明框玻璃幕墙计算书_隐框玻璃幕墙计算书
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工程名
玻璃幕墙
设
计
计
算
书
江苏苏鑫装饰有限公司
1998年11月10日
工程名
玻璃幕墙设计计算书
一.计算依据:
1.玻璃幕墙分格图
2.国标《建筑结构荷载规范》GBJ9-87 3.《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-96 4.《建筑幕墙》JG3035-1996 二.验算项目:
5.验算主杆 6.横梁验算 7.连接验算 8.玻璃验算 9.胶缝计算 10.固定片计算
江苏苏鑫装饰有限公司
工程技术部 1998年11月10日
苏州市一建筑高100m,框架砌体充填墙结构,抗震8度设防,层高3300mm,隐框幕墙。最大分格(BxH)=1.2mx0.9m.进行结构设计。
苏州市基本风压:W0=400N/m2 风压高度变化系数取B类地区:
μZ=(Z/10)0.32=(100/10)
0.32
=2.089
风荷载体型系数:μs =±1.5 瞬时风压阵风系数:βD = 2.25 风荷载标准值:Wk =βD·μZ·μs·W0
=2.25x2.089x1.5x400=2820Pa 幕墙单位面积自重标准值:GAK =400N/m
一个幕墙组件自重标准值:
GK = GAK·H·B =400x1.2x0.9=432N 地震作用标准值:qEAK =βE·αmax·GK/A =(3x0.16x432)/(1.2x0.9)=192N/m 一.立梃验算: A.选用
风荷载设计值:W=1.4 Wk =1.4x2820=3948N/m 风荷载线荷载设计值:
qw = W·B =3948x1.2=4737.6N/m =4.738KN/m 风荷载产生的弯矩:
Mw = qwL2/8 =4.738x3300/8=6449602.5N·mm 地震作用设计值:qEA =1.3 qEAK=1.3x192=249.6N/m 地震作用线荷载设计值:
qE =B·qEA =1.2x249.6=299.5N/m=0.3N/mm
2地震作用产生的弯矩:
ME = qEL/8 =0.3x3300/8=408375N·m 采用Sw +0.6SE组合,验算用总弯矩:
M=Mw+0.6ME=6449602.5+0.6x408375=6694627.5N·mm 选用的立梃需要最小截面抵抗矩:
W=M/1.05fa=6694627.5/(1.05x84.2)=75722.5mm 风荷载线荷载标准值:
qWK=B·WK=1.2x2820=3384N/m =3.384N/mm 地震作用线荷载标准值:
qEK =B·qEAK=1.2x192=230.4N/m=0.2304N/mm 选用的立梃需要最小惯性矩:
I= 5qL/(384E·1/180)(用于≤3600层高); =5x(3.384+0.6x0.23)x3300/384x0.7x10x1/180 =4237839mm
选用150A系列: A=1791mm;A0=1641mm;t=6mm; Ix=5243068mm;Wx=789640mm
SS=87636mm; Iy=959779mm Wy=274222mm B.抗弯强度验算
幕墙自重线荷载标准值:GK =GAK·B=1.2x400=480N/m 幕墙每层(一个分格宽)自重标准值: NK=GK·L=480x3.3=1584N 幕墙每层(一个分格宽)自重设计值 : =1.2NK=1.2x1584=1901N 采用SG+SW+0.6SE组合: σ=(NK/A0)+(M/1.05WX)
=(1584/1641)+[6694627.5/(1.05x78964)]=80.8<84.2N/mm C.挠度计算
2u =5qL/384EI
=5x(3.384+0.6x0.23)x3300/384x0.7x10x5243068 =14.8<20 u/L =14.8/3300=1/223<1/180 D.抗剪强度验算
风荷载产生的剪力标准值:
VWK =WK·L·B/2=2820x3.3x1.2/2=5583.6N 风荷载产生的剪力设计值: VW =1.4VWK=1.4x5583.6=7817.4N 地震作用产生的剪力标准值:
VEK =qEAK·L·B/2=192x1.2x3.3/2=380.2N 地震作用产生的剪力设计值: VE =1.3VEK=1.3x380.2=494N 采用SW+0.6SE组合V=VW +0.6VE=7817+0.6x494=8113N τ=VSS/It =8113x88614/5243068x6=22.8N/mm二.横梁验算
<48.9N/mm2 ; WX1 =24500mm3 ;WX2 =22000mm3; 433 Iy =850000mm; Wy1 =23000mm; Wy2 =21000mm;SS =24000mm; t =3 IX =68mmA.强度验算
