玻璃幕墙计算书.docx
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玻璃幕墙计算书
远东新村幼儿园办公楼玻璃幕墙设计计算书
一.幕墙承受荷载计算
1.风荷载标准值计算
Wk=zzsWo
Wk:
作用在幕墙上的风荷载标准值kN/m2
z:
瞬时风压的阵风系数取2.25
z:
风压高度变化系数取1.14
s:
风荷载体型系数取1.5
Wo:
基本风压,当地取值为0.55kN/m2
Wk=2.25X1.14X1.5X0.55=2.12kN/m2
2.风荷载设计值
W=wWk=1.4x2.12=2.9kN/m2
W:
风荷载设计值
w:
风荷载作用效应的分项系数值为1.4
3.玻璃幕墙构件重力荷载标准值
GK=GAKBH=0.4x1.047x1.65=1.73kN
GK:
幕墙构件包括玻璃和铝框重力荷载标准值
GAK:
幕墙构件包括玻璃和铝框的平均自重0.4kN/m2
B:
幕墙分格宽1.047m
H:
幕墙分格高1.65m
4.地震作用
1垂直于玻璃幕墙平面的水平地震作用:
qE=EmaxGk/A
qE:
垂直于玻璃幕墙平面的水平地震作用kN/m2
E:
动力放大系数取3.0
max:
水平地震影响系数最大值为0.04
Gk:
玻璃幕墙构件重量为0.74kN
A:
玻璃幕墙构件的面积m2
A=BH=1.65x1.047=1.72m2
qE=3x0.04x0.74/1.72=0.18kN/m2
2平行于玻璃幕墙平面的集中水平地震作用:
pE=EmaxGk
pE:
平行于玻璃幕墙平面的集中水平地震作用kN
E:
动力放大系数取3.0
max:
水平地震影响系数最大值为0.04
Gk:
玻璃幕墙构件重量为0.74kN/m
pE=3x0.04x0.74=0.088kN
二.玻璃的计算
玻璃选用中空玻璃
1.计算玻璃在垂直于玻璃平面的风荷载作用下的最大应力
w=6eWa2/t
2
w:
风荷载作用下玻璃的最大应力N/mm2
W:
风荷载设计值为0.00135N/mm2
a:
玻璃短边边长1047mm
t:
玻璃厚度取10mm
e:
弯曲系数0.0775
w=6x0.0775X0.00189X10472/102=13N/mm2
2.计算玻璃在垂直于玻璃平面的地震作用下的最大应力
GAK=t/1000=25.67.2/1025=0.1798kN/m2
GAK:
玻璃自重
:
玻璃重力体积密度kN/m3
t:
玻璃厚度
qEA=EEmaxGAK
qEA:
地震作用设计值
E:
地震作用分项系数1.3
E:
动力放大系数取3.0
max:
水平地震影响系数最大值为0.04
qEA=1.3X3X0.040.1798=0.028kN/m2
EA=6qEAa2/t2
EA:
地震作用下玻璃的最大应力N/mm2
qEA:
地震作用设计值为0.000028N/mm2
a:
玻璃短边边长1047mm
t:
玻璃厚度10mm
:
弯曲系数0.0775
EA=6X0.0775X0.000028X10472/102=0.337N/mm2
3.计算在温度影响下,玻璃边缘与边框之间的挤压应力
t1=ET-2c-dc/b
t1:
在温度影响下玻璃的挤压应力
c:
玻璃边缘与边框间和空隙取5mm
dc:
施工误差取3mm
b:
玻璃的长边尺寸1650mm
T:
玻璃幕墙年温度变化80度
:
玻璃的线膨胀系数0.00001
E:
玻璃的弹性模量72000N/mm2
t1=72000X0.00001X80-25-3/1500=-278.4N/mm2
计算值为负,挤压应力为零,满足要求
4.计算玻璃中央与边缘温度差产生的温差应力
t2=0.74E1234Tc-Ts
t2:
温差应力
:
玻璃的线膨胀系数0.00001
E:
玻璃的弹性模量72000N/mm2
1:
阴影系数取1.6(邻边)
2:
窗帘系数取1.3
3:
玻璃面积系数取1.04
4:
嵌缝材料系数取0.38
Tc:
玻璃中央温度取50度
Ts:
玻璃边缘温度取35度
t1=0.74720000.000011.61.31.040.38
50-35=6.57N/mm2
t=tt2=1.26.57=7.884N/mm2<19.5N/mm2满足要求
t:
温度作用分项系数1.2
5.计算组合应力
