隐框玻璃幕墙设计计算书

XXXXXXXX隐框玻璃幕墙设计计算书

一、设计计算依据：

1、XXXXXXXXXX楼建筑结构施工图。

2、规范：

《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102-96；

《建筑幕墙》JG 3035-1996；

《建筑玻璃应用技术规程》JGJ 113-97；

《建筑结构荷载规范》GBJ 50009-01；

《钢结构设计规范》GBJ 17-88。

3、工程基本条件

(1)、地区类别：C类

(2)、基本风压：Wo =0.30 kN/m2

(3)、风力取值按规范要求考虑。

(4)、地震烈度：7度，设计基本地震加速度值0.10g

(5)、年最大温差：80oC

(6)、建筑结构类型：Du/H的限值=1/300。

二、设计荷载确定原则:

在作用于幕墙上的各种荷载中，主要有风荷载、地震作用、幕墙结构自重和由环境温度变化引起的作用效应等等。在幕墙的节点设计中通过预留一定的间隙，消除了由各种构件和饰面材料热胀冷缩引起的作用效应。所以，作用于垂直立面幕墙的荷载主要是风荷载、地震作用，幕墙平面内主要是幕墙结构自重，其中风荷载引起的效应最大。

在进行幕墙构件、连接件和预埋件承载力计算时，必须考虑各种荷载和作用效应的分项系数，即采用其设计值；进行位移和挠度计算时，各分项系数均取1.0，即采用其标准值。

1、风荷载

根据规范，垂直于幕墙表面上的风荷载标准值，按下列公式(2.1)计算：W k = bz ms mz Wo ················(2.1)

式中: W k ---风荷载标准值( KN/m2)；

bz---瞬时风压的阵风系数；

ms---风荷载体型系数；

mz---风荷载高度变化系数，并与建筑的地区类别有关；按《建筑结构荷载规范》GBJ9取值；

W o---基本风压( KN/m2)。

按规范要求，进行建筑幕墙构件、连接件和锚固件承载力计算时，风荷载分项系数应取γw= 1.4，即风荷载设计值为：

W= γw W k = 1.4W k ··············(2.2)

2、地震作用

幕墙平面外地震作用标准值计算公式如下：

qEK =bEamax GkA ·················(2.3)

式中, qEK为垂直幕墙平面的分布水平地震作用；( KN/m2)

bE为地震动力放大系数；

amax为水平地震影响系数最大值；

GkA为单位面积的幕墙结构自重( KN/m2)。

按规范要求，地震作用的分项系数取γE= 1.3，即地震作用设计值为：qE= γE qEK = 1.3 qEK ·············(2.4)

3、幕墙结构自重

按规范要求，幕墙结构自重的分项系数取γG=1.2。

4、荷载组合

按规范要求对作用于幕墙同一方向上的各种荷载应作最不利组合。对垂直立面上的幕墙，其平面外的荷载最不利荷载组合为：

WK合=1.0 WK + 0.6 qEK ·············(2.5)

W合 =1.0 W + 0.6 qE ·············(2.6)

其中, WK合为组合荷载的标准值( KN/m2)；

W合为组合荷载的设计值( KN/m2)。

三、立柱计算

立柱一（第一处：138系列：[标高：45.3m,SL-1]

根据大厦的建筑结构特点，幕墙立柱悬挂在建筑主体结构上，如图所示。综合考虑幕墙标高、幕墙的横向分格宽度、所选立柱型材、楼层高度以及对立柱的固定方式，以下列情况最为不利，须作立柱强度和刚度的校核。

1、部位要素

该处玻璃幕墙位于主楼，最大计算标高按45.3 m计，幕墙结构自重G k/A=500 N/m2，幕墙横向计算分格宽度B=1200 mm。

2、力学模型

该处每条立柱与主体结构通过钢支座进行连接，最大跨距跨高L=34

00mm；采用简支梁力学模型，如图所示。

3、荷载确定

按该处幕墙横向分格宽度B，取出一个纵向的计算单元，立柱受均布载作用，荷载取最大值(标高最高处的值)，对C类地区，该处风压高度变化系数为：mz=1.13，阵风系数bz=1.77

根据公式(2.1)~(2.6)可得：

WK=1.13×2×1.77×0.30=1.2(KN/m2)

取WK =1.2(KN/m2)

W=1.4WK=1.68(KN/m2)

qEk=3.0×0.08×500/1000

=0.12(KN/m2)

qE=1.3qEK=0.156(KN/m2)

WK合=1.0×1.2+0.6×0.12

=1.272(KN/m2)

W合=1.0×1..68+0.6×0.156

=1.7736(KN/m2)

从而，作用于立柱上的线荷载标准值和设计值分别为:

qK=1200/1000×1.072=1.5264(N/mm)

q=1200/1000×1.7736=2.12832(N/mm)

4、幕墙立柱(CDSL-1)参数:

该处幕墙的立柱的横截面参数如下:

横截面主惯性矩： I=4219187 mm4

横截面积： A=1734.749 mm2

弯矩作用方向的净截面抵抗矩： W=58751.5 mm3 横截面静矩： Sz=61454.12 mm3

型材壁厚： t=3 mm

型材材料为：铝合金(6063-T5)；

强度设计值为： f=85.5N/mm2；

弹性模量为： E=70000 N/mm2。

5、立柱强度校核

根据JGJ102-96幕墙立柱截面最大应力满足：smax= NA0 + MgW ≤f

式中： smax ¾立柱中的最大应力 (N/mm2)

N ¾立柱中的拉力设计值 (N)

A0 ¾立柱净截面面积 (mm2)

M ¾立柱弯矩设计值 (N.mm)

g ¾塑性发展系数，取为1.05；

W ¾弯矩作用方向的净截面抵抗矩；(mm3) 该处立柱跨中弯矩值最大，为：

M= qL28

=