算公式(1).场地类别划分:根据地面粗糙度,场地可划分为以下类别:A类近海面,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;本工程按C类地区计算风压,幕墙最大标高22.300m(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 7.1.1-2 采用风荷载计算公式: Wk=βgz×μz×μsl×W0其中: Wk---作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2)βgz---瞬时风压的阵风系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001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A类场地: βgz=0.92×(1+2μf) 其中：μf=0.387×(Z/10)(-0.12)B类场地: βgz=0.89×(1+2μf) 其中：μf=0.5×(Z/10)(-0.16)C类场地: βgz=0.85×(1+2μf) 其中：μf=0.734×(Z/10)(-0.22)D类场地: βgz=0.80×(1+2μf) 其中：μf=1.2248×(Z/10)(-0.3)μz---风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取定,根据不同场地类型,按以下公式计算:A类场地: μz=1.379×(Z/10)0.24B类场地: μz=(Z/10)0.32C类场地: μz=0.616×(Z/10)0.44D类场地: μz=0.318×(Z/10)0.60本工程属于C类地区μsl---风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001取为：1.2W0---基本风压,按全国基本风压图,广州地区取为0.5kN/m2(3).地震作用计算:qEAk=βE×αmax×GAK其中: qEAk---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,按相应设防烈度取定:6度: αmax=0.047度: αmax=0.088度: αmax=0.169度: αmax=0.32广州地区设防烈度为7度,根据本地区的情况,取αmax=0.08GAK---幕墙构件的自重(N/m2)(4).荷载组合:结构设计时，根据构件受力特点，荷载或作用的情况和产生的应力(内力)作用方向，选用最不利的组合，荷载和效应组合设计值按下式采用：γGSG+γwψwSw+γEψESE+γTψTST各项分别为永久荷载：重力；可变荷载：风荷载、温度变化；偶然荷载：地震水平荷载标准值: qk=Wk+0.5qEAk水平荷载设计值: q=1.4Wk+0.5×1.3qEAk荷载和作用效应组合的分项系数,按以下规定采用:①对永久荷载采用标准值作为代表值，其分项系数满足：a.当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，取1.2；对有永久荷载效应控制的组合，取1.35b.当其效应对结构有利时：一般情况取1.0；对结构倾覆、滑移或是漂浮验算，取0.9②可变荷载根据设计要求选代表值，其分项系数一般情况取1.4二、风荷载计算1.风荷载标准值:μz=0.616×(z10)0.44=0.876μf=0.5×35(1.8×(0.22-0.16))×(z10)-0.22=0.615βgz=0.85×(1+2×μf) = 1.896Wk=βgz×μz×μsl×W0 (JGJ102-2003 5.3.2) =1.896×0.876×1.2×0.5=0.997kN/m2Wk<1kN/m2,取Wk=1kN/m22.风荷载设计值:W=γw×Wk=1.4×1=1.4kN/m2三、玻璃计算1.玻璃面积:A=B×H =1×1.3 =1.3m22. 玻璃板块自重:t: 玻璃板块厚度: 6mm GAK=25.6×t1000=25.6×61000=0.1536kN/m 23. 分布水平地震作用计算:qEAk=βE ×αmax ×GAK (JGJ102-2003 5.3.4) =5×0.08×0.1536=0.06144kN/m 2qEA=rE ×qEAk =1.3×0.06144=0.079872kN/m 24. 