=w+0.6EA=20.1+0.60.264=20.2584N/mm2
玻璃强度满足! 三.横梁的设计计算 1.横梁基本参数 横梁采用120型系列配套型材面积: 830mm2 X向惯性矩: 658300mm4X向截面抵抗矩: 18300mm3 Y向惯性矩: 658300mm4Y向截面抵抗矩: 18300mm3 2.计算横梁由于风荷载作用产生的弯矩及变形 qw=HWk=1.6X1.35=2.16kN/m qw: 风荷载线密度标准值 H: 幕墙分格高 Wk: 幕墙承受风荷载标准值 Myw=qwB2/8=2.16X1.1592/8=0.36kN.m Myw: 横梁由于风荷载作用产生的弯矩标准值 B: 幕墙分格宽 w=5qwB4/384/E/Iy=5x2.16x1.159x4/384 /70000/658300=2.83mm w: 横梁由于风荷载作用产生的变形 qw: 风荷载线密度标准值 B: 幕墙分格宽 E: 铝合金的弹性模量 Iy: 横梁绕竖向轴惯性矩 3.计算横梁由于重力荷载作用产生的弯矩及变形 Gb=HGbk=1.6X0.4=0.64kN/m Gb: 横梁承受重力荷载线密度标准值 H: 幕墙分格高 Gbk: 幕墙构件不包括立柱平均自重0.4kN/m2 MxG=GbB2/8=0.64x1.652/8=0.11kN.m MxG: 横梁由于重力荷载作用产生的弯矩标准值 B: 幕墙分格宽 G=5GbB4/384/E/Iy=5x0.64X1047x4/384 /70000/658300=0.1871mm G: 横梁由于重力荷载作用产生的变形 Gb: 横梁承受重力荷载线密度标准值 B: 幕墙分格宽 E: 铝合金的弹性模量 Ix: 横梁绕水平轴惯性矩 4.计算横梁由于地震作用产生的弯矩及变形 qe=EmaxGb=30.040.6=0.072kN/m qe: 地震作用线密度标准值 E: 动力放大系数取3.0 max: 水平地震影响系数最大值为0.04 Gb: 横梁承受重力荷载线密度标准值 Mye=qeB2/8=0.0721.1592/8=0.0095kN.m Mye: 横梁由于地震作用产生的弯矩标准值 B: 幕墙分格宽 e=5qeB4/384/E/Iy=50.07210254/384 /70000/658300=0.0225mm e: 横梁由于地震作用产生的变形 qe: 地震作用线密度标准值 B: 幕墙分格宽 E: 铝合金的弹性模量 Iy: 横梁绕竖向轴惯性矩 5.荷载效应组合 Mx=GMxG=1.20.0788=0.09456kN.m Mx: 横梁绕X轴的弯矩设计值 G: 重力荷载作用效应的分项系数1.2 MxG: 横梁由于重力荷载作用产生的弯矩标准值 My=wwMyw+eeMye=11.40.49 +0.61.30.0095=0.6934kN.m My: 横梁绕Y轴的弯矩设计值 w: 风荷载作用效应的组合系数1.0 w: 风荷载作用效应的分项系数1.4 Myw: 横梁由于风荷载作用产生的弯矩标准值 e: 地震作用效应的组合系数0.6 e: 地震作用效应的分项系数1.3 Mye: 横梁由于地震作用产生的弯矩标准值 y=G=0.1871mm y: 横梁竖向最大挠度 G: 横梁由于重力荷载作用产生的变形 x=ww+ee=11.165+0.60.0225=1.1785mm x: 横梁水平最大挠度 w: 风荷载作用效应的组合系数1.0 w: 横梁由于风荷载作用产生的变形 e: 地震作用效应的组合系数0.6 e: 横梁由于地震作用产生的变形 6.横梁强度和刚度的验算 =Mx//Wx+My//Wy=658300/1.05/18300 +658300/1.05/18300=68.52N/mm2 : 横梁产生最大应力 : 塑性发展系数取1.05 Mx: 横梁绕X轴的弯矩设计值 Wx: 横梁绕X轴的截面抵抗矩 My: 横梁绕Y轴的弯矩设计值 Wy: 横梁绕Y轴的截面抵抗矩 横梁强度满足要求 =x2+y20.5=1.1651.165+0.18710.18710.5=1.18mm : 横梁最大挠度 x: 横梁水平最大挠度 y: 横梁竖向最大挠度 横梁刚度满足要求 四.立柱的设计计算 1.立柱基本参数 立柱采用120系列面积: 1800mm2 惯性矩: 5850000mm4截面抵抗矩: 73000mm3 2.