幕墙组件单位面积自重标准值 :GAK =300N/m幕墙组件自重线荷载标准值 : GK=H·GAK =0.9x300=270N/m 幕墙组件自重线荷载设计值 : G =1.2GK=1.2x270=324N/m=0.32N/mm
由幕墙自重产生的竖向弯矩 :
MX =GB/8 =0.324x1200/8 =32805N·mm 风荷载线分布荷载最大荷载集度标准值 : qWK =1.2WK =1.2x2820=3384N 其设计值 :qW =1.4qWK =1.4x3384=4738N 由风荷载产生的水平方向弯矩 :
MYw=qWB/12=4738x1.2/12=6822.7N·m=6822700N·mm 单位面积水平地震作用标准值 :
qEAK =βE·αmax·GAK=3x0.16x300 =144N/m水平地震作用线分布最大集度标准值 : qEK =1.2qEAK =1.2x144=172.8N 其设计值 :qE =1.3qEK =1.3x172.8=224.64N 由水平地震作用产生的弯矩 :
MyE=qEB/12=224.64x1.2/12=26.96N·m=26960N·mm 采用SG+SW+0.6SE 组合σ=(MX/1.05WX1)+[(MyW/1.05Wy2)+0.6(MYE/1.05WY2)]
=(97200/1.05x24500)+[(846120/1.05x21000)
+(0.6x13478/1.05x21000)]=42.51N/mm<84.2N/mm B.抗剪验算
风荷载产生的剪力标准值 :
VWK=WK·B·B/2·2/4=2820x1.2x0.6x0.5=1015.2N 其设计值 :VW =1.4 VWK=1.4x1015.2=1421.3N 水平地震作用产生的剪力标准值 :
VEK = qEAK·B·B/2·2/4=144x1.2x0.6x0.5=51.84N 其设计值 :VE =1.3VEK =1.3x51.84=67.4N 采用SW+0.6SE组合V =VW + 0.6VE =1421.5+0.6x67.4=1461.9N
τ=VSS/It =1461.9x24000/850000x3=20.1N/mm<48.9N/mm C.挠度计算
uX = 5qKXH/384EIX = uY = qKYB/120EIY = u总 =(uX + uY三.连接验算
A.横梁与立梃 φ6螺栓 ; 铝角码 t=4mm a.横向
水平作用 :N1 = VW + 0.6VE =2115+0.6x34=2135.4N 一个螺栓抗剪承受能力 :NV = nV·πd/4·fV =1xπx4.918/4 x130 =2470N 需用螺栓个数 :n=N1/NV=2135.4/2470 = 0.86个 取1个 横梁承压能力 :nC=dΣtfC =6x4x120 =2160N>2135.4N b.竖向
幕墙组件单位面积自重标准值 :GAK =300N/m幕墙组件自重线荷载标准值 : GK =H·GAK =1.5x300=450N/m 其设计值 :G =1.2GK=1.2x450=540N/m 竖向作用 :N2 = GB/2 =540 x1.2/2 =324N 采用SG+ SW+0.6SE 组合221/2221/2合力N =(N1 + N2)=(2135.4+324)=2160N 需用螺栓个数 :n =2160/2470 =0.87个 取1个 铝角码承压能力:nC=dΣtfC=6x4x120=2880N>2160N B.主梃与建筑物主框架连接 75x4角铁 L=80mm ;
φ16螺栓;焊脚宽5mm ;L=80mm ;预埋件 t=8mm ;
φ12直锚筋 fy =210MPa;fC =15MPa
222244
22)1/2 ≤20mm u总/B = ≤1/180
采用SG + SW + 0.6SE 组合每层每根立梃承受的风荷载标准值 : N1WK =WK·B·L=4197x1.2x3.6 =18131N 其设计值:N1W =1.4N1WK =1.4x18131=25383.4N 每层每一根立梃承受的水平地震作用标准值 : N1WK=qEAK·B·L=96x1.2x3.6 = 414.72N 其设计值:N1E=1.3N1EK=1.3x414.72=539N 水平作用组合值:
N1=N1W +0.6N1E=25383.4+0.6x539=25706N 每层每一根立梃承受自重标准值: N2K= GAK·B·L =400x1.2x3.6 =1728N 其设计值:N2 =1.2 N2K =1.2x1728 =2074N 合力:N=(N1 + N2)=(2074+25706)=25790N 一个螺栓抗剪承载能力:
NV=nV·πd/4·fV=2xπx13.835/4 x130=39086N 需用螺栓个数:n=N/NV=25790/39086=0.66个 取1个 铝型材壁承载能力:NC=16x2x6x120=23040N<25790N ;