玻璃强度计算:选定面板材料为:校核依据: σ≤ｆg=84N/mm 2q: 玻璃所受组合荷载: a: 玻璃短边边长: 1m b: 玻璃长边边长: 1.3m t: 玻璃板块厚度: 6mmE: 玻璃弹性模量 : 72000N/mm 2m: 玻璃板面跨中弯曲系数,按边长比a/b 查表6.1.2-1得 : 0.0661846 η: 折减系数,根据参数θ查表6.1.2-2 σw: 玻璃所受应力:采用风荷载与地震荷载组合: q=W+ψE ×qEA=1.4+0.5×0.079872=1.43994kN/m 2参数θ计算:θw=Wk ×a 4×109/E/t 4(JGJ102-2003 6.1.2-3)=1×14×109/72000/64=10.7167θe=qEAk ×a 4×109/E/t 4(JGJ102-2003 6.1.2-3)=0.06144×14×109/72000/64=0.658436查表6.1.2-2 分别得到折减系数 ηw = 0.957133 ηe = 1玻璃应力标准值计算:σw=6×m ×ηw ×Wk ×a 2×1000/t 2(JGJ102-2003 6.1.2-1)=6×0.0661846×0.957133×1×12×1000/62=10.5579N/mm2σe=6×m×ηe×qEAk×a2×1000/t2 (JGJ102-2003 6.1.2-2) =6×0.0661846×1×0.06144×12×1000/62=0.67773N/mm2玻璃应力设计值为:σ=rw×σw+ψE×γE×σe=1.4×10.5579+0.5×1.3×0.67773=15.2216N/mm2≤ｆg=84N/mm2玻璃的强度满足5.玻璃跨中挠度计算:校核依据: df≤dflim=a/60×1000=16.6667mmD: 玻璃刚度(N·mm)ν: 玻璃泊松比: 0.2E: 玻璃弹性模量 : 72000N/mm2t: 玻璃板块厚度: 6mmD=E×t3/12/(1-ν2)=72000×63/12/(1-0.22)=1.35e+006N·mmqk: 玻璃所受组合荷载:qk=Wk=1=1kN/m2μ: 挠度系数,按边长比a/b查表6.1.3 得 : 0.00639923参数θ计算:θ=qk×a4/E/t4 (JGJ102-2003 6.1.2-3)=1×14/72000/64×109=10.7167η: 折减系数,根据参数θ查表6.1.2-2 得η = 0.957133df: 玻璃在风荷载和地震荷载作用下挠度最大值df=μ×η×qk×a4/D (JGJ102-2003 6.1.3-2)=0.00639923×1×14×0.957133/1.35e+006×109=4.53697mm4.53697mm≤dflim=16.6667mm玻璃的挠度满足四、立柱计算1. 1. 立柱荷载计算:(1)风荷载线分布最大荷载集度设计值(矩形分布)qw: 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: 1kN/m2Bl: 幕墙左分格宽: 1m Br: 幕墙右分格宽: 1m qwk=Wk ×(Bl+Br)/2 =1×(1+1)/2 =1kN/m qw=1.4×qwk =1.4×1 =1.4kN/m(2)分布水平地震作用设计值GAkl: 立柱左边幕墙构件(包括面板和框)的平均自重: 0.45kN/m 2 GAkr: 立柱右边幕墙构件(包括面板和框)的平均自重: 0.45kN/m 2 qEAkl=5×αmax ×GAkl (JGJ102-2003 5.3.4) =5×0.08×0.45 =0.18kN/m 2qEAkr=5×αmax ×GAkr (JGJ102-2003 5.3.4) =5×0.08×0.45 =0.18kN/m 2qek=(qEkl ×Bl+qEkr ×Br)/2=(0.18×1+0.18×1)/2 =0.18kN/m qe=1.3×qek =1.3×0.18 =0.234kN/m (3)立柱所受组合荷载: 组合线荷载标准值: qzk=qwk =1kN/m组合线荷载设计值: qz=qw+0.5×qe =1.4+0.5×0.234 =1.517kN/mq =1.517k N /m立柱受力简图(HWKSoft)4300500(4)立柱弯矩:通过有限元分析计算得到立柱的弯矩图如下:M m a x =3.146k N .m43500最大弯矩发生在4.3m 处M: 幕墙立柱在风荷载和地震作用下产生弯矩(kN ·m) M=3.14588kN ·m2. 2. 选用立柱型材的截面特性: :3.选定立柱材料类别: 铝-6063-T54.选用立柱型材名称: 150系列明框立柱5.型材强度设计值: 85.5N/mm26.