计算立柱由于风荷载作用产生的弯矩及变形 qw=BWk=1.159x1.35=1.56kN/m qw: 风荷载线密度标准值 B: 幕墙分格宽 Wk: 幕墙承受风荷载标准值 Mw=qwL2/8=1.56x3.72/8=2.67kN.m Mw: 立柱由于风荷载作用产生的弯矩标准值 L: 立柱计算长度 w=5qwL4/384/E/I=5x1.56x37004/384 /70000/5850000=0.93mm w: 立柱由于风荷载作用产生的变形 qw: 风荷载线密度标准值 L: 立柱计算长度 E: 铝合金的弹性模量 I: 立柱惯性矩 3.计算立柱由于重力荷载作用产生的拉力 Ga=BGak=1.159x0.4=0.46kN/m Ga: 立柱承受重力荷载线密度标准值 B: 幕墙分格宽 Gak: 幕墙构件平均自重0.4kN/m2 NG=GaL=0.46x3.7=1.7kN NG: 立柱由于重力荷载作用产生的拉力标准值 L: 立柱计算长度 4.计算立柱由于地震作用产生的弯矩及变形 qe=EmaxGa=3x0.04x0.46=0.0552kN/m qe: 地震作用线密度标准值 E: 动力放大系数取3.0 max: 水平地震影响系数最大值为0.04 Ga: 立柱承受重力荷载线密度标准值 Me=qeL2/8=0.0552x3.72/8=0.0945kN.m Me: 立柱由于地震作用产生的弯矩标准值 L: 立柱计算长度 e=5qeL4/384/E/I=5x0.0552x37004/384 /70000/5850000=0.33mm e: 立柱由于地震作用产生的变形 qe: 地震作用线密度标准值 L: 立柱计算长度 E: 铝合金的弹性模量 I: 立柱惯性矩 5.荷载效应组合 N=GNG=1.21.517=1.82kN N: 立柱拉力设计值 G: 重力荷载作用效应的分项系数1.2 NG: 立柱由于重力荷载作用产生的拉力标准值 M=wwMw+eeMe=11.44.369 +0.61.30.0842=6.182kN.m M: 立柱弯矩设计值 w: 风荷载作用效应的组合系数1.0 w: 风荷载作用效应的分项系数1.4 Mw: 立柱由于风荷载作用产生的弯矩标准值 e: 地震作用效应的组合系数0.6 e: 地震作用效应的分项系数1.3 Me: 立柱由于地震作用产生的弯矩标准值 =ww+ee=115.216+0.60.293=15.392mm : 立柱的最大挠度 w: 风荷载作用效应的组合系数1.0 w: 立柱由于风荷载作用产生的变形 e: 地震作用效应的组合系数0.6 e: 立柱由于地震作用产生的变形 6.立柱强度和刚度的验算 =N/A+M//W=1820/1800+5850000/1.05/73000=77.33N/mm2 : 立柱产生最大应力 : 塑性发展系数取1.05 N: 立柱拉力设计值 A: 立柱的净截面面积 M: 立柱弯矩设计值 W: 立柱截面抵抗矩 立柱强度满足要求 =15.392 立柱刚度满足要求 五.结构硅酮密封胶的计算 1.计算胶缝的宽度 1风荷载作用下计算胶缝的宽度 cs=Wka/2000/f1 cs: 结构硅酮密封胶粘结宽度mm Wk: 风荷载标准值为1.924kN/m2 a: 玻璃的短边长度为1159mm f1: 胶的短期强度允许值为0.14N/mm2 cs=1.924X1159/2000/0.14=7.968mm 2玻璃自重作用下计算胶缝的宽度 cs=qGkab/2000/a+b/f2 cs: 结构硅酮密封胶粘结宽度mm qGk: 玻璃单位面积重量为0.1798kN/m2 a,b: 玻璃的短边和长边长度分别为1600mm,1159mm f2: 胶的长期强度允许值为0.007N/mm2 cs=0.179X8900X1600/2000/1025+1500/0.007=7.82mm 取结构硅酮密封胶粘结宽度12mm 3.计算结构硅酮密封胶粘结厚度 ts>s/2+0.5 ts: 结构硅酮密封胶粘结厚度mm : 结构硅酮密封胶的变形承受能力取12.5% s: 幕墙玻璃的相对位移量取3mm ts>3/0.1252+0.1250.5=5.82mm 结构硅酮密封胶粘结厚度取6mm 曲阜远东装饰有限公司 2007年7月14日
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