1、xx广场商业项目明框玻璃幕墙设计计算书设计： 校对： 审核： 目录1 计算引用的规范、标准及资料11.1 幕墙设计规范：11.2 建筑设计规范：11.3 铝材规范：11.4 金属板及石材规范：21.5 玻璃规范：21.6 钢材规范：21.7 胶类及密封材料规范：31.8 五金件规范：31.9 相关物理性能等级测试方法：41.10 建筑结构静力计算手册(第二版)41.11 土建图纸：42 基本参数42.1 幕墙所在地区42.2 地面粗糙度分类等级42.3 抗震设防43 幕墙承受荷载计算53.1 风荷载标准值的计算方法53.2 计算支承结构时的风荷载标准值63.3 计算面板材料时的风荷载标准值632、.4 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值63.5 平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值63.6 作用效应组合74 幕墙立柱计算74.1 立柱型材选材计算84.2 确定材料的截面参数94.3 选用立柱型材的截面特性104.4 立柱的抗弯强度计算104.5 立柱的挠度计算104.6 立柱的抗剪计算115 幕墙横梁计算115.1 横梁型材选材计算125.2 确定材料的截面参数135.3 选用横梁型材的截面特性145.4 幕墙横梁的抗弯强度计算145.5 横梁的挠度计算155.6 横梁的抗剪计算156 玻璃板块的选用与校核166.1 玻璃板块荷载计算166.2 玻璃的强度计算176.3 玻璃最大3、挠度校核177 连接件计算187.1 横梁与角码间连接187.2 角码与立柱连接197.3 立柱与主结构连接208 幕墙埋件计算(土建预埋)218.1 荷载标准值计算218.2 埋件计算228.3 锚板总面积校核228.4 锚筋长度计算：239 幕墙转接件强度计算239.1 受力分析239.2 转接件的强度计算2310 幕墙焊缝计算2310.1 受力分析2410.2 焊缝特性参数计算2410.3 焊缝校核计算2411 明框玻璃幕墙伸缩及紧固计算2511.1 立柱连接伸缩缝计算2511.2 玻璃镶嵌槽紧固螺钉抗拉强度计算2511.3 玻璃边缘到边框槽底间隙计算2512 附录 常用材料的力学及其它4、物理性能27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 GB50429-2007玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102-2003人造板材幕墙工程技术规范 JGJ336-2016建筑瓷板装饰工程技术规程 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/T216-2007建筑幕墙工程技术规范 DGJ08-56-20121.2 建筑设计规范：地震震级的规定 GB/T17740-1999中国地震动参数区划图 GB18306-2015钢结构设计规范 GB50017-2003高层5、建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010高处作业吊蓝 GB19155-2003工程抗震术语标准 JGJ/T97-2011工程网络计划技术规程 JGJ/T121-2015混凝土结构后锚固技术规程 JGJ145-2013混凝土结构加固设计规范 GB50367-2013混凝土结构设计规范 GB50010-2010(2015年版)混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓 JG160-2004建筑材料放射性核素限量 GB6566-2010建筑防火封堵应用技术规程 CECS154：2003钢结构焊接规范 GB50661-2011建筑工程抗震设防分类标准 GB50223-2008建筑结构荷载规范 GB50009-26、012建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068-2001建筑抗震设计规范 GB50011-2010(2016年版)建筑设计防火规范 GB50016-2014建筑物防雷设计规范 GB50057-2010冷弯薄壁型钢结构技术规范 GB50018-2002民用建筑设计通则 GB50352-2005擦窗机 GB19154-2003钢结构工程施工规范 GB50755-20121.3 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 JG175-2011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 GB5237.2-2007、8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 GB5237.6-2012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变形铝和铝合金牌号表示方法 GB/T16474-20111.4 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8、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 第1部分：板基 YS/T429.1-2014铝幕墙板 第2部分：有机聚合物喷涂铝单板 YS/T429.2-2012建筑幕墙用铝塑复合板 GB/T17748-2008建筑幕墙用陶板 JG/T324-2011建筑装饰用石材蜂窝复合板 JG/T328-2011建筑幕墙用氟碳铝单板制品 JG331-2011纤维增强水泥外墙装饰挂板 JC/T2085-2011建筑用泡沫铝板 JG/T359-2012金属装饰保温板 JG/T360-2012外墙保温用锚栓 JG/T366-20129、聚碳酸酯（PC）中空板 JG/T116-2012聚碳酸酯（PC）实心板 JG/T347-2012铝塑复合板用铝带 YS/T432-2000天然板石 GB/T18600-2009天然大理石荒料 JC/T202-2011天然大理石建筑板材 GB/T19766-2005天然花岗石荒料 JC/T204-2011天然花岗石建筑板材 GB/T18601-2009天然石材统一编号 GB/T17670-2008 天然饰面石材术语 GB/T13890-20081.5 玻璃规范：镀膜玻璃 第1部分：阳光控制镀膜玻璃 GB/T18915.1-2013镀膜玻璃 第2部分：低辐射镀膜玻璃 GB/T18915.2-20110、3防弹玻璃 GB17840-1999平板玻璃 GB11614-2009建筑用安全玻璃 第3部分：夹层玻璃 GB15763.3-2009建筑用安全玻璃 第2部分：钢化玻璃 GB15763.2-2005建筑用安全玻璃 防火玻璃 GB15763.1-2009半钢化玻璃 GB/T17841-2008热弯玻璃 JC/T915-2003(2014)压花玻璃 JC/T511-2002中空玻璃 GB/T11944-20121.6 钢材规范：建筑结构用冷弯矩形钢管 JG/T178-2005不锈钢棒 GB/T1220-2007不锈钢冷加工钢棒 GB/T4226-2009不锈钢冷轧钢板及钢带 GB/T3280-2011、15不锈钢热轧钢板及钢带 GB/T4237-2007不锈钢小直径无缝钢管 GB/T3090-2000彩色涂层钢板和钢带 GB/T12754-2006低合金钢焊条 GB/T5118-2012低合金高强度结构钢 GB/T1591-2008建筑幕墙用钢索压管接头 JG/T201-2007耐候结构钢 GB/T4171-2008高碳铬不锈钢丝 YB/T096-2015合金结构钢 GB/T3077-2015金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求 GB/T13912-2002冷拔异形钢管 GB/T3094-2012碳钢焊条 GB/T5117-2012碳素结构钢 GB/T700-2006碳素结构钢和低合金结构钢热12、轧薄钢板及钢带GB/T912-2008碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板及钢带GB/T3274-2007优质碳素结构钢 GB/T699-20151.7 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/T5574-2008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13、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建筑铝合金型材用聚酰胺隔热条 JG/T174-2014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/T529-2008石材用建筑密封胶 