型材弹性模量: E=70000N/mm27. X轴惯性矩: Ix=418.385cm48. Y轴惯性矩: Iy=47.945cm49. X轴上部截面矩: Wx1=51.940cm310. X轴下部截面矩: Wx2=60.243cm311. Y轴左部截面矩: Wy1=18.812cm312. Y轴右部截面矩: Wy2=19.559cm313. 型材截面积: A=15.66cm214. 型材计算校核处抗剪壁厚: t=4mm15. 型材截面面积矩: Ss=15.660cm316. 塑性发展系数: γ=1.05立柱的强度计算:17.校核依据: N A + Mγ×w ≤ｆa (JGJ102-2003 6.3.7)18. Bl: 幕墙左分格宽: 1m 19. Br: 幕墙右分格宽: 1m 20. Hv: 立柱长度21. GAkl: 幕墙左分格自重: 0.45kN/m 2 22. GAKr: 幕墙右分格自重: 0.45kN/m 223. 幕墙自重线荷载:24. Gk=(GAkl ×Bl+GAkr ×Br)×1225. =(0.45×1+0.45×1)×1226. =0.45kN/m 27. Nk: 立柱受力: 28. Nk=Gk ×Hv 29. =0.45×4.8 30. =2.16kN31. N: 立柱受力设计值: 32. rG: 结构自重分项系数: 1.2 33. N=1.2×Nk 34. =1.2×2.16 35. =2.592kN36. σ: 立柱计算强度(N/mm 2) 37. A: 立柱型材截面积: 15.66cm 2 38. M: 立柱弯矩: 3.14588kN ·m 39. Wx2: 立柱截面抗弯矩: 60.243cm 3 40. γ: 塑性发展系数: 1.05 41. σ=N ×10A + M ×1031.05×Wx242. =2.592×1015.66 + 3.14588×1031.05×60.24343. =51.388N/mm 244. 51.388N/mm 2 <ｆa=85.5N/mm 2 45. 立柱强度满足要求立柱的刚度计算: 46. 4. 立柱的刚度计算:校核依据: Umax ≤L/180Dfmax: 立柱最大允许挠度::D m a x =7.203m m 立柱位移图(H W K S o f t )4300500最大挠度发生在1.88125m 处,最大挠度为7.20292mm Dfmax=Hvmax/180×1000 =4.3/180×1000 =23.8889mm立柱最大挠度Umax 为: 7.20292mm ≤23.8889mm 挠度满足要求 47. 5. 立柱抗剪计算:校核依据: τmax ≤[τ]=49.6N/mm 2通过有限元分析计算得到立柱的剪力图如下:Q m a x =6.671k N 立柱剪力图(HWKSoft)430500最大剪力发生在4.3m 处 τ: 立梃剪应力:Q: 立梃最大剪力: 6.67101kNSs: 立柱型材截面面积矩: 34.9cm 3 Ix: 立柱型材截面惯性矩: 418cm 4 t: 立柱抗剪壁厚: 4mm τ=Q ×Ss ×100/Ix/t=6.67101×34.9×100/418/4 =13.9245N/mm 213.9245N/mm 2≤49.6N/mm 2 立柱抗剪强度可以满足五、 立梃与主结构连接计算1. 立柱与主结构连接计算::连接处角码材料 : 钢-Q235 Lct: 连接处角码壁厚: 8mm Dv: 连接螺栓直径: 12mm Dve: 连接螺栓直径: 10.36mm 采用SG+SW+0.5SE 组合 Nh: 连接处水平总力(N): Nh=Q ×2=6.67101×2 =13.342kNNg: 连接处自重总值设计值(N):Ng=γG×(GAKVl×Bl+GAKVr×Br)/2×Hv=1.2×(0.45×1+0.45×1)×4.8/2=2.592kNN: 连接处总合力(N):N=(Ng2+Nh2)0.5=(2.5922+13.3422)0.5×1000=13591.5NNb: 螺栓的承载能力:Nv: 连接处剪切面数: 2Nb=2×3.14×De2×140/4 (GB 50017-2003 7.2.1-1) =2×3.14×10.362×140/4=23603NNnum: 立梃与建筑物主结构连接的螺栓个数:Nnum=N/Nb=13591.5/23603=0.575836个取2个Ncbl: 立梃型材壁抗承压能力(N):Nvl: 连接处剪切面数: 2×2t: 立梃壁厚: 4mmNcbl=Dv×2×120×t×Nnum (GB 50017-2003 7.2.1-3) =12×2×120×4×2=23040N13591.5N ≤23040N立梃型材壁抗承压能力满足Ncbg: 角码型材壁抗承压能力(N):Ncbg=Dv×2×325×Lct×Nnum (GB 50017-2003 7.2.1-3) =12×2×325×8×2=124800N13591.5N ≤124800N角码型材壁抗承压能力满足六、后置埋件计算1.