改用t=7 NC =16x2x7x120 =26880N>25790N 角铁壁承压能力:NC =16x2x4x320 =40960N>25790N C.预埋件
由自重产生的剪力 :V =N2 =2074N 由水平作用产生的拉力 :N= N1 =25706N 由于自重作用线距预埋件表面距离产e0生的弯矩 : M =V·e0 =2074x60 =124440N·mm 锚筋受剪承载能力系数取 :
C30 混凝土强度设计值fc =15MPa I级钢筋fy =210MPa
αV=(4-0.08d)(fc/fy)=(4-0.08x12)x(15/210)
1/2
1/22
1/2
1/2 =0.81>0.7 取0.7
锚板弯曲变形折减系数 :
αb =0.4+0.25t/d=0.4+0.25x8/12=0.57 锚筋总截面积
(一):
AS =(V/αVfy)+(N/0.08αbfy)+(M/1.3αbfyZ)
=(2074/0.7x210)+(25706/0.8x0.57x210)+
(124440/1.3x0.57x210x80)=292.5mm<113x4=452mm
锚筋总截面积
(二):
AS =(N/0.08αbfy)+(M/0.4αbfyZ)
=(25706/0.8x0.57x210)+(124440/1.3x0.57x210x80)
=301mm<452mm D.焊缝验算
σ=[(σf/1.22)+τf ]
222 1/2
=[(6M/1.22LWhe +N/1.22LWhe)+(V/ LWhf)]
1/22
=[(6x124440/1.22x70x35x2 + 25706/1.22x70x3.5x2)
+(2074/70x5x2)] = 61N/mm<160N/mm 四.玻璃验算 t=12mm
1/2
长短边比 :a/b =1.2/1.5=0.8 弯曲系数φ1 =0.0628 单位面积自重标准值 :GAK =0.012x25600 =307.2N/m单位面积地震作用标准值 :qEAK=βE·αmax·GAK =3x0.08x307.2=73.728N/m 其设计值 :qEA =1.3qEAK =1.3x73.728 =96N/m 采用SW+0.6SE组合q=5876+0.6x96=5934N/m= 0.05934N/mm
σ=6φ1qa/t =6x0.0628x0.005934x1200/12 =22.36N/mm<28N/mm 五.胶缝计算 采用GE4000胶
222
2风荷载效应胶缝宽度 :
CS1=WKa/2000f1=4.617x1200/2000x0.14=18mm 取18mm 自重效应胶缝宽度 :
CS2 =GA·β·H/2000f2(B+H)
=0.012x25.6x1200x1500/2000x0.07x(1200+1500)=14.6
取15mm 温度变化变位值:US =B·(α铝-α玻)△t
=1500x(2.35x10-1x10
-5)x80 =1.62mm
1/2
1/2温差效应胶缝厚度:TS3 = US/[δ(δ+2)]
=1.62/[0.125x(0.125+2)] =3.14mm 取6mm。地震效应胶缝厚度:
TS3=H·θ·ψ/[δ(δ+2)]
=1500x(1/150)x0.7/[0.41x(0.41+2)] =7.04mm 取8mm 采用宽度18mm,厚度9mm。六.固定片(压片)验算 A=0.45x0.55=0.2475 m PWK=1982x0.2475=490.5 PW=1.4PWK=1.4x490.5=687N MW=1.5x687x20=20610N·mm PEK=72x0.2475=18N PE=1.3x18=23.4N ME=1.5x23.4x20=702N·mm 采用SW+0.6SE组合M=20610+0.6x702=21031N·mm
1/2
1/2固定片W=(40-6)x8/6=362.7mm I=(40-6)x8/12=1450.7mm
σ=20610/362.7=57.98N/mm<84.2N/mm u=1.5x(490.5+0.6x18)x20/3x0.7x10x1450.7 =0.0197mm u/L=0.0197/20=1/1015<1/150 NV=πd/4·fV=πx4.918/4 x170 =3229N>(687+0.6x23.4)x2=1402N
六.扣勾验算(t=4mm ; h=16.5m)每个扣勾承受作用面积:A=0.6x0.4=0.24m 承受风荷载标准值:
PWK=WK·A·1.5=4197x0.24x1.5=1510.92N 其设计值:PW=1.4PWK=1.4x1510.92=2115N 承受水平地震作用标准值:
PEK =qEAK·A·1.5=72x0.24x1.5=26N 其设计值:PE=1.3PEK=1.3x26=34N 采用SW+0.6SE组合P=PW + 0.6PE=2115+0.6x34=2135.4N
扣勾抗剪设计应力:
σ=3P/2th=3x2135.4/2x4x16.5=48.5N/mm<48.9N/mm
423