GB/T23261-2009修补用天然橡胶胶粘剂 HG/T3318-2002中空玻璃用弹性密封胶 GB/T29755-2013中空玻璃用丁基热熔密封14、胶 JC/T914-2014建筑表面用有机硅防水剂 JC/T902-2002钢结构防火涂料 GB14907-20021.8 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紧固件螺栓和螺钉通孔 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/T3098.15-2014紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱 GB/T3098.6-2014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/T3098.2-2015紧固件机械性15、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/T3098.1-2010紧固件机械性能自攻螺钉 GB/T3098.5-2000紧固件术语盲铆钉 GB/T3099.2-2004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铜及铜合金铸件 GB/T13819-2013锌合金压铸件 GB/T13821-2009铝合金压铸件 GB/T15114-2009铸件尺寸公差与机械加工余量 GB/T6414-1999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 JGJ16、/T139-2001玻璃幕墙光学性能 GB/T18091-2000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 GB50205-2001混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2015建筑防水材料老化试验方法 GB/T18244-2000建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法 GB/T15227-2007建筑幕墙抗震性能振动台试验方法 GB/T18575-2001建筑幕墙平面内变形性能检测方法 GB/T18250-2015建筑装饰装修工程质量验收规范 GB50210-2001金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法 GB/T228.1-2010 17、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 甘肃天水地区；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； 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。2.3 抗震设防 按建筑工程抗震设防分类标准，建筑工程应分为以下四个抗震设防类别： 1.特殊设防类：指使用上有特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾18、害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑，简称甲类； 2.重点设防类：指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑，简称乙类； 3.标准设防类：指大量的除1、2、4款以外按标准要求进行设防的建筑，简称丙类； 4.适度设防类：指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑，简称丁类； 在围护结构抗震设计计算中： 1.特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施，同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用； 2.重点设防类，应按高19、于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施，同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用； 3.标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用； 4.适度设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用； 根据建筑抗震设计规范GB50011-2010(2016年版)及中国地震动参数区划图GB18306-2015的要求，本工程所在地甘肃天水地区地震基本烈度为：8度，地震动峰值加速度为0.3g，由于本工程是标准设防类，因此实际抗震计算中的水平地震影响系数最大值应按本地区抗震设防烈度选取，也就是取：max=0.24； 本工程场地类型为：类场地，查表E.1GB18306-2015，场20、地地震动峰值加速度调整系数Fa=1；因此： max=Famax =10.24 =0.243 幕墙承受荷载计算3.1 风荷载标准值的计算方法 幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-2012)计算： wk=gzs1zw0 8.1.1-2GB50009-2012上式中： wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)； z：计算点标高：24m； gz：高度z处的阵风系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算： gz=1+2gI10(z/10)- 条文说明部分8.6.1GB50009-2012 其中A、B、C、D四类地貌类别截断高度分别为：5m、10m、15m、30m； A、B、C、D四类21、地貌类别梯度高度分别为：300m、350m、450m、550m； 也就是： 对A类场地：当z300m时，取z=300m，当z350m时，取z=350m，当z450m时，取z=450m，当z550m时，取z=550m，当z300m时，取z=300m，当z350m时，取z=350m，当z450m时，取z=450m，当z550m时，取z=550m，当z25时取a=25，当A小于1时取A=1； LogA=0.798 则： s1(A)=s1(1)+s1(25)-s1(1)logA/1.4 =1+0.8-10.798/1.4 =0.886 按建筑结构荷载规范GB50009-2012第8.3.5条：计算围护22、结构风荷载时，建筑物内部压力的局部体型系数可按下列规定采用： 1 封闭式建筑物，按其外表面风压的正负情况取-0.2或0.2； 2 仅一面墙有主导洞口的建筑物： -当开洞率大于0.02且小于或等于0.10时，取0.4s1； -当开洞率大于0.10且小于或等于0.30时，取0.6s1； -当开洞率大于0.30时，取0.8s1； 3 其它情况，应按开放式建筑物的s1取值； 注：1：主导洞口的开洞率是指单个主导洞口与该墙面全部面积之比； 2：s1应取主导洞口对应位置的值； 本计算中建筑物内部压力的局部体型系数为0.2(封闭式建筑内表面)； 因此，计算非直接承受风荷载的支承结构时的局部风压体型系数为： 23、s1=0.886+0.2 =1.086 而对直接承受风压的面板结构来说，其局部风压体型系数为： s1=1+0.2 =1.2 w0：基本风压值(MPa)，根据现行建筑结构荷载规范GB50009-2012附表E.5中数值采用，但不小于0.3KN/m2，按重现期50年，甘肃天水地区取0.00035MPa；3.2 计算支承结构时的风荷载标准值 wk=gzzs1w0 =1.94850.79961.0860.00035 =0.000592MPa 因为wk0.001MPa，所以按JGJ102-2003，取wk=0.001MPa。3.3 计算面板材料时的风荷载标准值 wk=gzzs1w0 =1.94850.724、9961.20.00035 =0.000654MPa 因为wk0.001MPa，所以按JGJ102-2003，取wk=0.001MPa。