埋件受力计算V: 剪力设计值:V=2592NN: 法向力设计值:N=13342Ne2: 螺孔中心与锚板平面距离: 60mmM: 弯矩设计值(N·mm):M=V×e2=2592×60=155520N ·mm2. 埋件强度计算螺栓布置示意图如下:123450100505010050200200螺栓布置示意图d:锚栓直径12mmde:锚栓有效直径为10.36mm d0:锚栓孔直径14mm一个锚栓的抗剪承载力设计值为Nvb= nv ×π×d24×fvb (GB50017-2003 7.2.1-1)= 1×π×1224×140=15833.6Nt:锚板厚度，为8mm一个锚栓的承压承载力设计值为 Ncb= d ×t ×fcb (GB50017-2003 7.2.1-2) = 12×8×305 =29280N一个拉力锚栓的承载力设计值为Ntb= π×de24×ftb (GB50017-2003 7.2.1-6)= π×10.3624×140=11801.5N在轴力和弯矩共同作用下，锚栓群有两种可能的受力形式。
幕墙立柱的几种常见力学计算
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、 简支梁墙工程技术规范》(JGJ102-96)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：2max125.0qlM=。
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。
玻璃幕墙立柱双跨梁力学计算模型
玻璃幕墙⽴柱双跨梁⼒学计算模型玻璃幕墙⽴柱双跨梁⼒学计算模型(玻璃幕墙⽴柱双跨梁⼒学模型1.1 ⽴柱荷载简化建筑幕墙的⽴柱是幕墙结构体系的主体，它悬挂于主体结构之上，上、下⽴柱之间留有15mm以上的缝隙。
在⼀般情况下，⽴柱所受荷载可以简化为呈线性分布的矩形荷载，其受⼒简图可以表⽰为如图1所⽰。
图1为⽴柱为受均布荷载的简⽀梁计算简图，其荷载集度为，⽴柱的计算长度为。
因此⽴柱的计算分析，可以简化为⼀个典型平⾯杆系问题。
该问题可以认为是⼀个平⾯内的问题。
对幕墙⽴柱来说，我们认为：①它是细长杆件，因此可以⽤坐标来描述；②主要变形为垂直于轴的挠度，可以⽤挠度来描述位移场。
所以可以进⾏如下假设：●直法线假定；●⼩变形与平⾯假设。
图1 ⽴柱为受均布荷载的简⽀梁计算简图1.2 双跨梁计算模型解析1.2.1 双跨梁的计算简图由于幕墙⽴柱所受荷载可以简化为呈线性分布的矩形荷载，假设其荷载集度为，⽴柱的计算长度为，则⽴柱双跨梁⼒学计算模型的计算简图如图2所⽰。
图2 ⽴柱双跨梁⼒学计算模型计算简图该⼒学模型边界条件为：在平⾯内，⽴柱共有三个⽀座，分别是⽀座A、⽀座B和⽀座C。
⽴柱为细长杆件，主要变形为垂直于轴的挠度。
三个⽀座处的⽀座反⼒只有平⾏于轴⽅向的反⼒，没有⽔平⽀座反⼒，即⽴柱⽆轴向⼒。
⽴柱⼏何参数：长度、长跨、短跨和⽐例因⼦。
1.2.2 双跨梁⼒学参数的求解对幕墙⽴柱进⾏结构分析计算时，需要计算的⼒学参数主要有：各⽀座反⼒、垂直于轴⽅向的挠度、⽴柱内⼒即弯矩和剪⼒等。
下⾯给出其求解过程，假设⽴柱材料的弹性模量为，其截⾯对中性轴的惯性矩为。
我们知道，双跨梁的计算问题，实际上是⼀个超静定问题，因此必须要⽤到静⼒平衡条件和变形谐调条件。
该问题的变形谐调条件就是在C⽀座处，垂直于轴⽅向的挠度为0。
根据叠加原理，在⼩变形的前提下，在弹性范围内，作⽤在⽴柱上的⼒是各⾃独⽴的，并不相互影响，各个荷载与它所引起的内⼒成线性关系，叠加各个荷载单独作⽤的内⼒，就可以得到共同作⽤时的内⼒。
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。
例析幕墙竖框最优计算模型及工程
例析幕墙竖框最优计算模型及工程1.序言在幕墙设计中，人们会根据建筑幕墙结构的特点，采用与之相适应的结构计算与分析方法。
幕墙的立柱，是幕墙的“骨架”，如何设计幕墙立柱，选择合理的计算分析方法，是保证幕墙结构安全和提高经济性能的关键环节。
竖框的计算模型主要有以下几种形式：单跨简支梁，双跨简支梁，等跨铰接静定梁，双支点等跨铰接静定梁。