3.4 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值 qEk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 qEk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； E：动力放大系数,取5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.24； Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)； A：幕墙构件的面积(mm2)；3.5 平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值 PEk=EmaxGk 5.3.5JGJ102-2003 PEk：平行于幕墙平面的集中水平地震作用标准值25、(N)； E：动力放大系数,取5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.24； Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)； 按照JGJ102规范5.4节条文说明部分的规定，对于竖向幕墙和与水平面夹角大于75度、小于90度的斜玻璃幕墙，可不考虑竖向地震作用效应的计算和组合。3.6 作用效应组合荷载和作用效应按下式进行组合： S=GSGk+wwSwk+EESEk 5.4.1JGJ102-2003上式中： S：作用效应组合的设计值； SGk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值； Swk、SEk：分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值； G、w、E：各效应的分项系数； w、E：分别为风26、荷载，地震作用效应的组合系数。上面的G、w、E为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.4.4JGJ102-2003规定如下：进行幕墙构件强度、连接件和预埋件承载力计算时： 重力荷载：G：1.2； 风 荷 载：w：1.4； 地震作用：E：1.3；进行挠度计算时； 重力荷载：G：1.0； 风 荷 载：w：1.0； 地震作用：可不做组合考虑；上式中，风荷载的组合系数w为1.0； 地震作用的组合系数E为0.5；4 幕墙立柱计算基本参数： 1：计算点标高：24m； 2：力学模型：简支梁； 3：立柱跨度：L=5100mm； 4：立柱左分格宽：1264mm； 立柱右分格宽：1200mm； 5：立柱计算间距27、：B=1232mm； 6：板块配置：单片玻璃8 mm； 7：立柱材质：Q235； 8：安装方式：偏心受拉；本处幕墙立柱按简支梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：4.1 立柱型材选材计算(1)风荷载作用的线荷载集度(按矩形分布)： qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)； wk：风荷载标准值(MPa)； B：幕墙立柱计算间距(mm)； qwk=wkB =0.0011232 =1.232N/mm qw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)； qw=1.4qwk =1.41.232 =1.725N/mm(2)水平地震作用线荷载集度(按矩形分布)： qEAk：垂直于幕墙平面的分布水28、平地震作用标准值(MPa)； E：动力放大系数，取5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.24； Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)； A：幕墙构件的面积(mm2)； qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =5.00.240.0004 =0.00048MPa qEk：水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)； B：幕墙立柱计算间距(mm)； qEk=qEAkB =0.000481232 =0.591N/mm qE：水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)； qE=1.3qEk =1.30.591 =0.768N/mm(3)幕墙受荷载集度组合：29、用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合： 5.4.1JGJ102-2003 q=qw+0.5qE =1.725+0.50.768 =2.109N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值： 5.4.1JGJ102-2003 qk=qwk =1.232N/mm(4)立柱在组合荷载作用下的弯矩设计值： Mx：弯矩组合设计值(Nmm)； Mw：风荷载作用下立柱产生的弯矩设计值(Nmm)； ME：地震作用下立柱产生的弯矩设计值(Nmm)； L：立柱跨度(mm)；采用Sw+0.5SE组合： Mw=qwL2/8 ME=qEL2/8 Mx=Mw+0.5ME =qL2/8 =2.10951002/8 =6830、56886.25Nmm4.2 确定材料的截面参数(1)立柱抵抗矩预选值计算： Wnx：立柱净截面抵抗矩预选值(mm3)； Mx：弯矩组合设计值(Nmm)； ：塑性发展系数： 对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002，取1.00；对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05； 对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007，取1.00； fs：型材抗弯强度设计值(MPa)，对Q235取215MPa； Wnx=Mx/fs =6856886.25/1.05/215 =30373.804mm3(2)立柱惯性矩预选值计算： qk：风31、荷载线荷载集度标准值(N/mm)； E：型材的弹性模量(MPa)，对Q235取206000MPa； Ixmin：材料需满足的绕X轴最小惯性矩(mm4)； L：计算跨度(mm)； df,lim：按规范要求，立柱的挠度限值(mm)； 关于幕墙龙骨挠度限值问题，由于目前JGJ133-2001、JGJ102-2003、JGJ336-2016、GB/T21086-2007等多部规范同时作用，这些规范制定年限跨度很大，限于规范制定时的上位法以及当时的行业情况不同，这些规范对幕墙龙骨的挠度要求各有不同，具体要求分别如下： .按金属与石材幕墙工程技术规范JGJ133-2001： 当跨度7.5m时：铝型材取跨度32、的1/180且不大于20mm，钢型材取跨度的1/300且不大于15mm； 当跨度7.5m时：取跨度的1/500； .按玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003： 对铝型材取跨度的1/180，钢型材取跨度的1/250； .按人造板材幕墙工程技术规范JGJ336-2016： 当跨度4500mm时，挠度限值为跨度的1/180； 当4500mm跨度7000mm时，挠度限值为跨度的1/250+7； 当跨度7000mm时，挠度限值为跨度的1/200； .按建筑幕墙GB/T21086-2007： 对铝型材取跨度的1/180，钢型材取跨度的1/250； 对于构件式玻璃幕墙或单元幕墙： 当跨距4500mm时，33、绝对挠度不应该大于20mm； 当跨距4500mm时，绝对挠度不应该大于30mm； （其它形式幕墙或外围护结构无绝对挠度限制） 表面上看上述规范应用范围各有不同，但是实际上这些幕墙形式的龙骨受力并无区别，JGJ133及JGJ102也在按JGJ336进行修订。按不同规范中对相同事物的规定，应以最新规定为准的原则：理论上无论是哪种幕墙，其龙骨挠度限值均应以最新的JGJ336-2016的要求（与待颁布的新JGJ133及新102规范要求是相同的）来执行，结合本工程实际情况，对本例中的挠度限值按JGJ336-2016取： 相对挠度限值为： L/250+7=5100/250+7=27.4mm 实际挠度限值为34、： df,lim=27.4mm df,lim=5qkL4/384EIxmin Ixmin=5qkL4/384Edf,lim =51.23251004/384/206000/27.4 =1922703.908mm44.3 选用立柱型材的截面特性 按上一项计算结果选用型材号：钢管140804 型材的抗弯强度设计值：fs=215MPa 型材的抗剪强度设计值：s=125MPa 型材弹性模量：E=206000MPa 绕X轴惯性矩：Ix=4493500mm4 绕Y轴惯性矩：Iy=1867600mm4 绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=64190mm3 绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=64190mm3 型材净截面35、面积：An=1696mm2 型材线密度：g=0.133136N/mm 型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：t=8mm 型材受力面对中性轴的面积矩：Sx=39180mm3 塑性发展系数：=1.054.4 立柱的抗弯强度计算(1)立柱轴向拉力设计值： Nk：立柱轴向拉力标准值(N)； qGAk：幕墙单位面积的自重标准值(MPa)； A：立柱单元的面积(mm2)； B：幕墙立柱计算间距(mm)； L：立柱跨度(mm)； Nk=qGAkA =qGAkBL =0.000412325100 =2513.28N N：立柱轴向拉力设计值(N)； N=1.2Nk =1.22513.28 =3015.936N(236、)抗弯强度校核：按简支梁(受拉)立柱抗弯强度公式，应满足： N/An+Mx/Wnxfs 6.3.7JGJ102-2003上式中： N：立柱轴力设计值(N)； Mx：立柱弯矩设计值(Nmm)； An：立柱净截面面积(mm2)； Wnx：在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)； x：塑性发展系数： 对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002，取1.00；对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05； 对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007，取1.00； fs：型材的抗弯强度设计值，取215MPa；则： N/An+Mx/W37、nx=3015.936/1696+6856886.25/1.05/64190 =103.513MPa215MPa立柱抗弯强度满足要求。4.5 立柱的挠度计算 因为惯性矩预选是根据挠度限值计算的，所以只要选择的立柱惯性矩大于预选值，挠度就满足要求： 实际选用的型材惯性矩为：Ix=4493500mm4 预选值为：Ixmin=1922703.908mm4 实际挠度计算值为： df=5qkL4/384EIx =51.23251004/384/206000/4493500 =11.724mm 而df,lim=27.4mm所以，立柱挠度满足规范要求。4.6 立柱的抗剪计算校核依据： maxs=125MPa38、 (立柱的抗剪强度设计值)(1)Vwk：风荷载作用下剪力标准值(N)： Vwk=wkBL/2 =0.00112325100/2 =3141.6N(2)Vw：风荷载作用下剪力设计值(N)： Vw=1.4Vwk =1.43141.6 =4398.24N(3)VEk：地震作用下剪力标准值(N)： VEk=qEAkBL/2 =0.0004812325100/2 =1507.968N(4)VE：地震作用下剪力设计值(N)： VE=1.3VEk =1.31507.968 =1960.358N(5)V：立柱所受剪力设计值组合： 采用Vw+0.5VE组合： V=Vw+0.5VE =4398.24+0.519639、0.358 =5378.419N(6)立柱剪应力校核： max：立柱最大剪应力(MPa)； V：立柱所受剪力(N)； Sx：立柱型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)； Ix：立柱型材截面惯性矩(mm4)； t：型材截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)； max=VSx/Ixt =5378.41939180/4493500/8 =5.862MPa 5.862MPa125MPa立柱抗剪强度满足要求!5 幕墙横梁计算基本参数： 1：计算点标高：24m； 2：横梁跨度：B=1264mm； 3：横梁上分格高：1800mm； 横梁下分格高：1800mm； 4：横梁计算间距：H=1800mm； 5：力学模40、型：三角荷载简支梁； 6：板块配置：单片玻璃8 mm； 7：横梁材质：Q235；因为BH，所以本处幕墙横梁按三角形荷载简支梁力学模型进行设计计算，受力模型如下：5.1 横梁型材选材计算(1)横梁在风荷载作用下的线荷载集度(按三角形分布)： qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)； wk：风荷载标准值(MPa)； B：横梁跨度(mm)； qwk=wkB =0.0011264 =1.264N/mm qw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)； qw=1.4qwk =1.41.264 =1.77N/mm(2)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用的线荷载集度(按三角形分布)： qEAk：41、垂直于幕墙平面的分布水平地震作用(MPa)； E：动力放大系数，取5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.24； Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(主要指面板组件)； A：幕墙平面面积(mm2)； qEAk=EmaxGk/A 5.3.4JGJ102-2003 =5.00.240.0003 =0.00036MPa qEk：横梁受水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)； B：横梁跨度(mm)； qEk=qEAkB =0.000361264 =0.455N/mm qE：横梁受水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)； qE=1.3qEk =1.30.455 =0.592N/mm(3)42、幕墙横梁受荷载集度组合：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合： 5.4.1JGJ102-2003 q=qw+0.5qE =1.77+0.50.592 =2.066N/mm用于挠度计算时，采用Sw标准值： 5.4.1JGJ102-2003 qk=qwk =1.264N/mm(4)横梁在风荷载及地震组合作用下的弯矩值(按三角形分布)： My：横梁受风荷载及地震作用弯矩组合设计值(Nmm)； Mw：风荷载作用下横梁产生的弯矩(Nmm)； ME：地震作用下横梁产生的弯矩(Nmm)； B：横梁跨度(mm)； Mw=qwB2/12 ME=qEB2/12采用Sw+0.5SE组合： My=Mw+0.43、5ME =qB2/12 =2.06612642/12 =275069.995Nmm(5)横梁在自重荷载作用下的弯矩值(按矩形分布)： Gk：横梁自重线荷载标准值(N/mm)； H1：横梁自重荷载作用高度(mm)，对挂式结构取横梁下分格高，对非挂式结构取横梁上分格高； Gk=0.0003H1 =0.00031800 =0.54N/mm G：横梁自重线荷载设计值(N/mm)； G=1.2Gk =1.20.54 =0.648N/mm Mx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(Nmm)； B：横梁跨度(mm)； Mx=GB2/8 =0.64812642/8 =129413.376Nmm5.2 确定材料的44、截面参数(1)横梁抵抗矩预选： Wnx：绕X轴横梁净截面抵抗矩预选值(mm3)； Wny：绕Y轴横梁净截面抵抗矩预选值(mm3)； Mx：横梁在自重荷载作用下的弯矩设计值(Nmm)； My：风荷载及地震作用弯矩组合设计值(Nmm)； x，y：塑性发展系数： 对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002，取1.00；对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05； 对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007，均取1.00； fs：型材抗弯强度设计值(MPa)，对Q235取215；按下面公式计算： Wnx=Mx/xfs =12945、413.376/1.05/215 =573.26mm3 Wny=My/yfs =275069.995/1.05/215 =1218.472mm3(2)横梁惯性矩预选： df1,lim：按规范要求，横梁在水平力标准值作用下的挠度限值(mm)； df2,lim：按规范要求，横梁在自重力标准值作用下的挠度限值(mm)； B：横梁跨度(mm)； 不同的幕墙规范对横梁的挠度限值要求与立柱是相同的，悬臂构件跨度按其挑出长度2倍取值；此外： GB/T 21086-2007旳5.1.9要求自重标准值作用下挠度不应超过其跨度的1/500，并且不应大于3mm； JGJ336-2016中第7.1.7则要求自重标准值46、作用下挠度不应超过其跨度的1/250，且无绝对挠度要求； 