本文将探讨幕墙竖框的四种力学计算模型，分析影响竖框计算的因素，提出最优化的计算模型及在工程实现中的注意事项。
用于分析的工程实例为：幕墙中的危险部位处风荷载为1.56 KN/m2，计算层间高L=3.6米，竖框承担的分格宽度为B=1.5m。
校核竖框挠度荷载组合如下：q刚度=Wk×B=1.56×1.5=2.34KN/m校核竖框强度荷载组合如下：q强度=（1.4×1×Wk+1.3×0.5×qEy）×B=3.564KN/m2.单跨简支梁竖框支座反力为：RA= RB=ql/2竖框的中点弯矩最大，最大弯矩为：Mmax=ql2/83.双跨简支梁当主体建筑的楼层跨度较大时，通常会将立柱设计为双跨梁的结构型式，并采用双跨梁力学模型进行分析计算。
我们知道，双跨梁的分析已经非常成熟，在此不赘述。
设比例因子L1/L（短跨与全跨之比）。
根据分析，双跨简支静定梁主要注意的：1）短跨与全跨之比，从支座反力的角度出发，在构造允许的情况下，建议>0.1，慎重选择较小的结构型式。
2）双跨梁的最大弯矩出现在中间支座处，最大弯矩为，的变化范围是0至0.5，随着值从小变大，在相同的外部荷载条件下，双跨梁的各项力学参数的最大值（如最大支座反力、最大挠度和最大弯矩）是越来越小。
当=0.5时，最小，竖框最省料，。
3）要综合考虑构造和造价的要求，立柱是否采用雙跨梁结构型式。
4.等跨接静定梁等跨铰接静定梁每层只有一个固定点，其连接构造为最少，经济效益最为明显。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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》(JGJ102-96)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1.1
x ql x q M 2
22+-=
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]：
)2
2(22qx x ql dx y d EI --= 经过两次积分可得简支梁的挠度方程为：
)24
2412(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：
EI
l q f k 38454
max =
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)10
1~121(
ql M [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。
在简支梁中间适当位置增加一个支撑，就形成了“双跨梁”，可以有效的减小梁的内力和挠度。
双跨梁简化图形如图3.1。
图3.1
双跨梁为一次超静定结构，可以采用力法求解，具体如下：
将支座B 等效简化为一个反力R B ，则根据荷载叠加原理，可以将图3.1的力学模型简化为图3.2-a 和图33.2-b 两种力学模型的合成。
按图3.2-a ，在均布荷载作用下，B 点的变形为：
])()(21[24323l
a l a EI a ql f
b +-=…………①
按图3.2-b ，在集中荷载R B 作用下，B 点的
变形为：
EIl
a l a R f B
b 3)(220
--=…………………②
另外，B 点为固定支座，其总的变形为0，按此条件将①式与②式联立，可得方程③：
0])()(21[243)(32322=+-+--l
a l a EI a ql EIl a l a R B ……………….. ③
解方程③，可以求得支座B 处的反力R B ，进而采用截面法可解得梁的最大弯矩为支座B 处的负弯矩，其值为：
l
a l a q M ])([||33max -+=
双跨梁的最大挠度在BC 段，其值可近似按下式计算：
)24/()))((409.04355.1(3max EI a l a l q R f k B ---≈
另外，在工程实际中双跨梁的最大挠度也可将BC 段视做简支梁，按BC 段简支挠度计算，这样计算的结果偏大。
双跨梁的弯矩和挠度除按上述方法计算外，也可按下式计算：
EI l q f mql M k /4max 2
max μ==
式中：m为最大弯矩系数，µ为最大挠度系数，均可由表1查取。
表1 双跨梁最大弯矩和挠度系数[3]
以上简单介绍了双跨梁的力学模型，双跨梁在工程实际的应用是相当广泛的，它可以大大减少立柱的用料。
在工程中大多利用建筑结构的下翻梁或加设钢梁、钢架来增加支点。
同时，应当注意，双跨梁的最大支反力一般也出现在中间支座B处，这在计算幕墙预埋件时应特别注意。