按不同规范中对相同事物的规定，应以最新规定为准的原则：理论上无论是哪种幕墙，其龙骨挠度限值均应以最新的JGJ336-2016的要求（与待颁布的新JGJ133及新102规范要求是相同的）来执行； 结合本工程的实际情况，按JGJ336-2016取： 本工程的挠度限值取值为： df1,lim=B/180=7.022mm df2,lim=B/250=5.056mm qk：风荷载作用线荷载集度标准值(N/mm)； E：型材的弹性模量(MPa)，对Q235取206000MPa； Iymin：绕Y轴最小惯性矩(mm4)； B：横梁跨度(mm)； df47、1,lim=qkB4/120EIymin (受风荷载与地震作用的挠度计算) Iymin=qkB4/120Edf1,lim =1.26412644/120/206000/7.022 =18587.718mm4 Ixmin：绕X轴最小惯性矩(mm4)； Gk：横梁自重线荷载标准值(N/mm)； df2,lim=5GkB4/384EIxmin (自重作用下产生的挠度计算) Ixmin=5GkB4/384Edf2,lim =50.5412644/384/206000/5.056 =17232.431mm45.3 选用横梁型材的截面特性 按照上面的预选结果选取型材： 选用型材号：80604 型材抗弯强度48、设计值：215MPa 型材抗剪强度设计值：125MPa 型材弹性模量：E=206000MPa 绕X轴惯性矩：Ix=561160mm4 绕Y轴惯性矩：Iy=879180mm4 绕X轴净截面抵抗矩：Wnx1=18705mm3 绕X轴净截面抵抗矩：Wnx2=18705mm3 绕Y轴净截面抵抗矩：Wny1=21980mm3 绕Y轴净截面抵抗矩：Wny2=21980mm3 型材净截面面积：An=1014.796mm2 型材线密度：g=0.079661N/mm 横梁与立柱连接时角片与横梁连接处横梁壁厚：t=4mm 横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度：tx=8mm 横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度：ty=49、8mm 型材受力面对中性轴的面积矩(绕X轴)：Sx=11061mm3 型材受力面对中性轴的面积矩(绕Y轴)：Sy=13495mm3 塑性发展系数：x=y=1.055.4 幕墙横梁的抗弯强度计算按横梁抗弯强度计算公式，应满足： Mx/xWnx+My/yWnyfs 6.2.4JGJ102-2003上式中： Mx：横梁绕X轴方向(幕墙平面内方向)的弯矩设计值(Nmm)； My：横梁绕Y轴方向(垂直于幕墙平面方向)的弯矩设计值(Nmm)； Wnx：横梁绕X轴方向(幕墙平面内方向)的净截面抵抗矩(mm3)； Wny：横梁绕Y轴方向(垂直于幕墙平面方向)的净截面抵抗矩(mm3)； x，y：塑性发展系数： 50、对于冷弯薄壁型钢龙骨，按冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002，取1.00；对于热轧型钢龙骨，按JGJ133或JGJ102规范,取1.05； 对于铝合金龙骨，按最新铝合金结构设计规范GB 50429-2007，取1.00； fs：型材的抗弯强度设计值，取215MPa。采用SG+Sw+0.5SE组合，则： Mx/xWnx+My/yWny=129413.376/1.05/18705+275069.995/1.05/21980 =18.508MPa215MPa横梁抗弯强度满足要求。5.5 横梁的挠度计算 因为惯性矩预选是根据挠度限值计算的，所以只要选择的横梁惯性矩大于预选值，挠度就满足要51、求： 实际选用的型材惯性矩为： Ix=561160mm4 Iy=879180mm4 预选值为： Ixmin=17232.431mm4 Iymin=18587.718mm4 横梁挠度的实际计算值如下： df1=qkB4/120EIy =1.26412644/120/206000/879180 =0.148mm df2=5GkB4/384EIx =50.5412644/384/206000/561160 =0.155mm df1,lim=7.022mm df2,lim=5.056mm所以，横梁挠度满足规范要求。5.6 横梁的抗剪计算校核依据： maxs=125MPa (型材的抗剪强度设计值)(1)52、Vwk：风荷载作用下剪力标准值(N)： Vwk=qwkB/4 =1.2641264/4 =399.424N(2)Vw：风荷载作用下剪力设计值(N)： Vw=1.4Vwk =1.4399.424 =559.194N(3)VEk：地震作用下剪力标准值(N)： VEk=qEkB/4 =0.4551264/4 =143.78N(4)VE：地震作用下剪力设计值(N)： VE=1.3VEk =1.3143.78 =186.914N(5)Vx：水平总剪力(N)； Vx：横梁受水平总剪力(N)： 采用Vw+0.5VE组合： Vx=Vw+0.5VE =559.194+0.5186.914 =652.651N(653、)Vy：垂直总剪力(N)： Vy=1.20.0003BH1/2 =1.20.000312641800/2 =409.536N(7)横梁剪应力校核： x：横梁水平方向剪应力(MPa)； Vx：横梁水平总剪力(N)； Sy：横梁型材受力面对中性轴的面积矩(mm3)(绕Y轴)； Iy：横梁型材截面惯性矩(mm4)； ty：横梁截面垂直于Y轴腹板的截面总宽度(mm)； x=VxSy/Iyty 6.2.5JGJ102-2003 =652.65113495/879180/8 =1.252MPa 1.252MPa125MPa y：横梁垂直方向剪应力(MPa)； Vy：横梁垂直总剪力(N)； Sx：横梁型材受54、力面对中性轴的面积矩(mm3)(绕X轴)； Ix：横梁型材截面惯性矩(mm4)； tx：横梁截面垂直于X轴腹板的截面总宽度(mm)； y=VySx/Ixtx 6.2.5JGJ102-2003 =409.53611061/561160/8 =1.009MPa 1.009MPa125MPa横梁抗剪强度能满足!6 玻璃板块的选用与校核基本参数： 1：计算点标高：24m； 2：玻璃板尺寸：宽高=BH=1264mm1800mm； 3：玻璃配置：单片玻璃，钢化玻璃8mm；模型简图为：6.1 玻璃板块荷载计算(1)玻璃板块自重： GAk：玻璃板块单位面积自重(仅指玻璃)(MPa)； t：玻璃板块厚度(mm)55、； g：玻璃的体积密度(N/mm3)； GAk=gt =0.00002568 =0.000205MPa(2)垂直于板块平面的分布水平地震作用： qEAk：垂直于板块平面的分布水平地震作用(MPa)； E：动力放大系数，取5.0； max：水平地震影响系数最大值，取0.24； GAk：玻璃单位面积自重(MPa)； qEAk=EmaxGAk =5.00.240.000205 =0.000246MPa(3)作用在玻璃上的风荷载及地震作用荷载组合：用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合： 5.4.1JGJ102-2003 q=1.4wk+0.51.3qEAk =1.40.001+0.51.3056、.000246 =0.00156MPaSw+0.5SE标准值组合为： qk=wk+0.5qEAk =0.001+0.50.000246 =0.001123MPa用于挠度计算时，采用Sw标准值： 5.4.1JGJ102-2003 wk=0.001MPa6.2 玻璃的强度计算校核依据：fg ：玻璃的计算参数； ：玻璃的折减系数； qk：作用在玻璃上的荷载组合标准值(MPa)； a：分格短边长度(mm)； E：玻璃的弹性模量(MPa)； t：玻璃厚度(mm)； =qka4/Et4 6.1.2-3JGJ102-2003 =0.00112312644/72000/84 =9.72按系数，查表6.1.2-57、2JGJ102-2003，=0.962； ：玻璃在组合荷载作用下的板中最大应力设计值(MPa)； q：作用在板块玻璃上的荷载组合设计值(MPa)； a：玻璃短边边长(mm)； b：玻璃长边边长(mm)； t：玻璃厚度(mm)； m：玻璃弯矩系数， 按边长比a/b查表6.1.2-1JGJ102-2003得m=0.0739； =6mqa2/t2 6.1.2JGJ102-2003 =60.07390.00156126420.962/82 =16.612MPa 16.612MPafg=84MPa(钢化玻璃)玻璃的强度满足要求!6.3 玻璃最大挠度校核校核依据： df=wka4/Ddf,lim 6.1.58、3-2JGJ102-2003上面公式中： df：玻璃板挠度计算值(mm)； ：玻璃挠度的折减系数，按=wka4/Et4查表，为0.971； ：玻璃挠度系数，按边长比a/b查表6.1.3JGJ102-2003得=0.00724； wk：风荷载标准值(MPa) a：玻璃板块短边尺寸(mm)； D：玻璃的弯曲刚度(Nmm)； df,lim：许用挠度，取短边长的1/60，为21.067mm；其中： D=Et3/(12(1-2) 6.1.3-1JGJ102-2003上式中： E：玻璃的弹性模量(MPa)； t：玻璃的厚度(mm)； ：玻璃材料泊松比，为0.2； D=Et3/(12(1-2) =7200059、83/(12(1-0.22) =3200000Nmm df=wka4/D =0.9710.007240.00112644/3200000 =5.608mm 5.608mmdf,lim=21.067mm(钢化玻璃)玻璃的挠度能满足要求!7 连接件计算基本参数： 1：计算点标高：24m； 2：立柱计算间距：B1=1232mm； 3：横梁计算分格尺寸：宽高=BH=1264mm1800mm； 4：幕墙立柱跨度：L=5100mm； 5：板块配置：单片玻璃； 6：龙骨材质：立柱为：Q235；横梁为：Q235； 7：立柱与主体连接钢角码壁厚：6mm； 8：立柱与主体连接螺栓公称直径：10mm； 9：立柱与横60、梁连接处铝角码厚度：4mm； 10：横梁与角码连接螺栓公称直径：6mm； 11：立柱与角码连接螺栓公称直径：6mm； 12：立柱受力模型：单跨简支； 13：连接形式： 立柱与主体：螺栓连接 横梁与立柱：螺栓连接；因为BH，所以本处幕墙横梁按三角形荷载模型进行设计计算：7.1 横梁与角码间连接(1)风荷载作用下横梁剪力设计值(按三角形分布)： 因为BH，所以本处幕墙横梁按三角形荷载模型进行设计计算： Vw=1.4wkB2/4 =1.40.00112642/4 =559.194N(2)地震作用下横梁剪力标准值(按三角形分布)： VEk=EmaxGk/AB2/4 =5.00.240.0003126461、2/4 =143.793N(3)地震作用下横梁剪力设计值： VE=1.3VEk =1.3143.793 =186.931N(4)连接部位总剪力N1：采用Sw+0.5SE组合： N1=Vw+0.5VE =559.194+0.5186.931 =652.66N(5)连接螺栓计算： Nv1b：螺栓受剪承载能力设计值(N)； nv1：剪切面数：取1； d：螺栓杆直径：6mm； fv1b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对普通碳钢（C级）取140MPa； Nv1b=nv1d2fv1b/4 =13.1462140/4 =3956.4N Nnum1：螺栓个数： Nnum1=N1/Nv1b =652.66/395662、.4 =0.165个 实际取2个(6)连接部位横梁型材壁承压能力计算： Nc1：连接部位幕墙横梁型材壁承压能力设计值(N)； Nnum1：横梁与角码连接螺栓数量：2个； d：螺栓公称直径：6mm； t1：连接部位横梁壁厚：4mm； fc1：型材承压强度设计值，对Q235取305MPa； Nc1=Nnum1dt1fc1 =264305 =14640N 14640N652.66N强度可以满足!7.2 角码与立柱连接(1)自重荷载计算： N2k：自重荷载标准值(N)： B：横梁宽度(mm)； Hg：横梁受自重荷载分格高(mm)； N2k=0.0003BHg/2 =0.000312641800/2 =63、341.28N N2：自重荷载(N)： N2=1.2N2k =1.2341.28 =409.536N(2)连接处组合荷载N： 采用SG+Sw+0.5SE N=(N12+N22)0.5 =(652.662+409.5362)0.5 =770.509N(3)连接处螺栓强度计算： Nv2b：螺栓受剪承载能力设计值(N)； nv2：剪切面数：取1； d：螺栓杆直径：6mm； fv2b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对普通碳钢（C级）取140MPa； Nv2b=nv2d2fv2b/4 =13.1462140/4 =3956.4N Nnum2：螺栓个数： Nnum2=N/Nv2b =770.509/3956.64、4 =0.195个 实际取2个(4)连接部位立柱型材壁承压能力计算： Nc2：连接部位幕墙立柱型材壁承压能力设计值(N)； Nnum2：连接处螺栓个数； d：螺栓公称直径：6mm； t2：连接部位立柱壁厚：4mm； fc2：型材的承压强度设计值，对Q235取305MPa； Nc2=Nnum2dt2fc2 =264305 =14640N 14640N770.509N强度可以满足!(5)连接部位铝角码壁承压能力计算： Nc3：连接部位铝角码壁承压能力设计值(N)； Nnum2：连接处螺栓个数； d：螺栓公称直径：6mm； t3：角码壁厚：4mm； fc3：型材的承压强度设计值，对6063-T5取165、85MPa； Nc3=Nnum2dt3fc3 =264185 =8880N 8880N770.509N强度可以满足!7.3 立柱与主结构连接(1)连接处风荷载设计值计算： Nwk：连接处风荷载标准值(N)； B1：立柱计算间距(mm)； L：立柱跨度(mm)； Nwk=wkB1L =0.00112325100 =6283.2N Nw：连接处风荷载设计值(N)： Nw=1.4Nwk =1.46283.2 =8796.48N(2)连接处地震作用设计值： NEk：连接处地震作用标准值(N)； B1：立柱计算间距(mm)； L：立柱跨度(mm)； NEk=EmaxGk/AB1L =50.240.00066、412325100 =3015.936N NE：连接处地震作用设计值(N)： NE=1.3NEk =1.33015.936 =3920.717N(3)连接处水平剪切总力： N1：连接处水平总力(N)：采用Sw+0.5SE组合： N1=Nw+0.5NE =8796.48+0.53920.717 =10756.838N(4)连接处重力总力： NGk：连接处自重总值标准值(N)； B1：立柱计算间距(mm)； L：立柱跨度(mm)； NGk=0.0004B1L =0.000412325100 =2513.28N NG：连接处自重总值设计值(N)： NG=1.2NGk =1.22513.28 =30167、5.936N(5)连接处总剪力： N：连接处总剪力(N)； N=(N12+NG2)0.5 =(10756.8382+3015.9362)0.5 =11171.635N(6)螺栓承载力计算： Nv3b：螺栓受剪承载能力设计值(N)； nv3：剪切面数：取2； d：螺栓杆直径：10mm； fv3b：螺栓连接的抗剪强度设计值，对普通碳钢（C级）取140MPa； Nv3b=nv3d2fv3b/4 =23.14102140/4 =21980N Nnum3：螺栓个数： Nnum3=N/Nv3b =11171.635/21980 =0.508个 实际取2个(7)立柱型材壁承压能力计算： Nc4：立柱型材壁承68、压能力(N)； nv3：剪切面数：取2； Nnum3：连接处螺栓个数； d：螺栓公称直径：10mm； t2：连接部位立柱壁厚：4mm； fc4：型材的承压强度设计值，对Q235取305MPa； Nc4=nv3Nnum3dt2fc4 =22104305 =48800N 48800N11171.635N强度可以满足要求!(8)钢角码型材壁承压能力计算： Nc5：钢角码型材壁承压能力(N)； nv4：剪切面数：取2； Nnum3：连接处螺栓个数； d：连接螺栓公称直径10mm； t4：幕墙钢角码壁厚：6mm； fc5：钢角码的承压强度设计值，对Q235取305MPa； Nc5=nv4Nnum3dt469、fc5 =22106305 =73200N 73200N11171.635N强度可以满足要求!8 幕墙埋件计算(土建预埋)基本参数： 1：计算点标高：24m； 2：立柱跨度：L=5100mm； 3：立柱计算间距：B=1232mm； 4：立柱力学模型：单跨简支； 5：埋件位置：侧埋； 6：板块配置：单片玻璃； 7：混凝土强度等级：C25；8.1 荷载标准值计算(1)垂直于幕墙平面的分布水平地震作用： qEk=EmaxGk/A =5.00.240.0004 =0.00048MPa(2)幕墙受水平荷载设计值组合：采用Sw+0.5SE组合： 5.4.1JGJ102-2003 q=1.4wk+0.51.70、3qEk =1.40.001+0.51.30.00048 =0.001712MPa(3)立柱单元自重荷载标准值： Gk=0.0004BL =0.000412325100 =2513.28N(4)校核处埋件受力分析： V：剪力(N)； N：轴向拉力(N)； e0：剪力作用点到埋件距离，即立柱螺栓连接处到埋件面距离(mm)； V=1.2Gk =1.22513.28 =3015.936N N=qBL =0.00171212325100 =10756.838N M=e0V =1563015.936 =470486.016Nmm8.2 埋件计算校核依据，同时满足以下两个条件： a：ASV/aravfy+71、N/0.8abfy+M/1.3arabfyz C.0.1-1JGJ102-2003 b：ASN/0.8abfy+M/0.4arabfyz C.0.1-2JGJ102-2003其中： AS：锚筋的总截面面积(mm2)； V：剪力设计值(N)； ar：钢筋层数影响系数，二层取1.0，三层取0.9，四层取0.85； av：钢筋受剪承载力系数，不大于0.7； fy：锚筋抗拉强度设计值(MPa)，按GB50010选取，但不大于300MPa； N：法向拉力设计值(N)； ab：锚板弯曲变形折减系数； M：弯矩设计值(Nmm)； z：沿剪力作用方向最外层锚筋中心线之间的距离(mm)；另外： d：锚筋直径(m72、m)； t：锚板厚度(mm)； fc：混凝土轴心抗压强度设计值(MPa)，按GB50010选取； av=(4.0-0.08d)(fc/fy)0.5 C.0.1-5JGJ102-2003 =(4.0-0.0812)(11.9/270)0.5 =0.638 ab=0.6+0.25t/d C.0.1-6JGJ102-2003 =0.6+0.258/12 =0.767 AS=nd2/4 =43.14122/4 =452.16mm2 V/aravfy+N/0.8abfy+M/1.3arabfyz =3015.936/1/0.638/270+10756.838/0.8/0.767/270+470486.073、16/1.3/1/0.767/270/110 =98.324mm2AS=452.16mm2 N/0.8abfyM/0.4arabfyz =10756.838/0.8/0.767/270+470486.016/0.4/1/0.767/270/110 =116.562mm2AS=452.16mm2所以，预埋件锚筋总截面积可以满足承载力要求。8.3 锚板总面积校核 A：锚板总面积(mm2)； fc：混凝土轴心抗压强度设计值(MPa)，按GB50010选取； 0.5fcA=0.511.960000 =357000N N=10756.838N0.5fcA埋板面积满足要求。8.4 锚筋长度计算：计算依据：74、 la=1.1(fy/ft)d C.0.5JGJ102-2003在上面的公式中： la：受拉钢筋的锚固长度(mm)； ft：混凝土轴心抗拉强度设计值(MPa)，按GB50010选取，当混凝土强度高于C40时，按C40取值； fy：锚筋抗拉强度设计值(MPa)，按GB50010选取； d：锚筋公称直径(mm)； ：锚筋的外型系数，光圆筋取0.16，带肋筋取0.14； la=1.1(fy/ft)d =1.10.16(270/1.27)12 =449.008mm 如果锚筋的拉应力设计值小于钢筋抗拉强度设计值，按规范C.0.5第3条规定，锚固长度可适当减小，以不小于15倍锚固钢筋直径为宜，实际选用的锚75、筋长度为180mm；所以，可以满足规范要求！9 幕墙转接件强度计算基本参数： 1：转接件断面面积：A=750mm2； 2：转接件断面抵抗矩：W=15625mm3；9.1 受力分析转接件的受力情况根据前面埋件的计算结果，有： V：剪力(N) N：轴向拉力(N) M：弯矩(Nmm) V=3015.936N N=10756.838N M=470486.016Nmm9.2 转接件的强度计算校核依据： =N/A/2+M/W/2f上式中： ：转接件的抗弯强度(MPa)； f：转接件抗弯强度设计值，为215MPa； N：转接件所受轴向拉力(N)； M：转接件所受弯矩(Nmm)； ：塑性发展系数，取1.05；76、 W：转接件断面抵抗矩(mm3)； =N/A/2+M/W/2 =10756.838/750/2+470486.016/1.05/15625/2 =21.51MPaf=215MPa转接件强度可以满足要求。10 幕墙焊缝计算基本参数： 1：焊缝形式：L型角焊； 2：其它参数同埋件部分；10.1 受力分析焊缝实际受力情况同转接件计算部分： V：剪力(N) N：轴向拉力(N) M：弯矩(Nmm) V=3015.936N N=10756.838N M=470486.016Nmm10.2 焊缝特性参数计算(1)焊缝有效厚度： he：焊缝有效厚度(mm)； hf：焊角高度(mm)； he=0.7hf =0.77、76 =4.2mm(2)焊缝总面积： A：焊缝总面积(mm2)； Lv：竖向焊缝长度(mm)； Lh：横向焊缝长度(mm)； he：焊缝有效厚度(mm)； A=he(Lv-2hf)+(Lh-2hf) =4.2(100-26)+(50-26) =529.2mm2(3)焊缝截面抵抗矩及惯性矩计算： I：截面惯性矩(mm4)； he：焊缝有效厚度(mm)； Lv：竖向焊缝长度(mm)； Lh：横向焊缝长度(mm)； W：截面抵抗距(mm3)； d：三角焊缝中性轴位置(水平焊缝到中性轴距离)(mm)； d=0.5(Lv-2hf)Lv+(Lh-2hf)He)/(Lv+Lh-4hf) =35.554mm 78、I=He(Lv-2hf)3/12+(Lh-2hf)He3/12+He(Lv-2hf)(Lv/2-d)2+(Lh-2hf)He(d-He/2)2 =494500.047mm4 W=I/(Lv-hf-d) =494500.047/(100-6-35.554) =8460.802mm310.3 焊缝校核计算校核依据： 双转接件时：(f/f)2+f2)0.5/2ffw 7.1.3-3GB50017-2003 单转接件时：(f/f)2+f2)0.5ffw 7.1.3-3GB50017-2003上式中： f：按焊缝有效截面计算，垂直于焊缝长度方向的应力(MPa)； f：正面角焊缝的强度设计值增大系数，取179、.22； f：按焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力(MPa)； ffw：角焊缝的强度设计值(MPa)； (f/f)2+f2)0.5/2 =(N/1.22A+M/1.22W)2+(V/A)2)0.5/2 =(10756.838/1.22/529.2+470486.016/1.22/8460.802)2+(3015.936/529.2)2)0.5/2 =31.251MPa 31.251MPaffw=160MPa，焊缝可以满足要求。11 明框玻璃幕墙伸缩及紧固计算基本参数： 1：计算点标高：24m； 2：玻璃分格尺寸：宽高=BH=1264mm1800mm； 3：幕墙类型：明框玻璃幕墙 4：年温80、温差：45；11.1 立柱连接伸缩缝计算 为了适应幕墙温度变形以及施工调整的需要，立柱上下段通过插芯套装，留有一段空隙-伸缩缝d，d值按下式计算： dL+d1+d2上式中： d：伸缩缝计算值(mm)； ：立柱材料的线膨胀系数，取1.210-5； ：温度变化,取45； L：立柱跨度(mm)； d1：施工误差，取3mm； d2：考虑其它作用的预留量，取2mm； d=L+d1+d2 =0.000012455100+3+2 =7.754mm实际伸缩空隙d取20mm，满足要求。.11.2 玻璃镶嵌槽紧固螺钉抗拉强度计算(1)板块承受水平总拉力计算： N：板块承受水平总拉力(N)； B：分格宽度(mm)；81、 H：分格高度(mm)； q：板块水平荷载设计值(MPa)； q=1.4wk+0.51.3qEAk =1.40.001+0.51.30.000246 =0.00156MPa N=qBH =0.0015612641800 =3549.312N(2)紧固螺钉抗拉强度计算： ftb：螺栓连接的抗拉强度设计值，对普通碳钢（C级）取170MPa； de：螺栓有效直径：5.061833mm； Ntb：螺栓抗拉承载能力设计值(N)； Ntb=de2ftb/4 =3.145.0618332170/4 =3419.276N Nnum：周边紧固螺栓个数： Nnum=1.25N/Ntb =1.253549.312/82、3419.276 =1.298个实际取20个，满足要求。11.3 玻璃边缘到边框槽底间隙计算 ulim：由主体结构层间位移引起的分格框的变形限值(mm)； H：矩形玻璃板块竖向边长(mm)； B：矩形玻璃板块横向边长(mm)； c1：玻璃与左、右边框的平均间隙，另考虑1.5mm施工偏差； c2：玻璃与上、下边框的平均间隙，另考虑1.5mm施工偏差； 2c1(1+H/Bc2/c1) 4.3.12JGJ102-2003 =210.5(1+1800/126410.5/10.5) =50.905mm按表20GB/T21086-2007，有ulim=9.819；另对于单玻璃应满足2c110mm，2c2183、0mm 对中空及夹层玻璃2c110mm，2c212mm。所以，本计算中玻璃边缘到边框槽底间隙满足要求。12 附录 常用材料的力学及其它物理性能一、 短期荷载作用下玻璃的强度设计值 fg(MPa)JGJ102-2003表5.2.1种类厚度(mm)大面侧面普通玻璃528.019.5浮法玻璃51228.019.5151924.017.02020.014.0钢化玻璃51284.058.8151972.050.42059.041.3二、 长期荷载作用下玻璃的强度设计值 fg(MPa)JGJ113-2015表4.1.10种类厚度(mm)大面侧面平板玻璃412961519752064半钢化玻璃412282084、15192417202014钢化玻璃412423015193626203021三、 铝合金型材的强度设计值 (MPa )GB50429-2007表4.3.4铝合金牌号状态厚度强度设计值(mm)抗拉、抗压抗剪6061T4不区分9055T6不区分2001156063T5不区分9055T6不区分150856063AT51013575T61016090四、 钢材的强度设计值(1-热轧钢材) fs(MPa)JGJ102-2003表5.2.3钢材牌号厚度或直径d(mm)抗拉、抗压、抗弯抗剪端面承压Q235d16215125325Q345d16310180400五、 钢材的强度设计值(2-冷弯薄壁型钢) f85、s(MPa)GB50018-2002表4.2.1钢材牌号抗拉、抗压、抗弯抗剪端面承压Q235205120310Q345300175400六、 不锈钢板材的强度设计值f(MPa)JGJ336-2016表5.2.4-2统一数字代号牌号规定非比例延伸强度RP0.2b抗拉强度l抗剪强度v端面承压强度csS3040806Cr19Ni10（0Cr18Ni9）205180100250S3160806Cr17Ni12Mo2（0Cr17Ni12Mo2）205180100250S3170806Cr19Ni13Mo3（0Cr19Ni13Mo3）205180100250七、 材料的弹性模量E(MPa)JGJ102-286、003表5.2.8、JGJ133-2001表5.3.9、JGJ336-2016表5.2.10材料E材料E玻璃0.72105不锈钢绞线1.21051.5105铝合金、单层铝板0.70105高强钢绞线1.95105钢、不锈钢2.06105钢丝绳0.81051.0105消除应力的高强钢丝2.05105花岗石板0.8105蜂窝铝板 10mm0.35105铝塑复合板 4mm0.2105蜂窝铝板 15mm0.27105铝塑复合板 6mm0.3105蜂窝铝板 20mm0.21105瓷板0.6105陶板0.20105砂岩石板0.55105微晶玻璃0.81105石灰石板0.46105木纤维板0.09105纤维水87、泥板0.14105玻璃纤维板0.230.29105八、 材料的泊松比JGJ102-2003表5.2.9、JGJ133-2001表5.3.10GB50429-2007表4.3.7、JGJ336-2016表5.2.11材料材料玻璃0.2钢、不锈钢0.3铝合金0.3(按GB50429)高强钢丝、钢绞线0.3铝塑复合板0.25蜂窝铝板0.25花岗岩0.125瓷 板0.25微晶玻璃板0.20陶 板0.13木纤维板0.30纤维水泥板0.25玻璃纤维板0.30石材蜂窝板0.30九、 材料的膨胀系数(1/)JGJ102-2003表5.2.10、JGJ133-2001表5.3.11、GB50429-2007表488、.3.7材料材料玻璃0.810-51.010-5不锈钢板1.8010-5铝合金、单层铝板2.310-5(按GB50429)混凝土1.0010-5钢材1.2010-5砖砌体0.5010-5铝塑复合板4.010-5蜂窝铝板2.410-5花岗岩0.810-5十、 材料的重力密度g (KN/m3)JGJ102-2003表5.3.1、GB50429-2007表4.3.7材料g材料g普通玻璃、夹层玻璃钢化、半钢化玻璃256矿棉1.21.5玻璃棉0.51.0钢材785岩棉0.52.5铝合金2700kg/m3(按GB50429)十一、 人造板材的强度设计值（MPa）JGJ336-2016表5.2.5材料种类抗89、弯强度设计值 f抗剪强度设计值 fv瓷 板15.07.5陶 板A类Aa 类Ab 类A类Aa 类Ab 类10.06.24.52.01.20.9微晶玻璃16.03.2木纤维板56.0纤维水泥板11.52.3十二、 板材单位面积重力标准值（MPa）JGJ133-2001表5.2.2、JGJ336-2016表5.3.1板材厚度（mm）qk(N/m2)板材厚度（mm）qk(N/m2)单层铝板2.53.04.067.581.0112.0不锈钢板1.52.02.53.0117.8157.0196.3235.5铝塑复合板4.06.055.073.6蜂窝铝板（铝箔芯）10.015.020.053.070.07490、.0花岗石板20.025.030.0500560625700750840瓷 板kN/m322.523.5玻璃纤维板kN/m316.022.0陶 板kN/m320.024.0花岗岩kN/m328.0微晶玻璃kN/m327.0砂岩kN/m324.0木纤维板kN/m312.7石灰岩kN/m326.0纤维水泥板kN/m314.716.7十三、 螺栓连接的强度设计值一(MPa)JGJ102-2003表B.0.1-1螺栓的性能等级锚栓和构件钢材的牌号普通螺栓锚栓承压型连接高强度螺栓C级螺栓A、B级螺栓抗拉抗剪承压抗拉抗剪承压抗拉抗拉抗剪承压ftbfvbfcbftbfvbfcbftbftbfvbfcb普通螺91、栓4.6、4.8级170140-5.6级-210190-8.8级-400320-锚栓Q235钢-140-Q345钢-180-承压型连接高强度螺栓8.8级-400250-10.9级-500310-构件Q235钢-305-405-470Q345钢-385-510-590Q390钢-400-530-615十四、 不锈钢螺栓连接的强度设计值(MPa)JGJ102-2003表B.0.3类别组别性能等级b抗拉抗剪A(奥氏体)A1、A250500230175A3、A470700320245A580800370280C(马氏体)C150500230175707003202451001000460350C38092、800370280C45050023017570700320245F(铁素体)F14545021016060600275210十五、 螺栓连接的强度设计值二(MPa)GB50429-2007表4.3.5-1螺栓的材料、性能等级和构件铝合金牌号普通螺栓铝合金不锈钢钢抗拉ftv抗剪fvb承压fcb抗拉ftv抗剪fvb承压fcb抗拉ftv抗剪fvb承压fcb普通螺栓铝合金2B111701602A90150145不锈钢A2-50、A4-50200190A2-70、A4-70280265钢4.6、4.8级170140构件6061-T42102102106061-T63053053056063-T518593、1851856063-T62402402406063A-T52202202206063A-T62552552555083-O/F/H112315315315十六、 焊缝的强度设计值(MPa)JGJ102-2003表B.0.1-3焊接方法和焊条型号构件钢材对接焊缝角焊缝牌号厚度或直径d（mm）抗压fcw抗拉和抗弯受拉ftw抗剪fvw抗拉、抗压和一级、二级三级抗剪ffw自动焊、半自动焊和E43型焊条的手工焊Q235钢d1621521518512516016d4020520517512016040d60200200170115160自动焊、半自动焊和E50型焊条的手工焊Q345钢d16310310294、6518020016d3529529525017020035d50265265225155200自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊Q390钢d1635035030020522016d3533533528519022035d50315315270180220自动焊、半自动焊和E55型焊条的手工焊Q420钢d1638038032022022016d3536036030521022035d50240240290195220十七、 楼层弹性层间位移角限值GB/T21086-2007表20建筑高度结构类型建筑高度H（m）H150150H250H250框架1/550板柱-剪力墙1/800框架-剪力墙、95、框架-核心筒1/800线性插值筒中筒1/1000线性插值1/500剪力墙1/1000线性插值框支层1/1000多、高层钢结构1/250（GB50011-2010）十八、 铝塑复合板强度设计值（MPa）JGJ133-2001表5.3.3板厚t(mm)抗拉强度fta2抗剪强度fva247020十九、 蜂窝铝板强度设计值（MPa）JGJ133-2001表5.3.4板厚t(mm)抗拉强度fta3抗剪强度fva32010.51.4二十、 部分单层铝合板强度设计值（MPa）上海规范表3.2.9【DGJ08-56-2012】牌号状态规定非比例延伸应力p0.2抗拉强度fta1抗剪强度fva11060H14、H247054321050H14、H247558341100H14、H249574433003H1412597563003H2411589523004O6047275005H141209354H24、H3411086505052O655029